蛋白质结构与功能一.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质结构与功能一,-淀粉酶的蛋白质立体结构图,蛋白质的应用,纺织,洗涤酶制剂：蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶过氧化物酶,食品,（焙烤酶制剂，增加面包体积改善面团性质和瓤结构）,酿酒饲料造纸医药农业（应用广泛）,例：聚,-谷基酸：,水凝胶、絮凝剂、重金属吸附剂、饲料添加剂、骨质疏松预防药物、医用生物粘合剂、酶固定剂、防冻剂、生物可降解的塑料。,例：聚天冬氨酸：,冷却水处理系统的水垢处理剂、环境温和的去垢剂、金属抗腐蚀剂、矿浆液化剂、皮革鞣制剂、化妆品添加剂。人工合成，已经大规模生产,如：重组集落刺激因子（CSF）、促红细胞生成素（EPO）、白细胞介素（IL）、,干扰素、生长激素等,元素,比例（%）,C,5055,H,67,O,1924,N,1319,（16）,S,04,P、Fe、Zn、Cu、Mn、Co、Mo,凯氏定氮,一、蛋白质的分子组成,1、蛋白质元素组成,磷脂蛋白,2、蛋白质的基本单位（？）,-氨基酸,氨基酸,蛋白质分子,基本化学单位,常见20种,L-,-AA,氨基酸机构通式,1、氨基酸包括：,天然蛋白质氨基酸、,非天然蛋白质氨基酸,2、组成蛋白质氨基酸,20种L型氨基酸,名称及简写符号（三字母和单字母）,3、基本结构（手性分子）,非天然蛋白质氨基酸：,不参与构成蛋白质的氨基酸，约150种，包括,一些是D-氨基酸或、-氨基酸。,一些氨基酸是重要的代谢物前体或中间产物，如：,瓜氨酸和,鸟氨酸,是合成,精氨酸,的中间产物，,-,丙氨酸是是泛酸，辅酶A前体等的前体,-氨基丁酸,是神经传递的化学介质,非极性中性氨基酸：R基 不带电荷 或 极性极微弱，具有疏水性,（9种）,甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸。,极性中性氨基酸：R基 极性亲水，但不解离或极弱解离,（6种）,丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天门冬酰胺,。,含有羟基、巯基和酰胺基等。,酸性氨基酸：R基 极性 解离，水溶液中呈酸性，带负电荷，亲水性强。（2种）,天门冬氨酸、谷氨酸,。,（羧基）,碱性氨基酸：R基 极性 解离，水溶液中显碱性，带正电荷，亲水性强。（3种）,组氨酸、赖氨酸、精氨酸。（氨基或亚氨基）,蛋白质分类（按R侧链结构）,丙氨酸,Ala,蛋氨酸,Met,脯氨酸,Pro,缬氨酸,Val,亮氨酸,Leu,异亮氨酸,Ile,苯丙氨酸,Phe,甘氨酸,Gly,色氨酸,Trp,丝氨酸,Ser,组氨酸,His,半胱氨酸,Cys,苏氨酸,Thr,天冬酰胺,Asn,谷胺酰胺,Gln,酪氨酸,Tyr,天冬氨酸,Asp,谷氨酸,Glu,赖氨酸,Lys,精氨酸,Arg,20种氨基酸（复习），要求记忆三字符缩写,构型,构型,一个分子中原子的特定空间排布方式,不同构型分子间除镜面对称外，不能以任何方式重合,一种构型改变为另一种构型，必须有共价键的断链和重新形成；,L-型,D-型,构象,组成分子的原子或基团，绕单键旋转，形成的不同空间排布,当一种构象转变为另一种构象时不要求有共价键的断链和重新形成,构象,构型和构象的差异？,氨基酸的立体异构,D、L是一种相对构型，不表示旋光性，即与其旋光性（+）、（-）无关。,旋光性用（）或（）表示。,（+）及（-）甘油醛作为其他旋光性异构体物质的构型的比较标准，并人为地规定。,在费歇尔投影式中，手性碳上的OH排在横线右边的为右旋甘油醛作为D型，手性碳上的OH排在横线左边的为左旋甘油醛作为L型。,氨基酸的光吸收,构成蛋白质的20种氨基酸,在可见光区,都没有光吸收，但在远紫外区(220nm),均有光吸收。Why？,在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。Why？,酪氨酸,max,275nm，,275,3,;,苯丙氨酸 ,max,257nm，,257,2,;,色氨酸 ,max,280nm，,280,3,;,定量关系 A=abc,苯丙氨酸（Phe）,二、肽和多肽链,肽键/酰胺键,寡肽：12-20,多肽：大于20,多肽链的构型：反式（tran）/顺式（cis）,多肽链的构象（C-N扭角,C-C扭角,）,序列读法：左,右，N,C，氨基端羧基端,肽单位和多肽链,氨基酸,多肽链,肽键,一个氨基酸的羧基与下一个氨基酸的氨基经过缩合反应形成的共价键,天然蛋白质,通过肽键将多个氨基酸连接在一起构成多肽链,折叠,一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水形成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为肽。,多肽的结构,由两个氨基酸组成的肽称为二肽，由多个氨基酸组成的肽则称为多肽。,氨基酸残基？,氨基酸连接成多肽时，由氨基酸的主链和侧链组成的一个基本单位。（氨基酸在形成肽键以后保留的部分）,组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。,若称为氨基酸，一种省略的读法，不准确？,多肽链,第一个氨基酸具有自由的,NH,2,称为氨基端或N端,主链（肽键连接部分）,最末一个氨基酸具有自由的,-COOH,称为羧基端或C端,多肽链,氨基酸顺序：在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列的顺序。,末端：通常在多肽链的一端含有一个游离的,-氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有一个游离的,-羧基，称为羧基端或C-端。,氨基酸的顺序读写是从N-端的氨基酸残基开始，以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln,Anfinsen原理：,氨基酸的顺序读写是从N-端的氨基酸残基开始，以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。,2、蛋白质的基本单位（？）-氨基酸,在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。,特点：氮原子的孤对电子与羰基具有明显的共轭作用。,酸性氨基酸：R基 极性 解离，水溶液中呈酸性，带负电荷，亲水性强。,在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。,组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。,超二级结构（膜体）：-,在大多数情况下，以反式结构存在（分子内原子间的斥力）。,瓜氨酸和鸟氨酸是合成精氨酸的中间产物，,第一个氨基酸具有自由的,旋光性用（）或（）表示。,名称及简写符号（三字母和单字母）,一些氨基酸是重要的代谢物前体或中间产物，如：,（3种）组氨酸、赖氨酸、精氨酸。,一级结构指氨基酸的排列顺序，是高级结构的基础。,当一种构象转变为另一种构象时不要求有共价键的断链和重新形成,冷却水处理系统的水垢处理剂、环境温和的去垢剂、金属抗腐蚀剂、矿浆液化剂、皮革鞣制剂、化妆品添加剂。,肽键-1,冷却水处理系统的水垢处理剂、环境温和的去垢剂、金属抗腐蚀剂、矿浆液化剂、皮革鞣制剂、化妆品添加剂。,肽平面：组成肽键的原子（6个）处于同一平面。,例：聚-谷基酸：,碱性氨基酸：R基 极性 解离，水溶液中显碱性，带正电荷，亲水性强。,若称为氨基酸，一种省略的读法，不准确？,肽键平面二级结构的基础,食品（焙烤酶制剂，增加面包体积改善面团性质和瓤结构）,一级结构蕴含着多肽链的折叠密码，决定多肽链的折叠方式和高级结构。,肽键平面二级结构的基础,一级结构指氨基酸的排列顺序，是高级结构的基础。,旋光性用（）或（）表示。,3、基本结构（手性分子）,特点：氮原子的孤对电子与羰基具有明显的共轭作用。,不同构型分子间除镜面对称外，不能以任何方式重合,在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。,肽键-2,特点：氮原子的孤对电子与羰基具有明显的共轭作用。,肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转。,肽平面：组成肽键的原子（6个）处于同一平面。,在大多数情况下，以反式结构存在（分子内原子间的斥力）。,肽键-3,肽键具有局部双键性质，具有反式和顺式两种构型,肽键平面二级结构的基础,肽单元呈刚性平面（肽键平面）,R,H,C,C,O,N,由于局部双键性质，肽键连接的基团处于同一平面，具有确定的键长和键角，是多肽链中的刚性结构。,（C-N扭角,C-C扭角）,在生物体中，多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位。,许多分子量比较小的多肽以游离状态存在。具有特殊的生理功能，常称为活性肽。,如：脑啡肽；激素类多肽；胸腺肽；肽类抗生素；,谷胱甘肽；蛇毒多肽等。,天然存在的重要多肽,小结,蛋白质分子组成,20种L-型氨基酸及其分类,肽和多肽,肽键和肽平面,I 蛋白质的结构层次,一级结构：,二级结构：,-螺旋，-折叠，回折，环肽链，无规则卷曲,超二级结构（膜体）：-,结构域：,三级结构：,四级结构：,氨基酸残基在蛋白质多肽链中的排列顺序.,组成蛋白质的20种氨基酸，按遗传密码编码的顺序，通过肽键连接起来的多肽链。,R,H,C,C,O,N,一、蛋白质一级结构,核糖核酸酶的氨基酸排列顺序,一级结构的重要性,决定高级结构,决定生物学活性,Anfinsen原理：,即蛋白质一级结构和高级结构的关系,一级结构指氨基酸的排列顺序，是高级结构的基础。,一级结构蕴含着多肽链的折叠密码，决定多肽链的折叠方式和高级结构。,不能完全了解蛋白质分子的生物学活性和理化性质。,