第三章蛋白质的结构与功能.ppt
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1、 第三章 蛋白质的结构与功能 教学要求 掌握蛋白质的生物学重要性。掌握蛋白质的分子 组成特点和基本单位。掌握蛋白质的分子结构及 其与功能的关系。熟悉蛋白质的重要理化性质。 了解蛋白质的重要分离和纯化方法。 逐 茨 苹 剿 啤 拼 蓉 欲 骨 伴 遣 显 躺 秸 搔 绊 稚 释 牧 妈 妒 烧 仕 苔 墩 懒 抠 灵 沧 尸 贞 醒 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 目录 第一节 蛋白质生理功能、元素组成及分类 第二节 蛋白质的基本结构单位氨基酸 第三节 肽 第四节 蛋白质的分子结构 第五节 蛋白质的分子结构与功能的关系 第六节 蛋白
2、质的重要性质 噬 竿 忠 衙 动 膜 式 客 汞 瑞 愁 砸 怖 候 梳 许 厌 衍 墒 蜜 秒 漱 堂 第 甸 楞 聊 硷 拟 儡 蝴 掏 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 蛋白质(protein)是生活细胞内含量最丰富、功能最复杂的 生物大分子,并参与了几乎所有的生命活动和生命过程。因此, 研究蛋白质的结构与功能始终是生命科学最基本的命题。 生物体最主要的特征是生命活动,而蛋白质是生命活动的体 现者,具有以下主要功能: 催化功能;结构功能;调节功能; 防御功能;运动功能;运输功能; 信息功能;储藏功能 第一节 蛋白质生理功能、元
3、素组成及分类 蛋白质的主要生理功能 烛 绍 帖 澳 憾 销 始 购 读 彩 毖 劝 睹 遭 熊 壁 轮 滔 袍 岳 缅 冲 行 占 吸 棋 饯 账 合 昧 苯 栖 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 主要功能: 催化功能;酶 结构功能;动物的皮,毛等 防御功能;抗体,补体,凝血酶 运动功能;肌球蛋白,肌动蛋白 运输功能;血红蛋白 信息功能;膜蛋白 贮存功能; 卵清蛋白, 臣 肺 兆 核 特 韵 服 娃 痊 梆 但 耘 婚 茅 绑 苦 永 坷 涟 掷 锑 左 击 幌 义 瞎 布 过 侩 矾 潮 溜 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与
4、 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 蛋白质主要元素组成: C、H、O、N、S 及 P、Fe、Cu、Zn、Mo、I、Se 等 微量元素。 碳 50% 氢7% 氧23% 氮16% 硫 0-3% 微量的 磷、铁、铜、碘、锌、钼 蛋白质平均含N量为16,这是凯氏定 氮法测蛋白质含量的理论依据: 蛋白质含量蛋白质含N量6.25 熙 邹 疙 惜 扔 绞 碎 述 译 深 众 筑 握 苑 凿 烬 继 恶 络 刑 躯 阑 嫡 谣 匆 琉 掣 画 铸 辙 哉 扼 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 三聚氰胺结构式如下,试说明为什么
5、添加三聚氰胺可以增加乳汁中蛋白含 量的原理? 三聚氰胺中含氮66.67% 思 期 幽 杆 歧 效 磋 瘸 扣 甩 焊 刻 慰 谍 什 嘴 铁 灾 豌 案 岗 筛 袁 骸 虚 变 零 律 冤 以 沟 夏 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 蛋白质的分类 (1) 按组成: 简单蛋白:此类蛋白完全水解的产物为-氨基酸, 不含其它物质; 按其溶解度等理化性质的差异又可分为以下几类。 简单蛋白质:水解只产生AA 结合蛋白:由简单蛋白质与非蛋白质组分结合而成 ,其非蛋白质组分通常称为辅基。 结合蛋白质:蛋白质+辅基 快 忻 辙 须 联 莫 肉 对
6、 杭 惠 杰 参 省 羊 笛 职 殃 践 凝 后 滚 怕 细 府 禹 窄 谁 虹 屠 跳 喧 树 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 简单蛋白质分类 贩 锐 绕 甘 多 赐 叠 茨 隆 附 抄 秦 城 州 阻 乖 巩 亭 忌 油 寐 称 堕 遗 薯 拴 汁 围 散 尾 磷 旅 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 结合蛋白质分类 结合蛋白:由简单蛋白质与非蛋白质组分结合而成,其非蛋 白质组分通常称为辅基。 惊 吠 墓 疗 樟 坯 潭 粥 硬 琵 幅 紧 或 迫 谗 鳃 势 暂
7、什 呐 益 囤 腥 容 禽 震 饥 那 渭 份 恕 剑 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 (2)按蛋白质来源分类 动物性蛋白质:肉类蛋白质、乳类蛋白质、蛋类蛋白 质 植物性蛋白质:蔬菜蛋白、谷类蛋白、油料种子蛋白 单细胞蛋白质 (3)、按分子外形的对称程度: 球状蛋白质 纤维状蛋白质、膜蛋白质 (4)、按功能分: 酶、运输蛋白、营养和贮存蛋白、激素、受体蛋白 、运动蛋白、结构蛋白、防御蛋白。 堵 猴 慷 盎 比 咳 充 饲 镶 捉 琼 免 恼 覆 焕 布 观 干 酌 屋 限 垂 宛 盛 式 但 致 嚼 艺 硷 憋 走 第 三 章 蛋
8、 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第二节 蛋白质的基本结构单位氨基酸 一、 氨基酸的通式 二、蛋白质氨基酸、稀有的蛋白质氨基酸和 非蛋白质氨基酸的概念 三、二十种常见的蛋白质氨基酸分类、结构 及三字符号 四、氨基酸的性质 五、氨基酸的生产和应用 磷 过 酣 菠 存 绣 背 谰 普 直 窗 谦 窟 考 殊 摈 渝 仲 膨 地 洼 状 剑 笔 忍 审 然 构 转 琴 髓 壳 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 蛋白质完全水解得到各种氨基酸的混合物, 部分水解通常得到多肽片段。最后得到各种 氨
9、基酸的混合物。所以,氨基酸是蛋白质的 基本结构单元。 大多数的蛋白质都是由20种氨基酸组成。这 20种氨基酸被称为基本氨基酸。 繁 锚 晴 鸵 龄 志 留 捷 鳞 震 步 蝗 筛 攻 抵 徊 端 跑 帮 獭 工 毁 耻 懊 碉 陨 句 契 应 吕 泥 框 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 氨基酸的通式 瞬 蔫 揪 墅 竞 鲤 惶 涩 浴 冶 霍 宅 签 尾 窿 锌 令 铀 翌 盅 长 侦 巢 鄂 士 惊 输 造 古 饭 莆 琶 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 氨基酸的通
10、式 注:L型的-NH2基写在分子的左边,D型的写在右边。 D型AA在自然界中存在于细菌细胞壁,短杆菌肽中。 脯氨酸 (Pro,P) 氨基酸是具有氨基(-NH2 )或亚氨基和羧基(- COOH)的有机分子。氨基 酸种类多,但构成蛋白质 具有遗传密码的氨基酸只 有20种,且都是L-型的 -型氨基酸, C是不对称C(除Gly), 则: 1.具有两种立体异构体 D-型和L-型 2.2. 具有旋光性 左 旋(-)或右旋(+) 妥 壕 伎 般 十 词 五 柴 棍 腥 族 奢 酉 用 最 蓑 喇 臃 毒 己 煞 栋 鸳 嗓 估 块 扶 丙 折 令 凛 天 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第
11、三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 氨基酸结构共同点 常见的氨基酸有20种(自然界的氨基 酸大于20种) 氨基酸结构上的共同点:一个氨基, 一个羧基,一个H原子与-C相连( 脯氨酸为-亚氨基酸 )。 除甘氨酸外,其余的AA -C都是 不对称C原子,具有L和D型。 腆 呀 鬼 吾 聊 劳 访 下 甥 舜 帛 价 勉 仁 阂 札 褐 乃 峰 戈 所 恋 议 驰 挤 皱 脖 秸 频 醒 缚 栗 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 氨基酸的分类 l 按其侧链R结构的不同,可分为脂肪 族、芳香族和杂环氨基酸三大类 根据其侧链R有无极性再
12、分为中性极 性氨基酸和中性非极性氨基酸二个亚 类.中性极性氨基酸(polar AA)较亲 水, (hydrophilic)亲水性大的极性较 大。中性非极性氨基酸(non-polar AA)较疏水(hydrophobic) 率 岗 依 鄂 亡 沫 拴 武 升 矗 撇 冤 郭 狱 遭 泼 脑 腿 铺 锡 拨 桩 蚀 彝 漏 佣 概 郊 默 亏 虏 抓 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号 据营养 学分类 必需 非必需 据R基团化 学结构分类 脂肪族A(中性、含羟基或巯基、酸性、碱性) 芳香族A(
13、Phe、Tyr、Trp) 杂环(His、Pro) 人的必需氨基 酸 Lys Trp Phe Val Met Leu Ile Thr Arg、His 婴儿期:Arg和 His供给不足, 属半必需氨基酸 据R基团 极性分类 极性R基团AA 非极性R基团AA(种) 不带电荷(种) 带电荷:正电荷(种)负电荷(种) 蓝 兑 词 揭 懊 欺 撵 卷 瓜 忿 姆 舟 橙 严 藤 咽 容 爽 关 断 伤 以 韵 雨 由 刃 骨 贡 涸 菱 瑞 猩 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 非极性R基团氨基酸 结 耕 络 央 庶 窘 饿 镶 篙 腕 滑 克
14、 傀 带 瘪 疽 吵 胜 侗 的 咱 彼 啊 寿 鱼 儡 割 返 艰 峭 肾 雾 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 不带电荷极性R基团氨基酸 娠 裹 硅 扭 拿 洲 躇 烂 佳 崩 龄 几 咨 推 沁 廷 叶 谐 香 经 杜 雕 矣 德 降 冬 胰 决 琵 蛛 杯 溜 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 带电荷R基团氨基酸 声 橡 炊 勤 饿 顶 撬 克 寄 裁 嫩 邓 吟 熟 驼 搐 占 各 渭 躬 捎 蛀 豪 姬 妊 棉 敞 肌 欣 撞 齐 于 第 三 章 蛋 白 质
15、的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 甘氨酸 (Gly,G) 丙氨酸 (Ala,A) 缬氨酸 (Val,V) 亮氨酸 (Lue,L) 异亮氨酸 (Ile,I) 中性脂肪族氨基酸 R基均为中性烷基,R基对分子酸碱性影响很小,它们 几乎有相同的等电点。(6 .00.03) Gly是唯一不含手性碳原子的氨基酸,因此不具旋光性 从Gly至Ile,R基团疏水性增加 墨 榜 炊 戚 结 唉 旧 套 纽 然 卓 复 啃 裔 低 与 墒 半 芒 瘦 饮 吩 坎 蓄 羊 对 冈 敛 噪 沦 爵 鸟 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结
16、构 与 功 能 含羟基或硫脂肪族氨基酸 丝氨酸 (Ser,S) 苏氨酸 (Thr,T) 半胱氨酸 (Cys,C) 甲硫氨酸 (Met,M) Ser的-CH2 OH基(pKa=15)在生理条件下不解离,但在大多数酶的 活性中心都发现有Ser残基存在。 Ser和Thr的-OH往往与糖链相连,形成糖蛋白。 Cys的R中含巯基(-SH), 具有两个重要性质: (1)在较高pH值条件,巯基离解。 (2)两个Cys的巯基氧化生成二硫键,生成胱氨酸。 Met在生物合成中是一种重要的甲基供体。 下列氨基酸中侧链含有羟基的是 (2011) 练 臂 秧 所 仍 湘 峭 晚 绎 缔 瞒 讼 戴 加 游 妖 琶 踢
17、薄 啡 伤 盾 醇 咎 于 众 磨 窖 朴 镊 陌 搏 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 酸性氨基酸及酰胺 天冬氨酸 (Asp,D) 谷氨酸 (Glu,E) 天冬酰胺 (Asn,N) 谷氨酰胺 (Gln,Q) 它们是唯一在生理条件下带 有负电荷的的两个 氨基酸 R中含有酰胺基团(2种) 酰胺基中氨基 易发生氨基转 移反应 隙 厉 厉 骋 奎 愧 掇 写 胎 押 悸 譬 梆 逾 僻 畸 戮 委 昔 厉 羡 斗 慈 案 指 钥 狈 攀 世 哉 迸 挚 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与
18、 功 能 碱性氨基酸 赖氨酸 (Lys,K) 精氨酸 (Arg,R) 组氨酸 (His,H) 杂环 Lys侧链氨基的pKa为 10.53,生理条件下 ,Lys侧链带有一个 正电荷(NH3+), 侧链的氨基反应活性 增大。 Arg是碱性最强的氨基酸 ,侧链上的胍基是已知 碱性最强的有机碱,pKa 值为12.48,生理条件下 完全质子化。 His是pKa值最接近生理 pH值的一种(游离氨基 酸中为6.00,在多肽链 中为7.35 ) ,是在生 理pH条件下唯一具有缓 冲能力的氨基酸。 His在酶的酸碱催化机制 中起重要作用 怂 起 赃 另 萨 免 咐 重 衍 探 尔 盏 峡 蒙 竹 优 深 胚 野
19、 窘 些 双 宛 箍 纠 推 枢 舵 牧 沧 丁 谚 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 杂环氨基酸 组氨酸 (His,H) 脯氨酸 (Pro,P) Pro的-亚氨基是环的一部分, 因此具有特殊的刚性结构。 一般出现在两段-螺旋之间的转 角处,Pro残基所在的位置必然 发生骨架方向的变化, 豹 蹦 辖 瓦 蝗 猫 侯 馒 潮 曹 迪 厅 熟 笛 抽 奠 郭 草 像 脓 千 捶 法 裸 耶 摸 盏 稍 咖 听 兜 切 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 芳香族氨基酸 苯丙氨酸
20、(Phe,F) 酪氨酸 (Tyr,Y) 色氨酸 (Trp,W) 在280nm处,Trp吸收最强,Tyr次之,Phe最弱。 会 芽 皖 档 绳 宝 疚 献 绞 声 画 遥 家 哄 墩 阅 泌 窒 汞 证 昂 菌 分 鄂 滑 射 栖 汞 秧 暗 魄 钵 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 蛋白质氨基酸: 蛋白质中常见的20种氨基酸 在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸,通常称 为稀有氨基酸。 这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的,没 有遗传密码。蛋白质生物合成后,经专一的酶催化形 成。 (主要存在于胶原蛋白中) (主要存在于组蛋白
21、中)(主要存在于甲状腺球蛋白中) 稀有的蛋白质氨基酸: 生物体内的氨基酸类别 碧 筑 闯 毗 峭 急 姥 予 寝 仆 鸭 俐 呸 肚 卿 者 蔼 弧 孪 寐 乏 从 撮 流 狭 交 建 佃 昌 绿 杯 莉 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 非蛋白质的氨基酸 不参与蛋白质的组成,而是以游离的状态存在于 生物体之中。 在各种组织和细胞中找到180多种非蛋白质的氨 基酸。总的来说,关于非蛋白质氨基酸的生物功 能,报道的不多。 胚 犊 跪 哗 冻 魂 敷 予 狗 确 哭 践 忠 治 保 鸡 史 兹 泉 索 卜 串 狭 潜 斥 闺 谋 敏 酱
22、 俱 造 伯 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 氨基酸的性质 1、氨基酸的物理性质 常见氨基酸均为无色结晶,其形状因构型而异 (1)溶解性:各种氨基酸在水中的溶解度差别很大 ,并能溶解于稀酸或稀碱中,但不能溶解于有机 溶剂。通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出 。 (2) 熔点:氨基酸的熔点极高,一般在200以上 。 (3) 味感:其味随不同氨基酸有所不同,有的无 味、有的为甜、有的味苦,谷氨酸的单钠盐有鲜 味,是味精的主要成分。 租 共 郧 迈 指 钱 品 雍 袒 扩 舌 烂 遵 厉 肆 信 色 器 敢 垫 逞 慨 凹 疙 伺 擂
23、 句 医 俭 发 仔 岗 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 2、氨基酸光学性质 1、除甘氨酸外,所有天然-氨基酸都有不对称(手性)碳 原子,因此所有天然氨基酸都具有旋光性。 参与蛋白质组成的20种氨基酸中色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr) 苯丙氨酸(Phe)的R基团中含有苯环共轭双键系统,在近紫外 光区(220-300nm)显示特征的吸收谱带,最大光吸收( max)分别为279、278、和259nm。由于大多数蛋白质都 含有这些氨基酸残基,因此用紫外分光光度法可测定蛋白质 含量。 天 付 围 务 射 阿 桅 快 骑 屎 牡 猛 贝
24、聪 煤 油 喀 跃 抄 添 熏 蛛 笨 蜗 朵 距 碾 切 芥 刚 只 久 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 Trp Tyr Phe 的 紫外 吸收 光谱 摩尔吸收系数 波长 (279) (278) (259) 性 肉 郸 腿 碉 疗 贯 零 邻 介 缘 众 虑 卓 寨 艺 乌 治 苔 惊 柞 培 境 很 幌 戳 重 沦 恰 瑰 衬 命 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 第 三 章 蛋 白 质 的 结 构 与 功 能 氨基酸的性质 (1 )两性解离和等电点 (2 )光学性质 (3 )重要化学反应 a. 与茚三酮反应:用
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- 第三 蛋白质 结构 功能
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