生物化学课件生物化学实验讨论.ppt

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1、讨论题讨论题蛋白质一级结构及空间结构二、三、四级结构概念及稳定力量。蛋白质一级结构及空间结构二、三、四级结构概念及稳定力量。二级结构中主要形式及结构特点。二级结构中主要形式及结构特点。答：答： 蛋白质的一级结构共价结构或根本结构：蛋白质是由不同的氨基蛋白质的一级结构共价结构或根本结构：蛋白质是由不同的氨基酸种类、数量和排列顺序，通过肽键而构成的高分子有机含氮化合物。酸种类、数量和排列顺序，通过肽键而构成的高分子有机含氮化合物。注意：多肽链中注意：多肽链中AA的排列顺序，为蛋白质结构与功能多样性的根底。的排列顺序，为蛋白质结构与功能多样性的根底。 蛋白质的空间结构指的是蛋白质分子中原子和基团在三

2、维空间上的排蛋白质的空间结构指的是蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链的走向，其稳定力量是氢键等。列、分布及肽链的走向，其稳定力量是氢键等。 其中，蛋白质的二级结构：指多肽链的主链骨架中假设干肽单位，各其中，蛋白质的二级结构：指多肽链的主链骨架中假设干肽单位，各自沿一定的轴盘旋或折叠，并以氢键为主要的次级键二形成有规那么自沿一定的轴盘旋或折叠，并以氢键为主要的次级键二形成有规那么的构象，如的构象，如螺旋等。螺旋等。 超二级结构：蛋白质二级结构和三级结构之间的一个过渡超二级结构：蛋白质二级结构和三级结构之间的一个过渡性结构层次，在肽链折叠过程中，因一些二级结构的构象性结构层次，在

3、肽链折叠过程中，因一些二级结构的构象单元彼此相互作用组合而成。典型的超二级结构有罗斯曼单元彼此相互作用组合而成。典型的超二级结构有罗斯曼折叠模式折叠模式、4股股螺旋形成的四螺旋束等。螺旋形成的四螺旋束等。 蛋白质三级结构：指一条多肽链在二级结构或者超二级结蛋白质三级结构：指一条多肽链在二级结构或者超二级结构甚至结构域的根底上，进一步盘绕，折叠，依靠共价键构甚至结构域的根底上，进一步盘绕，折叠，依靠共价键的维系固定所形成的特定空间结构成为蛋白质的三级结构。的维系固定所形成的特定空间结构成为蛋白质的三级结构。其稳定力量主要是是各其稳定力量主要是是各R基团间作用生成的次级键，如疏基团间作用生成的次级

4、键，如疏水键、氢键、盐键等。水键、氢键、盐键等。 蛋白质四级结构：在体内有许多蛋白质含有蛋白质四级结构：在体内有许多蛋白质含有2条或条或2条以上条以上多肽链，才能全面地执行功能。每一条多肽链都有其完完多肽链，才能全面地执行功能。每一条多肽链都有其完完整的三级结构，称为亚基亚基与亚基之间呈特定的三维空整的三级结构，称为亚基亚基与亚基之间呈特定的三维空间分布，并以非共价键相链接，这种蛋白质分子中各亚基间分布，并以非共价键相链接，这种蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。亚基间的结合力主要是疏水键，其他的也

5、质的四级结构。亚基间的结合力主要是疏水键，其他的也起一定作用。起一定作用。 蛋白质二级结构中主要形式及结构特点蛋白质二级结构中主要形式及结构特点 二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性的结构二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性的结构的构象，是多肽链局部的空间结构构象，主要有的构象，是多肽链局部的空间结构构象，主要有螺旋、螺旋、折折叠、叠、转角等几种形式，它们是构成蛋白质高级结构的根本要素。转角等几种形式，它们是构成蛋白质高级结构的根本要素。 螺旋是蛋白质中最常见最典型含量最丰富的二级结构元件螺旋是蛋白质中最常见最典型含量最丰富的二级结构元件.在在螺螺旋中，每个

6、螺旋周期包含旋中，每个螺旋周期包含 3.6 个氨基酸残基，残基侧链伸向外侧个氨基酸残基，残基侧链伸向外侧,同一同一肽链上的每个残基的酰胺氢原子和位于它后面的第肽链上的每个残基的酰胺氢原子和位于它后面的第4个残基上的羰基氧个残基上的羰基氧原子之间形成氢键。这种氢键大致与螺旋轴平行。原子之间形成氢键。这种氢键大致与螺旋轴平行。 折叠也是一种重复性的结构折叠也是一种重复性的结构,可分为平行式和反平行式两种类型，可分为平行式和反平行式两种类型，它们是通过肽链间或肽段间的氢键维系。可以把它们想象为由折叠的它们是通过肽链间或肽段间的氢键维系。可以把它们想象为由折叠的条状纸片侧向并排而成条状纸片侧向并排而成

7、,每条纸片可看成是一条肽链每条纸片可看成是一条肽链, 称为称为折叠股或折叠股或股股(strand),肽主链沿纸条形成锯齿状肽主链沿纸条形成锯齿状,处于最伸展的构象处于最伸展的构象,氢键主要氢键主要在股间而不是股内。在股间而不是股内。 转角是种简单的非重复性结构。在转角是种简单的非重复性结构。在转角中第一转角中第一个残基的个残基的C=O与第四个残基的与第四个残基的N-H氢键键合形成一个氢键键合形成一个紧密的环紧密的环,使使转角成为比较稳定的结构转角成为比较稳定的结构,多处在蛋白多处在蛋白质分子的外表质分子的外表,在这里改变多肽链方向的阻力比较小。在这里改变多肽链方向的阻力比较小。转角的特定构象在

8、一定程度上取决与他的组成氨转角的特定构象在一定程度上取决与他的组成氨基酸基酸,某些氨基酸如脯氨酸和甘氨酸经常存在其中。某些氨基酸如脯氨酸和甘氨酸经常存在其中。 讨论题讨论题 在讨论蛋白质结构与功能关系中，下面例证分别说明的是什么问题？在讨论蛋白质结构与功能关系中，下面例证分别说明的是什么问题？属一级结构与功能属一级结构与功能A，还是空间结构与功能关系，还是空间结构与功能关系B 蛋白质一级结构又称化学结构，是指氨基酸在肽键中的排列顺序和二蛋白质一级结构又称化学结构，是指氨基酸在肽键中的排列顺序和二硫键的位置，肽链中氨基酸间以肽键为连接键。硫键的位置，肽链中氨基酸间以肽键为连接键。 蛋白质的一级结

9、构是最根本的结构，它决定了蛋白质的二级结构和三蛋白质的一级结构是最根本的结构，它决定了蛋白质的二级结构和三级结构，其三维结构所需的全部信息都贮存于氨基酸的顺序之中。级结构，其三维结构所需的全部信息都贮存于氨基酸的顺序之中。 二级结构是指多肽链中彼此靠近的氨基酸残基之间由于氢键星湖作用二级结构是指多肽链中彼此靠近的氨基酸残基之间由于氢键星湖作用而形成的空间结构。而形成的空间结构。 三级结构是指多肽链在二级结构的根底上，进一步折叠，盘曲而形成三级结构是指多肽链在二级结构的根底上，进一步折叠，盘曲而形成特定的球状分子结构。特定的球状分子结构。 四级结构是由两条或者两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成

10、的具四级结构是由两条或者两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成的具有特定三维结构的蛋白质设想。有特定三维结构的蛋白质设想。 不同的蛋白质，由于结构不同而具有不同的生物学功能。蛋白质的生不同的蛋白质，由于结构不同而具有不同的生物学功能。蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的性质，功能与结构密切相物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的性质，功能与结构密切相关。关。 1一级结构与功能的关系 1一级结构的变异与分子病 (“分子病的镰刀状红细胞性贫血) ; 2一级结构与生物进化 ;3蛋白质的激活作用 2蛋白质空间结构与功能的关系 1核糖核酸酶的变性与复性及其功能的丧失与恢复 ; 2血红蛋白的变构

11、现象 答：酶原激活及变构作用B；分子病A；不同Pr结构间仅有微小的差异就可表现出不同的生物学功能A； 如催产素与加压素缩宫素都是由垂体后叶分泌的九肽激素，它们分子中仅两个氨基酸差异，但两者的生理功能却有根本区别疯牛症蛋白构象疾病B 蛋白质的空间构象改变而产生的异常的疾病称为构象病,如疯牛病讨论题讨论题蛋白质样品别离纯化方法根本原理至少掌握蛋白质样品别离纯化方法根本原理至少掌握4种不同方法种不同方法答：答： 层析层析:蛋白质别离纯化的重要手段之一。一般而言，待别离蛋白质溶液蛋白质别离纯化的重要手段之一。一般而言，待别离蛋白质溶液流动相经过一个固态物质固定相时，根据溶液中待别离的蛋白质流动相经过一

12、个固态物质固定相时，根据溶液中待别离的蛋白质颗粒大小，电荷多少及亲和力等，使待别离的蛋白质组份在两相中反复分颗粒大小，电荷多少及亲和力等，使待别离的蛋白质组份在两相中反复分配，并以不同速度流经固定相而到达别离蛋白质的目的。配，并以不同速度流经固定相而到达别离蛋白质的目的。 透析：利用蛋白质分子不能透过半透膜的性质，使蛋白质和其他小分子透析：利用蛋白质分子不能透过半透膜的性质，使蛋白质和其他小分子物质分开物质分开 等电点沉淀：利用不同蛋白质具有不同的等电点，当蛋白质混合物调到等电点沉淀：利用不同蛋白质具有不同的等电点，当蛋白质混合物调到其中一种蛋白质的等电点时，这种蛋白质大局部和全部被沉淀下来其

13、中一种蛋白质的等电点时，这种蛋白质大局部和全部被沉淀下来 电泳法：各种蛋白质在同一电泳法：各种蛋白质在同一pH条件下，因分子量和电荷数条件下，因分子量和电荷数量不同而在电场中的迁移率不同而得以分开。薄膜电泳是将量不同而在电场中的迁移率不同而得以分开。薄膜电泳是将蛋白质溶液点样于薄膜上，两端分别置正负极，带正电荷的蛋白质溶液点样于薄膜上，两端分别置正负极，带正电荷的移向负极电泳；带负电荷的移向正极电泳；带电多，分子量移向负极电泳；带负电荷的移向正极电泳；带电多，分子量小的蛋白质泳动速率快；带电少，分子量打的那么泳动慢，小的蛋白质泳动速率快；带电少，分子量打的那么泳动慢，于是蛋白质被别离。于是蛋白质被别离。