蛋白质结构与疾病共68页共68页文档
蛋白质结构与功能关系
蛋白质结构与功能关系
1. 由较短肽链组成的蛋白质一级结构,其结构不同,生物功能也不同。
如加压素和催产素都是由垂体后叶分泌的九肽激素。
它们之间仅在分子中有两个氨基酸残基的差异,以异亮氨酸代替苯丙氨酸,以亮氨酸代替精氨酸。
加压素促进血管收缩、血压升高和促进肾小管对水的重吸收,起抗利尿作用,故又称抗利尿素;而催产素则刺激子宫平滑肌收缩,起催产作用。
2. 由较长肽链组成的蛋白质一级结构中,其中“关键”部分结构相同,其功能也相同:“关键”部分改变,其功能也随
之改变。
基因突变可能引起蛋白质的一级结构改变,导致功能改变而致病,如镰刀型贫血。
这是由于血红蛋白(HbA)中的β链N端第6个氨基酸残基谷氨酸被缬氨酸替代所引起的一种遗传性疾病。
蛋白质结构与功能关系
1.一级结构是空间构象的基础
在生物体内,蛋白质的多肽链一旦被合成后,即 可根据一级结构的特点自然折叠和盘曲,形成一定 的空间构象,特定的空间构象主要是由蛋白质分子 中多肽链和侧链R基团形成的次级键来维持的。蛋 白质的一级结构决定了它的二级、三级结构,即由 一级结构可以自动地发展到二、三级结构。
肌红蛋白:主要肌细胞贮存和 分配氧的蛋白质。肌红蛋白是 由一条多肽链和一个辅基血红 素(原卟啉IX 和Fe的络合物) 组成,除去血红素的脱辅基肌 红蛋白称珠蛋白(globin), 它和血红蛋白的亚基在氨基酸 序列上有明显的同源性,构象 和功能也相似,由8个α-螺旋组 成。
第16页/共70页
氧气与肌红蛋白的结合
在分子进化过程中,细胞色素C分子中保持氨基酸残 基不变的区域称为保守部位。保守部位的氨基酸都 是细胞色素C完成其生物学功能所必需的。
第10页/共70页
同源蛋白质的物种差异与生物进化
➢ 同源蛋白质:在生物体中行使相同或相似功能 的蛋白质。 不变残基 可变残基
➢ 来自两个物种的同源蛋白质,其序列之间的氨 基酸差异数目与这些物种间的系统差异成比例。 即在进化位置上相差愈远,其氨基酸序列差别 愈大。
在生物体内,当某种物质特异地与蛋白质分子的某个部位结 合,触发该蛋白质的构象发生一定变化,从而导致其功能活性 的变化,这种现象称为蛋白质的别构效应(allostery)。蛋白质 (或酶)的别构效应,在生物体内普遍存在,这对物质代谢的调 节和某些生理功能的变化都是十分重要的。
第15页/共70页
1、肌红蛋白Myoglobin(Mb)结构与功能
第8页/共70页
细胞色素c的一级结构与生物进化的关系
第9页/共70页
蛋白质组成成分和氨基酸
第4页/共162页
二、蛋白质的分类
(二)按分子组成分类
1.简单蛋白 由氨基酸组成 7类: 清蛋白 球蛋白 组蛋白 精蛋白 谷蛋白 醇溶蛋白和硬蛋白。
2.结合蛋白 由蛋白质和非蛋白成分组 成,后者称为辅基。 7类: 核蛋白 脂蛋白 糖蛋白 磷蛋白 血红素蛋白 黄素蛋白和金属蛋白。
第5页/共162页
三、蛋白质的元素组成与分子量
第一节 蛋白质通论
蛋白质存在于所有的 生物细胞中,是构成 生物体最基本的结构 物质和功能物质。 蛋白质是生命活动的 物质基础,它参与了 几乎所有的生命活动 过程。
第1页/共162页
蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽 键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。
第60页/共162页
谷胱甘肽的功能
H2O2
2GSH
GSH过氧化物酶
2H2O
对于丙氨酸等一氨基一羧基的中性型氨基酸来说,由于羧 基电离度略大于氨基电离度,所以溶于水时,其负离子数将 多于正离子数,因而在纯水中显微酸性.
第47页/共162页
CH2—SH HS CH2
CH—NH2 + CH—NH2
COOH
COOH
+2H -2H
CH2—S
S CH2
CH—NH2 + CH—NH2
第54页/共162页
甘·丙·丝·缬·亮·蛋·赖·赖·精·谷… Gly-Ala-Ser-Val-Leu-Met-Lys-LysArg-Glu… G-A-S-V-L-M-K-K-R-E… 在书写时,含自由氨基的一端总是写在左 边,含自由羧基的一端总是写在右边。
第55页/共162页
多肽链
5第五章细胞质基因控制性状的遗传
白色 花斑
白色(极浅的 绿色)
只含白色体的细胞
白色和绿色相 间
含叶绿体的细胞,只含白色 体 的细胞
同时含有叶绿体和白色体的 细胞
第八页,共68页。
1909年克伦斯的紫茉莉 质体遗传实验
父本 绿 白 花 绿
白 花 绿 白 花
母本 绿
子代(F1) 绿
白
白
绿 白花
花
绿 白花
绿 白花
第九页,共68页。
杂种植株所表现的性状完全由母本枝条所决定,与提 供花粉的父本枝条无关。 ∴控制紫茉莉花斑性状的遗传物质是通过母本传递的。 -----------细胞质遗传
第三十五页,共68页。
玉米线粒体DNA
第三十六页,共68页。
线粒体DNA 叶绿体DNA
两种细胞器D第三十N七页A,共大68页。小的比较
三 植物雄性不育的遗传
• 杂种优势:
•
概念:杂交种表现出的优于连年种
植的优良品种的性状,如生长整齐、
植株健壮、产量高,抗虫抗病能力强
等。
• 缺点:只表现在两个品种杂交后的 第一代。为什么呢?
第三十八页,共68页。
• 杂交种的应用 • 方法:我们要保持作物的杂种优势,
必须年年配制杂交种。 • 要求:简单易行。
第三十九页,共68页。
杂交制种田 ❖在细胞质基因决定的许多性状中,与农业生产关系最密切的是植 物的雄性不育性(male sterility)。
植正花植 。物 常粉一二物雄 功而、、在。性 能受植核植如正不 的精常物水育花物质结的粉界稻雄互实表,、普性作。现但玉遍不型特 是米存征 它育不、在的是高育(,m雄雌梁已性a蕊蕊、l知e发发遗大涉s育育传t小及e不正r的麦1正i常l8i、复t常个,y甜)杂,科能的菜不的性接类、能1受雄1别油产0性正多生菜不常种有等育
蛋白质的结构和功能4
二、肽
(一)肽(peptide) 肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而 形成的化学键。
当前第26页\共有90页\编于星期六\11点
O
+ NH-CH-C
H H OH
甘氨酸
-HOH
肽键
当前第27页\共有90页\编于星期六\11点
每两条链之间的肽键形成氢键,从而维持-折 叠结构的稳定
当前第52页\共有90页\编于星期六\11点
当前第53页\共有90页\编于星期六\11点
当前第54页\共有90页\编于星期六\11点
当前第55页\共有90页\编于星期六\11点
(四) -转角和无规卷曲
-转角(-turn)
肽链内形成180º回折 通常含有4个氨基酸残基,第一个残基的羰
稳定因素:
次级键——疏水作用、离子键(盐键)、氢键和 Van der Waals力 共价键——二硫键也参与维持三级结构
当前第64页\共有90页\编于星期六\11点
当前第65页\共有90页\编于星期六\11点
C 端
当前第66页\共有90页\编于星期六\11点
N端 肌红蛋白(Mb)
结构域
分子量较大的蛋白质三级结构常可折叠成 多个结构较为紧密的区域,各行其功能,称 为结构域(domain),它是三级结构层次上 的局部折叠区域。
非极性脂肪族氨基酸:侧链含烃链的氨基酸 极性中性氨基酸:侧链有极性但不带电荷 芳香族氨基酸:侧链含芳香基团 酸性氨基酸:侧链含负性解离基团 碱性氨基酸:侧链含正性解离基团
当前第16页\共有90页\编于星期六\11点
非极性脂肪族氨基酸
当前第17页\共有90页\编于星期六\11点
蛋白质结构和功能
环肽:
(4) 多肽(>10肽)、寡肽(<10肽)、
29 29
现在是29页\一共有108页\编辑于星期五
R1 NH2 CH
COOH
R2 H2N CH COOH
氨基端
R1
NH2 CH
N-(H)
肽
O
CN
肽
键H
现在是30页\一共有108页\编辑于星期五
* 两性电离性质和氨基酸分离(离子交换): pH < pI 氨基酸 (+) pH > pI 氨基酸 (-)
19 19
现在是19页\一共有108页\编辑于星期五
2. 紫外吸收 芳香族aa(Tyr、Phe、Trp) -- 共轭双键 吸收峰:波长260-280nm 应用:蛋白质定性、定量
2200
现在是20页\一共有108页\编辑于星期五
C
4455
现在是45页\一共有108页\编辑于星期五
N
氢键
氢键
C
46 46
现在是46页\一共有108页\编辑于星期五
d. 氢键 -- 与螺旋纵轴平行(3个/相邻螺旋)
(α螺旋的主要稳定因素)
e. 侧链基团(R)位置 -- 螺旋外 (不参与螺旋组成,但影响螺旋形成与稳定)
(ppt12)
f. α螺旋 -- 稳定的蛋白质空间构象 (也是最稳定的二级结构)
g. 在不同蛋白质中所占比例不同(角蛋白,小分子)
47 47
现在是47页\一共有108页\编辑于星期五
4.β-折叠或β-片层(pleated sheet structure)
比较伸展的肽链空间结构
基本特征:
实验八 蛋白质的结构
实验八、蛋白质的结构(3学时)目的:了解分子三维结构的重要性,了解如何进行蛋白质的二级结构预测以及发现与自己的蛋白序列最适合的三维模型,学会运用结构浏览软件对生物大分子的结构进行观察。
内容:预测一个蛋白质序列的二级结构,从PDB站点检索并显示相应分子的三维结构,对蛋白质序列的三维结构进行猜测,观察蛋白质的三维结构及其序列特性。
一、蛋白质序列的二级结构预测蛋白质的二级结构预测已取得了巨大的成就。
如今,利用Hidden Markov Models and neural networks方法,一些相当好的网上服务器可以对你感兴趣的任意一个蛋白质序列的二级结构进行准确的预测(注意:如果你的蛋白质与现有数据库中的记录有足够的同源性,就可以认为其二级结构的预测有近80%的准确性。
但是,记住这只是个预测,与其它的预测一样,它们的准确性与估计值是有出入的)。
我们以PSIPRED为例(预测最准确的服务器之一)来进行蛋白质二级结构的预测。
1、将你感兴趣的蛋白质序列以FASTA格式存储于一个.txt文件中。
(比如NP_360043)2、进入由 Bioinformatics Unit of University College in London (UK)维护的蛋白质结构预测服务器/psipred/ . 点击页面下方的Click Here to Access the Server链接。
3、将你的E-mail address 填在新出现的输入表格页面的上部相应字段里(服务器将结果以E-mail的形式返回给用户)。
4、将你的蛋白质序列粘贴到Paste PROTEIN Sequence Here窗口中(注意:此处不需要FASTA 格式的头部注释行)。
5、你可以在序列窗口下方的字段中为此次预测(你的序列)起个短名。
6、点击Predict。
如果事情顺利,则会跳出一个新页面通知你的预测工作已被提交,结果会发送到你所提供的E-mail帐号中。
法医毒物鉴定发展及其质量控制简讲课文档
血液
特点:—适用范围广 —判断意义大 —毒物含量低 —检出时限短
注意点:首选外周血(尸体心血存在死后再分布)
第二十二页,共68页。
组织(肝、肾)
特点:—适用范围广 —判断意义大(文献比对,反映用药强度) —毒物含量较高
—检出时限较长
第二十三页,共68页。
毛发、指甲
特点:—采集、保存方便 —可重复采样验证 —消除检材污染 —检出时限长 —反映摄毒或用药史(毛发)
司法鉴定
鉴定人运用科学技术和专门知识对诉讼涉及的专门性问题进 行鉴别和判断并提供鉴定意见的活动。
基本属性: 科学性 ;法律性
第六页,共68页。
科学性
鉴定方法的科学性 鉴定过程的科学性 鉴定结果的客观性、可溯源性、可重复性
第七页,共68页。
法律性
鉴定主体的法定性 鉴定客体的法律性
鉴定过程的法定性
一般检查: 颜色、形状、质地 有机成分比例:主成分、掺假剂、稀释剂 (LC/MS,GC/MS,CE/UV) 痕量有机杂质:副产物、有机溶剂 微量无机元素:元素的种类和产地(毒品产地签字)(NAA,ICP/MS ) 稳定同位素比例:13C/12C,15N/14N(同位素签字) GC/C/IRMS
统计分析:因子分析法,选择比对参数,建立数学模型
第三十四页,共68页。
基因组学
法医毒物学分析应考虑个体遗传因素,即结合不同个体的药物代 谢差异与DNA多态性的关系,更加科学地判断药物剂量对死亡或行为能力的
作用程度,明确不良后果产生的原因,为法医和法庭提供有效的证据。
第三十五页,共68页。
蛋白组学
差异蛋白组学是从整体水平研究蛋白质组在外界刺激过程中(疾病或中
蛋白质降解和氨基酸的分解代谢
临床:某些疾病情况下,为保证AA需要,可进行混合AA输液。
2、提高蛋白质的消化率——加工或烹调方法
如:大豆蛋白质消化率为60%,磨成豆腐后其消化率达90%
第8页,共68页。
引言2:蛋白质的消化、吸收与腐败
一、蛋白质的消化
食物(蛋白质的消化、吸收)是人体AA的主要来源。
根据这三种氨基酸的结构推断,它们彼此相关,即鸟氨酸 可能是瓜氨酸的前体,而瓜氨酸又是精氨酸的前体 。
第45页,共68页。
实验还观察到:
当大量鸟氨酸与肝切片及NH4十保温时,确有瓜氨酸的积存。
早已证实肝含有精氨酸酶,此酶催化精氨酸水解生成鸟氨酸及尿素。
同位素实验: •标记的15NH4CL或含15N的AA
骨骼肌中分解--支链AA
血浆AA是体内各组织之间AA转运的主要形式。 肌肉和肝在维持血浆AA浓度的相对稳定中起着重要作用。
第19页,共68页。
1. 体内(内源)蛋白质降解
1.1 体内蛋白降解为氨基酸
人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡。
成人每天约有体内蛋白质的1%~2%被降解 体内蛋白质的降解也是由一系列蛋白酶和肽酶完成。
第41页,共68页。
2.3.3 氨的转运 载体(中性): 1) 谷氨酰胺(经血液由肌肉和其他组织运送到肝脏) 2) 丙氨酸(由肌肉到肝脏)
第42页,共68页。
2.3.4 氨的排泄
第43页,共68页。
3. 尿素的形成Formation of Urea
第44页,共68页。
3.1 尿素循环的发现
1932年,德国学者Hans Krebs和Kurt Henseleit根据一系列实验,
ห้องสมุดไป่ตู้第26页,共68页。
生物化学2蛋白质的结构和功能
第87页/共143页
第88页/共143页
第89页/共143页
第90页/共143页
第91页/共143页
第92页/共143页
第93页/共143页
第94页/共143页
第95页/共143页
第96页/共143页
第97页/共143页
第98页/共143页
第99页/共143页
第100页/共143页
第2页/共143页
第3页/共143页
第4页/共143页
第5页/共143页
第6页/共143页
第7页/共143页
第8页/共143页
第9页/共143页
第10页/共143页
第11页/共143页
第12页/共143页
第13页/共143页
第14页/共143页
第15页/共143页
第16页/共143页
第17页/共143页
第18页/共143页
第19页/共143页
第20页/共143页
第21页/共143页
第22页/共143页
第23页/共143页
第24页/共143页
第25页/共143页
第26页/共143页
第27页/共143页
第28页/共143页
第29页/共143页
第30页/共143页
第73页/共143页
第74页/共143页
第75页/共143页
第76页/共143页
第77页/共143页
第78页/共143页
第79页/共143页
第80页/共143页
第81页/共143页
第82页/共143页
第83页/共143页
第84页/共143页
第85页/共143页
第86页/共143页
蛋白质
课堂小结
每个人的心灵深处都有着只有他自己 理解的 东西。 对具有高度自觉与深邃透彻的心灵的 人来说 ,痛苦 与烦恼 是他必 备的气 质。 在一切创造物中间没有比人的心灵更 美、更 好的东 西了。 唯有心灵能使人高贵。所有那些自命 高贵而 没有高 贵的心 灵的人 ,都像 块污泥 。 一个人只要他有纯洁的心灵,无愁无 恨,他 的青春 时期, 定可因 此而延 长。 能充实心灵的东西,乃是闪烁着星星 的苍穹 ,以及 我内心 的道德 律。 你的心灵常常是战场。在这个战场上 ,你的 理性与 判断和 你的热 情与嗜 欲开战 。 无所事事并非宁静,心灵的空洞就是 心灵的 痛苦。
(3)该化合物中的氨基酸种类不同,是由________决定的,其序号 是________________。 (4) 该 化 合 物 名 称 为 ________ , 含 ________ 个 肽 键 , 序 号 是 ________________。 (5)该化合物水解后形成氨基酸,写出最右端氨基酸的分子结构式 ________,其中有________个氨基,________个羧基。
特别提醒 氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为:— NH2、—COOH、—R(千万不要忘记原子团前要有短线“—”)
蛋白质的结构及其多样性 1.蛋白质的结构层次 氨基酸
概念:一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基 相连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合 形成的化学键:肽键,表示为—NH—CO— 二肽:由 两个氨基酸分子 缩合而成的化合物
(2)此蛋白质分子分别在A~F六处水解,可形成7个多肽分子,每 一处水解需要1个水分子,故需要6个水分子。 (3)水解后形成的多肽分子的相对分子质量包含两部分,一是原蛋 白质分子的相对分子质量,即为na;二是水解过程中消耗的水的 相对分子质量,即为6×18=108。故所有水解后的多肽分子的相 对分子质量为na+108。 答案 (1)ห้องสมุดไป่ตู้ 2 (2)7 6 (3)na+108
生物圈中的微生物讲课文档
2.如果老师将两张刚制好的永久装片和两张
写明“球形细菌”和“酵母菌”的标签交给
你,请你借助电子显微镜正确地将标签贴好。
你的依据是( )
A.有无叶绿体
B
B.细胞核是否成形
C.有无细胞结构 D.有无细胞壁
第三十二页,共68页。
分裂生殖
1.C生物的生殖方式是 孢子生;殖
D、E生物的生殖方式是
。
无细胞结构
遗传物质(内部)
蛋白质 (外壳)
第五页,共68页。
大小: 极其微小 电子显微镜
形态: 球形 杆形 蝌蚪形
结构: 无细胞结构
蛋白质(外壳)+ 遗传物质(内部)
营养方式: 寄生(活细胞)
繁殖方式: 自我复制
第六页,共68页。
细菌病毒
第七页,共68页。
1.阐明病毒的结构特点。
病毒是一类没有 细胞 结构的特殊生物,其结构由
营养菌丝 --长在营养物质里面
第二十六页,共68页。
根据生活经验你能简述霉菌的营 养方式和生殖方式吗?
营养方式
生殖方式
异养(腐生或寄生)
孢子生殖
第二十七页,共68页。
营养方式 --腐生
生殖方式 --孢子生殖
菌盖
菌褶 子 实
菌柄 体
地下菌丝
第二十八页,共68页。
总结真菌的特征
1、从结构上:
细胞内具有真正的细胞核。
病毒对人类既有益处也有害处,如___绿__脓__杆__菌__噬__菌_ 体
可治疗大面积烧伤病人的绿脓杆菌引起的感染; __艾__滋__病__病__毒__引起人患艾滋病。
第九页,共68页。
1.下列不是病毒特点的是( )D。
A.个体十分微小,只能用电子显微镜观察