蛋白质4
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蛋白质化学：第四部分
•
方法：① 用SDS和巯基乙醇（打开二硫键）处理,蛋白质变性（肽链伸展） 并与SDS结合，形成SDS-蛋白质复合物，使得不同蛋白质分子
均带负电（SDS带负电），且荷质比相同（蛋白质分子大，结
合SDS多；分子小，结合SDS少）； 不同蛋白质分子具有相似的构象。 ② 用几种标准蛋白质相对分子质量的对数值对它们的迁移率作图 ③ 测出待测样品的迁移率 ④ 从标准曲线上查出样品的相对分子质量
2. 蛋白质的沉淀：
如果加入适当的试剂，使蛋白质分子处于等电点状态或失去
水化层（消除相同电荷，除去水膜），蛋白质胶体溶液就
不再稳定而出现沉淀现象。
导致蛋白质沉淀的常用方法:
① 高浓度中性盐（盐析）
② 等电点沉淀
③ 有机溶剂沉淀
④ 重金属盐类沉淀 ⑤ 生物碱试剂和某些酸类沉淀 ⑥ 加热变性沉淀
水化层
和无机盐等小分子自由通过，此方法只能将蛋白质和小分子 物质分开，不能将不同蛋白质分开。 （2）超过滤：是利用外加压或离心使水和其他分通过半 透膜，蛋白质留在膜上。
透析与超过滤简易装置
2. 密度梯度离心:
a. 蛋白质颗粒沉降不仅决定于它的大小也取决于它的密度。
b. 颗粒沉降到与自身密度相等的介质梯度时，即停止不前。
素作用下，其特定的空间构象被破坏，即有序的空间结构 变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活 性的丧失。
2.变性的本质
—— 破坏蛋白质的空间结构，不改变蛋白质的一级结构。
蛋白质变性后，由于维持溶液稳定的条件仍然存在而并不 析出，例如：在强酸碱中，变性的蛋白质在强酸碱溶液 中仍存在电荷效应，所以不表现为沉淀现象。
蛋 白 质 胶 体 溶 液 沉 淀 作 用 示 意 图
尿蛋白4+健康宣教
尿蛋白4+健康宣教
尿蛋白4+是指尿液中的蛋白质水平达到4+，这可能是肾脏功能异常的表现。
尿蛋白4+的出现需要引起重视，及时采取相应的措施进行管理，以维护身体健康。
1. 尿蛋白4+的意义
尿蛋白4+表示尿液中的蛋白质含量很高，这通常意味着肾脏出现了问题，可能是肾小球滤过功能异常导致的蛋白泄漏，也可能是肾小管功能受损无法重吸收蛋白质。
尿蛋白4+可能是肾小球疾病、慢性肾炎、肾功能不全等病理情况的表现。
2. 健康建议
•就医检查：尿蛋白4+是一种病理指标，发现后应及时就医，接受相关检查，如肾功能检测、肾脏超声等，明确病因。
•饮食调理：控制蛋白质摄入量，避免高脂肪、高糖食物，多摄入蔬菜水果，注意饮食均衡。
•生活方式：合理安排作息时间，避免过度劳累，保持情绪稳定，远离烟草和酒精。
•药物治疗：根据医生建议，及时治疗引起尿蛋白4+的疾病，如慢性肾病、高血压等。
3. 预防尿蛋白4+
•定期体检：定期进行尿常规检查，及时发现问题。
•良好饮食习惯：注意饮食营养均衡，减少高脂肪、高蛋白食物摄入，多吃水果蔬菜。
•适度运动：保持适度运动，增强自身免疫力。
•避免药物滥用：忌长期滥用药物，尤其是对肾脏有影响的药物。
尿蛋白4+是一个警示信号，暗示着身体肾脏出现了问题。
保持健康生活方式，定期体检，及时就医是预防和管理尿蛋白4+的有效措施。
维护好肾脏健康，保持全身健康。
蛋白质4
1.2, 个氨基酸形成1条肽链时,形成几个肽键? 1.2,n个氨基酸形成1条肽链时,形成几个肽键? 脱掉几个水分子? 脱掉几个水分子? 1.3,n个氨基酸形成2条肽链时,形成几个肽键? 1.3, 个氨基酸形成2条肽链时,形成几个肽键? 脱掉几个水分子? 脱掉几个水分子? 1.4, 个氨基酸形成m条肽链时,形成几个肽键? 1.4,n个氨基酸形成m条肽链时,形成几个肽键? 脱掉几个水分子? 脱掉几个水分子?
下列物质中,有的是氨基酸,有的不是. 7,下列物质中,有的是氨基酸,有的不是.请找出 所有的氨基酸, 所有的氨基酸,回答这些氨基酸经缩合反应后形成的 物质, 物质,应叫 A ,氨基酸 B,二肽 C ,三肽 D ,四肽 CH COOH NH2—CH2—COOH ① CH—( NH2— CH (CH2)2—COOH COOH NH2—CH2—CH2OH ② CH CH CH-—CH COOH CH2—CH CH2—COOH CH
R1 H2N C H CO HN R2 C H CO HN R3 C H COOH
2.2,100个氨基酸形成的2条肽链,至少含有多少 2.2,100个氨基酸形成的2条肽链,至少含有多少 个氨基酸形成的 个氨基,至少含有多少个羧基呢 含有多少个羧基呢? 个氨基,至少含有多少个羧基呢?
n个氨基酸形成的m条肽链,至少含有m个氨 个氨基酸形成的m条肽链,至少含有m 含有 至少含有 含有m 基,至少含有m个羧基
在人体的消化道中,要将一个由4条肽链共288 288个氨基 9,在人体的消化道中,要将一个由4条肽链共288个氨基 酸组成的蛋白质分子彻底消化,需要消耗的水分子个 酸组成的蛋白质分子彻底消化, 数是 A.284 B.287 C.288 D.289 10,下列物质中,有的是组成人体的氨基酸,有的不是, 10,下列物质中,有的是组成人体的氨基酸,有的不是, 若将其中构成人体的氨基酸缩合成化合物, 若将其中构成人体的氨基酸缩合成化合物,则其含有的 氨基, 氨基,羧基和肽键数目是
6-蛋白质化学4-高级结构
：keratin, myosin, 、：拥有β-sheet的蛋白质
形成超二级结构的作用力
αα： α螺旋的侧链位置的20度错位 βαβ：伸展肽链的12.5度自然扭曲
蛋
白
质
Rossman折叠
中
（βαβαβ）
的
几
种
发夹
曲折
超 二
级
结
希腊钥匙拓扑结构
构
美国土著多彩甘蔗桶(Museum of American Indian, Heye Foundation)
肌球蛋白（Myosin）
肌球蛋白是一种马达蛋白(motor protein)， 在肌肉收缩和细胞分裂中起重要作用，由 Kuehne（1864）在研究骨骼肌收缩时发现并命 名 。Mr 550000，6个亚基：2条重链(Mr 200000)，4条轻链(2L2 18000，L1 16500，L3 25000)，状如“Y”字，长约160 nm。在肌球蛋 白超家族中，头部区域都有相当高的同源性， 特别是ATP和肌动蛋白的结合位点非常保守， 头部具ATP酶活性。两条重链的氨基末端分别 与两对轻链结合，形成两个球状的头部和颈部 调节结构域，称为S1(subfragment 1)，余下重链 部分组成肌球蛋白长杆状的尾部。
免疫球蛋白中的结构域
免疫球蛋白(Ig)有12个结构域[VL（轻链的变区）、CL（轻链 的恒区）、VH（重链的变区）、CH1（重链的恒区1）、CH2 （重链的恒区2）、CH3（重链的恒区3）各2个]。可变区决定 了Ig的特异性；生物学性质如免疫原性、穿过胎盘、结合补体 （或巨噬细胞的吸附）等作用则由恒区决定。
段连接链组成，此超二级结构为单位。连
接链X或是-螺旋链或是无规则卷曲。最常见的 组合是由三段平行的-链和二段-螺旋链构
形成超二级结构的作用力
αα： α螺旋的侧链位置的20度错位 βαβ：伸展肽链的12.5度自然扭曲
蛋
白
质
Rossman折叠
中
（βαβαβ）
的
几
种
发夹
曲折
超 二
级
结
希腊钥匙拓扑结构
构
美国土著多彩甘蔗桶(Museum of American Indian, Heye Foundation)
肌球蛋白（Myosin）
肌球蛋白是一种马达蛋白(motor protein)， 在肌肉收缩和细胞分裂中起重要作用，由 Kuehne（1864）在研究骨骼肌收缩时发现并命 名 。Mr 550000，6个亚基：2条重链(Mr 200000)，4条轻链(2L2 18000，L1 16500，L3 25000)，状如“Y”字，长约160 nm。在肌球蛋 白超家族中，头部区域都有相当高的同源性， 特别是ATP和肌动蛋白的结合位点非常保守， 头部具ATP酶活性。两条重链的氨基末端分别 与两对轻链结合，形成两个球状的头部和颈部 调节结构域，称为S1(subfragment 1)，余下重链 部分组成肌球蛋白长杆状的尾部。
免疫球蛋白中的结构域
免疫球蛋白(Ig)有12个结构域[VL（轻链的变区）、CL（轻链 的恒区）、VH（重链的变区）、CH1（重链的恒区1）、CH2 （重链的恒区2）、CH3（重链的恒区3）各2个]。可变区决定 了Ig的特异性；生物学性质如免疫原性、穿过胎盘、结合补体 （或巨噬细胞的吸附）等作用则由恒区决定。
段连接链组成，此超二级结构为单位。连
接链X或是-螺旋链或是无规则卷曲。最常见的 组合是由三段平行的-链和二段-螺旋链构
高一生物基因指导蛋白质的合成4
般地每增加一片应加mm的修正值。A.0.01B.0.02C.0.005D.0.015 贷款人有权参与处于兼并、破产或股份制改造等过程中的借款人的债务重组，应当要求借款人落实贷款还本付息事宜。A.正确B.错误 下列关于房产税纳税人的说法中，正确的是。A.房屋出租的，一般情况下，由承租人纳税B.产权所有人不在房屋所在地的，由房产代管人或者使用人纳税C.房屋产权未确定的，由税务机关确定纳税人D.产权出典的，由出典人纳税 汽轮机的真空严密性试验应在机组带%额定负荷下进行，持续观察分钟。 患者腹痛绵绵，时作时止，喜热恶冷，痛时喜按，饿时更甚，大便溏薄，舌淡苔白，脉沉细。其治疗方剂最佳用A.大建中汤B.小建中汤C.良附丸D.附子理中丸E.暖肝煎 管线安装工的基本步骤是；先总后分、从大到小、由粗到细。A.安装B.操作C.识图D.施工 通过信号机的灯光熄灭，显示不明或显示不正确时，均视为信号。 比色分析法可分为法、法、法三种，其中法既可在可见光又能在紫外光区进行测定． 文明生产就是创造一个布局合理、的生产和工作环境，人人养成和严格执行工艺操作规程的习惯。 大量输血引起的并发症不包括A.暂时性低血钙B.高血钾C.高血钠D.碱中毒E.凝血异常 男性，48岁，肝硬化腹水，近3天出现低热伴腹痛，腹水量较前明显增加。腹水常规检查：李凡他实验(+)，细胞总数650×106／L，白细胞500×106／L，中性粒细胞90％，最可能的诊断是A.肝肾综合征B.自发性腹膜炎C.门静脉血栓形成D.结核性腹膜炎E.原发性肝癌 有价证券按，可以分为股票、债券和其他证券。A．证券发行主体的不同B．募集方式分类C．是否在证券交易所挂牌交易D．证券所代表的权利性质分类 巩膜A．占纤维膜的后5/6B．透明C．棕黑色D．前方与晶状体相连E．具有屈光作用 下列激素不属肽类激素的是A.生长激素释放因子（GHRF.B.生长激素（GH）C.卵泡刺激素（FSH）D.雌激素E.泌乳素（PRL） 当终端发现激活集或候选集中的某个基站的导频信号强度小于时，就启动该基站对应的切换去掉计时器。A.T_TDROPB.T_COMPC.T_DROPD.T_ADD 车身修复操作中破坏钢板防腐性能的原因是。A．形成电化学腐蚀B．内部的应力没有消除C．破坏了防腐涂层 节流阀的降温效果是节流前温度越越好。A.高B.不变化C.低D.与温度无关 初孕妇，平时月经正常，停经43周，无产兆，NST2次无反应，OCT10min内宫缩2次持续40～50s，均出现晚期减速，1周前雌激素／肌酐（E／C）比值为15，现仅为8。应如何处理A.催产素引产B.人工破膜引产C.立即剖宫产D.吸氧密观1周后复查E.服雌激素3天后复查 蛛网膜下腔阻滞麻醉常见的并发症为和硬膜外腔阻滞麻醉的并发症为 在高层住宅设计中，平面类型主要有。A.长廊式B.点式(集中式)C.跃廊式D.单元组合式E.塔式 药物的首过消除最可能发生于A.口服给药后B.吸入给药后C.舌下给药后D.静脉注射后E.皮下注射后 以下不属于ECB（电子控制盒）控制的是：A、APU启动的顺序及监控B、监控APU引气C、监控APU燃油消耗量 氯霉素可抑制A.RNA转录B.DNA复制C.蛋白质生物合成D.生物氧化呼吸链E.核苷酸合成 港口营运通过能力与理论通过能力的关系，可以用营运通过能力=理论通过能力×()公式表示。A.工时利用率B.机械化作业率C.设备合理利用率D.机械使用率 上肢止血带的压力应控制在。A.100～150mmHgB.150～200mmHgC.200～250mmHgD.250～300mmHgE.300～350mmHg 关于血管紧张素转换酶抑制药治疗高血压的特点，下列哪项是错误的A.可用于各型高血压，不伴有反射性心率加快B.可防止和逆转血管壁增厚和心肌肥厚C.降低血钾D.降低糖尿病、肾病等患者肾小球损伤E.久用不易引起脂质代谢障碍 痹证的辨证要点是A.把握主证B.辨其何邪所胜和病情的久暂C.辨别虚实D.辨别寒热E.辨阴阳 因监理工程师错误指令导致施工现场暂时停工的，如果合同中没有单独约定，则()。A.由建设单位做好现场保护，建设单位承担所需费用B.由施工单位做好现场保护，监理单位承担所需费用C.由建设单位做好现场保护，施工单位承担所需费用D.由施工单位做好现场保护，建设单位承担所需费用 下列关于己糖激酶叙述正确的是A.催化反应生成6-磷酸果糖B.使葡萄糖活化以便参加反应C.己糖激酶又称为葡萄糖激酶D.是酵解途径的唯一的关键酶E.它催化的反应基本上是可逆的 小概率事件 下列不属于《巴塞尔新资本协议》规定的资本监管“三大支柱”的是。A.最低资本要求B.外部监管C.市场约束D.信息披露 [问答题,案例分析题]赵武编写了书稿《第三帝国揭秘》。2009年1月，赵武与甲出版社签订了图书出版合同。合同中约定：赵武授予甲出版社在全球范围内以图书形式出版《第三帝国揭秘》中文版的专有使用权，为期10年。甲出版社按该书的实际销售量向赵武支付版税，版税率为8%；首次和第二 矿山建设工程的安全设施竣工后，由验收。A.建设行政主管部门B.管理矿山企业的主管部门或煤矿安全监督管理部门C.矿山企业D.工程质量监督机构 施维英混凝土泵车分配阀型式主要为裙阀，特点是持久耐用。A.正确B.错误 饱和温度与饱和压力的关系是什么？ 属于癌前病变的乳腺疾病为。A.乳腺纤维腺瘤B.纤维囊性乳腺病C.乳腺小叶增生D.乳腺纤维腺病E.乳腺硬化性腺病 试剂质控正确的是。A.每批次试剂在正式使用前进行一次即可B.每月第一个工作日进行C.每周一进行D.每次试验前进行E.每天进行3次 关于肉毒杆菌及其毒素的性质，哪项不对A.严格厌氧的梭状芽孢杆菌，革兰染色阳性B.在消化道内大量繁殖，产生大量外毒素C.芽孢对热及化学消毒剂抵抗力强D.肉毒杆菌外毒素是一种嗜神经毒素E.外毒素不耐热，胃酸及消化酶不能将其破坏 闭合性肾损伤哪项应考虑手术治疗A.肾实质裂伤B.保守治疗观察过程中出现血尿C.血尿加重伴血压下降D.血尿仍存在，但血压在上升E.伤后出现腰部或腹部包块 类风湿关节炎最常见的肺部受累表现为A.结节样变B.肺间质病变C.胸膜炎D.肺动脉高压E.Caplan综合征
4_蛋白质化学4
(3)
当[O2]用氧分压pO2表示时，得下式
YO2
pO2 Kd pO2
(4)
上式中，当YO2＝50%时，Kd＝pO2，所以Kd是肌 红蛋白的氧饱和度达到50%时的氧分压。
肌红蛋白氧的饱和度（YO2）%
100 80 60 40 20 0 0
肌肉
肺泡
(O2 concentration in artery)
据，即肌红蛋白被氧 饱和。当Y=0.5时，肌 红蛋白的一半被饱和， pO2 = Kd，解离常数 Kd称为P50，即肌红蛋 白一半被饱和时的氧 分压。
2. Mb氧合的Hill Plot
将（4）式改写为 两边取对数得：
YO2 pO2 1 YO2 Kd
log YO2 1 YO2
log
pO2
log Kd
分子中几乎80%的氨基酸残基处在α-螺旋区内。
肌红蛋白多肽链绕曲成球状分子， 球体内充满非极性氨基酸残基：Val、 Leu、Met、Phe等，亲水的基团几乎全 部分布在球状分子的外表面。整个分子 是单结构域。
（二）辅基血红素
1. 4个吡咯环通过4个甲叉桥相连成原卟啉Ⅸ； 2. 与原卟啉Ⅸ相连的是4个甲基、2个乙烯基和2个丙酸基； 3. 亚铁离子通过6个配位键结合在卟啉中心形成血红素，铁
3. 多肽微环境的作用：固定血红素辅基，保护血红素辅基 免遭氧化，为O2分子提供一个合适的结合部位。
Free heme with imidazole
Mb:CO
MbO2
（四）氧的结合改变肌红蛋白的构象
1. 亚铁离子的第6个配位键与氧结合后，铁原子向平 面位移，由高出平面0.055nm移到高出平面0.026nm， 进一步带动近侧F8-His93位移；
第四节蛋白质的四级结构 和血红蛋白
李新梅 湖南大学生物学院
4、生活当中的亚硝酸盐
n (1)路边烧烤
– 少量的亚硝酸盐 （硝，红粉）可以增 加食品色泽和提升食 品口感
– 路边烧烤很多大量使 用，作为发色剂，改
善肉的色泽
– 或者添加很多嫩肉
粉，内含较多的亚哨
酸盐
李新梅
湖南大学生物学院
3、如何治疗亚硝酸盐中毒？
n 治疗亚硝酸盐中毒采用 小剂量的亚甲蓝，维生 素C和葡萄糖
1
– 7月26日，小龙的检查表明体内亚硝酸盐含 量较高，进行洗胃、吸氧，还是处于恶心、 四肢无力的状态
n 2013年6月16日，家住山东禹城的12岁陈玉杰 随父亲回家收麦，吃了烤鸭后上吐下泻死亡， 医院初步断定是亚硝酸盐中毒
2、亚硝酸盐为什么可以导致中 毒？
n 中毒量为0.2～0.5克， 致死量为3克
2
n （3）燕窝 – 2011年9月，香港科技大学中药研发中心研究 发现，所有种类的燕窝均含亚硝酸盐，尤以血 燕最严重 – 2011年浙江工商局称血燕有毒物质亚硝酸盐的 含量最高者超过了限量标准350倍之多
李新梅 湖南大学生物学院
血红蛋白具有运输O2，CO2的功能
n 人类每个红细胞中充填了大 约3亿个血红蛋白分子 – 约为红细胞质量的34%溶 解于红细胞的溶胶中 – 在肺中获得动脉血可以达 到96%饱和度 – 回到心脏的静脉血仅为 64% – 每100ml血释放6.5ml氧气
应调节
李新梅 湖南大学生物学院
1、成年人血红蛋白 结构（HbA）
n （1）成年人的血红蛋白空间 结构由四个亚基组成
– Hb有四个多肽链 – 每条都具有独立的三级结
构
– 这种具有独立三级结构的 多肽链称为亚基
• 亚基独立存在时不具备 原有蛋白质的生物活性
4、生活当中的亚硝酸盐
n (1)路边烧烤
– 少量的亚硝酸盐 （硝，红粉）可以增 加食品色泽和提升食 品口感
– 路边烧烤很多大量使 用，作为发色剂，改
善肉的色泽
– 或者添加很多嫩肉
粉，内含较多的亚哨
酸盐
李新梅
湖南大学生物学院
3、如何治疗亚硝酸盐中毒？
n 治疗亚硝酸盐中毒采用 小剂量的亚甲蓝，维生 素C和葡萄糖
1
– 7月26日，小龙的检查表明体内亚硝酸盐含 量较高，进行洗胃、吸氧，还是处于恶心、 四肢无力的状态
n 2013年6月16日，家住山东禹城的12岁陈玉杰 随父亲回家收麦，吃了烤鸭后上吐下泻死亡， 医院初步断定是亚硝酸盐中毒
2、亚硝酸盐为什么可以导致中 毒？
n 中毒量为0.2～0.5克， 致死量为3克
2
n （3）燕窝 – 2011年9月，香港科技大学中药研发中心研究 发现，所有种类的燕窝均含亚硝酸盐，尤以血 燕最严重 – 2011年浙江工商局称血燕有毒物质亚硝酸盐的 含量最高者超过了限量标准350倍之多
李新梅 湖南大学生物学院
血红蛋白具有运输O2，CO2的功能
n 人类每个红细胞中充填了大 约3亿个血红蛋白分子 – 约为红细胞质量的34%溶 解于红细胞的溶胶中 – 在肺中获得动脉血可以达 到96%饱和度 – 回到心脏的静脉血仅为 64% – 每100ml血释放6.5ml氧气
应调节
李新梅 湖南大学生物学院
1、成年人血红蛋白 结构（HbA）
n （1）成年人的血红蛋白空间 结构由四个亚基组成
– Hb有四个多肽链 – 每条都具有独立的三级结
构
– 这种具有独立三级结构的 多肽链称为亚基
• 亚基独立存在时不具备 原有蛋白质的生物活性
蛋白质化学4高级结构
的侧链是非极性的，它们向着超螺旋内部，避
开与水接触，其他的是极性的，处于分子的表
面，与水接触。超螺旋的稳定性主要由非极性 侧链间的范德华力相互作用的结果。
超螺旋
细胞色素C的结构
αα是一种α螺旋束，经 常是由两股平行或反平行排 列的右手螺旋段相互缠绕而 成的左手卷曲螺旋或称超螺 旋。α螺旋束中还发现有三 股和四股螺旋。卷曲螺旋是 纤维状蛋白质如α－角蛋白、 肌球蛋白和原肌球蛋白的主 要结构元件，也存在于球状 蛋白质中。
蛋白质的结构层次
一级结构：氨基酸序列及二硫键位置
二级结构：α螺旋，β折叠 超二级结构
高级结构
Module 结构域（domain）
三级结构：所有原子空间位置
四级结构：蛋白质多聚体
超二级结构
（Supersecondary structure）
超二级结构是介于蛋白质二级结构和三级 结构之间的空间结构，指相邻的二级结构单元组 合在一起，彼此相互作用，排列形成规则的、在 空间结构上能够辨认的二级结构组合体，并充当 三级结构的构件（block building），其基本形 式有αα、βαβ和βββ等。多数情况下只有非极性 残基侧链参与这些相互作用，而亲水侧链多在分 子的外表面。
-曲折和回形拓扑结构是（）组合 的两种超二级结构。
-曲折(mander)是另一种常见的超二级结 构，相邻的三条反平行-链通过紧凑的-转角连 接而成。
β折叠在蛋白质中)
理论上四条β折叠有12种组合， 但是……
Greek key 的由来
超二级结构
Super Secondary Structure
• 超二级结构类型 • 形成αα超二级结构的作用力 • 形成βαβ超二级结构的作用力 • β-sheet 的拓扑学规律
开与水接触，其他的是极性的，处于分子的表
面，与水接触。超螺旋的稳定性主要由非极性 侧链间的范德华力相互作用的结果。
超螺旋
细胞色素C的结构
αα是一种α螺旋束，经 常是由两股平行或反平行排 列的右手螺旋段相互缠绕而 成的左手卷曲螺旋或称超螺 旋。α螺旋束中还发现有三 股和四股螺旋。卷曲螺旋是 纤维状蛋白质如α－角蛋白、 肌球蛋白和原肌球蛋白的主 要结构元件，也存在于球状 蛋白质中。
蛋白质的结构层次
一级结构：氨基酸序列及二硫键位置
二级结构：α螺旋，β折叠 超二级结构
高级结构
Module 结构域（domain）
三级结构：所有原子空间位置
四级结构：蛋白质多聚体
超二级结构
（Supersecondary structure）
超二级结构是介于蛋白质二级结构和三级 结构之间的空间结构，指相邻的二级结构单元组 合在一起，彼此相互作用，排列形成规则的、在 空间结构上能够辨认的二级结构组合体，并充当 三级结构的构件（block building），其基本形 式有αα、βαβ和βββ等。多数情况下只有非极性 残基侧链参与这些相互作用，而亲水侧链多在分 子的外表面。
-曲折和回形拓扑结构是（）组合 的两种超二级结构。
-曲折(mander)是另一种常见的超二级结 构，相邻的三条反平行-链通过紧凑的-转角连 接而成。
β折叠在蛋白质中)
理论上四条β折叠有12种组合， 但是……
Greek key 的由来
超二级结构
Super Secondary Structure
• 超二级结构类型 • 形成αα超二级结构的作用力 • 形成βαβ超二级结构的作用力 • β-sheet 的拓扑学规律
蛋白质4级结构
蛋白质4级结构
蛋白质的四级结构是指在多亚基蛋白质中，各个具有独立三级结构的亚基通过非共价键相互连接和排列所形成的整个蛋白质分子的
空间构象。
这种高级结构是由亚基之间的相互作用稳定下来的，包括氢键、离子键、疏水作用力、范德华力以及有时候辅以金属离子或小分子配体的作用。
每个亚基本身就是一条折叠成特定三维结构的多肽链，即拥有完整的三级结构。
当多个这样的亚基结合在一起时，它们之间复杂的相对空间排列决定了整个蛋白质复合体的功能和生物学活性。
简单来说，蛋白质的四级结构描述的是一个蛋白质分子如何由多个亚基装配成
一个功能单元的过程和结果，这对于许多酶、受体、转运蛋白等生物大分子执行其生理功能至关重要。
水通道蛋白质4
水通道蛋白质4
水通道蛋白4是一种小的完整膜蛋白，在大脑中强烈表达。
它在围绕脑血管系统的星形细胞尾足的近腔侧具有高度极化的表达，并且还在软膜下和室管膜下星形胶质细胞突起以及室管膜细胞的基底外侧膜上表达。
水通道蛋白4主要参与双向水通量，但也具有多种作用，例如Ca²⁺信号传导、K⁺缓冲、神经炎症和废物清除。
水通道蛋白4诱导的星形胶质细胞水运动已被证明是促进血管旁间隙清除如淀粉样蛋白β的驱动力。
来自英国利物浦大学的Adjanie Patabendige团队认为，在缺血性卒中的早期阶段使用水通道蛋白4抑制剂会导致癫痫发作，因为水通道蛋白4依赖性神经兴奋涉及脑细胞外液中的K⁺/水偶联，因此限制了水通道蛋白4调节剂在癫痫患者中的使用。
需要注意的是，水通道蛋白4的调节需要进一步的研究来更好地理解其潜在的分子机制，这将有利于开发减少细胞毒性水肿的有效治疗策略。
如果成功，可能会创造一个有利于神经保护和神经再生的环境，从而减少与缺血性卒中相关的神经损伤。
第4章 蛋白质
将H原子靠近自己，观察CAR的走向，逆时 针（左转）为L型，顺时针（右转）为D型。 D：dextro 右 C：carboxyl group ; 拉丁语中 L： levo 左 A：amino group ;
R：residue ;
A L型
C R
R A
C D型
24
• 天然pr中的aa均为L-型； • 两型aa的生理功能不同。
抗 体
11
6、激素作用：
胰岛素等
7、接受和传递信息的受体：
受体蛋白
8、控制细胞生长、分化：
生长因子、阻遏蛋白
9、毒蛋白：
植物、微生物、昆虫所分泌
10、许多蛋白在凝血作用、通透作用、 营养作用、记忆活动等方面起重要作用。
12
二、蛋白质的含量与分布
动物性食品：肌肉、皮、骨骼、血液、乳 和蛋中； 植物性食品：籽实和块根、块茎； 在微生物中也含有丰富的蛋白质 一般食物蛋白质含量:肉类(包括鱼类)为10 %～30%；乳类为1.5%～3.8%；蛋类为11%～ 14%；干豆类20%～49.8%，坚果类(核桃仁、 榛子仁等)为15%～26%；谷类果实6%～10%， 薯类约为2%～3%。
6
一、蛋白质的生物学功能
（一）组织、细胞中主要蛋白质的功能 1、催化作用 • 几乎所有的酶都是蛋白质
7
2、生物体的结构成分
膜 蛋 白
8
3、运输和储存
血红蛋白在血中输送氧 肌红蛋白在肌肉中输送氧
•膜蛋白起运输作用
9
4、在协调运动中的作用中
动物的肌肉收缩、细菌的鞭毛运动神经传 导
10
5、在识别、防御免疫保护作用
54
1．氨基酸的连接方式——肽键
• 肽键(peptide bond)：为1个氨基酸的α氨基和另一氨基酸的α-羧基之间脱水后 形成的共价键，即酰胺键。 • 此为蛋白质中氨基酸连接的基本方式。
蛋白质的功能 (4)
（3）肌红蛋白的构象保证了血红素与氧的结合 在溶液中血红素能短暂结合氧，但二价铁很快被氧化成三价 铁，而失去结合氧的能力。 经研究发现，氧化过程是通过一个配合物中间体，两个血红 素和一个氧分子的夹心结合体来完成的。 肌红蛋白为血 红素提供了一个 疏水环境，保证 铁不被氧化。
（二）肌红蛋白氧合曲线
subunit of Hb A
subunit of Hb S
底氧浓度时，HbS的溶解度下 降（下降了96%），HbS发生线 性缔合，形成长链，由多条链 再进一步聚集成多股螺旋的微 管纤维素（17nm），结果导致 了细胞呈镰刀状。
疏水口袋
带电荷的Glu不能结合
Electron micrograph of deoxy-Hb S fibers spilling out of a ruptured erythrocyte.
ห้องสมุดไป่ตู้
过肌红蛋百贮氧和分配氧，使这些动物能够保持长时间潜水。
2.
折8段 段长：7－24AA ——α螺旋结构 转弯处1－8AA 松散结构 pro,Ile,Gly 螺旋区：A、B、C、D、E、F、G和H 非螺旋区：NA,AB,BC,CD,DE,EF,FG,GH,HC 9区
3.极性氨基酸侧链在蛋白质分子表面（肌红蛋白溶于水）。非 极性侧链位于空穴周围，不接触水，保证二价铁不被氧化成 三价铁失去与氧结合的能力。 4.血红素辅基垂直伸出分子表面，通过组氨酸（F8 近组氨酸） 的米唑基与Fe形成第五个配位键，氧与Fe形成第六个配位键。 由于近组氨酸的作用，是二价铁原子向组氨酸F8 的方向外 偏血红素平面0.3Å，氧分子结合在血红素的另一边的Fe的 第六个配位键上，位于铁原子偏离后留出的空间，组氨酸E7 在氧的一旁，它不与血红素相连，称为远组氨酸。 高铁血红素中的三价铁F偏离血红素平面只有0.2Å，留 出的 空间不够进入一个氧分子，它的第六个配位键水，因 此高铁血红素不能结合传递氧。
蛋白质化学4高级结构
• From these spots (reflections) and the Fourier transform, a contour map of electron density is created
• An actual physical model is then constructed so as to place the nuclei of each of the non-hydrogen atoms in the center of one of each of the areas of high electron density (originally done by hand is now done by computer).
- sheet 模式之一
- sheet 模式之一
- sheet 模式之二
- sheet
模式之三
细胞核抗原的结构
纤溶酶原的结构
锌指结构 (螺旋折叠-折叠模序)
转录因子MyoD的 螺旋-环-螺旋模序
结构域 (Domain)
也称辖区，空间上相对独立，是进化过程中 不同基因融合的结果。结构域是在二级结构或超 二级结构的基础上形成的三级结构的局部折叠区， 一条多肽链在这个域范围内来回折叠，但相邻的 域常被一个或两个多肽片段连结。通常由50-300 个氨基酸残基组成，其特点是在三维空间可以明 显区分和相对独立，并且具有一定的生物学功能， 如结合小分子。模体或基序（motif）是结构域 的亚单位，通常由2-3个二级结构单位组成，一 般为α螺旋、β折叠和环（loop）。
维持蛋白质三级结构的作用力
X-射线（光）衍射
（X-Ray Diffraction, XRD）
X-射线衍射，通过 对材料进行X-射线 衍射，分析其衍射 图谱，分析材料的 成分等。
• An actual physical model is then constructed so as to place the nuclei of each of the non-hydrogen atoms in the center of one of each of the areas of high electron density (originally done by hand is now done by computer).
- sheet 模式之一
- sheet 模式之一
- sheet 模式之二
- sheet
模式之三
细胞核抗原的结构
纤溶酶原的结构
锌指结构 (螺旋折叠-折叠模序)
转录因子MyoD的 螺旋-环-螺旋模序
结构域 (Domain)
也称辖区，空间上相对独立，是进化过程中 不同基因融合的结果。结构域是在二级结构或超 二级结构的基础上形成的三级结构的局部折叠区， 一条多肽链在这个域范围内来回折叠，但相邻的 域常被一个或两个多肽片段连结。通常由50-300 个氨基酸残基组成，其特点是在三维空间可以明 显区分和相对独立，并且具有一定的生物学功能， 如结合小分子。模体或基序（motif）是结构域 的亚单位，通常由2-3个二级结构单位组成，一 般为α螺旋、β折叠和环（loop）。
维持蛋白质三级结构的作用力
X-射线（光）衍射
（X-Ray Diffraction, XRD）
X-射线衍射，通过 对材料进行X-射线 衍射，分析其衍射 图谱，分析材料的 成分等。
蛋白质4-三级结构与四级结构
胞 外
E.Coli外膜蛋白
22个反平行β链构成的β-筒；通过该通道，周边阳
离子与载体铁色素结合进入，外表面残基疏水，与外
膜脂蛋白、脂多糖互相作用
2024/9/22
32
2 脂锚定膜蛋白
2024/9/22
33
2024/9/22
34
2024/9/22
35
*
乙酰胆
甲状腺
疱症性口
碱酯酶
球蛋白
糖脂A
炎糖蛋白
2024/9/22
11
3.全β-构造 1）反平行-桶——上下型
玉红氧还蛋白
大豆胰蛋白酶抑制剂
木瓜蛋白酶结构域2
2024/9/22
12
伴刀豆凝集素
晶体蛋白
2024/9/22
13
2）反平行片
也称露面夹心(open-face sandwish)构造 -折叠片上有一层-螺旋，由回环连接，不闭合 成桶。
9
3 全 (反平行) -构造域：
•反平行-折叠片为主 •两个亚类： •1）反平行-桶 • -折叠片扭曲后围绕而 •成类似桶型的构造
•2）反平行片 •
2024/9/22
10
1）反平行-桶：
希腊钥匙型: 超二级构造希腊钥匙闭合而成
果冻卷型(jell roll -barrel)：伴刀豆凝集素A 上下型： -meander对合而成
的错误折叠
2024/9/22
45
IV 蛋白质折叠的动力学
➢ 多肽链按环节快 速折叠
➢ 某些蛋白质的折 叠在其它蛋白质 的辅助下进行
➢ 蛋白质折叠缺点 可能是大部分人 类遗传性紊乱的 分子基础
2024/9/22
46
错误折叠引发的死亡：朊病毒疾病
E.Coli外膜蛋白
22个反平行β链构成的β-筒；通过该通道，周边阳
离子与载体铁色素结合进入，外表面残基疏水，与外
膜脂蛋白、脂多糖互相作用
2024/9/22
32
2 脂锚定膜蛋白
2024/9/22
33
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乙酰胆
甲状腺
疱症性口
碱酯酶
球蛋白
糖脂A
炎糖蛋白
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3.全β-构造 1）反平行-桶——上下型
玉红氧还蛋白
大豆胰蛋白酶抑制剂
木瓜蛋白酶结构域2
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伴刀豆凝集素
晶体蛋白
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2）反平行片
也称露面夹心(open-face sandwish)构造 -折叠片上有一层-螺旋，由回环连接，不闭合 成桶。
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3 全 (反平行) -构造域：
•反平行-折叠片为主 •两个亚类： •1）反平行-桶 • -折叠片扭曲后围绕而 •成类似桶型的构造
•2）反平行片 •
2024/9/22
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1）反平行-桶：
希腊钥匙型: 超二级构造希腊钥匙闭合而成
果冻卷型(jell roll -barrel)：伴刀豆凝集素A 上下型： -meander对合而成
的错误折叠
2024/9/22
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IV 蛋白质折叠的动力学
➢ 多肽链按环节快 速折叠
➢ 某些蛋白质的折 叠在其它蛋白质 的辅助下进行
➢ 蛋白质折叠缺点 可能是大部分人 类遗传性紊乱的 分子基础
2024/9/22
46
错误折叠引发的死亡：朊病毒疾病
fabp4蛋白分子量
fabp4蛋白分子量FABP4蛋白是一个重要的蛋白质，其分子量是多少呢？今天我们就来围绕这个问题，分步骤阐述关于FABP4蛋白分子量的相关知识。
第一步，了解FABP4蛋白的基本概念。
FABP4全称为脂肪酸结合蛋白4（fatty acid binding protein 4），也称为adipocyteprotein 2（aP2），属于脂肪酸结合蛋白家族。
FABP4蛋白在体内的作用很多，如促进脂肪酸从血液中进入到脂肪细胞中，促进炎症反应和糖代谢的变化等。
第二步，了解FABP4蛋白的结构和特点。
FABP4蛋白结构较为简单，约有17kD的分子量。
它主要由9个α-螺旋结构组成，这些结构与其他的脂肪酸结合蛋白家族的结构类型类似。
在分别与不同脂肪酸结合时，FABP4能够发生构象变化，使脂肪酸分子被更好地捕获和运输。
第三步，了解FABP4蛋白分子量的实验数据。
实验数据表明，FABP4蛋白分子量为14kD~16kD之间，这个分子量范围的差异可能与所处环境或技术有关。
因此，对FABP4的分子量测定需要特别注意实验条件和标准。
第四步，了解FABP4蛋白分子量变化的相关因素。
FABP4蛋白分子量的变化可能与多种因素相关，包括生物学环境的改变、不同的组织和器官、蛋白纯化的方法等等。
因此，在进行FABP4蛋白分析时，需要综合考虑多种因素，协调不同的实验结果。
综上所述，了解FABP4蛋白分子量还需要综合考虑多种因素。
不过，FABP4蛋白分子量在常规实验条件下的值一般在14kD~16kD之间，这个范围也已经被广泛认可。
在未来的研究中，我们还需要探讨更多关于FABP4蛋白分子量的特殊性质和变化规律，以便更好地利用和应用这一重要的蛋白质。
nectin4结构
nectin4结构“Nectin4”是一种细胞蛋白质，它在人体组织中广泛分布且具有多种功能。
本文将从结构、功能和临床应用角度，对Nectin4进行详细介绍。
下文将以清晰的条理，对Nectin4进行讨论。
一、结构特点Nectin4属于Nectin家族，该家族蛋白质的主要特点是它们包含一个或多个免疫球蛋白(Ig)-超家族蛋白质结构域。
Nectin4蛋白质包含一个信号序列、一个外胞膜域、一个跨膜域和一个胞质域。
外胞膜域包含三个Ig样区域，其中第一个Ig样区域对结合细胞外因子特别重要。
该结构特点使得Nectin4能够参与细胞-细胞相互作用。
二、功能作用1.细胞黏附作用：Nectin4与其他Nectin家族成员一样，能够介导细胞与细胞之间的黏附作用。
它可以通过他家族成员Nectin1、Nectin2和Nectin3，以及其他相关的蛋白质如Afadin和Ecto-domaIn-containing proteins 1等相互作用。
2.炎症反应：研究表明，Nectin4在参与炎症反应中起着重要的作用。
炎症相关的细胞因子如TNF-α等可以显著提高Nectin4的表达水平，从而调节炎症过程。
3.生长和发育：早期研究发现，在胎儿发育过程中，Nectin4的表达水平较高。
它参与了许多细胞和组织的发育过程，包括基底细胞生长和上皮细胞的分化。
4.肿瘤抑制作用：最近的研究表明，Nectin4在某些类型的肿瘤中发挥着抑制作用。
例如，在肺癌中发现Nectin4的表达水平降低，与肿瘤的侵袭和预后有关。
因此，Nectin4可能作为肿瘤标记物和治疗靶点，对肿瘤的诊断和治疗具有重要的临床意义。
三、临床应用1.肿瘤治疗：由于Nectin4在某些肿瘤中的表达被认为与预后不良有关，研究人员正在研发针对Nectin4的治疗方法。
例如，一种抗体药物的早期临床试验显示，针对Nectin4的抗体药物能够显著抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭。
2.诊断标志物：Nectin4的降低表达与一些肿瘤的发生和发展相关。
蛋白质的结构和功能4
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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。
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O
+ NH-CH-C
H H OH
甘氨酸
-HOH
肽键
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每两条链之间的肽键形成氢键，从而维持-折 叠结构的稳定
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(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
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C 端
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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
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非极性脂肪族氨基酸
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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。
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O
+ NH-CH-C
H H OH
甘氨酸
-HOH
肽键
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每两条链之间的肽键形成氢键，从而维持-折 叠结构的稳定
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(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
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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
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非极性脂肪族氨基酸
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十一、氨基酸的分解代谢
• 脱氨基作用 • 脱羧基作用 • 氨基酸分解产物的代谢
（一 ）脱氨基作用
• 定义：氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用。 • 脱氨基作用包括：氧化脱氨基作用 转氨基作用 联合脱氨基作用 非氧化脱氨基作用
1、氧化脱氨基作用
• 定义：-AA在酶的作用下，氧化生成-酮酸并 产生氨的过程。 • 反应通式：
呤核苷酸）
氨基酸
α-酮戊二酸
天冬氨酸
IMP
NH3
腺苷酸代琥珀酸 腺苷酸脱氨酶 α-酮酸 谷氨酸 草酰乙酸 延胡索酸 AMP+H2O （腺嘌呤 核苷酸）
苹果酸
4、
非氧化脱氨
• 还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。 （在微生物中个别AA进行,但不普遍）
COOH NH2-C-H CH2OH L-丝氨酸
• 分，起稳定此复合物的作用。
• IF2:结合到特异的起始tRNA，并将起始tRNA置于 • 小亚基上。 IF3:30S小亚基与mRNA起始部位结合需要IF3
• (三)肽链的延长 肽链的延长分为四个步 骤： 进位 转肽 脱落 移位 1. 进位： 1) 一个新的氨酰tRNA进入A位， 2) 延长因子参加: 3) 消耗1个GTP
2. 转肽： 1) 肽酰基从P位转 到A位,肽键的形成； 2) 负责肽键合成 的酶称为肽酰转 移酶，简称转肽 酶。 3) 肽的转移是 核糖体大亚 基（50S或60S） 的功能。
3. 脱落
转肽后，P部位上空载的tRNA经出口位 点 (E) 脱落
4. 移位： 1) 核糖体向mRNA 3′端移动一个密码子，肽酰 －tRNA从A位点移出，进入P位点;空着的A位点为 下一个密码子对应的氨酰－tRNA的进入作好准备 2) 需要1个GTP
微生物），活力强，以NAD+或NADP+为辅酶。 COOH 谷氨酸 CHNH2 脱氢酶 CH2 +NAD(P)++H2O CH2 谷氨酸 ATP GTP NADH变构抑制 ADP COOH 脱氢酶： GDP变构激活
α-酮戊二酸
COO43;NH3 CH2 体外（反） COOH
十一 蛋白质的生物合成
生物中心法则
复制 转录
DNA
DNA
逆转录
RNA
翻译
蛋白质
基因遗传
基因表达
蛋白质生物合成的分子机制
• 一、肽链延伸合成的方向和速度 • （一）方向 • N 端→C端 • （二）速度 • 肽链延伸的速度极快，一个核糖体合成一条 完整的血红蛋白α-链(146个AA)3分钟, 0.8AA/秒. 大肠杆菌 20个AA/秒
- - - -
- - - -
• 2、转氨基作用 • 指α-AA和酮酸之间氨基的转移作用， α-AA 的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮 基上，结果原来的AA生成相应的酮酸，而原来 的酮酸则形成相应的氨基酸。
NH2 H
O
O
NH2
R1-C-COOH +R2-C-COOH
迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP）为辅基。
• 二、mRNA 上翻译的方向 1. 用人工合成的多核苷酸作模板证明
2. 翻译方向： 5′→3'
不同类型核糖体
完整核糖 核糖体 来源 核糖体亚基 RNAs 体 80S（沉 28S，5.8S， 细胞质 60S(大亚基) 5S 降系数） (真核生物) 40S(小亚基) 18S， 70S 细胞质 50S(大亚基) 23S，5S (原核生物) 30S(小亚基) 16S
(四) 肽链合成的终止与释放
• 1. 终止信号 • 1) 终止密码子: UAA、 UGA 、UAG • 正常细胞不含能和终止密码子互补的反密码 子的tRNA，这些终止密码子能被终止因子所 识别。 • 2) 释放因子（release factor，RFs）： • RF1 : 识别UAA 、 UAG • RF2 : 识别UAA 、 UGA • RF3 : 不识别终止密码子,但刺激另外两个 因子的活性，协助肽链释放
CO（NH2）2 + 2ADP + AMP + 2Pi + PPi
尿素 腺苷一磷酸
焦磷酸
尿素合成小结
1.原料:2NH3（Asp NH3）、CO2 2.产物:尿素 3.部位:肝 5.排泄:肾 6.意义:解除氨毒,并消耗部分CO2 7.消耗4个高能键 8.总反应式: 2NH3 + CO2 + 3ATP + 2H2O CO（NH2）2 + 2ADP + AMP + 2Pi + PPi 4.过程:鸟氨酸循环
A位点(A site) 即氨酰基位点，主要 位于大亚基，是接受 氨酰tRNA的部位； P位点(P site) 即肽酰基位点, 与延 伸中的肽酰tRNA结 合位点； E 位点(exit site, E site) 即肽酰转移后与即将 释放的tRNA的结合 位点。
蛋白质生物合成的分子机制
(一)氨基酸的活化 是指各种参加蛋白质合成的AA与携带它的相应的 tRNA结合成氨酰-tRNA的过程。活化反应在氨酰tRNA合成酶的催化下进行。 1. 部位:细胞质 2. 酶:氨酰-tRNA合成酶 3. 能量:消耗2ATP 4. 产物: 氨酰-tRNA 5. 活化过程:
AA氧化酶 H R-C-COOH +H2O2+NH3 R-C-COOH +O2+H2O O NH2
-
—酮酸
• AA氧化酶的种类 L-AA氧化酶：催化L-AA氧化脱氨，最适pH10左右，以
FAD或FMN为辅基。
D-AA氧化酶：催化L-AA氧化脱氨，以FAD为辅基。 L-谷氨酸脱氢酶：专一性强，分布广泛（动、植、
排氨生物：以NH3形式随水直接排出 体外。(原生动物、线虫和鱼类—— 水生动物) 以尿酸排出：将NH3转变为溶解度较 小的尿酸排出。通过消耗大量能量 而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟 类） 以尿素排出：经尿素循环（肝脏） 将NH3转变为尿素而排出。（哺乳动 物） 重新利用合成AA 合成酰胺（高等植物中） 嘧啶环的合成（核酸代谢）
• 4. 羧化反应：某些蛋白质，如凝血酶等凝 血因子，含有多个r－羧基Glu，这一羧基 是由需Vit K的酶催化下进行的。 • 5. 甲基化反应：某些蛋白质中的AA残基 需要甲基化。 • 6. 加糖链：糖蛋白的糖链是蛋白质合成之 后，在通过高尔基体时，经过糖化而形成 的。 • 7. 加辅基：如乙酰CoA羧化酶的辅基。 • 8. 二硫键的形成：分子内的半胱氨酸的巯 基之间形成共价二硫键。二硫键在稳定蛋 白质空间构型中起着重要作用。
α-氨基丙烯酸
丝氨酸脱水酶
CH3 CH2 + C-NH3+ C=NH2 COO- 亚氨基丙酸 COO = -
COOH C=O +NH 3 CH3 丙酮酸
-
-
（二）氨在生物体（动物）内的转运
• 在肌肉或神经细胞中产生的NH4，是有害的， 要先转换为无害的物质，转运到肝脏或肾 进行处理
+
1、通过谷氨酰胺 （Gln）转运到肝脏 或肾
• 2. 除去信号肽：某些蛋白质氨基端有一 段15～30个氨基酸残基的顺序，这段顺序 称作信号肽，与蛋白质传送到特定的细胞 器、膜，或分泌出细胞外有关。信号肽在 运送过程中通常由专一的酶催化而水解除 去。 • 3. 羟基氨基酸的磷酸化：某些蛋白质分 子中的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸残基的羟 基，在酶催化下被ATP磷酸化。
转氨酶
α-酮戊二酸
NAD(P)H+H+
Glu脱氢酶
α-酮酸
Glu
NAD(P)+
•AA的α- NH3借助转氨作用转移到α-酮戊二酸上，生成 相应的α-酮酸和Glu。
•Glu在Glu脱氢酶下脱NH3 ，生成α-酮戊二酸和NH3
（2）以嘌呤核苷酸循环的方式进行联合脱氨 肌肉组织中(谷氨酸脱氢酶活性弱)的另一种氨 基酸脱氨基作用，肝有90%嘌呤核苷酸循环联合 脱氨 （次黄嘌
氨的去路
大量氨入脑,与α-酮戊 二酸合成谷氨酸,或与 脑中的谷氨酸合成谷 氨酰胺,造成脑中α-酮 戊二酸减少,TAC减 弱,ATP生成减少,引起 大脑功能障碍的现象. 严重时可导致肝昏迷.
1、氨的代谢转变
（1）尿素的合成——鸟氨酸循环或尿素循环
①尿素合成的部位
肝脏是生成尿素的主要器官
②尿素生成的机
• 2、通过丙氨酸（Ala） 从骨骼肌把氨转运到肝脏
（三）脱 羧 基 作 用
AA
脱羧酶
专一性强
胺类化合物 仅His不需磷酸 （辅酶为磷酸吡哆醛） 吡哆醛作辅酶
胺类有一定作用，但有些胺类化合物有害（尤其对
人），应维持在一定水平，体内胺氧化酶可将多余的胺 氧化成醛，进一步氧化成脂肪酸。
（四）氨基酸分解产物的代谢
2、 -酮酸（脱转氨基产物）的代谢转变
• （1）再合成AA • （2）转变成糖和脂肪 AA分为生糖AA；生酮AA；生糖兼生酮AA （3）氧化成CO2和H2O，供能
（三）氨基酸合成代谢概况
必需氨基酸: 人体自身不能合成或合成的量不足,必 须通过食物供应的氨基酸. 口诀： 携 苏 丹 来 奔 以 色 列 缬 苏 蛋 赖 苯丙 异亮 色 亮
1) 氨基酸-AMP-酶复合物的形成 2) 氨基酸从氨基酸-AMP-酶复合物转移到相应的 tRNA上
(二)肽链合成的起始 1.70S起始复合物的形成 (1)形成起始氨基酸及起始tRNA
原核：甲酰甲硫氨酸 fMet
起始AA
真核：甲硫氨酸 Met
分别于tRNA结合，形成起始tRNA。
• 有关的起始因子: • IF1: 结合在30S亚基上作为完全起始复合物的一部
制和鸟氨酸循环
课本上的图， 比较难，了 解，不讲
③ 鸟氨酸循环的中间步骤
NH3+CO2+H2O
• 脱氨基作用 • 脱羧基作用 • 氨基酸分解产物的代谢
（一 ）脱氨基作用
• 定义：氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用。 • 脱氨基作用包括：氧化脱氨基作用 转氨基作用 联合脱氨基作用 非氧化脱氨基作用
1、氧化脱氨基作用
• 定义：-AA在酶的作用下，氧化生成-酮酸并 产生氨的过程。 • 反应通式：
呤核苷酸）
氨基酸
α-酮戊二酸
天冬氨酸
IMP
NH3
腺苷酸代琥珀酸 腺苷酸脱氨酶 α-酮酸 谷氨酸 草酰乙酸 延胡索酸 AMP+H2O （腺嘌呤 核苷酸）
苹果酸
4、
非氧化脱氨
• 还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。 （在微生物中个别AA进行,但不普遍）
COOH NH2-C-H CH2OH L-丝氨酸
• 分，起稳定此复合物的作用。
• IF2:结合到特异的起始tRNA，并将起始tRNA置于 • 小亚基上。 IF3:30S小亚基与mRNA起始部位结合需要IF3
• (三)肽链的延长 肽链的延长分为四个步 骤： 进位 转肽 脱落 移位 1. 进位： 1) 一个新的氨酰tRNA进入A位， 2) 延长因子参加: 3) 消耗1个GTP
2. 转肽： 1) 肽酰基从P位转 到A位,肽键的形成； 2) 负责肽键合成 的酶称为肽酰转 移酶，简称转肽 酶。 3) 肽的转移是 核糖体大亚 基（50S或60S） 的功能。
3. 脱落
转肽后，P部位上空载的tRNA经出口位 点 (E) 脱落
4. 移位： 1) 核糖体向mRNA 3′端移动一个密码子，肽酰 －tRNA从A位点移出，进入P位点;空着的A位点为 下一个密码子对应的氨酰－tRNA的进入作好准备 2) 需要1个GTP
微生物），活力强，以NAD+或NADP+为辅酶。 COOH 谷氨酸 CHNH2 脱氢酶 CH2 +NAD(P)++H2O CH2 谷氨酸 ATP GTP NADH变构抑制 ADP COOH 脱氢酶： GDP变构激活
α-酮戊二酸
COO43;NH3 CH2 体外（反） COOH
十一 蛋白质的生物合成
生物中心法则
复制 转录
DNA
DNA
逆转录
RNA
翻译
蛋白质
基因遗传
基因表达
蛋白质生物合成的分子机制
• 一、肽链延伸合成的方向和速度 • （一）方向 • N 端→C端 • （二）速度 • 肽链延伸的速度极快，一个核糖体合成一条 完整的血红蛋白α-链(146个AA)3分钟, 0.8AA/秒. 大肠杆菌 20个AA/秒
- - - -
- - - -
• 2、转氨基作用 • 指α-AA和酮酸之间氨基的转移作用， α-AA 的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮 基上，结果原来的AA生成相应的酮酸，而原来 的酮酸则形成相应的氨基酸。
NH2 H
O
O
NH2
R1-C-COOH +R2-C-COOH
迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP）为辅基。
• 二、mRNA 上翻译的方向 1. 用人工合成的多核苷酸作模板证明
2. 翻译方向： 5′→3'
不同类型核糖体
完整核糖 核糖体 来源 核糖体亚基 RNAs 体 80S（沉 28S，5.8S， 细胞质 60S(大亚基) 5S 降系数） (真核生物) 40S(小亚基) 18S， 70S 细胞质 50S(大亚基) 23S，5S (原核生物) 30S(小亚基) 16S
(四) 肽链合成的终止与释放
• 1. 终止信号 • 1) 终止密码子: UAA、 UGA 、UAG • 正常细胞不含能和终止密码子互补的反密码 子的tRNA，这些终止密码子能被终止因子所 识别。 • 2) 释放因子（release factor，RFs）： • RF1 : 识别UAA 、 UAG • RF2 : 识别UAA 、 UGA • RF3 : 不识别终止密码子,但刺激另外两个 因子的活性，协助肽链释放
CO（NH2）2 + 2ADP + AMP + 2Pi + PPi
尿素 腺苷一磷酸
焦磷酸
尿素合成小结
1.原料:2NH3（Asp NH3）、CO2 2.产物:尿素 3.部位:肝 5.排泄:肾 6.意义:解除氨毒,并消耗部分CO2 7.消耗4个高能键 8.总反应式: 2NH3 + CO2 + 3ATP + 2H2O CO（NH2）2 + 2ADP + AMP + 2Pi + PPi 4.过程:鸟氨酸循环
A位点(A site) 即氨酰基位点，主要 位于大亚基，是接受 氨酰tRNA的部位； P位点(P site) 即肽酰基位点, 与延 伸中的肽酰tRNA结 合位点； E 位点(exit site, E site) 即肽酰转移后与即将 释放的tRNA的结合 位点。
蛋白质生物合成的分子机制
(一)氨基酸的活化 是指各种参加蛋白质合成的AA与携带它的相应的 tRNA结合成氨酰-tRNA的过程。活化反应在氨酰tRNA合成酶的催化下进行。 1. 部位:细胞质 2. 酶:氨酰-tRNA合成酶 3. 能量:消耗2ATP 4. 产物: 氨酰-tRNA 5. 活化过程:
AA氧化酶 H R-C-COOH +H2O2+NH3 R-C-COOH +O2+H2O O NH2
-
—酮酸
• AA氧化酶的种类 L-AA氧化酶：催化L-AA氧化脱氨，最适pH10左右，以
FAD或FMN为辅基。
D-AA氧化酶：催化L-AA氧化脱氨，以FAD为辅基。 L-谷氨酸脱氢酶：专一性强，分布广泛（动、植、
排氨生物：以NH3形式随水直接排出 体外。(原生动物、线虫和鱼类—— 水生动物) 以尿酸排出：将NH3转变为溶解度较 小的尿酸排出。通过消耗大量能量 而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟 类） 以尿素排出：经尿素循环（肝脏） 将NH3转变为尿素而排出。（哺乳动 物） 重新利用合成AA 合成酰胺（高等植物中） 嘧啶环的合成（核酸代谢）
• 4. 羧化反应：某些蛋白质，如凝血酶等凝 血因子，含有多个r－羧基Glu，这一羧基 是由需Vit K的酶催化下进行的。 • 5. 甲基化反应：某些蛋白质中的AA残基 需要甲基化。 • 6. 加糖链：糖蛋白的糖链是蛋白质合成之 后，在通过高尔基体时，经过糖化而形成 的。 • 7. 加辅基：如乙酰CoA羧化酶的辅基。 • 8. 二硫键的形成：分子内的半胱氨酸的巯 基之间形成共价二硫键。二硫键在稳定蛋 白质空间构型中起着重要作用。
α-氨基丙烯酸
丝氨酸脱水酶
CH3 CH2 + C-NH3+ C=NH2 COO- 亚氨基丙酸 COO = -
COOH C=O +NH 3 CH3 丙酮酸
-
-
（二）氨在生物体（动物）内的转运
• 在肌肉或神经细胞中产生的NH4，是有害的， 要先转换为无害的物质，转运到肝脏或肾 进行处理
+
1、通过谷氨酰胺 （Gln）转运到肝脏 或肾
• 2. 除去信号肽：某些蛋白质氨基端有一 段15～30个氨基酸残基的顺序，这段顺序 称作信号肽，与蛋白质传送到特定的细胞 器、膜，或分泌出细胞外有关。信号肽在 运送过程中通常由专一的酶催化而水解除 去。 • 3. 羟基氨基酸的磷酸化：某些蛋白质分 子中的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸残基的羟 基，在酶催化下被ATP磷酸化。
转氨酶
α-酮戊二酸
NAD(P)H+H+
Glu脱氢酶
α-酮酸
Glu
NAD(P)+
•AA的α- NH3借助转氨作用转移到α-酮戊二酸上，生成 相应的α-酮酸和Glu。
•Glu在Glu脱氢酶下脱NH3 ，生成α-酮戊二酸和NH3
（2）以嘌呤核苷酸循环的方式进行联合脱氨 肌肉组织中(谷氨酸脱氢酶活性弱)的另一种氨 基酸脱氨基作用，肝有90%嘌呤核苷酸循环联合 脱氨 （次黄嘌
氨的去路
大量氨入脑,与α-酮戊 二酸合成谷氨酸,或与 脑中的谷氨酸合成谷 氨酰胺,造成脑中α-酮 戊二酸减少,TAC减 弱,ATP生成减少,引起 大脑功能障碍的现象. 严重时可导致肝昏迷.
1、氨的代谢转变
（1）尿素的合成——鸟氨酸循环或尿素循环
①尿素合成的部位
肝脏是生成尿素的主要器官
②尿素生成的机
• 2、通过丙氨酸（Ala） 从骨骼肌把氨转运到肝脏
（三）脱 羧 基 作 用
AA
脱羧酶
专一性强
胺类化合物 仅His不需磷酸 （辅酶为磷酸吡哆醛） 吡哆醛作辅酶
胺类有一定作用，但有些胺类化合物有害（尤其对
人），应维持在一定水平，体内胺氧化酶可将多余的胺 氧化成醛，进一步氧化成脂肪酸。
（四）氨基酸分解产物的代谢
2、 -酮酸（脱转氨基产物）的代谢转变
• （1）再合成AA • （2）转变成糖和脂肪 AA分为生糖AA；生酮AA；生糖兼生酮AA （3）氧化成CO2和H2O，供能
（三）氨基酸合成代谢概况
必需氨基酸: 人体自身不能合成或合成的量不足,必 须通过食物供应的氨基酸. 口诀： 携 苏 丹 来 奔 以 色 列 缬 苏 蛋 赖 苯丙 异亮 色 亮
1) 氨基酸-AMP-酶复合物的形成 2) 氨基酸从氨基酸-AMP-酶复合物转移到相应的 tRNA上
(二)肽链合成的起始 1.70S起始复合物的形成 (1)形成起始氨基酸及起始tRNA
原核：甲酰甲硫氨酸 fMet
起始AA
真核：甲硫氨酸 Met
分别于tRNA结合，形成起始tRNA。
• 有关的起始因子: • IF1: 结合在30S亚基上作为完全起始复合物的一部
制和鸟氨酸循环
课本上的图， 比较难，了 解，不讲
③ 鸟氨酸循环的中间步骤
NH3+CO2+H2O