[课件]蛋白质设计PPT
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蛋白质的结构及功能课件.ppt
蛋白质的结构及功能课件
2. 侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中 性氨基酸
蛋白质的结构及功能课件
3. 侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸
蛋白质的结构及功能课件
4. 侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸
蛋白质的结构及功能课件
5. 侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性 氨基酸
蛋白质的结构及功能课件
3. 氧化供能
蛋白质的结构及功能课件
第一节
蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
蛋白质的结构及功能课件
蛋白质的元素组成 主要有C、H、O、N和S。 有些蛋白质含有少量P或金属元素Fe、
Cu、Zn、Mn、Co、Mo，个别蛋白质还 含有 I 。
蛋白质的结构及功能课件
蛋白质的结构及功能课件
第三节
蛋白质结构与功能的关系
The Relation of Structure and Function of Protein
蛋白质的结构及功能课件
一、蛋白质一级结构与功能的关系
（一）一级结构是空间构象的基础
二
硫
键
牛核糖核酸酶的 一级结构
蛋白质的结构及功能课件
去除尿素、 β-巯基乙醇
蛋白质的结构及功能课件
生物化学与医学
• 生物化学的理论与技术已渗透到医学科 学的各个领域
• 生物化学在生命科学中占有重要的地位 • 生物化学的发展促进了疾病病因、诊断
和治疗的研究
蛋白质的结构及功能课件
本课内容简介（一）
• 蛋白质的结构与功能 •酶 • 生物氧化 • 糖代谢 • 脂类代谢 • 氨基酸代谢
几种特殊氨基酸
Gly：无手性碳原子。 Pro：为环状亚氨基酸。 Cys：可形成二硫键。
2. 侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中 性氨基酸
蛋白质的结构及功能课件
3. 侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸
蛋白质的结构及功能课件
4. 侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸
蛋白质的结构及功能课件
5. 侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性 氨基酸
蛋白质的结构及功能课件
3. 氧化供能
蛋白质的结构及功能课件
第一节
蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
蛋白质的结构及功能课件
蛋白质的元素组成 主要有C、H、O、N和S。 有些蛋白质含有少量P或金属元素Fe、
Cu、Zn、Mn、Co、Mo，个别蛋白质还 含有 I 。
蛋白质的结构及功能课件
蛋白质的结构及功能课件
第三节
蛋白质结构与功能的关系
The Relation of Structure and Function of Protein
蛋白质的结构及功能课件
一、蛋白质一级结构与功能的关系
（一）一级结构是空间构象的基础
二
硫
键
牛核糖核酸酶的 一级结构
蛋白质的结构及功能课件
去除尿素、 β-巯基乙醇
蛋白质的结构及功能课件
生物化学与医学
• 生物化学的理论与技术已渗透到医学科 学的各个领域
• 生物化学在生命科学中占有重要的地位 • 生物化学的发展促进了疾病病因、诊断
和治疗的研究
蛋白质的结构及功能课件
本课内容简介（一）
• 蛋白质的结构与功能 •酶 • 生物氧化 • 糖代谢 • 脂类代谢 • 氨基酸代谢
几种特殊氨基酸
Gly：无手性碳原子。 Pro：为环状亚氨基酸。 Cys：可形成二硫键。
蛋白质(营养学课件)PPT课件
蛋白质(营养学课件)ppt 课件
目 录
• 蛋白质的基本概念 • 蛋白质的分类 • 蛋白质的消化与吸收 • 蛋白质的需要量与来源 • 蛋白质与健康 • 蛋白质的生物合成与降解
蛋白质的基本概念
01
蛋白质的组成
蛋白质由氨基酸组成
氨基酸是蛋白质的基本组成单位，通过肽键连接形成长链。
必需氨基酸与非必需氨基酸
05
蛋白质与生长发育
总结词
蛋白质是生长发育的重要物质基础，对儿童和青少年的生长发育至关重要。
详细描述
蛋白质是细胞生长和组织修复的主要原料，对于儿童和青少年的生长发育尤为重要。缺乏蛋白质会导 致发育迟缓、生长停滞，甚至影响智力发育。因此，保证充足的蛋白质摄入对儿童和青少年的健康成 长至关重要。
蛋白质与肌肉形成
必需氨基酸是指人体不能自行合成，必须从食物中摄取的氨基酸； 非必需氨基酸则可以由人体自行合成。
蛋白质的分类
根据其来源和组成，蛋白质可分为动物性蛋白质和植物性蛋白质。
蛋白质的结构
01
02
03
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列 顺序，决定了蛋白质的基 本性质。
二级结构
指蛋白质中局部主链的折 叠方式，常见的有α-螺旋、 β-折叠和β-转角等。
03
蛋白质的消化
01
02
03
04
蛋白质的消化始于胃部
在胃中，蛋白质被胃酸和胃蛋 白酶分解为肽和氨基酸
小肠中的胰蛋白酶、糜蛋白酶 和羧基肽酶进一步分解肽，使
其成为更小的肽和氨基酸
这些氨基酸和肽最终被小肠吸 收进入血液
蛋白质的吸收
小肠通过主动转运和被动转运的 方式吸收氨基酸和肽
氨基酸和肽被吸收后进入血液， 随血液循环运送到各个组织器官
目 录
• 蛋白质的基本概念 • 蛋白质的分类 • 蛋白质的消化与吸收 • 蛋白质的需要量与来源 • 蛋白质与健康 • 蛋白质的生物合成与降解
蛋白质的基本概念
01
蛋白质的组成
蛋白质由氨基酸组成
氨基酸是蛋白质的基本组成单位，通过肽键连接形成长链。
必需氨基酸与非必需氨基酸
05
蛋白质与生长发育
总结词
蛋白质是生长发育的重要物质基础，对儿童和青少年的生长发育至关重要。
详细描述
蛋白质是细胞生长和组织修复的主要原料，对于儿童和青少年的生长发育尤为重要。缺乏蛋白质会导 致发育迟缓、生长停滞，甚至影响智力发育。因此，保证充足的蛋白质摄入对儿童和青少年的健康成 长至关重要。
蛋白质与肌肉形成
必需氨基酸是指人体不能自行合成，必须从食物中摄取的氨基酸； 非必需氨基酸则可以由人体自行合成。
蛋白质的分类
根据其来源和组成，蛋白质可分为动物性蛋白质和植物性蛋白质。
蛋白质的结构
01
02
03
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列 顺序，决定了蛋白质的基 本性质。
二级结构
指蛋白质中局部主链的折 叠方式，常见的有α-螺旋、 β-折叠和β-转角等。
03
蛋白质的消化
01
02
03
04
蛋白质的消化始于胃部
在胃中，蛋白质被胃酸和胃蛋 白酶分解为肽和氨基酸
小肠中的胰蛋白酶、糜蛋白酶 和羧基肽酶进一步分解肽，使
其成为更小的肽和氨基酸
这些氨基酸和肽最终被小肠吸 收进入血液
蛋白质的吸收
小肠通过主动转运和被动转运的 方式吸收氨基酸和肽
氨基酸和肽被吸收后进入血液， 随血液循环运送到各个组织器官
蛋白质的营养PPT课件
蛋白质对于肌肉的合成和维持至关重要，是力量训练后肌肉恢复和生长的重要物质。
详细描述
肌肉主要由蛋白质构成，蛋白质的摄入对于肌肉的合成和维持非常重要。在进行力量训练时，肌肉会产生微损伤， 蛋白质可以帮助肌肉恢复和生长，促进肌肉力量的增加。缺乏蛋白质会导致肌肉萎缩、力量下降等问题。
蛋白质与疾病预防
总结词
不同食物的氨基酸评分不同，一般来 说，动物蛋白质的氨基酸评分较高， 植物蛋白质的氨基酸评分较低。
氨基酸评分越高，说明食物蛋白质的 氨基酸模式越接近理想模式，其营养 价值越高。
Part
04
蛋白质与健康
蛋白质缺乏与营养不良
总结词
蛋白质缺乏会导致营养不良，影响身体的正常生理功能。
详细描述
蛋白质是人体必需的营养素之一，参与构成身体的组织和器官，包括肌肉、骨 骼、血液、神经等。缺乏蛋白质会导致身体无法正常运转，出现消瘦、贫血、 免疫力下降等症状，严重影响身体健康。
02
在膳食搭配中，应控制脂肪的摄 入量，选择低脂肪的食物和烹饪 方式，避免摄入过多的饱和脂肪 和反式脂肪。
个体差异与膳食搭配
由于个体差异的存在，不同人的营养 需求和消化吸收能力不同，因此膳食 搭配应根据个体差异进行调整。
例如，对于老年人、儿童、孕妇、身 体虚弱的人来说，应根据其特殊的营 养需求和消化吸收能力，选择适合他 们的食物和膳食搭配方式。
蛋白质的摄入量与推荐摄入量
中国居民膳食指南建议，成年人每天摄入蛋白质的量为1.2克/千克体重，其中动物性蛋白质 占40%-50%。
对于生长发育期的儿童和青少年，蛋白质的摄入量应适当增加，以满足生长发育的需要。
对于孕妇和哺乳期妇女，由于胎儿和婴儿的生长发育需要，蛋白质的摄入量也需相应增加。
详细描述
肌肉主要由蛋白质构成，蛋白质的摄入对于肌肉的合成和维持非常重要。在进行力量训练时，肌肉会产生微损伤， 蛋白质可以帮助肌肉恢复和生长，促进肌肉力量的增加。缺乏蛋白质会导致肌肉萎缩、力量下降等问题。
蛋白质与疾病预防
总结词
不同食物的氨基酸评分不同，一般来 说，动物蛋白质的氨基酸评分较高， 植物蛋白质的氨基酸评分较低。
氨基酸评分越高，说明食物蛋白质的 氨基酸模式越接近理想模式，其营养 价值越高。
Part
04
蛋白质与健康
蛋白质缺乏与营养不良
总结词
蛋白质缺乏会导致营养不良，影响身体的正常生理功能。
详细描述
蛋白质是人体必需的营养素之一，参与构成身体的组织和器官，包括肌肉、骨 骼、血液、神经等。缺乏蛋白质会导致身体无法正常运转，出现消瘦、贫血、 免疫力下降等症状，严重影响身体健康。
02
在膳食搭配中，应控制脂肪的摄 入量，选择低脂肪的食物和烹饪 方式，避免摄入过多的饱和脂肪 和反式脂肪。
个体差异与膳食搭配
由于个体差异的存在，不同人的营养 需求和消化吸收能力不同，因此膳食 搭配应根据个体差异进行调整。
例如，对于老年人、儿童、孕妇、身 体虚弱的人来说，应根据其特殊的营 养需求和消化吸收能力，选择适合他 们的食物和膳食搭配方式。
蛋白质的摄入量与推荐摄入量
中国居民膳食指南建议，成年人每天摄入蛋白质的量为1.2克/千克体重，其中动物性蛋白质 占40%-50%。
对于生长发育期的儿童和青少年，蛋白质的摄入量应适当增加，以满足生长发育的需要。
对于孕妇和哺乳期妇女，由于胎儿和婴儿的生长发育需要，蛋白质的摄入量也需相应增加。
蛋白质ppt全
氧 19％～24%
氮 13%～19%
硫 0—4％
其他 微 量
一、蛋白质的组成和分类
2、蛋白质的分类
（1）依据蛋白质中必需氨基酸的种类和数量
分类
可以分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质
●完全蛋白质 所含的必需氨基酸种类齐全，数量充
足，彼此比例适当。这一类蛋白质不但可以维持人体
健康，还可以促进生长发育。如乳中的酪蛋白及乳白
因体内蛋白质仍要分解，故易出现氮的负平衡；若摄食蛋
白质的量太大，不仅机体利用不了，甚至反而加重消化器
官及肾脏等的负担。不过，蛋白质的需要量与能量不同，
满足蛋白质的需要和大量摄食蛋白质引起有害作用的量相
差甚大。
第三节 必需氨基酸
一、必需氨基酸与非必需氨基酸
二、必需氨基酸的需要量及需要量模式
三、限制氨基酸
氮平衡对机体的作用
实际上，N平衡不是绝对的。
一天内，进食时N平衡为正；晚上不进食时则N平衡为
负；超过24小时这种波动才比较平稳。
机体在一定限度内对N平衡具有调节作用，健康成人
每日进食蛋白质有所增减时，其体内蛋白质的分解速度及
随尿排出的氮量也随之增减。如进食高蛋白膳食时尿中排
出的氮量增加，反之则减少。但若长期进食低蛋白质膳食，
一般说，蛋白质约占人体全部质量的18％，最
重要的还是其与生命现象有关。蛋白质和核酸
是生命存在的主要形式。
二、建造新组织和修补更新组织
食物蛋白质最重要的作用是供给人体合成蛋白质所需要
的氨基酸。由于碳水化合物和脂肪中只含有碳、氢和氧，
不含氮。因此，蛋白质是人体中惟一的氮的来源。这是碳
水化合物和脂肪不能代替的作用。
葡萄糖有氧氧化所获得的能量为无氧酵解的18倍。这种由
氮 13%～19%
硫 0—4％
其他 微 量
一、蛋白质的组成和分类
2、蛋白质的分类
（1）依据蛋白质中必需氨基酸的种类和数量
分类
可以分为完全蛋白质、半完全蛋白质和不完全蛋白质
●完全蛋白质 所含的必需氨基酸种类齐全，数量充
足，彼此比例适当。这一类蛋白质不但可以维持人体
健康，还可以促进生长发育。如乳中的酪蛋白及乳白
因体内蛋白质仍要分解，故易出现氮的负平衡；若摄食蛋
白质的量太大，不仅机体利用不了，甚至反而加重消化器
官及肾脏等的负担。不过，蛋白质的需要量与能量不同，
满足蛋白质的需要和大量摄食蛋白质引起有害作用的量相
差甚大。
第三节 必需氨基酸
一、必需氨基酸与非必需氨基酸
二、必需氨基酸的需要量及需要量模式
三、限制氨基酸
氮平衡对机体的作用
实际上，N平衡不是绝对的。
一天内，进食时N平衡为正；晚上不进食时则N平衡为
负；超过24小时这种波动才比较平稳。
机体在一定限度内对N平衡具有调节作用，健康成人
每日进食蛋白质有所增减时，其体内蛋白质的分解速度及
随尿排出的氮量也随之增减。如进食高蛋白膳食时尿中排
出的氮量增加，反之则减少。但若长期进食低蛋白质膳食，
一般说，蛋白质约占人体全部质量的18％，最
重要的还是其与生命现象有关。蛋白质和核酸
是生命存在的主要形式。
二、建造新组织和修补更新组织
食物蛋白质最重要的作用是供给人体合成蛋白质所需要
的氨基酸。由于碳水化合物和脂肪中只含有碳、氢和氧，
不含氮。因此，蛋白质是人体中惟一的氮的来源。这是碳
水化合物和脂肪不能代替的作用。
葡萄糖有氧氧化所获得的能量为无氧酵解的18倍。这种由
第二章蛋白质工程蛋白质设计ppt课件
LOGO
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
三、蛋白质分子设计原则
❖1.活性设计： 是蛋白质分子设计的第一步，主要是考虑被研
究的蛋白质功能，涉及选择化学基团和化学 基团的空间取向。在这类设计中应采用天然 存在的氨基酸来提供所需的基团，尽管原则 上并不限制引入其他外来基团。同时还应该 考虑辅因子的使用。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第二章 蛋白质分子设计
❖第一节:蛋白质分子设计原理
❖第二节:基于蛋白质天然结构的分子 设计
❖第三节:全新蛋白质分子设计
LOGO
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
LOGO
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
三、蛋白质分子设计原则
❖4.疏水基团与亲水基团需合理分布 这种分布并不仅仅是简单地使暴露在外面的残 基具有亲水性，埋藏在内部的残基具有疏水 性而是还应安排少量的疏水残基在表面，少 量亲水残基在内部。在蛋白质分子设计过程 中要在原子水平上区分侧链的疏水部分与亲 水部分。
LOGO
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
三、蛋白质分子设计原则
❖ 3.框架设计： 是指对蛋白质分子的立体设计。天然蛋白质是框架 化的。也就是说，催化部位和底物结合部位要适当 地安装在大分子载体之中，给予各个基团以适当的 空间排布，才能具有催化活性功能。因此要设计的 蛋白质活性分子，也必须框架化。 但是对复杂的多肽链而言，需要预测三级结构，需 要大量的计算筛选所需的一级结构，其结果很难预 测。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
三、蛋白质分子设计原则
❖1.活性设计： 是蛋白质分子设计的第一步，主要是考虑被研
究的蛋白质功能，涉及选择化学基团和化学 基团的空间取向。在这类设计中应采用天然 存在的氨基酸来提供所需的基团，尽管原则 上并不限制引入其他外来基团。同时还应该 考虑辅因子的使用。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第二章 蛋白质分子设计
❖第一节:蛋白质分子设计原理
❖第二节:基于蛋白质天然结构的分子 设计
❖第三节:全新蛋白质分子设计
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
三、蛋白质分子设计原则
❖4.疏水基团与亲水基团需合理分布 这种分布并不仅仅是简单地使暴露在外面的残 基具有亲水性，埋藏在内部的残基具有疏水 性而是还应安排少量的疏水残基在表面，少 量亲水残基在内部。在蛋白质分子设计过程 中要在原子水平上区分侧链的疏水部分与亲 水部分。
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
三、蛋白质分子设计原则
❖ 3.框架设计： 是指对蛋白质分子的立体设计。天然蛋白质是框架 化的。也就是说，催化部位和底物结合部位要适当 地安装在大分子载体之中，给予各个基团以适当的 空间排布，才能具有催化活性功能。因此要设计的 蛋白质活性分子，也必须框架化。 但是对复杂的多肽链而言，需要预测三级结构，需 要大量的计算筛选所需的一级结构，其结果很难预 测。
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目录
• 蛋白质简介 • 蛋白质的分类 • 蛋白质的合成与分解 • 蛋白质与健康 • 蛋白质的应用
01
蛋白质简介
Chapter
蛋白质的组成
氨基酸
蛋白质是由氨基酸组成的大分子化合物，不同氨基酸按照一定的顺序排列组成 蛋白质。
分类
根据氨基酸组成的不同，蛋白质可以分为单纯蛋白质和结合蛋白质。单纯蛋白 质仅由氨基酸组成，而结合蛋白质则包含氨基酸和其他非氨基酸成分。
01 02 03 04
心血管疾病
适量摄入高质量的蛋白质可以降 低心血管疾病的风险，因为蛋白 质有助于维持健康的血压和血脂 水平。
肥胖症
摄入适量的蛋白质可以增加饱腹 感，减少食欲，有助于控制体重 。
补充蛋白质的方法
食物来源
鱼、肉、蛋、奶制品和豆类是优质蛋 白质的主要来源。此外，坚果、种子 和某些蔬菜也含有丰富的蛋白质。
基因表达
某些基因的表达可影响蛋白质的合成与分解，如 肌肉生长抑制素基因可抑制肌肉蛋白质的合成。
04
蛋白质与健康
Chapter
蛋白质与疾病的关系
癌症
蛋白质摄入不足或质量不佳可能 增加癌症风险，因为蛋白质是细 胞生长和分裂所必需的。
糖尿病
对于糖尿病患者，摄入适量的蛋 白质可以帮助控制血糖和预防并 发症。
蛋白质的结构
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序， 由肽键连接。一级结构决定了蛋
白质的生物活性和功能。
二级结构
指蛋白质分子中局部主链的折叠方 式，如α-螺旋、β-折叠等。二级结 构是蛋白质空间构象的基础。
三级结构
指整条肽链中全部氨基酸残基的相 对空间位置，即整条肽链的三维构 象。三级结构决定了蛋白质的形状 和功能。
目录
• 蛋白质简介 • 蛋白质的分类 • 蛋白质的合成与分解 • 蛋白质与健康 • 蛋白质的应用
01
蛋白质简介
Chapter
蛋白质的组成
氨基酸
蛋白质是由氨基酸组成的大分子化合物，不同氨基酸按照一定的顺序排列组成 蛋白质。
分类
根据氨基酸组成的不同，蛋白质可以分为单纯蛋白质和结合蛋白质。单纯蛋白 质仅由氨基酸组成，而结合蛋白质则包含氨基酸和其他非氨基酸成分。
01 02 03 04
心血管疾病
适量摄入高质量的蛋白质可以降 低心血管疾病的风险，因为蛋白 质有助于维持健康的血压和血脂 水平。
肥胖症
摄入适量的蛋白质可以增加饱腹 感，减少食欲，有助于控制体重 。
补充蛋白质的方法
食物来源
鱼、肉、蛋、奶制品和豆类是优质蛋 白质的主要来源。此外，坚果、种子 和某些蔬菜也含有丰富的蛋白质。
基因表达
某些基因的表达可影响蛋白质的合成与分解，如 肌肉生长抑制素基因可抑制肌肉蛋白质的合成。
04
蛋白质与健康
Chapter
蛋白质与疾病的关系
癌症
蛋白质摄入不足或质量不佳可能 增加癌症风险，因为蛋白质是细 胞生长和分裂所必需的。
糖尿病
对于糖尿病患者，摄入适量的蛋 白质可以帮助控制血糖和预防并 发症。
蛋白质的结构
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序， 由肽键连接。一级结构决定了蛋
白质的生物活性和功能。
二级结构
指蛋白质分子中局部主链的折叠方 式，如α-螺旋、β-折叠等。二级结 构是蛋白质空间构象的基础。
三级结构
指整条肽链中全部氨基酸残基的相 对空间位置，即整条肽链的三维构 象。三级结构决定了蛋白质的形状 和功能。
蛋白质 ppt课件
蛋白质缺乏症
蛋白质缺乏症是指由 于蛋白质摄入不足或 吸收障碍导致的营养 缺乏病。
在儿童中，蛋白质缺 乏症还可能导致生长 发育迟缓、智力发育 不良等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
症状包括体重减轻、 肌肉萎缩、贫血、免 疫力下降等。
蛋白质过量的危害
01
02
03
04
虽然蛋白质是人体必需的营养 素，但摄入过多也会对健康造
成负面影响。
蛋白质的分类
根据结构
可分为简单蛋白质和结合蛋白质。
根据功能
可分为酶、激素、抗体、载体、血红蛋白等。
蛋白质的结构与功能
结构
蛋白质的结构可分为一级、二级、三级和四级结构。一级结构是指蛋白质中氨基酸的排列顺序；二级 结构是指蛋白质中局部主链的构象；三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置；四级 结构是指蛋白质分子中各个亚基的空间排布及相互作用。
蛋白质 PPT 课件
目录
CONTENTS
• 蛋白质简介 • 蛋白质的合成与分解 • 蛋白质与疾病 • 蛋白质在生物体内的应用 • 蛋白质研究的前沿与展望
01 蛋白质简介
定义与组成
定义
蛋白质是由氨基酸组成的大分子 有机化合物，是构成细胞和组织 的主要物质之一。
组成
蛋白质由20种不同的氨基酸通过 肽键连接而成，其分子量通常在 10,000道尔顿以上。
高蛋白饮食可能导致肾脏负担 加重，引发肾脏疾病。
过量的蛋白质在体内代谢过程 中会产生大量的氨和尿素，增 加肝脏负担，并可能导致肝病
。
此外，高蛋白饮食还可能引发 肥胖、心血管疾病等健康问题
。
04 蛋白质在生物体内的应用
蛋白质在食品工业中的应用
蛋白质作为食品添加剂
《蛋白质》PPT课件
（1）蛋白质表现消化率 某种养分在被动物摄入前的含量 和在粪便中含量的差值。 （2）蛋白质真消化率 从被测食物蛋白质实验期的粪氮中 减去无氮膳食期的粪代谢氮,才是摄入食物蛋白质中真正未 被消化的部分。
2、食物蛋白质消化率
➢真消化率﹥表观消化率 ➢在实际应用中往往用表观消化率，以简化实验，提高安全性。 ➢食物中的膳食纤维和抗胰蛋白酶因子可降低蛋白质消化率。
蛋白质代谢及氮平衡
成人蛋白质的需要量【领会】
蛋白质推荐摄入量 • 理论上成人每天摄入30g蛋白质即可满足氮平衡。 • 但从安全性和消化吸收等因素考虑，成人按
0.8g/kg•日 摄入蛋白质为宜。 • 中国营养学会提出成年男子、轻体力劳动者蛋白
质推荐摄入量为75g/日。
（五）蛋白质的营养评价
食物蛋白质由于氨基酸组成的差别，营养价值不完 全相同，一般来说动物蛋白质的营养价值优于植物蛋白 质。
③食用时间越近越好
（七）蛋白质营养失调
1、蛋白质缺乏
蛋白质一能量营养不良
• ①水肿型营养不良：以蛋白质缺乏为主而能量供 给尚能适应机体需要，以全身浮肿为特征。
蛋白质一能量营养不良
• ②消瘦型营养不良：以能量不足为主，表现为皮 下脂肪和骨骼肌显著消耗和内脏器官萎缩。
蛋白质一能量营养不良
80g/d 90g/d
70g/d 80g/d
（八）蛋白质推荐摄入量及食物来源
2、蛋白质的食物来源
人体蛋白质营 养状况评价
膳食蛋白 质摄入量
生化 检验
身体 测量
生化检验
课后作业
• 2、蛋白质的生物价？蛋白质的功效比值？ 蛋白质互补的原则是什么？
1、完全蛋白质
几个重要概念
• 含有必需氨基酸的种类齐全、数量充足、比例适 当，不仅能维持成人的健康，还能促进儿童生长 发育的蛋白质。
2、食物蛋白质消化率
➢真消化率﹥表观消化率 ➢在实际应用中往往用表观消化率，以简化实验，提高安全性。 ➢食物中的膳食纤维和抗胰蛋白酶因子可降低蛋白质消化率。
蛋白质代谢及氮平衡
成人蛋白质的需要量【领会】
蛋白质推荐摄入量 • 理论上成人每天摄入30g蛋白质即可满足氮平衡。 • 但从安全性和消化吸收等因素考虑，成人按
0.8g/kg•日 摄入蛋白质为宜。 • 中国营养学会提出成年男子、轻体力劳动者蛋白
质推荐摄入量为75g/日。
（五）蛋白质的营养评价
食物蛋白质由于氨基酸组成的差别，营养价值不完 全相同，一般来说动物蛋白质的营养价值优于植物蛋白 质。
③食用时间越近越好
（七）蛋白质营养失调
1、蛋白质缺乏
蛋白质一能量营养不良
• ①水肿型营养不良：以蛋白质缺乏为主而能量供 给尚能适应机体需要，以全身浮肿为特征。
蛋白质一能量营养不良
• ②消瘦型营养不良：以能量不足为主，表现为皮 下脂肪和骨骼肌显著消耗和内脏器官萎缩。
蛋白质一能量营养不良
80g/d 90g/d
70g/d 80g/d
（八）蛋白质推荐摄入量及食物来源
2、蛋白质的食物来源
人体蛋白质营 养状况评价
膳食蛋白 质摄入量
生化 检验
身体 测量
生化检验
课后作业
• 2、蛋白质的生物价？蛋白质的功效比值？ 蛋白质互补的原则是什么？
1、完全蛋白质
几个重要概念
• 含有必需氨基酸的种类齐全、数量充足、比例适 当，不仅能维持成人的健康，还能促进儿童生长 发育的蛋白质。
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滑动接触 α 1β 2和相同的α 2β 1接触。 涉及螺旋C、G、H和非螺旋段FG拐弯的 19个残基，当血红蛋白因氧合作用而 发生构象变化时，这些接触也发生改 变。 图
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血红蛋白半分子（α β 二聚体的侧面观）
作为动态构象分子，血红蛋白可以看作是α β -二聚体的二聚 体，也可以看作是相同的二聚体半分子组成：α 1β 1-亚基和 α 2β 2-亚基对。每个α β -二ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体作为钢体移动。当血红素 基氧合时，分子的两个二聚体半分子彼此滑动。如果一个 α β -二聚体固定不动，则另一个α β -二聚体将绕一个设想 的α β -二聚体的偏心枢轴旋转约15°并平移0.08nm。
去氧血红蛋白
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氧合血红蛋白
氧合血红蛋白和去氧血红蛋白代表不同 的构象态
（1）T态（紧张态） 和氧的亲和力低。
蛋白质设计
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蛋白质分子设计
蛋白质是一类非常有用的物质 与化学试剂相比，蛋白质的分子量非常巨大，大多数 不能通过化学方法生产 专一性很强是蛋白质一大优点，但因此其应用范围却 受到影响 分子生物学的发展克服了上述缺点。特别是定位突变 及PCR 使得蛋白质可能工程化，但用随机方法从事蛋 白质工程研究的效率非常低
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血红蛋白的结构
血红蛋白有两种链，4个亚基组成
人在不同发育阶段血红蛋白亚基的种类是不相同。
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血红蛋白的三维结构
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图 血红蛋白中亚基的排列 A 正面观 B 侧面观
图 血红蛋白α 链和β 链和肌红蛋白构象的相似性
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氧合血红蛋白显著改变Hb的四级结构
装配接触 α 1β 1和相同的α 2β 2接触。 涉及螺旋B、G、H和非螺旋段GH拐弯的 30多个残基，接触面大，对亚基的装 配很重要。当血红蛋白从去氧变为氧 合形式时它们不变。
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（二）蛋白质分子设计分类
第二类为“中改”，对来源于不同蛋白的结 构域进行拼接组装；以期望能转移相应的功 能，获得具有新特点的蛋白质分子。又称分 子剪裁。 第三类为“大改”，即完全从头设计全新的 蛋白质，使之具有特定的空间结构和预期的 功能。
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二、蛋白质分子设计的基础
蛋白质序列，蛋白质结构与功能及结构与功能关系 之间的信息对于蛋白质工程及蛋白质设计都非常重 要。蛋白质结构与功能是开展蛋白质分子设计的基 础，对蛋白质结构与功能之间的认识对蛋白质分子 设计是至关重要的决定着蛋白质分子设计的成功与 否。具体包括： 1、蛋白质生物功能的多样性 2、蛋白质功能由其高级结构决定 3、蛋白质的一级结构与其构象及功能的关系 4、蛋白质空间构象与功能活性的关系 5、结构生物学与生物信息学促进蛋白质分子设计
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4.别构效应：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。
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二、蛋白质分子设计的基础
以肌红蛋白和血红蛋白为例阐述蛋白质空间 结构与功能的关系 1.肌红蛋白由一条153个氨基酸组成的肽链和一 个血红素辅基组成。分子量为17800 肌红蛋白的三级结构是由一簇八个a-螺旋组成 的，螺旋之间通过一些片段连接。
蛋白质分子设计
蛋白质分子设计就是为有目的的蛋白质工程 改造提供设计方案，属于交叉学科。
它涉及材料科学、化学、生物学、物理及计算机科 学等。蛋白质设计涉及药物、食品工业用酶、污水 处理、化学合成、疫苗、生物传感器等，设计的蛋 白质不仅限于 20 种天然氨基酸，也可以包括非天然 氨基酸以及有机/无机模板等。
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第一节 蛋白质分子设计原理 一、蛋白质分子设计的分类 蛋白质设计的目的： 1、为蛋白质工程改造提供设计方案和指导性信 息。如提高蛋白质的热，酸稳定性等 2、探索蛋白质的折叠机理。如简单蛋白质建筑 或骨架的从头设计是研究蛋白质相互作用力 的类型及本质的很好途径，为解决蛋白质折 叠问题寻找定性和定量的规律。
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一、蛋白质分子设计的分类 （一）蛋白质分子设计的层次 可分为两个层次 在蛋白质三维结构已知基础上所进行的直接 将立体结构信息与蛋白质的功能相关联的高 层次的设计工作 在未知立体结构的情形下借助于一级结构的 序列信息及生物化学性质所进行的分子设计 工作
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一、蛋白质分子设计的分类
（二）蛋白质分子设计分类 按照改造部位的多寡分为三类： 第一类为“小改”，可通过定位突变或化学 修饰来实现；在已知结构的天然蛋白质分子 多肽链内的确定位置上，进行一个或少数几 个氨基酸残基的改变，以研究和改善蛋白质 的性质和功能。 主要是置换，删除或插入氨基酸，依赖基因 水平。
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总结 1.一种基因可编码产生多种蛋白质，一种蛋 白质可以产生多种活性多肽，一种活性多肽 可以产生多种功能 2.蛋白质的功能与高级结构相联系，生物学 活性和理化性质主要决定于空间结构的完整 性。 3.一级结构决定了它的二级，三级结构，如 果一级不破坏，就能恢复到原来的三级结构 一级相似的蛋白质，其基本构象及功能也相 似
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抹香鲸肌红蛋白（Myoglobin）的三级结构
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02与肌红蛋白的结合
卟啉铁和F8（93）His（近侧） 的咪唑N结合。底6的配位键 和O2 结合。 O2 和四吡咯环呈60度倾斜。 高铁肌红蛋白中水代替O2填 充该部位。 氧结合是一个空间位阻区域 E7 His（远侧）的咪唑环与 Fe原子的距离远，不发生作 用，但与分子O2 能紧密接触， 被结合的O2在His（近侧）的 咪唑N和Fe原子之间。
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蛋白质分子设计
设计过程主要依赖于蛋白质结构的测定和分 子模型的建立，按照蛋白质结构功能的关系， 综合运用各学科的技术手段，确保获得比天 然蛋白质性能更加优越的新型蛋白质。 是蛋白质工程的一个重要方面。
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蛋白质分子设计
基本途径： 从预期的蛋白质功能出发→ 设计预期的蛋白质结构→ 推测应有的氨基酸序列→ 找到相对应的核糖核苷酸序列（RNA）→ 找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（DNA）