生物化学笔记

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生物化学笔记

一蛋白质的共价结构

1.氨基酸（amino acid）

－20个，18个常见，1个脯氨酸，1个硒代胱氨酸（由终止密码字编码）－20种氨基酸的性质，排列顺序决定蛋白质的性质

－人类中L型出现较多，D型较少，但是牙齿中的天冬氨酸便是；而在微生物中，D型出现较多，一般出现于翻译后修饰，可通过恢复又形成L型1．1氨基酸结构

●每个氨基酸（除pro）都含有：－COOH-(羧基)，－NH2－（氨

基），—R(R集团)

羧基和氨基的主要作用：提供氢键形成二级结构

●暴露在外的主要是R基，又侧链的排列组合决定蛋白质的结构

●侧链提供不同的功能集团能够使蛋白具有独特性：

✓独特的折叠结构

✓溶解状态：与引起生命过程有强烈关系，侧链起决定作用

✓聚集状态：单体，二聚体等

✓与大分子物质形成复合物或大分子，提高酶活性

✓修饰

●蛋白质形成的氨基酸规律并不明显，但是结构蛋白有一定的规律，

其中有点肯定的是，氨基酸的选择不是随意的

●决定蛋白质结构的因素有：氨基酸数量，排列组合，侧链修饰（例

如电荷改变与其他分子，自身内部作用而发生改变）

1．2氨基酸分类（根据极性分类）

在普通条件下，根据极性差别，可分为以下几类：

✓非极性氨基酸（Gly-G, Ala-A, Val-V, Leu-L, Ile-I, Phe-F, Trp-w, Met-M.

Pro-P）

性质：1.具有疏水性

2.结合或放出质子（Met，Phe，Try易放出质子）

3.酶反应中，蛋白质折叠堆积在一起时，酸性强，从而形

成极端环境，因此极性变强，某些基团具有极端性质易完成特定

反应。

4.在水相球蛋白中，非极性氨基酸贝排在蛋白质疏水中

心，犹如蛋白质骨架，维持蛋白质结构，起稳定作用，蛋白质结

构对功能非常重要，因此可在疏水区域对蛋白质骨架与功能有十

分重要作用

5.在跨膜蛋白中，非疏水侧链能与膜易结合

1st甘氨酸（Gly）：

a)缺少对称结构，不能形成立体化学结构

b)缺少β碳原子，因此组成肽链时，使肽链更柔软，因为原子相互之

间摆动的角度大，受到阻力比复杂侧链要简单

c)提供更多的结构空间

d)甘氨酸常位于蛋白质拐角处，并在胶原蛋白中甘氨酸含量大，提供

空间与柔软性，抗击能力强。

e)甘氨酸对邻位氨基酸也有影响。由于空间小，提供邻位氨基酸化学

活性。比如Asn-Gly的组合比Asn－xaa更易形成环状的酰胺结构f)甘氨酸常作为免疫识别和酶催化的位点

2nd丙氨酸（Ala）：

a)是20种氨基酸种最没特性的氨基酸，没有特别的构想性质，因此

可出现在任何部位

b)最普通的氨基酸，弱疏水性，化学稳定性低，发生化学修饰机率低

c)为左提花位点可用于研究某个氨基酸在蛋白质的功能

3rd缬氨酸（Ala）：

a)体积变大，降低整体结构软柔性，旋转空间不大

b)阻碍邻位的化学活性

c)属于国都太氨基酸，中度疏水性

4th异亮氨酸（ile）：

a)疏水性增强

b)含有β分支链，对邻位氨基酸有空间阻碍，降低化学活性

c)出现在蛋白质内部，倾向于形成β折叠结构而不是α－螺旋（因为

空间阻碍变大）

d)有第二个非对称中心，碰到强酸时，立体结构改变，形成别异亮氨

酸，功能随之改变

在体外和体内环境有差异时，蛋白质稳定结构对蛋白质功能具有重

要作用

5th亮氨酸（Leu）:

a)疏水性比异亮氨酸

b)在球蛋白中最常见氨基酸，处于疏水中心

c)形成跨膜螺旋结构中的主要成分

d)亮氨酸拉链结构

亮氨酸拉链（l eucine zipper）：出现在DNA结合蛋白质和其它蛋白

质中的一种结构基元（motif）。当来自同一个或不同多肽链的两个两用性的α-螺旋的疏水面（常常含有亮氨酸残基）相互作用形

成一个圈对圈的二聚体结构时就形成了亮氨酸拉链。

在生物化学的研究中，发现某些DNA结合蛋白的

一级结构C末端区段，亮氨酸总是有规律地每隔7个

氨基酸就出现一次。蛋白质α-螺旋每绕一圈为个氨基酸残基。这种一级结构形成α-螺旋时，亮氨酸必与螺旋轴平行而在外侧同一线上排布，每绕两圈出现一次，如图中的1,8,15,22位；而且，亮氨酸R-基因上的分支侧链也露于螺旋之外成规律地相间。所谓拉链，就是两组平行走向，带亮氨酸的α-螺旋形成的对称二聚体。每条肽链上的亮氨酸残基，侧链上R-基因的分支碳链，又刚好互相交错排列，故名。亮氨酸拉链结构常出现于真核生物DNA结合蛋白的C-端，它们往往是和癌基因表达调控功能有关，故受到研究者的重视。这类蛋白质的主要代表为酵母的转录激活因子GCN4，癌蛋白Jun，Fos，Myc，增强子结合蛋白C/EBP等。这类基元结构是解决基因转录调控的途径之一，并将会在生命科学研究中继续成为主导领域的研究课题。

（leucine zipper）是由伸展的氨基酸组成，每7个氨基酸中的第7个氨基酸是亮氨酸，亮氨酸是疏水性氨基酸，排列在。螺旋的一侧，所有带电荷的氨基酸残基排在另一侧。当2个蛋白质分子平行排列时，亮氨酸之间相互作用形成二聚体，形成“拉链”。在“拉链”式的蛋白质分子中，亮氨酸以外带电荷的氨基酸形式同DNA结合。

原癌基因c—fos 的蛋白产物是磷酸化蛋白，有一个亮氨酸“拉链”区，却不能形成同源二聚体。可是，它可以同c-jun的蛋白产物中的“拉链”区形成异源二聚体。c—fos 的蛋白质产物本身不能同DNA结合，可是一旦同c-jun的蛋白质产物形成“拉链”式的异源二聚体后，却能与jun-jun同源二聚体一样具有DNA结合能力，且表现出更高的亲和力。

6th苯丙氨酸（Phe）: