2-蛋白质和核酸化学

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四、蛋白质的空间结构
▪ 多肽链需通过各种方式卷曲成特定的空间
结构。蛋白质肽链通过折叠、盘曲,使分子 内部原子形成一定的空间排布及相互关系, 称为蛋白质的构象，即空间结构。
▪ 维持蛋白质空间结构的化学键主要有氢键、
盐键、疏水键、范德华力等非共价键和二 硫键，统称为次级键或副键。
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科普知识:必需氨基酸
▪ 必需氨基酸:人体必不可少,而机体内又不能
合成的,必须从食物中补充的氨基酸，称必需 氨基酸。
▪ 对成人来说，这类氨基酸有8种，包括赖氨
酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、 缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。对婴儿来说， 组氨酸也是必需氨基酸。
▪ 这就提醒人们不要挑食，食物面越广越好。
1）作为生物催化剂 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递 3. 氧化供能
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第一节 蛋白质的分子组成
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一、蛋白质的元素组成
▪ 1.元素:碳、氢、氧、氮 ▪ 2.组成特点:蛋白质含氮量是13%-19%,平
β-链 Hb-A Hb-S
1 2 3 45 6 7 Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys… Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys…
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2.空间结构与功能的关系
▪ 蛋白质的空间
结构一旦改变 就会影响蛋白 质的生物活性。
▪ （如右图）牛
核糖核酸酶的 空间结构与功 能。
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2.
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多肽链
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3.生物活性肽
(1)
(2)
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（二）
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一级结构是空间结构的基础。结构与功能密切相关，蛋白质的一级 结构一旦确立，其空间结构以及生理功能也基本确立。
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三、蛋白质的基本结构
（一）肽键和肽 * 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。
R1
H
H2O R1 H H
H2NCC OH +HNCCOOHH2NC CN CCOO
HO
HR2
H O R2
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Байду номын сангаас
肽 键 13
盘曲,主链、侧链都包括在内所形成的空间 结构称为蛋白质的三级结构。
▪ 只有一条肽链构成的蛋白质具备了三级结
构就有生物活性，若有2条以上肽链构成的 蛋白质还需进一步形成更高级结构才具有 相应的生物活性。
▪ 维持三级结构的化学键是次级键。
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蛋白质的三级结构
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（三）蛋白质分子的四级结构
均约为16%,即1克氮相当于6.25克蛋白质。
▪ 3.计算蛋白质含量的公式：
每克样品中含氮g数×6.25=每克样品中所 含蛋白质克数
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练习题
▪ 1.用定氮法测出1g样品大豆中含氮0.058g,
试问100g大豆中含蛋白质多少克?
▪ 2. 用凯氏微量定氮法测得0.2ml血清中含
氮2.1mg,问100ml血清中含蛋白质多少克?
▪ 蛋白质的空间结构包括二级、三级和四级
结构。
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（一）蛋白质分子的二级结构
1.α-螺旋
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2. β-折叠
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（3）
无规则卷曲是指多肽链中规则性不强的一些区段的构象
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（二）蛋白质的三级结构
▪ 在二级结构的基础上,多肽链进一步折叠、
▪ 有的蛋白质分子由两条以上具有独
立三级结构的肽链通过非共价键相 连聚合而成,其中每一条肽链称为一 个亚基或亚单位(subunit)。
▪ 各亚基在蛋白质分子内的空间排布
及相互接触称为蛋白质的四级结构。
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蛋白质的四级结构
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（四）蛋白质结构与功能的关系
1.一级结构与功能的关系
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•牛脑海绵状病,简称BSE。1985年4月,医学家们 在英国发现了一种新病，专家们对这一世界始 发病例进行组织病理学检查，并于1986年11月 将该病定名为BSE，首次在英国报刊上报道。 •食用被疯牛病污染了的牛肉、牛脊髓的人，有 可能染上致命的克罗伊茨费尔德—雅各布氏症 （简称克－雅氏症），其典型临床症状为出现 痴呆或神经错乱，视觉模糊，平衡障碍，肌肉 收缩等。病人最终因精神错乱而死亡。 医学 界对克－雅氏症的发病机理还没有定论，也未 找到有效的治疗方法。
（1）种属差异 蛋白质一级结构的种属差异十分明显,但相同部 分氨基酸对蛋白质的功能起决定作用。根据蛋 白质结构上的差异,可以断定它们在亲缘关系上 的远近。
（2）分子病
——蛋白质分子一级结构的氨基酸排列顺序与 正常有所不同的遗传病。
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镰状细胞贫血（sick-cell anemia） 从患者红细胞中鉴定出特异的镰刀型或月牙型细胞。
第二章 蛋白质和核酸的化学
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单元目标
▪ 1.列出蛋白质的元素组成、元素组成特点及
蛋白质基本组成单位。
▪ 2.描述蛋白质分子结构及结构与功能的关系。 ▪ 3.简述蛋白质的理化性质 ▪ 4.说出蛋白质的分类 ▪ 5.叙述核酸的分子组成和结构
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蛋白质的生物学功能
1. 蛋白质是生物体的重要组成成分 2. 蛋白质具有重要的生物学功能
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二、蛋白质的基本单位—氨基酸
▪ 氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 ▪ 20标准氨基酸 ▪ 氨基（-NH2）和羧基（-COOH）
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COOH H2N—Cα—H
R
不带电形式
COO+H3N—Cα—H
R
两性离子形式
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五、蛋白质的理化性质
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+ ++
+ ++
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（三）蛋白质的沉淀 蛋白质从溶液中析出的现象
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1. 盐析:加盐使蛋白质沉淀析出。 分段盐析:调节盐浓度,可使混合蛋白质溶液中的几 种蛋白质分段析出。血清球蛋白（50%(NH4)2SO4饱 和度）,清蛋白（饱和(NH4)2SO4)。