分子生物学：蛋白质 研究生课件

（二）现代分子生物学的建立和发展阶段 （50年代初到70年代初）
主要进展包括：
1.遗传信息传递中心法则的建立。
2.对蛋白质结构与功能的进一步认识。
1956－58年根据对酶蛋白的变性和复性实验，提出蛋白质的三 维空间结构是由其氨基酸序列来确定的；
1958年证明镰刀状细胞溶血症的病因 ； 1965年人工合成了牛胰岛素； 1969年开始应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量； 1973年氨基酸序列自动测定仪问世。
第一节 组成蛋白质的氨基酸
Section 1 The Amino Acids Composed into Proteins
组成蛋白质的基本单位——氨基酸（20种） 这些氨基酸都是由特定的遗传密码进行编码 的，故又可称为“编码氨基酸”。
氨基酸的名称与符号
Molecular Configuration of -Amino Acid
第二节 蛋白质的分子结构
Section 2 Structure of Protein
蛋白质的分子结构：
一级结构
初级结构（共价结构）
二级结构 三级结构
高级结构（空间结构/构象）
四级结构
蛋白质的分子结构：
蛋白质的一级结构（primary structure）是 指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序，即 多肽链的线状结构。
蛋白质的分子结构：
蛋白质的二级结构（secondary structure）是指蛋 白质多肽链主链原子局部的空间结构，不包括侧链构 象的内容。（a-helix、β-pleated sheet、β-turn、 nonregular coil)
蛋白质的分子结构：
蛋白质的三级结构指整条多肽链的三维结构，包 括骨架和侧链在内的所有原子的空间排列。如果蛋 白质分子仅由一条多肽链组成，三级结构就是它的 最高结构层次。
五、21世纪分子生物学发展的趋势
功能基因组学 （基因→ mRNA→蛋白质） 蛋白质组学 生物信息学
第一章 蛋白质的结构和功能
Chapter 1 Structure and Function of Protein
蛋白质（protein，Pro）是由氨基酸为单位 组成的一类重要的生物大分子，是生命的物 质基础。
基因（DNA）分子生物学
研究内容包括基因的结构、遗传信息的复制、 转录与翻译，核酸存储的信息修复与突变，基因 表达调控和基因工程技术的发展和应用等。
细胞——细胞周期及细胞信号转导机制
三、分子生物学的发展历程
分子生物学的发展大致可分为三个阶段。 （一）现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段
（ 19世纪后期到20世纪50年代初） 对生命本质的认识具有两大重点突破： 1. 确定了蛋白质是生命的主要物质基础。 2. 确定了生物遗传的物质是DNA。
生物化学是从化学角度研究生命现象的科学，它着重研究Leabharlann Baidu 物体内各种生物分子的结构、转变与新陈代谢。
核酸 —— 储存生命活动的各种信息 蛋白质 —— 一切生命活动的执行者
二、分子生物学的研究内容 核酸 （DNA，RNA）
蛋白质
基础理论
技术
分子生物学的主要内容： 蛋白质分子生物学
——蛋白质的结构与功能
医学分子生物学
Medical Molecular Biology
《分子生物学》绪论
分子生物学的概念 分子生物学的研究内容 分子生物学的发展历程 分子生物学与医学 21世纪分子生物学发展的趋势
一、分子生物学的概念
分子生物学从分子水平的角度，以研究生命本质为目的，研 究核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞 信息传递中的作用为研究对象的一门新兴边缘学科。分子生 物学是当前生命科学中发展最快并正与其它学科广泛交叉与 渗透的重要前沿领域。
在继“分子病”之后，又陆续的提出“基 因病”、“构象病”和“信息病”等分子生物学 新概念。使得医学研究的整个格局和观念逐步发 生了改变，使人们对疾病的认识不断地深入到分 子水平阶段。
DNA、RNA 和蛋白质成为人类治病、防病的一 类新型的生物制品或药物。基因诊断和基因治疗 的开展也是分子生物学在医学领域中的应用典范。
L型氨基酸(或左手氨基酸，法文Levo，左； 反之是D型氨基酸(或右手氨基酸，法文Dextro，右。
Peptide Bond and Peptide Chain
多肽链具有方向性，头端为氨基端（N端）， 尾端为羧基端（C端）。(N C)
多肽链经过疏水塌缩、空间盘曲、侧链 聚集等折叠过程形成蛋白质的天然立体 构象，以获得生物活性，从而将生命信 息表达出来。
四、分子生物学与医学
由于分子生物学涉及生命本质的认识， 它也就自然广泛的渗透到医学各学科领域中， 成为现代医学重要的基础，特别是对临床诊 断和治疗水平的提高起到了积极的推动作用。
人类对疾病的认识：
1.从机体表型来认识疾病,即根据现象和检查所 获知的症状与体征。
2.从组织细胞的病理、生理变化来分析和诊断 疾病。
（三）初步认识生命本质并开始改造生命的深入 发展阶段
70年代后，以基因工程技术的出现作为新的里 程碑，标志着人类认识生命本质并能主动改造生命 的新时期开始。其间的重大成就包括：
1. 重组DNA技术的建立和发展 2. 基因组研究的发展 3. 单克隆抗体及基因工程抗体的建立和发展 4. 基因表达调控机理 5. 细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域
1949年美国化学家L.C.波林在研究镰形细 胞贫血症时，发现患者的异常血红蛋白是由β 链N端的第6位的谷氨酸被缬氨酸所替代所致。 进而提出“分子病”的概念。
指由于基因突变导致蛋白质分子结构或合 成量的异常所引起的疾病。
“分子病”除了镰形红细胞贫血以外，还有 各种血浆白蛋白异常、球蛋白异常、脂蛋白异 常、铜蓝蛋白异常、转铁蛋白异常、补体异常、 受体蛋白异常等。
使人类积累了十分丰富的医学资料。但都不能 从本质上真正认识疾病发生的根本原因，更不能从 根本上治愈疾病和阐明疾病的发病机制。
随着分子生物学的诞生与发展，导致基 础医学和临床医学都从分子水平来探讨多种 多样的生命现象，使各种生理和病理现象的 机制都可能从分子水平找到答案。
“分子病” （molecular disease） ：