生物化学与分子生物学：第2章 多肽与蛋白质 7年制2版

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1、目目 录录 生物大分子生物大分子：由基本：由基本结构单位结构单位按一定按一定顺顺序和连接序和连接方式所形成的多聚体。方式所形成的多聚体。 蛋白质：氨基酸蛋白质：氨基酸 核酸：核酸： 核苷酸核苷酸 糖复合物：单糖糖复合物：单糖 目目 录录多肽与蛋白质多肽与蛋白质第二章第二章Polypeptides and Proteins目目 录录分布广：分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；所有器官、组织都含有蛋白质； 细胞的各个部分都含有蛋白质。细胞的各个部分都含有蛋白质。含量高：含量高：占人体干重的占人体干重的45， 某些组织某些组织,例如脾、肺及横纹肌等高达例如脾、肺及横纹肌等高达80。蛋白质的生物学重要

2、性蛋白质的生物学重要性1. 蛋白质是生物蛋白质是生物 体重要组成成分体重要组成成分(结构蛋白结构蛋白)Protein derives from Greek proteios，meaning “first” or “foremost”.目目 录录1 1）作为生物催化剂（酶）作为生物催化剂（酶）2 2）代谢调节作用）代谢调节作用3 3）免疫保护作用）免疫保护作用4 4）物质的转运和存储）物质的转运和存储5 5）运动与支持作用）运动与支持作用6 6）参与细胞间信息传递）参与细胞间信息传递2. 蛋白质具有重要的生物学功能蛋白质具有重要的生物学功能(功能蛋白功能蛋白)3. 氧化供能氧化供能目目 录录老年

3、痴呆症老年痴呆症 镰刀形红细胞贫血镰刀形红细胞贫血病例病例目目 录录什么是蛋白质什么是蛋白质? ? 蛋白质（蛋白质（protein）是由许多是由许多氨基酸氨基酸（amino acids）通过）通过肽键肽键（peptide bond） 相连形成的高分子含氮化合物。相连形成的高分子含氮化合物。目目 录录第一节第一节 肽、肽、蛋白质蛋白质的一级结构的一级结构 Primary Structure of peptides and Proteins目目 录录主要有主要有C、H、O、N和和S。有些蛋白质含有少量有些蛋白质含有少量磷磷或金属元素或金属元素铁、铜、锌、铁、铜、锌、锰、钴锰、钴、钼、钼，个别蛋白质

4、还含有，个别蛋白质还含有碘碘 。一、蛋白质的元素组成一、蛋白质的元素组成目目 录录 蛋白质的含氮量平均为蛋白质的含氮量平均为1616。 100克样品中蛋白质的含量克样品中蛋白质的含量 ( g % )= 每克样品含氮克数每克样品含氮克数 6.251001/16%蛋白质元素组成的特点：蛋白质元素组成的特点：目目 录录二、二、蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位氨基酸是多肽与蛋白质的基本组成单位氨基酸是多肽与蛋白质的基本组成单位目目 录录（一）蛋白质由氨基酸通过肽键连接形成链状结构（一）蛋白质由氨基酸通过肽键连接形成链状结构三、蛋白质的基本结构特点三、蛋白质的基本结构特点氨基酸通过肽键连结形成肽

5、和蛋白质氨基酸通过肽键连结形成肽和蛋白质目目 录录NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽键NH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHO目目 录录2. 肽和蛋白质肽和蛋白质 O O O O O O NHNH2 2- -CHCH- -C CNH-CH-CNH-CH-CNH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-COOHNH-CH-COOH R R1 1 R R2 2 R R3 3 RnRn目目 录录目目 录录主链结构主链结构: : 氨基酸残基通过

6、肽键连接而成的结构。氨基酸残基通过肽键连接而成的结构。侧链结构：侧链结构：氨基酸残基的氨基酸残基的R R基团结构。基团结构。目目 录录 O O O O O O NHNH2 2- -CHCH- -C CNH-CH-CNH-CH-CNH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-COOHNH-CH-COOH R R1 1 R R2 2 R R3 3 RnRn目目 录录N末端末端C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶目目 录录（二）（二）体内存在多种重要的生物活性肽体内存在多种重要的生物活性肽 1.谷胱甘肽是体内重要的还原剂谷胱甘肽是体内重要的还原剂 谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, GSH)目目

7、 录录GSH过氧过氧化物酶化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH还原酶还原酶NADPH+H+ NADP+ GSHGSH的巯基的巯基具有还原性：具有还原性：保护蛋白质或酶分子的巯基保护蛋白质或酶分子的巯基免遭氧化，维持蛋白质或酶活性状态。免遭氧化，维持蛋白质或酶活性状态。GSHGSH与致癌剂或药物结合与致癌剂或药物结合目目 录录2. 寡肽或多肽激素寡肽或多肽激素目目 录录3. 神经肽神经肽在神经传导过程中起重要作用的肽类称为在神经传导过程中起重要作用的肽类称为神经肽神经肽(neuropeptide)。脑啡肽脑啡肽(5肽肽)、-内啡肽内啡肽(31肽肽)和和强啡肽强啡肽(17肽肽)等。

8、等。 孤啡肽孤啡肽(17肽肽)，其一级结构类似于强啡肽。，其一级结构类似于强啡肽。 目目 录录 蛋白质分子由氨基酸构成一条多肽链，蛋白质分子由氨基酸构成一条多肽链，分子量大，能折叠成一定的形状，形成具分子量大，能折叠成一定的形状，形成具有空间结构的大分子。有空间结构的大分子。 O O O O O O NHNH2 2- -CHCH- -C CNH-CH-CNH-CH-CNH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-COOHNH-CH-COOH R R1 1 R R2 2 R R3 3 RnRn目目 录录（三）蛋白质分子结构的四个层次（三）蛋白质分子结构的四个层次1952年丹麦科学家年丹麦科学家Li

9、nderstrom-Lang建议建议目目 录录（一）概念：（一）概念： 蛋白质分子中从蛋白质分子中从N N端到端到C C端的氨基酸残基端的氨基酸残基排列顺序排列顺序。四、蛋白质一级结构四、蛋白质一级结构 （primary structure） 肽键（主要化学键）、二硫键肽键（主要化学键）、二硫键一级结构是蛋白质一级结构是蛋白质空间构象空间构象和特异生物学和特异生物学功能功能的基础的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。细胞的环境因素影响蛋白质分子的空间构象。细胞的环境因素影响蛋白质分子的空间构象。目目 录录（二）蛋白质一级结构是空间结构和功能的基础（二）

10、蛋白质一级结构是空间结构和功能的基础目目 录录蛋白质数据库蛋白质数据库（GenebankGenebank）：）：NCBINCBI网站：网站：National Center for Biotechnology InformationNational Center for Biotechnology Information http:/www.ncbi.nlm.nih.govhttp:/www.ncbi.nlm.nih.gov/ /（三）一级结构比对用于同源蛋白质分析（三）一级结构比对用于同源蛋白质分析序列比对方法：序列比对方法：将将2个序列准确地对齐，使之达到相个序列准确地对齐，使之达到相同序列

11、最大化，插入或删除序列（不同序列）最小同序列最大化，插入或删除序列（不同序列）最小化，然后计算相同的氨基酸数。化，然后计算相同的氨基酸数。目目 录录根据同源蛋白质序列相似程度分类根据同源蛋白质序列相似程度分类同源蛋白：同源蛋白：同一基因进化（功能相似）而来的同一基因进化（功能相似）而来的 蛋白质，氨基酸蛋白质，氨基酸序列序列相似程度相似程度25%25%。分类分类序列相似程度序列相似程度相同蛋白相同蛋白95 %亚家族亚家族8095 %家族家族5080%超家族超家族2550%目目 录录（四）蛋白质分类：（四）蛋白质分类：1. 组成分类：组成分类：单纯蛋白质（单纯蛋白质（simple protein