【文章內(nèi)容簡介】 （ 6） 運動蛋白 ：肌肉蛋白和肌球蛋白。 （ 7） 受體蛋白 ：接受和傳遞信息，如阻遏蛋白。 （ 8） 其他作用 ：視覺蛋白，味覺蛋白 ，結(jié)構(gòu)蛋白 。 1．蛋白質(zhì)的主要種類和功能 2. 蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位 ── 氨基酸 氨基酸（ amino acid, aa 或 AA） 是蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物，是組成蛋白質(zhì)的基本單位（構(gòu)件分子）。從各種生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的氨基酸已有 180多種，但參與蛋白質(zhì)組成的常見氨基酸只有 20種 ，這 20種氨基酸稱為 常見氨基酸或基本氨基酸 。 氨基酸名稱 英文縮寫 簡 寫 氨基酸名稱 英文縮寫 簡 寫 甘氨酸 Gly G 絲氨酸 Ser S 丙氨酸 Ala A 蘇氨酸 Thr T 纈氨酸 Val V 天冬酰胺 Asn N 異亮氨酸 Ile I 谷酰胺 Gln Q 亮氨酸 Leu L 酪氨酸 Tyr Y 苯丙氨酸 Phe F 組氨酸 His H 脯氨酸 Pro P 天冬氨酸 Asp D 甲硫氨酸 Met M 谷氨酸 Glu E 色氨酸 Trp W 賴氨酸 Lys K 半胱氨酸 Cys C 精氨酸 Arg R 20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的英文簡寫 （ 1） 氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 氨基酸是含有氨基的羧酸，不同氨基酸的R基不同，（除脯氨酸、甘氨酸外）都為 Lα氨基酸 。各種氨基酸的區(qū)別在 側(cè)鏈基團(tuán) —R的不同。 H 3 N C HC O OR+ αH 2 N C HC O O HRαL－絲氨酸和 D－絲氨酸是一對對映體 據(jù) R基團(tuán) 化學(xué)結(jié)構(gòu) 分類 ： 脂肪族、芳香族和雜環(huán) 據(jù) R基團(tuán) 極性 分類 帶正電荷（３種） 帶負(fù)電荷（２種） 極性 R基團(tuán) AA 非極性 R基團(tuán) AA 不帶電荷 帶電荷 據(jù) 酸堿性質(zhì) 分類 中性ＡＡ （ 一氨基一羧基 ） 酸性ＡＡ (一氨基二羧基 ) 谷氨酸、天冬氨酸 堿性ＡＡ（二氨基一羧基） 賴氨酸、組氨酸 、精氨酸 據(jù) 營養(yǎng) 學(xué)分類 必需ＡＡ 非必需ＡＡ 人的必需氨基酸 Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr 假 設(shè) 來 借 一 兩 本 書 幼兒時需精氨酸和組氨酸 （ 2）基本氨基酸的分類 （ 3）氨基酸的功能 ● 作為組建蛋白質(zhì)的元件； ● 有的氨基酸或其衍生物具有生物 活性（代謝調(diào)節(jié)、信號傳遞等）。 3. 肽鍵、肽和多肽 肽是由一個氨基酸的 ?羧基 與另一個 氨基酸的 ?氨基 脫水縮合而形成的無分支 線形聚合物。 氨基酸間縮水形成的共價鍵 酰胺鍵 稱 肽鍵 （ peptide bond）。 NH2 CH CHOOH甘 氨 酸甘 氨 酸+ HOH 肽鍵 NH 2 CH C N CH COOHHHHONH CH C H OH O H 甘 氨 酸 甘氨酰甘氨酸 多肽鏈 （ polypeptide chain） 是指許多氨基酸之間以 肽鍵 連接而成的一種結(jié)構(gòu) 。 C C N C C N C C N C C N CC H2C H C H2C H2C H2C O OO H C O2H C H2C O N H2O HC H3H3N+O O O OH H H H HH H H HS e r V a l T y r As p Gl nC H3N 端 C 端肽鍵 COOH N 末端：多肽鏈中有 自由氨基 的一端； C 末端：多肽鏈中有 自由羧基 的一端。 多肽鏈有兩端 N末端 C末端 牛核糖核酸酶 4.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要層次 一級結(jié)構(gòu) 四級結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu) primary structure secondary structure Tertiary structure quariernary structure 超二級結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域 supersecondary structure Structure doman （ 1） 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu) 多肽鏈中 氨基酸的排列順序 ，包括 二硫鍵的位置稱為 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 。這是蛋白質(zhì) 最基本的結(jié)構(gòu)，決定蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)和生物功能的信息 。 牛胰島素的一級結(jié)構(gòu) （ 2）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) ① α－螺旋 （ α－ helix） ② β－折疊 （ βpleated sheet） ③ β－轉(zhuǎn)角 （ βturn） ④ 無規(guī)則卷曲 （ nonregular coil） 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（ secondary structure）指 肽鏈主鏈 不同區(qū)段通過自身的相互作用， 形成氫鍵，沿某一主軸盤旋折疊而形成的局部空間結(jié)構(gòu) ，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象單元。主要有以下類型： ① α－螺旋（ α－ helix） ② β－折疊（ βpleated sheet） 特征： 兩條或多條伸展的多肽鏈 （ 或一條多肽鏈的若干肽段 ） 側(cè)向集聚 ， 通過相鄰肽鏈主鏈上的 NH與C=O之間有規(guī)則的氫鍵 ， 形成 鋸齒狀片層結(jié)構(gòu) ， 即 β－折疊片 。 ?折疊有兩種類型： ● 平行式 ：所有肽鏈的 N端都在同一側(cè) ； ● 反平行式 ：相鄰兩條肽鏈的 方向相反 。 平行式 ?折疊 反平行式 ?折疊 ③ β－轉(zhuǎn)角（ βturn） 特征： 多肽鏈中氨基酸殘基 n的羰基上的氧與殘基 （ n+3） 的氮原上的氫之間形成 氫鍵 ， 肽鏈回折 180176。 。 無規(guī)則卷曲示意圖 無規(guī)則卷曲 細(xì)胞色素 C的三級結(jié)構(gòu) ④無規(guī)則卷曲 （ 3） 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 多肽鍵在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上 ， 通過側(cè)鏈基團(tuán)的相互作用 進(jìn)一步卷曲折疊 ， 借助次級鍵維系使 α－螺旋 、 β －折疊片 、 β －轉(zhuǎn)角等二級結(jié)構(gòu)相互配置而形成特定的構(gòu)象 。 三級結(jié)構(gòu)的形成使肽鏈中所有的原子都達(dá)到空間上的重新排布 。 球狀蛋白的三級的結(jié)構(gòu)特征 含有多種二級結(jié)構(gòu)單元。 分子表面往往有一個 內(nèi)陷的空隙 ，它常常是 蛋白質(zhì)的活性中心 。 大多數(shù)非極性側(cè)鏈埋在分子內(nèi)部，形成 疏水核 ；而極性側(cè)鏈在分子表面，形成 親水面 。 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)具有明顯的折疊層次。 分子呈現(xiàn)球狀或橢圓狀。 肌紅蛋白三級結(jié)構(gòu) 核糖核酸酶三級結(jié)構(gòu)示意圖 N His12 C His119 Lys41 （ 5）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu) 四級結(jié)構(gòu)是指由相同或不同的稱作 亞基 （subunit） 的亞單位按照一定排布方式聚合而成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 。 亞基本身都具有球狀三級結(jié)構(gòu) ， 一般只包含一條多肽鏈 ， 也有的由二條或二條以上由二硫鍵連接的肽鏈組成 。 維持四級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力是 疏水鍵 、 離子鍵 、 氫鍵 、 范得華力 。 蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的特點 ? 有多個亞基； ? 穩(wěn)定性主要靠亞基間的 疏水作用 維持； ? 亞基單獨存在時無生物活性或活性很小 ， 只有通過亞基相互聚合成四級結(jié)構(gòu)后 ， 蛋 白質(zhì)才具有完整的生物活性； ? 亞基間具有 協(xié)同性 和 別構(gòu)效應(yīng) 。 血紅蛋白四級結(jié)構(gòu) 煙草花葉病毒外殼蛋白四級結(jié)構(gòu)的自我組裝 蛋白質(zhì)的各級結(jié)構(gòu) 氨基酸 一級結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu) 四級結(jié)構(gòu) 血紅蛋白 鹽鍵 (離子鍵 ） 氫鍵 二硫鍵 疏水鍵 氫鍵 氫鍵 疏水鍵 蛋白質(zhì)的空間作用力 ? 維系蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu) ： 肽鍵、二硫鍵 ? 維系蛋白質(zhì)分子的二級結(jié)構(gòu) ： 氫鍵 ? 維系蛋白質(zhì)分子的三級結(jié)構(gòu) ： 疏水相互作用力 氫鍵、范德華力、鹽鍵 ? 維系蛋白質(zhì)分子的四級結(jié)構(gòu) ： 范德華力、鹽鍵 5. 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 （ 1） 蛋白質(zhì) 一級結(jié)構(gòu)與功能 （ 2） 蛋白質(zhì) 高級構(gòu)象與功能 蛋白質(zhì)復(fù)雜的組成和結(jié)構(gòu)是其多種多樣生物學(xué)功能的基礎(chǔ)；而蛋白質(zhì)獨特的性質(zhì)和功能則是其結(jié)構(gòu)的反映。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)包含了其分子的所有信息，并決定其高級結(jié)構(gòu)，高級結(jié)構(gòu)和其功能密切相關(guān)。 一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，也決定蛋白質(zhì)的功能。 ① 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的種屬差異與同源性 細(xì)胞色素Ｃ ② 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的變異與分子病 血紅蛋白質(zhì)異常病變 ? 鐮刀型貧血病 ① 同源蛋白的種屬差異與生物進(jìn)化 同源蛋白質(zhì) 是指在不同生物體中具有 相同功能 的蛋白質(zhì) 。 不變殘基 指在同源蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)中對所有生物種屬來說在 種類和排列位置都是相同 的氨基酸 。 可變殘基 指不同種類生物的同源蛋白質(zhì)中除過不變殘基外的其他位置上的氨基酸 。 不同生物來源的細(xì)胞色素 c 中不變的AA殘基 14 10 6 100 1 34 32 30 29 27 18 17 67 59 52 51 48 45 41 38 87