精品文檔結構特點：1.含苯環: phe 2.含酚羥基: Tyr 3.含吲哚環: Trp 4.含羥基:Ser Thr 5.含硫: Cys Met 6.含胍基:Arg 7.含咪唑基: His一、氨基酸的理化性質：兩性電離等電點(pI） 在水溶液中能兩性電離而成兼性離子分子呈電中性時的溶液的pH值紫外吸收芳香族氨基酸特有(phe，Tyr,Trp)吸收峰：波長280nm 茚三酮反應 加熱氨基酸 + 茚三酮 藍紫色化合物 (570nm)氨基酸的定量方法二、蛋白質的空間結構定義維系鍵舉例一級結構（primary structure）（1）多肽鏈中氨基酸（殘基）的排列順序。（2）是蛋白質的基本結構。（3）是空間結構、生理功能的基礎。肽鍵（二硫鍵）二級結構(second structure）多肽鏈中相鄰氨基酸殘基形成的局部肽鏈空間結構， 其主鏈原子的局部空間排布，并不涉及氨基酸殘基側鏈的構像。氫鍵超二級結構（super secondary structure）和結構域（domain）超二級結構（模體，motif）蛋白質多肽鏈上的一些二級結構單元，有規律地聚集起來，形成，, 2, T 等結構基因表達調控中的轉錄因子（具備功能）（鋅指，亮氨酸拉鏈、T、2）結構域（domain）單個或多個超二級結構進一步集結形成在蛋白質分子空間結構中可明顯區分的區域脫氫酶蛋白、細胞膜受體蛋白三級結構 (tertiary structure)在二級結構的基礎上，包括相距較遠的氨基酸殘基及其側鏈R基團形成的整個多肽鏈的空間構象。特點:為球狀或者為橢圓狀蛋白質，具有生命活性，可形成親水表面和疏水內核。 疏水鍵肌紅蛋白免疫球蛋白四級結構(quaternary stucture)指幾個各具獨立三級結構的多肽鏈之間的相互集結，并以特定的方式接觸，排列形成更高層次的大分子空間構象亞基：1.具備三級結構，單獨存在無活性 2.存在于四級結構中亞基間以鹽鍵相連 Hb血紅蛋白蛋白質結構與功能的關系舉例一級結構1、一級結構不同，功能不同2、一級結構相同，功能相同3、一級結構中非關鍵部位氨基酸殘基發生變化，不影響生物活性。4、一級結構中關鍵部位氨基酸殘基發生變化，可導致功能變化。1.非關鍵部位：人、豬、牛胰島素2.關鍵部位：鐮刀型細胞貧血癥（鏈N端第6個氨基酸為Glu 突變為Val）HbS攜氧能力下降，缺氧時RBC呈鐮刀狀，脆性增加，溶血空間結構特定功能，特定構象：-螺旋:指甲/毛發中角蛋白；螺旋:肌腱/皮膚中膠原蛋白-片層:蠶絲中絲心蛋白；離子通道螺旋主鏈右手螺旋（單鏈）,3.613螺旋氫鍵方向與螺旋縱軸平行，鏈內氫鍵是螺旋穩定的主要因素側鏈基團位于螺旋外，不參與的組成，但對螺旋的形成與穩定有影響螺旋穩定蛋白質空間構象折疊:伸展的肽鏈結構肽鍵平面之間折疊成鋸齒狀，相鄰兩平面呈110度結構的維系依靠肽鏈間的氫鍵，氫鍵的方向與肽鏈長軸垂直肽鏈的N末端在同一側-順向平行，反之為反向平行。轉角：肽鏈出現180轉回折的“U”結構由第1個氨基酸殘基的C=O與第4個氨基酸殘基的N-H形成氫鍵，中間包括1012個原子，較螺旋緊密常位于球蛋白分子表面，為蛋白質活性的重要空間結構部分螺旋：左手螺旋4.418，氫鍵維系螺旋穩定多見于膠原蛋白，3股左手螺旋盤繞形成右手超螺旋后轉變為膠原纖維無規則卷曲：是蛋白質中一系列無序構象的總稱是蛋白質分子結構與功能的重要肽段三、蛋白質變性：變性因素 物理或化學因素（加熱、酸、堿、有機溶劑、重金屬離子等）機制蛋白質空間結構破壞，一級結構未破壞 性質的變化（理化性質的改變和生物活性的丟失）溶解度降低/黏度增加結晶能力消失/生物活性喪失易被蛋白酶水解 實際應用防止蛋白制劑/蛋白質藥物的變性失活（低溫保存）使細菌蛋白質變性失活，消毒殺菌（紫外線殺菌等）四、核苷酸1、核苷酸的生物學功能：核酸構件分子- 一磷酸核苷；重要能量載體- ATP；參與糖原合成- UTP參與磷脂合成- CTP；信號分子- cAMP，cGMP ；輔酶- FAD/FMN，NAD/NADP一磷酸核苷（NMP/dNMP）核酸的構件分子二磷酸核苷（NDP/dNDP）NDP dNDP 能量儲存的載體（ADP ATP）三磷酸核苷（NTP/dNTP）RNA/DNA合成原料，參與能量代謝（ATP）；參與物質代謝（UTP，2.核酸的一級結構核酸的空間結構與功能：一級結構（DNA/RNA）核苷酸的排列順序堿基的排列順序DNA空間結構二級結構-雙螺旋結構超螺旋結構/染色質原核生物：封閉的環狀雙螺旋真核生物：核小體染色質染色體（DNA+組蛋白）功能基因形式攜帶遺傳信息基因：DNA分子中特定區域，核苷酸的排列順序 基因組：DNA分子的全序列所有編碼RNA和蛋白質的序列+所有非編碼序列五、DNA雙螺旋結構模型要點：反向平行互補雙鏈35 /5 3 A=T GC右手螺旋（B型）內側： A=T/GC堿基對平面與螺旋中心軸垂直外側：核糖和磷酸（親水）螺旋表面：大溝 /小溝 是DNA與蛋白質識別、結合的部位維持DNA雙螺旋 結構穩定因素堿基平面間的疏水堆積力 堿基對間的氫鍵DNA雙螺旋結構多樣性A型：右手螺旋/較B型粗 Z型：左手螺旋/呈鋸齒狀六、RNA結構：RNA空間結構單鏈/局部雙螺旋tRNA含有稀有堿基一級結構:單鏈多核苷酸 二級結構:三葉草型 三級結構:倒型反密碼環-含反密碼子氨基酸臂-攜帶氨基3端：-CCA參與蛋白質的組成識別密碼子轉運氨基酸rRNA核糖體=rRNA+多種核糖體蛋白(rP)蛋白質合成場所原核生物真核生物rRNA種類5S 16S 33S5S 5.8S 18S 28S核糖體(rRNA+rp)70S(30S小亞基 50S大亞基)80S（40S小亞基 60S大亞基）真核生物的mRNA參與蛋白質合成遺傳信息的傳遞初級轉錄物核內不均一RNA（hnRNA） 外顯子+內含子 成熟 mRNA（無內含子）mRNA=端帽子結構+非翻譯區+編碼區（外顯子)+3非翻譯區+poly A端帽子結構: m7GpppN端尾結構: poly A RNA組學研究snmRNAs種類/結構/功能snmRNAs 除三種RNA以外的小分子RNAsnRNA sonRNA scRNA 作用于hnRNA/rRNA 轉錄后加工/轉運/基因表達調控蛋白質內質網定位合成的信號識別體的組成部分 siRNA外源性基因入侵 雙鏈RNA（mRNA）宿主產生特定長度（21核苷酸）/特定序列小片段RNA（siRNA）siRNA+mRNA mRNA降解RNA干擾技術（RNAi） 核酶某些RNA本身具有催化活性底物是核酸七、核酸的變性、復性與雜交核酸變性物化因素DNA雙鏈 單鏈 堿基氫鍵斷裂 一級結構不變 增色效應：核酸變性時其260nm紫外線吸收值增加（核酸變性時由分子內氫鍵破壞，2條核苷酸鏈解開，原來重疊在分子內部的堿基得以暴露，導致變性DNA260nm紫外線吸收值發生升高的現象。）熔解溫度 （變性溫度，Tm ） DNA加熱變性，其260nm紫外線吸收值達最大吸收值一半時的溫度 Tm與CG含量成正比，Tm范圍：85-950CTm值與DNA溶液中離子強度成正比（DNA樣品不易保存在純水中）核酸復性 適當條件變性DNA 雙螺旋DNA (兩條單鏈)退火（annealing) 緩慢冷卻(Tm-25) 熱變性DNA 雙螺旋DNA雜交不同種類DNA單鏈/RNA堿基配對 適宜條件 雜化雙鏈 (DNA-DNA/DNA-RNA/RNA-RNA)基因的位置鑒定兩種核酸的相似性檢測某些專一序列在待檢樣品中存在與否：基因芯片舉例：HbA 22+血紅素 亞基之一與O2結合 導致亞基間的鹽鍵斷裂 構象輕微變化（緊密T型 松弛R型） 其它亞基與O2結合力八、生物催化物質部分概念總結：概念酶由活細胞產生的一類具催化功能的蛋白質(或RNA）,又稱生物催化劑酶的催化特點1.高度專一性：一種酶催化一種底物反應 2.高催化效率3.催化活性可調節（蛋白質別構）4.高度不穩定性（蛋白質變性）5.催化活性不依賴完整的細胞存在（人工方法提取、體外催化）6.并非都是蛋白質，催化性RNA（Ribozyme）酶的組成單純酶 蛋白質 酶蛋白（特異性） 結合酶 金屬離子 輔基 非蛋白成分 鐵卜啉 輔助因子 輔酶含B族維生素的 小分子有機物 輔基非蛋白部分若與酶蛋白以共價鍵相連，不能用透析或超濾的方法分開輔酶非蛋白部分若與酶蛋白以非共價鍵相連，能用透析或超濾的方法分開酶的活性中心在酶分子上有一個必需基團較集中并構成一定空間構象的區域，此區域能與底物結合并催化底物轉變為產物。（active center)必需基團活性中心內的必需基團 結合基團 催化基團 活性中心外的必需基團酶原(zymogen)有些酶在細胞內合成或剛分泌時，無催化活性，這種無催化活性的酶的前體稱為酶原。例如：胃蛋白酶原、胰蛋白酶原、凝血因子酶原激活酶原在一定條件下，經活化素作用轉變為有活性的酶的過程。(activation of zymogen)酶原激活的本質酶的活性中心形成，酶原切段酶原分子中特異肽健或去除部分肽段,有利于活性中心的形成。酶原激活的意義1.合成酶的細胞本身不受蛋白酶的消化 而破壞。例：消化道酶2.使酶在規定的部位受激活并發揮生理作用。例：凝血因子同工酶催化相同的化學的反應，但酶蛋白的分子結構、理化性質，與免疫原性各不相同的一類酶。即酶分子結構不同而活性中心相似的酶。（isoenzyme）多酶復合體體內有些酶彼此聚合在一起，組成一個物理的結合體，此結合體稱為多酶復合體，是生物體提高酶催化效率的一種措施。例：丙酮酸脫氫酶復合體，脂肪酸氧化的多酶復合體多酶體系體內物質代謝的各條途徑往往有許多酶共同參與，依次完成反應過程，在結構上無彼此聯系，稱為多酶體系。例：參與糖酵解的11個酶。多功能酶一個酶具有多種催化功能。例：DNA聚合酶I 激活劑:能使酶活性提高的物質酶的抑制作用在抑制劑的作用下，酶活性中心或必需基團發生性質的改變并導致酶活性降低或喪失的過程。不可逆性抑制抑制劑以共價鍵與酶的必需基團結合。不能用透析或超濾方法分開。1.非專一性不可逆性抑制作用：抑制劑與酶的一類或幾類基團結合，抑制劑并不區分其結合的基團屬必需基團或非必需基團。2. 專一性不可逆性抑制作用：抑制劑專一作用于酶的活性中心的必需基團并導致酶活性的抑制。可逆性抑制抑制劑以非共價鍵與酶的必需基團結合。能用透析或超濾方法分開。1.競爭性抑制作用：I與S結構相似，均能與酶的活性中心結合.此種抑制作用的強弱取決于I的濃度與S的濃度的相對比例 增大底物濃度可解除抑制作用-顯著特點動力學特點：1.當抑制劑存在時，I與E結合，v下降2.當SI，ET=ES，轉變為E+P，V不變3.當有競爭性抑制劑存在時，E與S的結合力下降，Km增大2.非競爭性抑制作用：可逆地與E的非活性中心結合增加底物濃度不能解除非競爭性抑制劑的作用。動力學特點：1.當抑制劑存在時，I與E結合，v下降 2.有I存在，形成ESI，從而使ES轉變為P的速度減慢，V下降3.有I存在，但不妨礙ES的形成，Km不變 3.反競爭性抑制：I不與E直接結合,與ES復合物結合,生成ESI酶失去催化活性增加底物濃度不能解除非競爭性抑制劑的抑制作用。動力學特點：1.當抑制劑存在時，I與ES結合，v下降 2.有I存在，形成ESI，從而使ES轉變為P的速度減慢，V下降 3.有I存在，ES的形成增加，故Km下降限速酶整個代謝途徑速度取決于多酶體系中催化活力最低、米氏常數最大、催化反應速度最慢的酶此酶起著限速作用，代謝調節的作用點。關鍵酶幾條代謝途徑有交叉/共同的代謝中間物丙酮酸；6-磷酸葡萄糖；乙酰CoA ；-酮戊二酸別構酶酶（別構酶,四級結構）分子因受某些物質（別構劑:激活劑/抑制劑）的影響,在調節亞基部位非共價結合,而發生輕微的構象變化(疏松/緊密)，從而影響酶的活性。（別構調節）為酶活性的快調節。 生理小分子物質：代謝產物、底物、其他和調節基團非共價、可逆結合修飾酶酶蛋白多肽鏈上某些基團可在另一酶的催化下發生可逆地共價修飾，如：酶蛋白上的-OH基團可磷酸化或去磷酸化，或者是某些基團的乙酰化，去乙酰化的互變等，而導致酶活性的改變，受這類作用影響的酶稱為修飾酶，這種作用稱為酶的化學修飾。為酶活性的快調節。磷酸基團、乙酰基、甲基等，和調節基團共價、可逆結合誘導使蛋白質合成增加；轉錄/翻譯過程；遲緩調節阻遏使蛋白質合成減少；轉錄/翻譯過程；遲緩調節酶活性單位規定的pH、T、S條件下，測定單位時間內底物的消耗量或產物的生成量酶國際單位1分鐘內使1umol底物轉變的酶量催量（Kat)在特定的測定系統中，催化底物每秒轉變1mol的酶量九、糖代謝概述人體內糖的主要形式1.葡萄糖 (Glucose,Glc)糖的運輸形式2.糖原（Glycogen,Gn)糖的儲存形式肝糖原肌糖原腎糖原糖的主要生理作用：1、供給人體生命活動所需的能量2、組成細胞結構及重要生理活性物質。糖的消化唾液、小腸：-淀粉酶水解-1，4糖苷鍵產物（多糖、少量單糖） Glc，糊精，麥芽三糖，麥芽糖小腸黏膜上皮細胞刷狀緣（主要消化部位）-糊精酶，麥芽糖酶，蔗糖酶，乳糖酶 水解-1，4糖苷鍵，-1，6糖苷鍵 產物（單糖）Glc、果糖、半乳糖糖的吸收1、部位：小腸2、方式：依賴Na2+的耗能的主動攝取過程