第十一章 氨基酸和蛋白质（课件）《有机化学基础》蛋白质同步教学（人卫版第3版）

蛋白质 蛋白质的分类、组成和功能 蛋白质是由20种左右的α-氨基酸组成的聚酰胺类高分子化合物，分子量从一万到数千万。 一、根据分子形状分类： 1、纤维状蛋白质：分子呈线性，互相排列成纤维状，不溶于水。纤维状蛋白质是动物组织的主要结构材料。如皮肤、头发、指甲等中的角蛋白。 2、球状蛋白质：分子链折叠成近乎球状，憎水部分向里聚集在一起，亲水集团倾向于分布在表面上，与溶于水呈胶状。球状蛋白质具有维护和调节生命过程中各种有关功能的左右。 如：酶、急速、血红蛋白。 1 二、根据化学组成分类： （1）单纯蛋白质：水解后只生成α-氨基酸的蛋白质，如球蛋白、白蛋白等。 （2）结合蛋白质：水解后除生成α-氨基酸外还生成非蛋白物质。非蛋白物质通常有色素、糖、脂和核酸等，它们统称为辅基。 （1）蛋白质：由简单蛋白质与糖类结合而成，如唾液中的粘蛋白等。 （2）色蛋白：由简单蛋白质与色素结合而成，如血红蛋白、叶绿素蛋白质等。 （3）脂蛋白：由简单蛋白质与酯类结合而成，如血清、α-脂蛋白等。 （4）核蛋白：有简单蛋白质与核酸结合而成，它存在于一切细胞中。 根据辅基不同，又把结合蛋白质分为： 2 （1）红星蛋白质：在生命过程中具有活性 酶 催化作用 激素 调节作用 抗体 免疫作用 （2）非候性蛋白质：包括一大类对生物体起保护和支撑作用的蛋白质，如角蛋白，胶原等。 三、根据蛋白质的功能分类： 3 （例如 ）之间的氢键作用，而使多肽具有一定的构象，呈现不同的排列形状。氢键在维持二级结构中起着重要作用，主要有两种形式：α-螺旋形和β-折叠型。 一、一级结构（初级结构） 一级结构是指：蛋白质多肽中氨基酸的组成和排列顺序(构造)一级结构决定生物活性。如人血红蛋白四个结构单元中的B单元序列如下（每个氨基酸残基用单字母表示，其中红蓝色的字母处于-折叠区。PBD代码1BBB，Ref: Silva, M.M., Rogers, P.H.,  Arnone, A. J.Biol.Chem. 1992, 267: 17248-17256 ）： 二、二级结构 二级结构是指：多肽链中由于主链上的某些基团 4 蛋白质的结构 VHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYH 1、-螺旋形构象 5 人血红蛋白序列中TPPVQAAYQKVVAGVANALAH的-螺旋结构如下，每层螺旋之间羰基和氨基之间存在氢键作用，以稳定相应的螺旋结构。 2、-折叠型构象 6 每个折叠片之间的羰基和氨基之间存在的氢键作用稳定相应的-折叠构象。（PDB code: 3UA0; Ref: J.Mol.Biol. 2012, 418: 197-207 ） 7 7 三、三级结构 蛋白质在二级结构的基础上进一步卷曲，盘旋和折叠形成复杂的空间结构叫做三级结构。人血红蛋白四个结构单元中的B单元序列组成的三级结构如下（其中有颜色的字母处于-折叠区，细线表示氢键作用） 8 VHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKVKAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFRLLGNVLVCVLAHHFGKEFTPPVQAAYQKVVAGVANALAHKYH 四、四级结构 蛋白质是由若干个肽链组成的，每个肽链都具有三级结构。把具有三级结构的肽链称为亚基，亚基间借助静电引力聚集在一起成为聚集态。这就是蛋白质的四级结构。 9 人血红蛋白四个结构单元组成的四级结构如右图所示。 一、偶极离子和等电点 偶极离子，两性 一些蛋白质的等电点 蛋白质： 酪蛋白 血清蛋白 胰岛素 鱼精蛋白 等电点： 4.6 4.88 5.3~5.35 12~12.4 在等电点时，蛋白质溶解度最小，易分离。 10 蛋白质的性质 二﹑蛋白质溶液 球状蛋白溶于水，呈胶状，稳定存在。这是由于： （1）蛋白质表面的亲水基团与水形成氢键，每个分子表面都被水包围。 （2）蛋白质分子在一定pH溶液中可电离带电荷，形成双电层。 蛋白质在溶液中的稳定性是有条件的，相对的。外界条件的改变可以破坏蛋白