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蛋白质的结构与功能;什么是蛋白质?;蛋白质研究的历史;20世纪初，发现蛋白质的二级结构；完成胰岛素一级结构测定。 1962年，确定了血红蛋白的四级结构。 20世纪90年代，蛋白质组学研究的展开;蛋白质的生物学重要性;作为生物催化剂（酶） 代谢调节作用 免疫保护作用 物质的转运和存储 运动与支持作用 参与细胞间信息传递;蛋白质的分子组成The Molecular Component of Protein;组成蛋白质的元素; 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％;自然界中的氨基酸有300余种;H;非极性氨基酸 不带电荷的极性氨基酸 芳香族氨基酸 带正电荷的碱性氨基酸 带负电荷的酸性氨基酸;(一)非极性氨基酸:侧链为非极性基团的氨基酸;(二)不带电荷的极性氨基酸:侧链有极性但生理pH条件下不解离的氨基酸;(三)芳香族氨基酸:侧链基团含有笨环的氨基酸;(四)带正电荷的碱性氨基酸:侧链含正性解离基团的氨基酸，生理条件下带正电荷;(五)带负电荷的酸性氨基酸:侧链含负性解离基团的氨基酸，生理条件下带负电荷;几种特殊氨基酸;? 半胱氨酸 ;三、氨基酸的理化性质;;在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。;（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质;（三）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物;四、蛋白质是由许多氨基酸残基组成的多肽链;+;虽是单键却有双键性质 与C-N相连的O和H成反式构型 周边六个原子在同一平面上;肽单元(peptide unit)： 组成肽键的4个原子(C、N、O、H )和与之相邻的2个α碳原子(Cα1 、 C α2)位于同一平面，构成所谓的肽单元;两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则形成三肽……;N 末端：多肽链中有游离α-氨基的一端; 从N末端的氨基酸残基开始，以C末端氨基酸残基为终点。;N末端;（二）体内存在多种重要的生物活性肽; 促甲状腺素释放激素;蛋白质的分子结构The Molecular Structure of Protein;蛋白质的分子结构: ;定义: 蛋白质的一级结构指在蛋白质分子中从N-端至C-端的氨基酸数目及排列顺序。; 第一个被测定的一级结构——牛胰岛素;一级结构是蛋白质空间结构和特异生物学功能的基础，如发生改变往往会导致疾病的发生。;二、蛋白质的二级结构（secondary structure）;; ?-螺旋 (? -helix) ;α－螺旋 ;;(3)主链原子构成螺旋的主体, 侧链在其外部，其形状、大小及电荷影响α-螺旋的形成。;;; ?-折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间的氢键交联而形成。肽链的主链呈锯齿状折叠构象。 ; β－折叠结构特点;(２) ２～５条肽段平行排列构成，肽段之间 可顺向平行(均从N-C)，也可反向平行 。;(３)由氢键维持稳定，其方向与折叠的长轴 接近垂直。;?-转角 ;无规卷曲 ;;锌指结构;三、蛋白质三级结构（tertiary structure）;主要的化学键:次级键，如疏水键、氢键、离子键和Van der Waals力等。; 肌红蛋白 (Mb) ;（二）结构域;细胞表面蛋白CD4分子4个相似结构域 ;四、蛋白质的四级结构（quaternary structure）;蛋白质的四级结构;由2个亚基组成的蛋白质四级结构中， 若亚基分子结构相同，称之为同二聚体(homodimer)； 若亚基分子结构不同，则称之为异二聚体(heterodimer)。 ;例如，血红蛋白的四级结构;五、蛋白质的分类;蛋白质结构与功能的关系 The Relation of Structure and Function of Protein;（一）一级结构是空间构象的基础;;; 蛋白质分子中起关键作用的氨基酸残基缺失或被替代，将严重影响空间结构乃至生物学功能;镰状红细胞贫血的分子机制 ;HbS与HbA的区别;构象是蛋白质活性与功能的根本。 构象为氨基酸序列所规定，而后者又为基因所规定。;1. 肌红蛋白(Mb)与血红蛋白(Hb)的结构;蛋白质的空间结构决定生物学功能;;Hb与Mb的氧解离曲线;2. 血红蛋白构象变化与结合氧;协同效应(cooperativity);O2;变构效应(allosteric effect);（三）蛋白质构象改变与疾病;疯牛病 老年痴呆症 亨丁顿舞蹈病 人纹状体脊髓变性病 (克-雅病);疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。 正常的PrP富含α-螺旋，称为