第一章 蛋白质的结构与功能(2) 下载本文

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课程名称 授课教师 授课题目 (章,节) 生物化学 序次 王文玉 2 专业班级 理论 2009级护理 职称 副教授 类型 学时 2 第一章 蛋白质的结构与功能 第二节 蛋白质的分子结构 第三节 蛋白质的理化性质 第四节 蛋白质的分类 1.掌握蛋白质各级结构及维持各级结构稳定的作用力。 教学目的 与要求 2.掌握蛋白质的两性电离和等电点、蛋白质变性。 3.熟悉蛋白质的结构与功能的关系。 4.熟悉蛋白质的胶体性质、沉淀、紫外吸收和呈色反应。 5.了解蛋白质的分类。 教学重点 1.蛋白质的各级结构及维持各级结构的化学键。 2.蛋白质的两性电离和等电点、蛋白质变性。 教学难点 教学方法1.蛋白质的空间结构。 2.蛋白质的两性电离和等电点、蛋白质变性。 课堂讲述和多媒体教学相结合 和手段 1.蛋白质的基本结构单位是什么,其结构特点有哪些? 复习内容 2.蛋白质的元素组成特点是什么,如何根据蛋白质的元素组成特点计算蛋白质含量(5分钟)? 全国医药类高职高专“十二五”规划教材《生物化学》邱烈 王文玉主编,第四军医大学卫生出版社,2010年1月第1版。实验指导为本校自编《生物化学实验指导》。 使用教材 教 案 续 页

基 本 内 容 第一章 蛋白质的结构与功能 第二节 蛋白质的分子结构 辅助手段和时间分配 蛋白质的分子结构可分为一级、二级、三级和四级。一级结构 是蛋白质的基本结构,二级、三级、四级结构称为空间结构或构象。 蛋白质的各种生物学功能和性质是由其结构所决定的。 一、蛋白质的一级结构 蛋白质分子中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构。这种排列顺序是遗传信息所决定的。维持一级结构的主要化学键是肽键,有些蛋白质还含有二硫键。 胰岛素是世界上第一个被确定一级结构的蛋白质。它由A、B两条链组成,A链有21个氨基酸残基,B链有30个氨基酸残基,它们之间靠两个二硫键连接在一起,A链内部还有一个二硫键。 一级结构是决定蛋白质空间结构和特异生物学功能的基础,但不是决定蛋白质空间结构的惟一因素。 二、蛋白质的空间结构 各种蛋白质的分子形状、理化性质和生物学活性主要取决于它特定的空间结构。 (一) 蛋白质的二级结构 蛋白质的二级结构是指多肽链主链原子的局部空间排布,不涉及氨基酸残基侧链的构象。 二级结构的基本形式 主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲等,维系蛋白质二级结构稳定的化学键是氢键。 (1)α-螺旋:是蛋白质分子中最稳定的二级结构,其多肽链主链围绕中心轴按顺时针方向螺旋,也就是右手螺旋。每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈,螺距为0.54nm。上下螺旋之间靠氢键支撑, 5分钟 挂图或幻灯片: 胰岛素的一级结构。 30分钟 挂图或幻灯片:α-螺旋示意图 以稳定α-螺旋。氨基酸的侧链R伸向螺旋外侧。 挂图或幻灯(2)β-折叠 又称β-片层,其多肽链主链呈折叠纸状,是片:β-折叠示以α-碳原子为旋转点,每个肽平面依次折叠而成。氨基酸的侧链交意图 替位于折叠纸状结构的上下方。如果不只一处的肽段形成β-折叠, 那么这些β-折叠可以顺向平行排列,也可以逆向平行排列。肽段间 依靠氢键连接,以维持β-折叠的稳定。 挂图或幻灯(3) β-转角:β-转角常发生在肽链进行180o回折时的转角上。片:β-转角、通常由4个氨基酸残基构成,其第一个残基的羰基氧(O)和第四个无规卷曲 残基的氨基氢(H)可形成氢键,以维持β-转角的稳定。 (4) 无规卷曲:是指多肽链中除了以上几种比较规则的构象 外,其余没有确定规律性的那部分肽链构象。 (二)蛋白质的三级结构 蛋白质的三级结构是指整条肽链所有原子的空间排布,它包括 主链构象和侧链构象。蛋白质的三级结构是在二级结构的基础上, 由于侧链R基团的相互作用,进一步盘曲折叠而形成的。 挂图或幻灯分子量大的蛋白质在形成三级结构时,多肽链上相互邻近的二片:蛋白质的级结构紧密联系形成1个或数个发挥生物学功能的特定区域称之为三级结构及“结构域”。这种“结构域”可以是酶的活性中心或是受体与配体结蛋白质分子合的部位,大多呈裂缝、口袋、洞穴状等。 中的次级键 蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠多肽链侧链基团间所形成 的次级键如氢键、离子键、二硫键、疏水键、范德华力等。其中以 疏水键最为重要。由一条多肽链构成的蛋白质,必须具有三级结构 才有生物学活性。 (三)蛋白质的四级结构 体内有许多蛋白质分子是由二条或二条以上具有独立三级结构挂图或幻灯的多肽链通过非共价键聚合而成,其中每条具有独立三级结构的多片:蛋白质的肽链称为亚基。蛋白质分子中各亚基之间的空间排布和相互接触关四级结构 系称为蛋白质的四级结构。维持四级结构稳定的非共价键主要为疏 水键、氢键、离子键。具有四级结构的蛋白质只有形成完整的四级