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蛋白质1.功能（了解）a.催化（酶）b.结构（膜蛋白）c.运动收缩（肌肉）d.运输（血红蛋白）e.代谢调节f.其他2.化学组成（1）基本单位20种氨基酸（2）元素主要元素：C、H、O、S、N次要元素：P、Fe、Zn等▲例1（09年5）凯氏定氮法的原理是什么？紫外吸收法测蛋白质含量的原理是什么？解析：（1）凯氏定氮法是根据蛋白质中的N的平均含量为16%这一特征来测定蛋白质的含量：蛋白质的含量=蛋白N×6.25,（2）蛋白质中，Phe、Tyr、Trp因苯环中含共轭双键，使蛋白质对有紫外吸收的性质，吸收峰在280nm处，吸收度与蛋白的含量成正比，利用一定波长下，蛋白溶液的光吸收值与蛋白含量成正比的关系，进行蛋白含量的测定。3.分类(1)按化学组成：简单蛋白（水解仅产生氨基酸）、复杂蛋白（2）按外形：球状蛋白（酶、抗体）、纤维状蛋白（原肌球蛋白、α在蛋白质中的N的平均含量接近16%，常用来计算蛋白含量（即凯氏定氮法原理）-角蛋白、胶原蛋白）（3）按功能：酶、运输蛋白、结构蛋白、储存蛋白等▲例2（08年判断）角蛋白是纤维蛋白（+）解析：记住常见蛋白分类4.结构（多名词解释）（1）一级结构（10）氨基酸的种类、排列顺序及连接方式，又称为共价结构或化学结构★（2）二级结构（20）选择、判断、名词一级结构的基础上，按照一定的方式，有规律的旋转或折叠而形成的空间构像。分类：⑴α-螺旋：其结构特征为：①主链骨架围绕中心轴盘绕形成右手螺旋；②螺旋每上升一圈是3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm；③相邻螺旋圈之间形成许多氢键；④侧链基团位于螺旋的外侧。影响α-螺旋形成的因素主要是：①存在侧链基团较大的氨基酸残基（空间位阻）；②连续存在带相同电荷的氨基酸残基（排斥）；③存在脯氨酸残基（会使螺旋中断，产生结节）⑵β-折叠：其结构特征为：①若干条肽链或肽段平行或反平行排列成片；②所有肽键的C=O和N—H形成链间氢键；③侧链基团分别交替位于片层的上、下方。⑶β-转角：多肽链180°回折部分，通常由四个氨基酸残基构成，借1、4残基之间形成氢键维系。⑷无规卷曲：主链骨架无规律盘绕的部分。(3)超二级结构、结构域a超二级结构:若干相邻的二级结构中的构像单元彼此相互作用，形成有规则的，在空间上能辨认的二级结构组合体，充当三级结构构件。包括：αα组合、ββ组合、βαβ组合b结构域：多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，是相对独立的紧密球状实体，是球状蛋白的独立折叠单位。包括：全α结构、全β结构、αβ结构、富含金属或二硫键的结构（4）三级结构（30）定义：在二级结构的基础上，按照一定的方式进一步排列成的三维构像作用力：二硫键、疏水作用力、氢键、静电离子键、范德华力（5）四级结构（40）亚基（subunit）:由两个或两个以上的二级结构单元缔合而成的球状蛋白称为寡聚蛋白，其中每一个三级结构单元称为一个亚基或一个亚单元。5.结构与功能的关系（1）一级结构决定高级结构▲例3（96年1）举例说明蛋白质三级结构决定于它的氨基酸序列解析：a生理条件下，蛋白质的一级结构决定高级结构；b牛胰核糖核苷酶的二硫键被还原，肽链松散后，经适当的条件，使肽链二硫键重新配对，此时肽链仍具有生物活性的天然构像；c蛋白工程实验证明，肽链中的某些氨基酸突变可以引起突变蛋白质构像的改变（2）一级结构与生物功能镰刀状细胞贫血病与血红蛋白（Hb）：血红蛋白β链第6位Glu突变成Val(3)高级结构与生物功能肌红蛋白（Mb）：储存和分配氧、氧结合曲线为双曲线、由一条多肽链和一个辅基血红素组成血红蛋白：结合并转运氧、氧结合曲线为S型、由2条α和2条β链组成、存在别构同促效应6.一级结构测定（详见课本上册168）选择、判断、大题⑴N端分析法：FDNB（Sanger）、PITC（Edman）、DNS-Cl（丹磺酰氯）、氨肽酶法⑵C端分析法：羧肽酶法、无水肼解法※羧肽酶A：不能水解C端为Lys、Arg、Pro的肽键；羧肽酶B：能水解C端为Lys、Arg的肽键；C端倒数第二位是Pro时，A、B都不能水解⑶打开二硫键：还原法（巯基化合物，碘乙酸保护）、氧化法（过甲酸）⑷专一切断：胰蛋白酶（Lys、Arg-COOH肽键）；CNBr（Met-COOH肽键）；胰凝乳蛋白酶(Tyr、Trp、Phe等羧基形成的肽键)；▲例4（97年1）用什么试剂可将胰岛素链之间的二硫键打开与还原？如果要打开牛胰核糖核酸酶链内的二硫键，则在反应体系中还需要加入什么试剂？蛋白质变性时，为防止生成的－ＳＨ基重新被氧化，可加入什么试剂来保护？要测定蛋白质二硫键的位置，需用什么方法？▲例5（01年1）蛋白质化学测序法的原则和程序可归纳为哪5个阶段７.理化性质（１）水解（２）胶体性质（３）两性解离ａ．等电点（ＰＩ）：在某一ＰＨ时，某一蛋白所带正电荷与负电荷恰好相等的ＰＨ，这一ＰＨ称为ＰＩ．注：等电点时，溶解度最小；ＰＨ＞ＰＩ，蛋白带负电，电泳时向正极移动；ＰＨ＜ＰＩ，蛋白带正电，电泳时向负极移动ｂ．等离子点：纯水中的等电点（４）蛋白质沉淀ａ定义：蛋白质相互聚集从溶液中析出的现象ｂ方法：等电点法（可逆）盐析法：加入大量中性盐（可逆）有机溶剂法重金属盐加热变性沉淀生物碱试剂抗体与抗原结合（５）蛋白质变性与复性ａ蛋白质变性：当蛋白质受到某些物理或化学因素，分子内原有的高度规则的空间排列变化，致使其原有的功能部分或全部丧失。实质：高级结构破坏，一级结构完好ｂ变性因素：物理因素；高温、高压、紫外、表面张力化学因素：尿素、乙醇、丙酮、去污剂如ＳＤＳｃ变性蛋白的特点：生物活性丧失侧链基团暴露理化性质：溶解度、对称性降低、形状改变生物化学性质：易被蛋白酶水解ｄ复性：变性因素去除后，蛋白质又回到天然构像（6）蛋白质的紫外吸收蛋白质分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基对紫外光有吸收，以色氨酸吸收最强，最大吸收峰为280nm。▲例６（９５年１）蛋白质变性过程中，有哪些现象出现？并举出３种能引起蛋白质变性的试剂（６分）８.蛋白质的分离纯化：详见生化上２９０页（９４、９９、００年１）原理（１）根据分子大小透析、超过滤、密度梯度离心、凝胶过滤（２）根据溶解度等电点沉淀法、盐析法、有机溶剂法（３）根据电荷不同电泳（ＰＡＧＥ、毛细管电泳、等电聚焦）、离子交换层析（４）根据对配体亲和力不同免疫亲和层析、金属螯合层析（５）高效液相层析（ＨＰＬＣ）９．蛋白含量测定凯氏定氮法、双缩脲法、考马斯亮蓝法、胶体金法、、、、、、１０.蛋白质纯度鉴定（１）电泳、沉降、ＨＰＬＣ：单峰（带）为纯（２）溶解度分析：纯蛋白溶解度曲线仅一个转折点（３）Ｎ末端分析：末端残基仅一种氨基酸为纯蛋白11.蛋白质的降解（2005年2，2009年2）反应机制（1）在一个需要ATP的反应中，泛肽羧基末端通过硫酯键与泛肽活化酶(E1)连接，形成泛肽-泛肽活化酶（E1）复合物（2）泛肽-泛肽活化酶（E1）复合物转移到几种小蛋白质的某一蛋白上，形成泛肽--携带蛋白质（E2）（3）泛肽-蛋白连接酶（E3）将活化了的泛肽从E2转移到Lys残基上形成异肽链12.蛋白质的合成与转运详见课本下517（1）翻译的原则—遗传密码选择、判断a.密码子：mRNA上从5’-3’端，每3个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个AA,这三个核苷酸就称为一个密码子或三联体密码。特点：连续性、简并性、通用性、特殊性、方向性、摆动性（A-U，U-A、G，C-G，G-C、U，I-A、U、C）起始密码子：真核生物第一AUG原则，原核生物还有GUG、UUG终止密码子：UAA（赭石密码）UAG（琥珀密码）UGA（蛋白石密码）(2)翻译的两大组件：tRNA、核糖体（详见课本下册524）识别相应结构及功能▲例7（02年9）列出tRNA分子上与多肽合成有关的位点（3）合成的步骤氨基酸活化合成起始延伸延伸终止加工与转运（95年2,02年2,07年1）▲例8（02年2）简述蛋白质翻译后的加工过程解析：a.蛋白质的折叠：在分子伴侣的帮助下，线性多肽链折叠成一定的空间结构，进而具备一定的生物活性b.一些膜蛋白、分泌蛋白氨基端信号肽的切除c.蛋白质的化学修饰：乙酰化、甲基化、磷酸化等d.切除内含子，连接外显子e.末端修饰：起始密码子的切除f.添加辅基g.二硫键的形成（4）蛋白质合成抑制剂多选择、判断a.嘌呤霉素：结构与氨酰-tRNA3’端AMP结构相似，与氨基酸结合，抑制转肽过程b.氯霉素：仅作用于原核细胞，仅结合70s核糖体，通过抑制转肽过程，使线粒体蛋白合成受抑制c.链霉素：与原核细胞30s核糖体结合，引起密码子错读注：青霉素，是一种有机酸，可以抑制细胞壁的形成（4）真核与原核生物翻译的比较真核生物原核生物核糖体80s70s核糖体识别位点mRNA5’甲基化帽子SD序列mRNA5’甲基化帽子,3’poyA尾，多5’端SD序列与16srRNA3’端配为单顺反子对，多为多顺反子转录与翻译不偶联偶联起始tRNAMet-tRNAMetfMet-tRNAfMet起始复合物IF-1，GTP,Met-tRNAMet,eIF-3fMet-tRNAfMetIF-1，IF-2，GTP,30S核糖体小亚基13.蛋白质工程（1）定义：按照特定的需要，对蛋白质进行分子设计和改造的工程（2）研究蛋白质相互作用的方法：酵母双杂交系统、噬菌体展示技术、等离子共振技术、荧光能量转移技术、抗体与蛋白质阵列技术、免疫共沉淀技术▲例9（11年1）蛋白质与蛋白质相互作用的技术（10）肽1.肽键(peptidebond)：是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。氨基酸分子在参与形成肽键之后，由于脱水而结构不完整，称为氨基酸残基。每条多肽链都有两端：即自由氨基端(N端)与自由羧基端(C端)，肽链的方向是N端→C端。2.肽键平面(肽单位)：肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转；组成肽键的四个原子及其相邻的两个α碳原子处在同一个平面上，为刚性平面结构，称为肽键平面。氨基酸１.符号及简写（见书本上124）2.分类（１）根据功效：必需氨基酸Ｉｌｅ、Ｍｅｔ、Ｖａｌ、ＬｅｕＴｒｐ、Ｐｈｅ、Ｔｈｒ、Ｌｙ非必需氨基酸（2）R基团的极性非极性：Ala（水溶性最差）、Val、Leu、等极性不带电:Gly、Ser、Thr、Tyr等极性带正电（碱性氨基酸）：Lys、Arg、His极性带负电(酸性氨基酸):Asp、Glu（3）特性a两特殊：Pro、Gly（见下面氨基酸共性）b芳香：酪（Tyr）色（Trp/Try，吸光最强）苯（Phe）c侧链为羟基氨基酸：丝（Ser）苏（Thr）酪（Tyr）d含硫氨基酸：半胱氨酸（Cys）、甲硫氨酸（Met）e.含胍基：精氨酸（Arg）f.含咪唑基：组氨酸（His）g.含吲哚基：色氨酸（Trp）h.含酰胺基：天冬酰胺（Asn）谷氨酰胺（Gln）▲例10（02年1）根据氨基酸通式的R基团极性性质，20种常见的氨基酸可分成哪几类3.组成蛋白的氨基酸的共性（1）除Pro外均为a氨基酸（2）都为L-氨基酸（3）除Gly均有旋光性（4）均为两性电解质4.结构通式5.理化性质（1）物理性质两性解离、等电点酸水解得19种L-AA，色氨酸破坏。碱水解得色氨酸，其余氨基酸消旋破坏。酶水解不消旋破坏，但水解不彻底。（2）化学性质a．茚三酮反应：检测氨基酸的最有效的方法，但脯氨酸与其反应不生成NH3，而直接生成亮黄色化合物b.Follin酚：蓝色，酚基（Tyr）、吲哚基（Trp），组分（CuSO4+磷钼酸）c.Millon：红色，酚基（Tyr），组分（HgNO3+Hg（NO3）2）d.坂口反应：红色，胍基（Arg），组分（α萘酚，NaClO）e.黄色反应：黄色，芳香氨基酸，组分（浓HNO3）f.双缩脲反应：紫红色，肽键，多肽，组分（NaOH+CuSO4）g.乙醛酸反应：紫色，吲哚基（Trp）(3)氨基酸分离参见蛋白部分6.氨基酸的分解代谢（1）部位：主要肝部（2）脱氨基作用：氨基酸脱去氨基形成相应酮酸的过程a．氧化脱氨：先脱氢再水解b.转氨基作用：由转氨酶