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2021年初级药师考试《基础知识-生物化学》复习资料:蛋白质结构和功能

来源 :中华考试网 2020-10-21

第一节 蛋白质结构和功能

  氨基酸的分类

  蛋白质的分子结构

  蛋白质的变性

  一、氨基酸与多肽

  (一)蛋白质的元素组成及特点

  蛋白质主要由碳、氢、氧、氮等元素组成。氮最恒定平均为16%。

  (二)蛋白质的基本结构

  蛋白质的基本结构:L-α-氨基酸 (甘氨酸除外,其无D、L之分 )

  (三)氨基酸的分类

  非极性疏水性氨基酸8(脯亮亮苯蛋丙缬色)

  极性中性氨基酸7(冬天 谷苏丝酪半光 甘)

  酸性氨基酸 2

  碱性氨基酸 3

  记忆方法:

  冬天(天冬氨酸)的谷(谷氨酸)子是酸的,

  捡(碱性氨基酸)来(赖氨酸)精(精氨酸)煮(组氨酸)。

  (四)肽键和肽链

  1.肽键:

  概念:是由一个氨基酸的α -羧基与另一个氨基酸的α -氨基脱水缩合而形成的化学键。

  肽键特点:不能自由旋转,具有部分双键性质。

  2.肽链:

  有两个或两个以上的氨基酸以肽健相连的化合物。(寡肽和多肽)

  二、蛋白质的分子结构

  (一)蛋白质的一级结构

  1.定义: 是指多肽链中氨基酸的排列顺序 。(一条线)

  2.主要的化学键:肽键。

  3.意义:一级结构非空间结构,但它决定着蛋白质空间结构。

  (二)蛋白质的二级结构

  1.定义:某一段肽链的局部空间结构 。(弹簧)

  2.主要的化学键:氢键。

  3.蛋白质二级结构的主要形式:α -螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲。

  α -螺旋

  特点:

  ①主链围绕中心轴旋转,每隔3.6个氨基酸残基 上升一个螺距。

  ②每个氨基酸残基与第四个氨基酸残基形成氢键。氢键 维持了α-螺旋结构的稳定。

  ③α-螺旋为右手螺旋 ,氨基酸侧链基团伸向螺旋外侧。

  (三)蛋白质的三级结构

  概念: 是指整条 肽链中所有原子在三维空间结构。 (整条肽)

  主要的化学键:疏水作用力、离子键、氢键、范德华力等

  (四)蛋白质的四级结构

  概念: 蛋白质分子中各亚基的空间排布。(多条链)

  主要化学键:疏水作用力、离子键、氢键、范德华力。

  成人血红蛋白由2条α链和2条β链组成,各亚基分别含一个血红素。

  (五)蛋白质的空间构象

  蛋白质的空间构象由一级结构决定,常需分子伴侣(帮助多肽链正确折叠)的参与。其作用:

  ①可逆地与未折叠肽段结合防止错误的聚集发生,使肽链正确折叠;

  ②与错误聚集的肽段结合,使之解聚后,再诱导其正确折叠;

  ③促进对蛋白质分子中二硫键的正确形成。

  (1)肽单元:参与肽键的6个原子——C α1 、C、0、N、H、C α2 位于同一平面, Cα1和Cα2在平面上所处的位置为反式构型,此同一平面上的6个原子构成肽单元。

  (2)模体

  在许多蛋白质分子中,2个或3个具有二级结构的肽段,在空间上相互接近,形成一个具有特殊功能的空间结构,称为模体。

  (3)结构域

  分子量大的蛋白质三级结构常可分割成1个和数个球状或纤维状的区域,折叠得较为紧密,具有独立的生物学功能,称为结构域。

  三、蛋白质结构与功能的关系

  (一)蛋白质一级结构与功能的关系

  空间结构决定着蛋白质的生物学功能,蛋 白水解酶可破坏一级结构

  亚基谷氨酸序列变为缬氨酸就会患镰刀型贫血。称分子病。

  (二)蛋白质高级结构与功能的关系

  蛋白质构象改变可引起疾病,如蛋白的二级结构α 螺旋变为β折叠就会患疯牛病

  四、蛋白质的理化性质

  (一)蛋白质的变性

  1.概念 :在某些物理和化学因素作用下,其特定的空间构象被破坏,导致其理化性质 改变和生物活性 的丧失。

  2.本质 :破坏非共价键和二硫键 ,不改变蛋白质的一级结构。

  3.意义: 如在医学上利用高温、高压、紫外线消毒灭菌;疫苗、酶制品、血液制品及菌种等放在冰箱中保存以防止变性失活等。

  4.特点:

  (1)化学性质改变: 生物活性的丧失。

  (2)物理性质的改变:溶解度降低、粘度增加、结晶能力降低、生物活性丧失、易沉淀、易被蛋白酶水解。

  (二)两性电离

  蛋白质是两性电解质,既可以解离成带正电的阳离子,也可解离成带负电的阴离子。在某一pH溶液中,蛋白质解离成正、负离子的趋势相等,所带的正、负电荷相同,净电荷为零,即成为兼性离子,此时溶液的pH称为该蛋白质的等电点(pI)。

  (三)蛋白质的亲水胶体性质

  (四)蛋白质的紫外吸收

  很多蛋白质分子中含有色氨酸和酪氨酸,因此在280nm波长处有特征性吸收峰,利用这个特点,可对蛋白质溶液进行定量测定。

  (五)蛋白质的呈色反应

  有茚三酮反应,双缩脲反应等。

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