2010第01章蛋白质的结构与功能-2
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蛋白质:蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。
机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。
蛋白质是生命的物质基础,是有机大分子,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。
没有蛋白质就没有生命。
氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。
机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。
蛋白质占人体重量的16%~20%,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。
人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由21种氨基酸(Amino acid)按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。
蛋白质结构与功能:本书适合作为国内大专院校生命科学领域本科生和研究生的教材或教学参考用书,也可供研究生命科学的相关人员及有兴趣了解现代生命科学的人士阅读。
内容简介:蛋白质结构功能的研究是从分子水平了解生命现象的基础。
本书涉及的知识范围很广,从氨基酸到蛋白质的三维结构及检测方法,酶、膜蛋白、纤维蛋白等的结构功能,酶的催化和动力学,蛋白质的表达、纯化、合成、加工及在细胞中的周转,蛋白质的多样性和蛋白质组学,蛋白质体内外的折叠及蛋白质结构与医学分子生物学的进展等。
目录:译者序前言1 蛋白质结构和功能简介1.1 简略的历史回顾1.2 蛋白质的生物多样性1.3 蛋白质与人类基因组和其他基因组测序1.4 为什么研究蛋白质?2 氨基酸——蛋白质的“建筑砖瓦”2.1 蛋白质中发现的20种氨基酸2.2 氨基酸的酸碱性质2.3 氨基酸的立体化学表示法2.4 肽键2.5 氨基酸的物理和化学性质2.6 氨基酸和蛋白质的检测、鉴定及定量2.7 立体异构2.8 不常见氨基酸2.9 概要2.10 问题3 蛋白质的三维结构3.1 一级结构或一级序列3.2 二级结构3.3 三级结构3.4 四级结构3.5 球蛋白家族及其四级结构在调节活性中的作用3.6 免疫球蛋白3.7 环状蛋白3.8 概要3.9 问题4 纤维状蛋白质的结构和功能4.1 纤维状蛋白质的氨基酸组成和组织4.2 角蛋白4.3 丝心蛋白4.4 胶原4.5 概要4.6 问题5 膜蛋白的结构和功能5.1 生物膜的组织状态5.2 从红细胞膜的组织来了解膜蛋白的拓扑结构和功能5.3 细菌视紫红质和7次跨膜螺旋的发现5.4 细菌反应中心的结构5.5 生氧光合作用5.6 光系统5.7 基于跨膜p桶的膜蛋白5.8 呼吸复合体5.9 复合体III(泛醌—细胞色素C氧化还原酶)5.10 复合体IV或细胞色素氧化酶5.11 ATP合成酶的结构5.12 ATP酶家族5.13 概要5.14 问题6 蛋白质的多样性6.1 生命起源前的合成和蛋白质的起源6.2 有机体进化的趋异性及其与蛋白质结构和功能的关系6.3 蛋白质序列分析6.4 蛋白质数据库6.5 基因融合和复制6.6 二级结构预测6.7 基因组学与蛋白质组学6.8 概要6.9 问题7 酶的动力学、结构、功能与催化作用7.1 酶的命名7.2 酶的辅因子7.3 化学动力学7.4 酶的过渡态及酶的作用7.5 酶活性动力学7.6 催化机制7.7 酶的结构7.8 溶菌酶7.9 丝氨酸蛋白酶7.10 丙糖磷酸异构酶7.11 酪氨酰tRNA合成酶7.12 EcoRI限制性内切核酸酶7.13 酶的抑制与调节7.14 不可逆的酶活性的抑制7.15 别构调节7.16 共价修饰7.17 同工酶7.18 概要7.19 问题8 蛋白质的合成、加工和周转9 蛋白质的表达、纯化及特性研究10 测定蛋白质三级结构的物理方法11 体内外的蛋白质折叠12 蛋白质结构与分子医学研究进展结束语术语表附录参考书目参考文献。
蛋白质的结构与功能第一章蛋白质的结构与功能1.20种基本氨基酸中,除甘氨酸外,其余都是L-α-氨基酸.2.支链氨基酸(人体不能合成:从食物中摄取):缬氨酸亮氨酸异亮氨酸3.两个特殊的氨基酸:脯氨酸:唯一一个亚氨基酸甘氨酸:分子量最小,α-C原子不是手性C原子,无旋光性.4.色氨酸:分子量最大5.酸性氨基酸:天冬氨酸和谷氨酸碱性氨基酸:赖氨酸、精氨酸和组氨酸6.侧链基团含有苯环:苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸7.含有—OH的氨基酸:丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸8.含有—S的氨基酸:蛋氨酸和半胱氨酸9.在近紫外区(220—300mm)有吸收光能力的氨基酸:酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸10.肽键是由一个氨基酸的α—羧基与另一个氨基酸的α—氨基脱水缩合形成的酰胺键11.肽键平面:肽键的特点是N原子上的孤对电子与碳基具有明显的共轭作用。
使肽键中的C-N键具有部分双键性质,不能自由旋转,因此。
将C、H、O、N原子与两个相邻的α-C原子固定在同一平面上,这一平面称为肽键平面12.合成蛋白质的20种氨基酸的结构上的共同特点:氨基都接在与羧基相邻的α—原子上13.是天然氨基酸组成的是:羟脯氨酸、羟赖氨酸,但两者都不是编码氨基酸14.蛋白质二级结构的主要形式:①α—螺旋②β—折叠片层③β—转角④无规卷曲。
α—螺旋特点:以肽键平面为单位,α—C为转轴,形成右手螺旋,每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈,螺径为0.54nm,维持α-螺旋的主要作用力是氢键15.举例说明蛋白质结构与功能的关系①蛋白质的一级结构决定它的高级结构②以血红蛋白为例说明蛋白质结构与功能的关系:镰状红细胞性贫血患者血红蛋白中有一个氨基酸残基发生了改变。
可见一个氨基酸的变异(一级结构的改变),能引起空间结构改变,进而影响血红蛋白的正常功能。
但一级结构的改变并不一定引起功能的改变。
③以蛋白质的别构效应和变性作用为例说明蛋白质结构与功能的关系:a.别构效应,某物质与蛋白质结合,引起蛋白质构象改变,导致功能改变。
蛋白质结构和功能关系蛋白质是生物体内最重要的分子之一,它在维持生命活动的过程中发挥着关键的作用。
蛋白质的结构与其功能密切相关,它们的相互作用决定了蛋白质的功能。
在本文中,我将详细介绍蛋白质的结构和功能之间的关系。
蛋白质结构可以分为四个层次:一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构指的是蛋白质中氨基酸的线性排列方式,它由肽键连接在一起形成蛋白质的主链。
二级结构指的是蛋白质中氨基酸之间的氢键相互作用,形成α-螺旋和β-折叠等形状。
三级结构是蛋白质中二级结构的折叠和弯曲,由非共价键(如电磁作用力和疏水作用力)驱动。
四级结构是蛋白质中多个多肽链的组装方式,形成功能完整的蛋白质复合物。
蛋白质的结构决定了其功能。
首先,一级结构决定了蛋白质的氨基酸组成。
不同的氨基酸序列会导致蛋白质具有不同的功能。
例如,一些蛋白质是结构蛋白,它们在细胞中起到支持和维持细胞结构的作用;而酶是一类能够催化生化反应的蛋白质。
其次,二级结构决定了蛋白质的三维结构。
α-螺旋和β-折叠具有稳定的几何结构,能够提供蛋白质的结构和稳定性。
一些二级结构可以使蛋白质在特定条件下结合到其他生物分子上。
例如,螺旋柄可以通过静电作用和氢键与DNA结合,并实现基因的复制。
此外,蛋白质的三级结构还决定了蛋白质的功能。
三级结构中的特定区域(称为活性位点)可以与其他分子相互作用,从而发挥生物学功能。
例如,酶通过三级结构中的活性位点与底物结合,并促进底物分子的反应。
最后,四级结构影响蛋白质的功能。
蛋白质复合物是多个蛋白质互相作用形成的,它们能够协调合作,实现复杂的生物学功能。
例如,嗜铁红素蛋白是由四个亚单位组成的结构蛋白,通过其四级结构确保了铁与氧气的稳定绑定。
此外,蛋白质的结构和功能之间还有一些其他关系需要考虑。
例如,蛋白质的活性还受到环境条件的影响。
温度、pH值和盐浓度等环境因素对蛋白质的结构和功能具有重要影响。
高温、酸碱条件的改变或盐浓度的变化可能会破坏蛋白质的结构,从而失去其生物学功能。
生物化学习题集第01章蛋白质的结构与功能一、名词解释1.蛋白质的一级结构2.蛋白质的二级结构3.蛋白质的三级结构4.蛋白质的四级结构5.模体6.结构域7.分子伴侣8.协同效应9.蛋白质变性二、单项选择题1.以下哪项是编码氨基酸?()A.胱氨酸B.酪氨酸C.鸟氨酸D.瓜氨酸2.含有羟基的氨基酸是()。
A.谷氨酸B.苯丙氨酸C.色氨酸D.酪氨酸3.含有巯基的氨基酸是()。
A. SerB. CysC. HisD. MetE. Thr4.含咪唑基团的氨基酸是()。
A. TrpB.TyrC. HisD. PheE. Arg5.天然蛋白质中不存在的氨基酸是()。
A.半胱氨酸B.瓜氨酸C.蛋氨酸D.甘氨酸E.赖氨酸6.在多肽链的β-转角中发现的氨基酸是()。
A.脯氨酸B.半胱氨酸C.谷氨酸D.蛋氨酸E.丙氨酸7.功能性蛋白至少具有几级结构?()A.一级结构B.二级结构C.三级结构D.四级结构8.维持蛋白质一级结构稳定的化学键是()。
A.肽键B.氢键C.疏水键D.盐键9.一分子血红蛋白可以转运多少分子氧?()A.1B.2C.3D.4E.510.以下哪项属于寡聚蛋白?()A.胰岛素B.乳酸脱氢酶C.肌红蛋白D.丙酮酸脱氢酶复合体11.以下哪项不是结合蛋白?()A.白蛋白B.核蛋白C.血红蛋白D.脂蛋白12.在以下哪种pH溶液中,血清白蛋白(pI = 4.7)带正电?()A. pH4.0B. pH5.0C. pH6.0D. pH7.0E. pH8.013.蛋白质变性的本质是()。
A.肽键断裂B.氢键断裂C.次级键的断裂D.二硫键的断裂三、填空题1.已知血清样品中的氮含量为10g / L,蛋白质浓度为g / L。
2.当血清样品中的蛋白质浓度为70 g / L时,氮含量为g / L。
3.除了和外,蛋白质的构件分子均为L-α-氨基酸。
4.维持亲水性蛋白质胶体稳定性的两个因素是蛋白质颗粒表面和。
5.是一种基于蛋白质在电场中迁移能力的分离技术。
第一章蛋白质的结构与功能1.20种基本氨基酸中,除甘氨酸外,其余都是L-α-氨基酸.2.支链氨基酸(人体不能合成:从食物中摄取):缬氨酸亮氨酸异亮氨酸3.两个特殊的氨基酸:脯氨酸:唯一一个亚氨基酸甘氨酸:分子量最小,α-C原子不是手性C原子,无旋光性.4.色氨酸:分子量最大5.酸性氨基酸:天冬氨酸和谷氨酸碱性氨基酸:赖氨酸、精氨酸和组氨酸6.侧链基团含有苯环:苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸7.含有—OH的氨基酸:丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸8.含有—S的氨基酸:蛋氨酸和半胱氨酸9.在近紫外区(220—300mm)有吸收光能力的氨基酸:酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸10.肽键是由一个氨基酸的α—羧基与另一个氨基酸的α—氨基脱水缩合形成的酰胺键11.肽键平面:肽键的特点是N原子上的孤对电子与碳基具有明显的共轭作用。
使肽键中的C-N 键具有部分双键性质,不能自由旋转,因此。
将C、H、O、N原子与两个相邻的α-C原子固定在同一平面上,这一平面称为肽键平面12.合成蛋白质的20种氨基酸的结构上的共同特点:氨基都接在与羧基相邻的α—原子上13.是天然氨基酸组成的是:羟脯氨酸、羟赖氨酸,但两者都不是编码氨基酸14.蛋白质二级结构的主要形式:①α—螺旋②β—折叠片层③β—转角④无规卷曲。
α—螺旋特点:以肽键平面为单位,α—C为转轴,形成右手螺旋,每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈,螺径为0.54nm,维持α-螺旋的主要作用力是氢键15.举例说明蛋白质结构与功能的关系①蛋白质的一级结构决定它的高级结构②以血红蛋白为例说明蛋白质结构与功能的关系:镰状红细胞性贫血患者血红蛋白中有一个氨基酸残基发生了改变。
可见一个氨基酸的变异(一级结构的改变),能引起空间结构改变,进而影响血红蛋白的正常功能。
但一级结构的改变并不一定引起功能的改变。
③以蛋白质的别构效应和变性作用为例说明蛋白质结构与功能的关系:a.别构效应,某物质与蛋白质结合,引起蛋白质构象改变,导致功能改变。