学习要点提示及思考题.ppt
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4、蛋白质存在几种不同的二级结构，其中包括α-螺 旋，β-折叠和转角等。右手α-螺旋是在纤维蛋白和球 蛋白中发现的最常见的二级结构。每圈螺旋含有3.6个 氨基酸残基，螺距为0.54nm。β-折叠是另外一种常见 的二级结构，分为平行和反平行式的，处于β-折叠的 多肽链是肽链的一种伸展的状态。
❖ 5、在胶原蛋白中还发现存在着另外的螺旋结构。一个 胶原分子是由3个左手的多肽链螺旋相互缠绕形成一个 右手的超螺旋。链间氢键和通过脯氨酸和赖氨酸残基 的修饰形成的共价交联稳定胶原蛋白。
❖
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7、 蛋白质一、二、三、四级结构的含义是 什么？维系每级结构的作用力是什么？用什么 可以破坏它们？蛋白质的溶解度和光吸收与其 结构有什么关系？
8、 脱氧血红蛋白携氧时会发生什么变化？ 这些变化如何来解释观察到的正协同作用？
❖ 9、 列出分离、纯化及分析蛋白质的典型步骤。 10、 写出决定蛋白质一级结构的各要素。 11、 由蛋白质一级结构研究引申出哪些重要的定理？ 12、 形成a-螺旋有什么限制条件？它们是怎样起作 用的？
❖
三、 思考题
❖ 1、区分下列各对术语： C-末端/N-末端、必需氨基酸/非必需氨基酸、氨基酸
侧链/氨基酸序列、极性氨基酸/非极性氨基酸、sanger 试剂/Edman试剂、a螺旋/b折叠、a螺旋/胶原螺旋、结 构域/超二级结构、链间二硫键/链内二硫键、配基/结
合位点、寡聚体/单体、序列同源性/氨基酸组成、原
❖ 11、肌红蛋白的氧饱和曲线为双曲线型，而血红蛋白 的氧饱和曲线是S型的。氧饱和曲线上的差别使得血 红蛋白承担着将氧由肺运输到外周组织的任务，而肌 红蛋白主要是接收血红蛋白释放的氧。
❖ 12、CO2浓度的增加降低细胞内的pH，血红蛋白结合 H＋和CO2将导致血红蛋白对氧亲和力下降，这将有 利于血红蛋白在外周组织容易释放氧。这种现象称之 波尔效应。
8、肌红蛋白是一条含有153个残基的多肽链，这些氨 基酸残基折叠成由8个α螺旋组成的紧凑的球状结构。 肌红蛋白含有一个血红素辅基，血红素能结合氧，位 于蛋白质中疏水的裂隙中。
❖ 9、大多数蛋白质中的很多肽段是处于非重复的构象区。 这些区域包括用于连接螺旋和折叠的转角和环。二级 结构进一步组合又形成超二级结构（或称为基元）， 超二级结构处于二级结构和三级结构之间。大的球状 单位称为功能域，通常都与一种特殊的功能有关。
4、许多氨基酸具有非极性的侧链，在水溶液 中它们倾向于聚集在一起，以减少与水相互作 用的面积，这种倾向称为疏水相互作用。
8、多肽的氨基酸序列可以通过Edman降解确定。 利用蛋白酶和化学试剂有选择地水解，结合 Edman降解可确定大的蛋白质的序列。
9、比较蛋白质的一级结构可以揭示进化关系， 种属的不同常反映在它们蛋白质的一级结构的 差异上。
纤维/微纤维
2、 为什么在多肽和蛋白质的功能基团的pKa与自由 氨基酸的不同？
❖ 3、 请解释sanger末端基团分析的原理。由这个方法 可以解决什么特定问题？如何解决？
❖ 4、写出氨基酸的侧链功能基团，并写出每个基团的带 电形式。
5、 在写多肽链的氨基酸序列时有什么惯例？
6、 列举出某些天然存在的多肽以及它们的性质。
10、血红蛋白是由4条肽链（两个α和两个β链）组成的。 每条肽链都类似于肌红蛋白的肽链，都结合一个血红 素。血红蛋白的脱氧（T）和氧合（R）构象在氧的亲 和性方面有很大区别。由于结构上的相互作用是与它 的三级和四级结构有关，所以血红蛋白在结合氧的过 程中显示出别构效应和协同性，BPG是一个重要的别 构剂。
❖ 13血红蛋白分子一级结构上的轻微差别就可能导致功 能上的很大不同，正常成年人血红蛋白中的β链的第六 位的谷氨酸残基被缬氨酸取代就会导致镰刀形细胞贫 血病的异常血红蛋白HbS 的生成。
14、抗体是能结合外源物质的多结构域蛋白质，处于 抗体的轻链和重链的N末端的结构域与抗原相互作用， 达到除去抗原的目的。抗体特异结合抗原的显著特点 常用来检测和分离未知的目的蛋白，该技术称之免疫 印记法（或Western blot）。
第一章 蛋白质化学
要点提示
一、一级结构
1、蛋白质是由20种氨基酸组成的。氨基酸性质方 面的差别反映了它们侧链的不同。除了甘氨酸没有 手性碳以外，其他19种氨基酸都至少含有一个手性 碳。
❖ 2、氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为： 脂肪族的、芳香族的、含硫的、含醇的、碱性 的、酸性的和酰胺类。
3、氨基酸和多肽的酸性和碱性基团的离子状 态取决于pH。
二、 蛋白质的三维结构
1、蛋白质可以分为纤维蛋白和球蛋白。纤维蛋白一 般都不溶于水，有一定的强度，具有简单重复的二 级结构元件，在生物体内主要起着结构构件的作用。 球蛋白是水溶性的，具有更复杂的三级结构，在一 条多肽链中都含有几种类型的二级结构，多肽链折 叠紧凑，疏水氨基酸残基一般都位于球蛋白的内部， 外形大致呈球状的大分子。
❖ 2、多肽链中相邻氨基酸残基通过肽键连接，肽 键具有部分双键特性，所以整个肽单位是一个 极性的平面结构。由于立体上的限制，肽键的 构型大都是反式构型。绕N-Cα和Cα-C键的旋转 赋予了多肽链构象上的柔性。
❖ 3、蛋白质结构水平分为四级，一级结构指的是氨基酸 序列，二级结构是指在局部肽段中相邻氨基酸的空间 关系，三级结构是整个多肽链的三维构象，四级结构 是指能稳定结合的两条或两条以上多肽链（亚基）的 空间关系。蛋白质具有有基因确定的唯一的氨基酸序 列，一级结构决定了蛋白质的构象。
6、球蛋白折叠成它的生物活性状态是一个有序、协同 的过程，该过程涉及疏水效应、氢键形成、Van der Waals相互作用和离子配对。在细胞内，酶和伴娘蛋白 协助折叠。折叠紧凑的球蛋白可以有选择地结合其他 分子，例如含有血红素的血红Baidu Nhomakorabea白和肌红蛋白可以结 合和释放氧。
❖ 7、受到物理和化学处理（破坏次级键）后，蛋白质的 三维结构遭到破坏，它的生物活性会丧失，这一现象 称之蛋白质变性。某些变性的蛋白质在一定的条件下 可以复性，自发地折叠回具有生物活性的天然构象。 这也表明一个蛋白质的三级结构是由它的氨基酸序列 确定的。
❖ 5、在胶原蛋白中还发现存在着另外的螺旋结构。一个 胶原分子是由3个左手的多肽链螺旋相互缠绕形成一个 右手的超螺旋。链间氢键和通过脯氨酸和赖氨酸残基 的修饰形成的共价交联稳定胶原蛋白。
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7、 蛋白质一、二、三、四级结构的含义是 什么？维系每级结构的作用力是什么？用什么 可以破坏它们？蛋白质的溶解度和光吸收与其 结构有什么关系？
8、 脱氧血红蛋白携氧时会发生什么变化？ 这些变化如何来解释观察到的正协同作用？
❖ 9、 列出分离、纯化及分析蛋白质的典型步骤。 10、 写出决定蛋白质一级结构的各要素。 11、 由蛋白质一级结构研究引申出哪些重要的定理？ 12、 形成a-螺旋有什么限制条件？它们是怎样起作 用的？
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三、 思考题
❖ 1、区分下列各对术语： C-末端/N-末端、必需氨基酸/非必需氨基酸、氨基酸
侧链/氨基酸序列、极性氨基酸/非极性氨基酸、sanger 试剂/Edman试剂、a螺旋/b折叠、a螺旋/胶原螺旋、结 构域/超二级结构、链间二硫键/链内二硫键、配基/结
合位点、寡聚体/单体、序列同源性/氨基酸组成、原
❖ 11、肌红蛋白的氧饱和曲线为双曲线型，而血红蛋白 的氧饱和曲线是S型的。氧饱和曲线上的差别使得血 红蛋白承担着将氧由肺运输到外周组织的任务，而肌 红蛋白主要是接收血红蛋白释放的氧。
❖ 12、CO2浓度的增加降低细胞内的pH，血红蛋白结合 H＋和CO2将导致血红蛋白对氧亲和力下降，这将有 利于血红蛋白在外周组织容易释放氧。这种现象称之 波尔效应。
8、肌红蛋白是一条含有153个残基的多肽链，这些氨 基酸残基折叠成由8个α螺旋组成的紧凑的球状结构。 肌红蛋白含有一个血红素辅基，血红素能结合氧，位 于蛋白质中疏水的裂隙中。
❖ 9、大多数蛋白质中的很多肽段是处于非重复的构象区。 这些区域包括用于连接螺旋和折叠的转角和环。二级 结构进一步组合又形成超二级结构（或称为基元）， 超二级结构处于二级结构和三级结构之间。大的球状 单位称为功能域，通常都与一种特殊的功能有关。
4、许多氨基酸具有非极性的侧链，在水溶液 中它们倾向于聚集在一起，以减少与水相互作 用的面积，这种倾向称为疏水相互作用。
8、多肽的氨基酸序列可以通过Edman降解确定。 利用蛋白酶和化学试剂有选择地水解，结合 Edman降解可确定大的蛋白质的序列。
9、比较蛋白质的一级结构可以揭示进化关系， 种属的不同常反映在它们蛋白质的一级结构的 差异上。
纤维/微纤维
2、 为什么在多肽和蛋白质的功能基团的pKa与自由 氨基酸的不同？
❖ 3、 请解释sanger末端基团分析的原理。由这个方法 可以解决什么特定问题？如何解决？
❖ 4、写出氨基酸的侧链功能基团，并写出每个基团的带 电形式。
5、 在写多肽链的氨基酸序列时有什么惯例？
6、 列举出某些天然存在的多肽以及它们的性质。
10、血红蛋白是由4条肽链（两个α和两个β链）组成的。 每条肽链都类似于肌红蛋白的肽链，都结合一个血红 素。血红蛋白的脱氧（T）和氧合（R）构象在氧的亲 和性方面有很大区别。由于结构上的相互作用是与它 的三级和四级结构有关，所以血红蛋白在结合氧的过 程中显示出别构效应和协同性，BPG是一个重要的别 构剂。
❖ 13血红蛋白分子一级结构上的轻微差别就可能导致功 能上的很大不同，正常成年人血红蛋白中的β链的第六 位的谷氨酸残基被缬氨酸取代就会导致镰刀形细胞贫 血病的异常血红蛋白HbS 的生成。
14、抗体是能结合外源物质的多结构域蛋白质，处于 抗体的轻链和重链的N末端的结构域与抗原相互作用， 达到除去抗原的目的。抗体特异结合抗原的显著特点 常用来检测和分离未知的目的蛋白，该技术称之免疫 印记法（或Western blot）。
第一章 蛋白质化学
要点提示
一、一级结构
1、蛋白质是由20种氨基酸组成的。氨基酸性质方 面的差别反映了它们侧链的不同。除了甘氨酸没有 手性碳以外，其他19种氨基酸都至少含有一个手性 碳。
❖ 2、氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为： 脂肪族的、芳香族的、含硫的、含醇的、碱性 的、酸性的和酰胺类。
3、氨基酸和多肽的酸性和碱性基团的离子状 态取决于pH。
二、 蛋白质的三维结构
1、蛋白质可以分为纤维蛋白和球蛋白。纤维蛋白一 般都不溶于水，有一定的强度，具有简单重复的二 级结构元件，在生物体内主要起着结构构件的作用。 球蛋白是水溶性的，具有更复杂的三级结构，在一 条多肽链中都含有几种类型的二级结构，多肽链折 叠紧凑，疏水氨基酸残基一般都位于球蛋白的内部， 外形大致呈球状的大分子。
❖ 2、多肽链中相邻氨基酸残基通过肽键连接，肽 键具有部分双键特性，所以整个肽单位是一个 极性的平面结构。由于立体上的限制，肽键的 构型大都是反式构型。绕N-Cα和Cα-C键的旋转 赋予了多肽链构象上的柔性。
❖ 3、蛋白质结构水平分为四级，一级结构指的是氨基酸 序列，二级结构是指在局部肽段中相邻氨基酸的空间 关系，三级结构是整个多肽链的三维构象，四级结构 是指能稳定结合的两条或两条以上多肽链（亚基）的 空间关系。蛋白质具有有基因确定的唯一的氨基酸序 列，一级结构决定了蛋白质的构象。
6、球蛋白折叠成它的生物活性状态是一个有序、协同 的过程，该过程涉及疏水效应、氢键形成、Van der Waals相互作用和离子配对。在细胞内，酶和伴娘蛋白 协助折叠。折叠紧凑的球蛋白可以有选择地结合其他 分子，例如含有血红素的血红Baidu Nhomakorabea白和肌红蛋白可以结 合和释放氧。
❖ 7、受到物理和化学处理（破坏次级键）后，蛋白质的 三维结构遭到破坏，它的生物活性会丧失，这一现象 称之蛋白质变性。某些变性的蛋白质在一定的条件下 可以复性，自发地折叠回具有生物活性的天然构象。 这也表明一个蛋白质的三级结构是由它的氨基酸序列 确定的。