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1 蛋白质结构和功能第一章蛋白质的结构与功能内容提要蛋白质是重要的生物大分子物质, 体内分布广, 含量丰富, 种类繁多。每种蛋白质都有特定的空间构象及生物学功能。组成蛋白质的基本单位为氨基酸,共 20种, 除甘氨酸外均为 L –α–氨基酸。氨基酸为两性电解质,在溶液的 pH 等于其 pI 时氨基酸呈兼性离子。含有共轭双键的色氨酸、酪氨酸在 280nm 波长附近有最大吸收峰。氨基酸之间通过肽键相连而成肽。肽键是蛋白质分子中的主要共价键也称为主键。小于 10 个氨基酸组成的肽为寡肽, 大于 10 个氨基酸为多肽, 其为链状称为多肽链。多肽链是蛋白质的基本结构, 两端分别称为氨基末端(N -末端) ,羧基末端( C -末端)。蛋白质的结构分为一级、二级、三级和四级结构。多肽链从氨基末端至羧基末端的氨基酸排列顺序为蛋白质的一级结构,其连接键为肽键,还有二硫键。二级、三级及四级结构为空间结构(高级结构) 。肽键中的六个原子基本上位于同一平面, 称为肽单元。蛋白质的主链局部空间构象( 而不涉及氨基酸侧链) 称为蛋白质的二级结构, 主要形式有α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲, 以氢键维持其稳定性。两个或三个具有二级结构的肽段, 在空间上相互邻近形成的特殊空间构象, 称为模体。蛋白质的三级结构是指多肽链主链和侧链的全部原子的空间排布位置。其稳定性维持主要靠次级键。分子量大的蛋白质三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域, 折叠的较为紧密, 各执行其功能, 称为结构域。亚基与亚基间通过非共价键结合所形成的空间结构为四级结构。蛋白质也具有两性解离性质, 体内大多数蛋白质的等电点接近 。所以在人体体液 的环境下,大多数蛋白质解离成阴离子。蛋白质是生物大分子之一, 其颗粒表面的电荷和水化膜是维持蛋白质胶体稳定的重要因素。若除去蛋白质胶体表面电荷和水化膜, 蛋白质极易从溶液中下沉析出。一般认为, 蛋白质变性主要发生二硫键和非共价键的破坏, 不涉及一级结构中氨基酸序列的改变。蛋白质在 280nm 波长处有特征性吸收峰。蛋白质的结构与其功能密切相关, 一级结构是空间结构的基础, 也是功能的基础。一级结构相似的蛋白质, 其空间结构及功能也相近。若蛋白质的一级结构发生改变则影响其正常功能,由此引起的疾病称为分子病。多肽链正确折叠对其形成正确构象和功能的发挥具有重要意义。除一级结构是决定蛋白质折叠成正确空间构象的因素外,还需分子伴侣的参与。若蛋白质的折叠发生错误, 尽管其一级结构不变, 但蛋白质的构象发生改变, 仍可影响其功能, 严重时可导致疾病发生, 有人将此类疾病称为蛋白构象疾病。分离、纯化蛋白质是研究单个蛋白质结构与功能的先决条件。通常利用蛋白质的理化性质, 采取不损伤蛋白质结构和功能的物理方法来纯化蛋白质。常用的技术有电泳法、层析法、超速离心法等。 1一、选择题【A 型题】 1 .下列哪种蛋白质为单纯蛋白质( ) A .肌红蛋白 B . .单加氧酶 D .血红蛋白 E .血清清蛋白 2 .蛋白质的基本组成单位是( ) A .肽键平面 B .核苷酸 C .肽 D .氨基酸 E .碱基 3 .一个生物样品的含氮量为 5 %,它的蛋白质含量为( ) A. %B. %C. %D. %E. %4 .在生理条件下,下列哪种氨基酸残基的侧链所带的正电荷最多() A. Cys B. Glu C. Lys D. Thr E. Gly 5 .含有两个羧基的氨基酸是( ) A. Lys B. Asn C. Gln D. Glu E. Cys 6 .下列哪种氨基酸为环状亚氨基酸( ) A. Gly B. Pro C. Trp D. Try E. Lys 7 .下列哪一物质不属于生物活性肽( ) A .胰高血糖素 B .短杆菌素 sC .催产素 D .胃泌素 E .血红素 8 .下列哪种氨基酸为含硫氨基酸( ) A. Trp B. Thr C. Phe D. Met E. Pro 9 .下列哪种氨基酸的侧链含有杂环( ) A. Trp B. Thr C. Asn D. Met E. Ala 10 .蛋白质合成后修饰而成的氨基酸是( ) A .脯氨酸 B .胱氨酸 C .赖氨酸 D .蛋氨酸 E .天门冬氨酸 11 .下列哪种氨基酸为非编码氨基酸( ) A .半胱氨酸 B .组氨酸 C .鸟氨酸 D .丝氨酸 12 .关于构成蛋白质的氨基酸的叙述,下列哪项是正确的( ) A .除 Gly 外均为 D 构型 B .除 Gly 外均为 L 构型 C .只含有α-氨基和α-羧基 D .均有极性侧链 E .均能与双缩脲试剂呈紫色反应 13. Glu 的 pKl 为 , pK2 为