第二章 蛋白质的结构与功能 下载本文

蛋白质溶液中加入米伦试剂(亚硝酸汞、硝酸汞及硝酸的混和液),蛋白质首先沉淀,加热则变为红色沉淀,此为酪氨酸的酚核所特有的反应,因此含有酪氨酸的蛋白质均呈米伦反应。

此外,蛋白质溶液还可与酚试剂、乙醛酸试剂、浓硝酸等发生颜色反应。 第五节 蛋白质的分类

蛋白质的结构复杂,种类繁多,分类方法也有多样,通常的分类方法有三种:根据蛋白质分子组成分类及根据蛋白质分子形状分类和根据蛋白质分子功能分类。

一、按组成分类

根据蛋白质分子的组成特点,可将蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两大类。

(一)单纯蛋白质

蛋白质分子仅由氨基酸组成。清蛋白,球蛋白,精蛋白,组蛋白和硬蛋白等都属此类。

(二)结合蛋白质

蛋白质分子组成除蛋白质部分外,还包含非蛋白部分(称为辅基)。结合蛋白质根据辅基不同再分为核蛋白(含核酸)、糖蛋白(含多糖)、脂蛋白(含脂类)、色蛋白(含色素,如血红蛋白含血红素)等。 二、按分子形状分类

根据蛋白质分子形状不同,可将蛋白质分为球状蛋白质和纤维状蛋白质两大类。前者长短轴之比小于10,外形近似球状,酶及免疫球蛋白等功能蛋白质均属此类。后者长短轴之比大于10。结缔组织中的胶原蛋白,毛发中的角蛋白等结构蛋白均属于此类。 三、按功能分类

根据蛋白质的功能的不同,可将蛋白质分为活性蛋白质(如酶、激素蛋白质、运输和贮存蛋白质、运动蛋白质、受体蛋白质、膜蛋白质等)和非活性蛋白质(如胶原、角蛋白等)两大类。

小 结

蛋白质是氨基酸构成的具有特定空间结构的高分子有机物。蛋白质是生命的物质基础,每一种蛋白质都有其特有的生物学功能。

组成蛋白质的基本元素是碳、氢、氧、氮,各种蛋白质的含氮量十分接近且恒定,平均为16%,即1克氮相当于6.25克蛋白质。蛋白质的基本组成单位是氨基酸,有20种。氨基酸可通过肽键相连而成肽。十肽以下者称为寡肽,十肽以上称为多肽。体内存在许多生物活性肽,如GSH、促甲状腺释放激素等生物活性肽。

蛋白质的结构复杂,具有多层次结构。一般用一级结构和空间结构描述蛋白质的结构,空间结构又分为二级结构,三级结构和四级结构。蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸在多肽链中的排列顺序,即氨基酸序列,其连接键是肽键,还包括二硫键。形成肽键的6个原子处于同一平面,构成肽平面。二级结构是指主链局部或某一段肽链的空间结构,不涉及氨基酸侧链构象。主要有α螺旋、β-折叠、β转角和无规则线圈,以氢键维持其稳定性。相邻的两个或三个具有二级结构的肽段形成一个特殊的空间构象,称为模体。蛋白质的三级结构是指整条多肽链所有原子的排布方式,包括多肽链分子主链及侧链的构象。稳定三级结构主要是通过次级键的作用。一些蛋白质的三级结构中可见一个或数个球状或纤维状的区域,执行特定的生物学功能,称为结构域。四级结构是指蛋白质亚基之间的缔合,也主要靠次级键维系。

蛋白质的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,其空间结构与功能也相近。若蛋白质的一级结构发生改变则影响其正常功能,由此引起疾病称为分子病。蛋白质在合成、加工和成熟过程中的正确折叠对其正确构象和功能发挥至关重要,错误的折叠可导致蛋白质构象病。

蛋白质空间结构与功能密切相关,但并不是固定不变的,由于蛋白质分子可与某些小分子物质相互作用,致使构象发生轻微的改变,生物学效应随之发生较大的改变。这种作用称为变构作用或别构效应。蛋白质的空间结构发生改变,可导致其理化性质变化和生物学活性丧失,称之为蛋白质的变性。

分离纯化蛋白质是研究蛋白质结构和功能的先决条件。通常利用蛋白质的理化性质而采用不同分离纯化蛋白质。

病例2-1 镰状细胞性贫血

患者,16岁,黑人女性,因发热,两臂和两腿周期性疼痛就诊。体格检查:体温38℃,贫血面容,肝、脾略肿大。实验室检查:血红蛋白80g/L,血细胞比容9.7%,红细胞总数4х1014/L,白细胞总数6х109/L,白细胞分类正常。血清铁2.1μmol/L,次亚硫酸氢钠试验阳性。

问题讨论:

1.讨论HbS的分子结构与HbA有什么不同? 2.HbS的结构变化对其功能有什么影响?

3.要证实该病人的贫血类型,你能够建议做哪些其它的诊断检查?