文档介绍：1
第五讲蛋白质表面相互作用
蛋白质表面相互作用的重要性
z 调节细胞粘附
z 激发生物体系列反应,产生异体反应
z 诊断分析/传感装置的设计和使用的关键
z 激发其他生物粘附:蛋白污染,细菌粘附等
关于蛋白质的基础知识:
z 细胞的最大有机组成(~18wt%/H2O=70%);细胞外基质和血浆(7wt%/H2O=90%)。
z 成千上万的存在—每一种都是 DNA 上的一个基因编码。
z 涉及细胞的所有活动:粘附,移动,分泌,识别,繁殖和凋亡(死亡)。
z 在体液中可溶或不溶
不溶蛋白质—组成结构和运动功能的部分;也能调节细胞功能(通过吸附肽)
可溶蛋白质—通过吸附、粘附等强烈地控制细胞功能
z 分子量存在很大的范围
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“肽”(若干个氨基酸):激素,药物试剂
例如: 脑下垂体后叶荷尔蒙(催产素):刺激子宫收缩(9 .)
天(门)冬氨酰苯丙氨酸甲酯:天然甜味剂(2 .)
“多肽”(~ 10-100 氨基酸)激素,生长因子
例如: 胰岛素:两条多肽链(30&.)
表皮生长因子()
“蛋白质”(100’s-1000’s 氨基酸)
例如: 血清白蛋白(550 .)
阿朴脂蛋白 B :胆固醇转运蛋白(4536 .)
蛋白质的作用:
z 结构/支架:细胞外基质组分,作为细胞物理支持
例如:胶原——纤维状,提供强度
弹性蛋白——为韧带提供弹性
支持蛋白:纤维连接蛋白、层粘蛋白、体外连接蛋白——调节细胞吸附糖蛋白
z 酶:通过释放键能,降低通过稳定态的能量,催化化学反应。
例如:脲酶——催化水解尿素
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z 转运:结合并运输特殊分子到达器官或者穿越细胞膜。
例如:血色素-运输氧气到组织
血清白蛋白-转运脂肪酸
z 运动:提供细胞运动机制。例如聚合(解聚)和收缩
例如:肌肉中的肌动蛋白,肌浆球蛋白
z 防御:蛋白质构成免疫反应和凝固机制
例如:免疫球蛋白(抗体)一种 Y 形的蛋白质,它结合抗原(异种蛋白)诱导聚集形
成。
纤维蛋白原和凝血酶—通过结合血小板受体诱导产生凝血。
z 调控:细胞因子—调节细胞行为。
例如:激素:胰岛素(调节糖代谢);生长因子
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蛋白质结构
蛋白质有多重结构
氨基酸α螺旋多肽链组合亚组
一级结构二级结构三级结构四级结构
[摘自 , 和 ,
《生物化学原理》第 171 页]
¾ 由氨基酸残基组成:
¾ 肽键 CONH 刚性平面(部分双键特征)
¾ 肽键有方向性:氨基酸是 L 立体异构
L—丙氨酸 D—丙氨酸
[ 摘自 , 和
,《生物化学原理》第 115 页]
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¾ 侧基 R 有各种特性
非极性,R 脂肪族基团 R 芳香族基团
氨基乙酸 G 丙氨酸 A 缬氨酸 V 苯基丙氨酸 F 酪氨酸 Y 色氨酸 W
亮氨酸 L 异亮氨酸 I 脯氨酸 P
R 正电荷基团
赖氨酸 K 精氨酸 R 组氨酸 H
极性,R 不带电荷基团
丝氨酸 S 苏氨酸 T 胱氨酸 C
甲硫氨酸 M 天冬酰胺酸 N 谷氨酸盐 O
R 负电荷基团
天冬氨酸盐 D 谷氨酸盐 E
[摘自 , 和 ,
《生物化学原理》]
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α碳的单键的ψi& ϕi 旋转角决定了空间构型
[摘自 . 《分子链统计力学》251 页] (ϕi ,ψI)独立于(ϕi+1,ψi+1)
Ramachandran 作图:
表明残留氨基酸的ψ& ϕ允许的范围
[摘自 , 和
,《生物化学原理》第 171 页]
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β折叠
¾ 骨架呈之字行结构
¾ 通过相邻链间的—NH 和 C=O 形成的氢键保持稳定。