蛋白质论文

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蛋白质论文 合 肥 学 院2012 届 生物化学蛋白质论文题目 蛋白质论文 姓名： 崔俏俏 专业： 生物工程 班级： 12 级生物工程（1）班 学号： 1202011027 指导教师： 肖厚荣 2013 年 11 月 28 日 蛋白质论文摘要 本文阐述了蛋白质的定义概念、组成特点、结构性质、生理功能以及发展历史。 关键词 历史 定义 组成 特点 结构 性质 功能正文：一、历史在 18 世纪，安东尼奥·弗朗索瓦（其他一些研究者发现蛋白质是一类独特的生物分子，他们发现用酸处理一些分子能够使其凝结或絮凝。 当时他们注意到的例子有来自蛋清、血液、血清白蛋白、纤维素和小麦面筋里的蛋白质。 荷兰化学家格利特·马尔德（一般的蛋白质进行元素分析发现几乎所有的蛋白质都有相同的实验公式。 用“蛋白质”这一名词来描述这类分子是由 合作者永斯·贝采利乌斯于 1838 年提出。 后鉴定出蛋白质的降解产物，并发现其中含有为氨基酸的亮氨酸，并且得到它（非常接近正确值）的分子量为 131于早期的生物化学家来说，研究蛋白质的困难在于难以纯化大量的蛋白质以用于研究。 因此，早期的研究工作集中于能够容易地纯化的蛋白质，如血液、蛋清、各种毒素中的蛋白质以及消化性和代谢酶（获取自屠宰场）。 1950年代后期，免费提供给全世界科学家使用。 目前，科学家可以从生物公司购买越来越多的各类纯蛋白质。 著名化学家莱纳斯·鲍林成功地预测了基于氢键的规则蛋白质二级结构，而这一构想最早是由威廉·阿斯特伯里于1933年提出。 随后，研究工作的基础上，提出了蛋白质折叠是由疏水相互作用所介导的。 1949年， 弗雷德里克·桑格首次正确地测定了胰岛素的氨基酸序列，并验证了蛋白质是由氨基酸所形成的线性（不具有分叉或其他形式）多聚体。 原子分辨率的蛋白质结构首先在1960年代通过 X 射线晶体学获得解析；到了1980年代，被应用于蛋白质结构的解析；近年来，冷冻电子显微学被广泛用于对于超大分子复合体的结构进行解析。 截至到2008年2月，蛋白质数据库中已存有接近50,000个原子分辨率的蛋白质及其相关复合物的三维结构的坐标。 二、定义及概述蛋白质是一种复杂的有机化合物，旧称“朊（。 氨基酸是组成蛋白质的基本单位，氨基酸通过脱水缩合连成肽链。 蛋白质是由一条或多条多肽链组成的生物大分子，每一条多肽链有二十至数百个氨基酸残基（等；各种氨基酸残基按一定的顺序排列。 蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。 除了遗传密码所编码的20种基本氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。 多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，折叠或螺旋构成一定的空间结构，从而发挥某一特定功能。 合成多肽的细胞器是细胞质中糙面型内质网上的核糖体。 蛋白质的不同在于其氨基酸的种类，数目，排列顺序和肽链空间结构的不同。 三、组成及特点蛋白质是由 C（碳） 、H（氢） 、O（氧） 、N（氮）组成，一般蛋白质可能还会含有 P（磷） 、S（硫） 、） 、） 、） 、B（硼） 、)、I（碘） 、）等。 这些元素在蛋白质中的组成百分比约为：碳50% 氢7% 氧23% 氮16% 硫03% 其他微量。 （1）一切蛋白质都含 N 元素，且各种蛋白质的含氮量很接均为16%；（2）蛋白质系数：任何生物样品中每1g 元 N 的存在，就表示大约有100/16=白质的存在， 细胞质中的核糖体上，将氨基酸分子互相连接成肽链。 一个氨基酸分子的氨基，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。 通过缩合反应，在羧基和氨基之间形成的连接两个氨基酸分子的那个键叫做肽键。 由肽键连接形成的化合物称为肽。 检测分别向甲乙两支试管加入3毫升蛋清稀释液和清水，再依次向两支试管中加入双缩脲试剂 A 液和 B 液。 观察甲乙俩试管中溶液发生的颜色变化。 上述的演示实验结果表明，双缩脲试剂与蛋白质呈现紫色反应4、结构蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。 蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。 蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构，蛋白质分子的结构决定了它的功能。 蛋白质的分子结构可划分为四级，以描述其不同的方面：一级结构：组成蛋白质多肽链的线性氨基酸序列。 二级结构：依靠不同氨基酸之间的 C=O 和 团间的氢键形成的稳定结构，主要为 螺旋和 折叠。 三级结构：通过多个二级结构元素在三维空间的排列所形成的一个蛋白质分子的三维结构。 四级结构：用于描述由不同多肽链（亚基）间相互作用形成具有功能的蛋白质复合物分子。 除了这些结构层次，蛋白质可以在多个类似结构中转换，以行使其生物学功能。 对于功能性的结构变化，这些三级或四级结构通常用化学构象进行描述，而相应的结构转换就被称为构象变化。 一级结构是通过共价键（肽键）来形成。 生物体中，肽键的形成是发生在蛋白质生物合成的翻译步骤。 氨基酸链的两端，根据末端自由基团的成分，分别以“N 末端” （或“氨基端” ）和“C 末端” （或“羧基端” ）来表示。 定义不同类型的二级结构有不同的方法，最常用的方法是通过主链原子之间的氢键的排列方式来判断的。 而在蛋白质完全折叠的状态下，这些氢键可以得到稳定。 三级结构主要是通过结构“非特异性”相互作用来形成。 然而，只有当蛋白质结构域通过“特异性”相互作用（如盐桥，氢键以及侧链间的堆积作用）固定到相应位置，所形成的三级结构才能稳定。 对于细胞外周蛋白，二硫键起到了关键的稳定作用；而对于细胞内蛋白质，则很少出现二硫键，因为原生质中是还原环境，不利于二硫键的形成。 一级结构肽或蛋白质的氨基酸序列（或残基序列）被称为一级结构。 残基的标号总是从蛋白质的氨基端（没有参与形成肽键）开始。 蛋白质一级结构可以通过测定其对应的基因（更准确地说是开放阅读框架）的碱基序列来间接确定） ，但对于转录后修饰和翻译后修饰，如二硫键形成、磷酸化和糖基化等（通常被认为是一级结构的组成信息） ，则无法通过这种翻译法来测定；此外，也可以通过埃德曼降解法或连续质谱来对蛋白质样品进行直接测序。 二级结构早在1951年，第一个蛋白质结构解出前7年，鲍林和他的同事就利用已知的键长和键角提出了 螺旋和 折叠的结构。 螺旋和 折叠都是将主链上的氢键供体和受体饱和的一种方式。 这两个二级结构仅依赖于主链骨架，即所有氨基酸的共同部分，这就解释了为什么这两个二级结构频繁地出现于大多数的蛋白质结构中。 随着越来越多的蛋白质结构得到解析，更多的二级结构被发现，如各类 其他形式的螺旋。 二级结构都有自己独特的几何构架，即二面角 和 有特定的值，处于 的特定区域。 二级结构还包括转角、其他一些不常见的二级结构元素（如310螺旋等）。 除了有规则的二级结构以外，主链骨架的其他部分就被称为无规则卷曲。 三级结构二级结构元素通常被折叠为一个紧密形态，元素之间以各种类型的 转角相连。 三级结构的形成驱动力通常是疏水残基的包埋，但其他相互作用，如氢键、离子键和二硫键等同样也可以稳定三级结构。 三级结构包括所有的非共价相互作用（不包括二级结构） ，并定义了蛋白质的整体折叠，对于蛋白质功能来说是至关重要的。 四级结构四级结构是由两个或多个多肽链通过相互作用形成的结构。 其中，单独的一条链就被称为亚基。 亚基之间不一定要共价连接，但有一些亚基之间是通过二硫键来连接的。 不是所有的蛋白质都有四级结构，许多蛋白可以以单体形式来发挥功能。 四级结构的稳定性与三级结构处于同一水平。 两个或多个亚基形成的复合物统称为多聚体（，如果是两个亚基则称二聚体或二体（，三个亚基称三聚体或三体（，以此类推。 如果多聚体为相同的亚基组成，则加上“同源（”作为前缀，反之则用“异源（”，如同源二聚体或异源三聚体。 侧链构象残基侧链上的原子根据希腊字母表的顺序（、 等）来命名，如 的是对应残基上最接近羰基的碳原子，而 是次接近的。 些原子之间的键对应的二面角则相应以1、2、3等来命名，如赖氨酸侧链上第一、二个碳原子（即 间共价键的二面角为 1。 侧链可以有多种不同的构象（，不同类型的残基都有几种比较稳定的侧链构象。 五、蛋白质分子中存在着氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，蛋白质也是两性物质。 或酶的作用下发生水解反应，经过多肽，最后得到多种白质水解时，应找准结构中键的“断裂点” ，水解时肽键部分或全部断裂。 如鸡蛋白能溶解在水里）形成溶液。 蛋白质的分子直径达到了胶体微粒的大小（109107m）时，所以蛋白质具有胶体的性质。 入高浓度的中性盐、加入有机溶剂、加入重金属、加入生物碱或酸类、热变性少量的盐（如硫酸铵、硫酸钠等）能促进蛋白质的溶解。 如果向蛋白质水溶液中加入浓的无机盐溶液，可使蛋白质的溶解度降低，而从溶液中析出，这种作用叫做盐析这样盐析出的蛋白质仍旧可以溶解在水中，而不影响原来蛋白质的性质，因此盐析是个可逆过程利用这个性质，采用分段盐析方法可以分离提纯蛋白质、碱、重金属盐、紫外线等作作用下，蛋白质会发生性质上的改变而凝结起来这种凝结是不可逆的，不能再使它们恢复成原来的蛋白质蛋白质的这种变化叫做变性蛋白质变性之后，紫外吸收，化学活性以及粘度都会上升，变得容易水解，但溶解度会下降。 4蛋白质变性后，就失去了原有的可溶性，也就失去了它们生理上的作用因此蛋白质的变性凝固是个不可逆过程造成蛋白质变性的原因物理因素包括：加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、X 射线、超声波等：化学因素包括：强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。 如在鸡蛋白溶液中滴入浓硝酸，则鸡蛋白溶液呈黄色这是由于蛋白质（含苯环结构）与浓硝酸发生了颜色反应的缘故还可以用双缩脲试剂对其进行检验，该试剂遇蛋白质生成紫色络合物。 以产生一种烧焦羽毛的特殊气味利用这一性质可以鉴别蛋白质六、生理功能1构造人的身体：蛋白质是一切生命的物质基础，是机体细胞的重要组成部分，是人体组织更新和修补的主要原料。 人体的每个组织：毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成，所以说饮食造就人本身。 蛋白质对人的生长发育非常重要。 比如大脑发育的特点是一。