初級(jí)藥師基礎(chǔ)知識(shí)重點(diǎn)筆記：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

藥學(xué)職稱(chēng)考試中，關(guān)于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能是非常重要的考核部分。組成蛋白質(zhì)的主要元素有碳、氫、氧、氮和硫，各種蛋白質(zhì)含氮量平均為 16%。為幫助初級(jí)藥師考生們順利掌握此章節(jié)內(nèi)容，小編整理了：“初級(jí)藥師基礎(chǔ)知識(shí)重點(diǎn)筆記：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能”，和小編一起來(lái)詳細(xì)看看吧。

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一、蛋白質(zhì)的元素組成及特點(diǎn)

組成蛋白質(zhì)的主要元素有碳、氫、氧、氮和硫。各種蛋白質(zhì)含氮量平均為16%。

測(cè)定生物樣品中的含氮量可得出蛋白質(zhì)的大致含量：每克樣品含氮的克數(shù)×6.25= 蛋白質(zhì)的克數(shù)/ 克樣品。

二、氨基酸的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

組成人體(天然)蛋白質(zhì)的氨基酸共有 20 種，它們都是由基因編碼的，又被稱(chēng)為編碼氨 基酸。這些氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為除個(gè)別外，均為 L-α- 氨基酸。兩個(gè)特例分別是脯氨酸和甘氨酸。脯氨酸為 α- 亞氨基酸;甘氨酸不含手性碳原子，無(wú)D、L 型之分。

三、氨基酸的分類(lèi)

20 種天然氨基酸按側(cè)鏈的理化性質(zhì)分為5 類(lèi)：

(1)非極性脂肪族氨基酸，包括甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸共7 種氨基酸;

(2)極性中性氨基酸，包括絲氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺和蘇氨酸共5 種氨基酸;

(3)含芳香環(huán)的氨基酸，包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸;

(4)酸性氨基酸，包括天冬氨酸和谷氨酸;

(5)堿性氨基酸，包括賴(lài)氨酸、精氨酸和組氨酸。

四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

(1)一級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈中氨基酸的排列順序，主要化學(xué)鍵是肽鍵。

(2)二級(jí)結(jié)構(gòu)：某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，包括 α- 螺旋、β- 折疊、β- 轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則 卷曲?；瘜W(xué)鍵是氫鍵。

(3)三級(jí)結(jié)構(gòu)：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置，形成和穩(wěn)定主要靠次級(jí)鍵——疏水作用力、離子鍵、氫鍵和范德華力等。

(4)四級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間分布及亞基接觸部位的布局和相互作用，作用力主要是疏水作用力，氫鍵和離子鍵也參與維持。

五、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

(1)血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)與鐮狀細(xì)胞貧血

①血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)：由1個(gè)珠蛋白和4個(gè)血紅素(又稱(chēng)亞鐵原卟啉)組成。血紅蛋白(Hb)是由4個(gè)單體構(gòu)成的四聚體。

②鐮狀細(xì)胞貧血：根本原因是血紅蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤。正常人血紅蛋白β亞基的第6位氨基酸是谷氨酸，而在鐮狀細(xì)胞貧血的血紅蛋白中卻是纈氨酸。這導(dǎo)致血紅蛋白溶解度降低，在細(xì)胞中聚集沉淀，相互黏著，紅細(xì)胞變形成鐮刀狀而極易破裂，從而產(chǎn)生貧血。

(2)空間結(jié)構(gòu)與運(yùn)氧功能的關(guān)系：血紅蛋白中的Fe2與氧結(jié)合，發(fā)揮運(yùn)輸氧的作用。

(3)協(xié)同效應(yīng)、變構(gòu)效應(yīng)的概念

①協(xié)同效應(yīng)：一個(gè)寡聚體亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一亞基與配體的結(jié)合能力。如果促進(jìn)則為正協(xié)同效應(yīng)，反之為負(fù)協(xié)同效應(yīng)。

②變構(gòu)效應(yīng)：一個(gè)蛋白質(zhì)與它的配體結(jié)合后，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生變化，使它更適于功能需要。這種變化稱(chēng)為變構(gòu)效應(yīng)。

六、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)

(1)兩性電離：蛋白質(zhì)所帶的正電荷和負(fù)電荷相等，凈電荷為零，此溶液的pH稱(chēng)為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(pI)。

(2)膠體性質(zhì)：維持蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定的因素是水化膜(親水基團(tuán)，阻斷蛋白質(zhì)顆粒的相互聚集，防止蛋白質(zhì)的沉淀析出)和同種電荷(在 pH ≠ pI 的溶液中，帶同種電荷;pH > pI，帶負(fù)電荷;pH < pI，帶正電荷)。

(3)變性與復(fù)性：在某些物理和化學(xué)因素(如加熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、重金屬離子及生物堿等)作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性。變性的蛋白質(zhì)只要其一級(jí)結(jié)構(gòu)仍完好，可在一定條件下恢復(fù)其空間結(jié)構(gòu)，隨之理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)也重現(xiàn)，這稱(chēng)為復(fù)性。

(4)紫外吸收：含色氨酸和酪氨酸，故在 280 nm 波長(zhǎng)處有特征性吸收峰，可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。

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