二硫桥对肽链的正确折叠并不是必要的，但它可以稳定蛋白质的折叠肽结构。

大多数蛋白质在空间结构时无二硫键的原因：多数蛋白质在细胞内相对缺氧的环境中，此环境条件下巯基倾向于还原态，只有分泌蛋白质才可能处于氧含量较高的条件，故分泌蛋白质中二硫键较多。 蛋白质的三维结构是多肽链上各个单键旋转自由度受到各种限制的结果。

17. 研究蛋白质折叠的方法：

蛋白质折叠的动力学**蛋白质折叠不是通过随机搜索找到自由能最底的构象，而是一种累积选择，就是每此搜索把正确折叠的那部分结构保留下来，因此，蛋白质折叠实质上是保留局部正确折叠的中间体。**研究折叠中间体的方法：如快速动力学法（停留法、温度跃迁法），脉冲标记NMR，脉冲H-D交换等**蛋白质折叠经过熔球态的中间体阶段，熔球态是只具有二级结构，但无三级结构的一种状态，熔球态形成的驱动力主要是疏水相互作用。

球状蛋白质折叠的步骤：①由完整的伸展态快速、可逆地形成局部二级结构，此为成核过程；②通过折叠核的协同聚集形成初始的结构域由这些结构域装配成熔球态④对结构域的构象进行调整⑤形成完整三级结构的蛋白质单体或天然蛋白质

18.体内蛋白质折叠有异构酶和伴侣蛋白参加；

异构酶有两种：二硫键异构酶：能快速催化二硫键的重组，导致快速形成正确的二硫键；肽基脯氨酸异构酶：催化脯氨酸的氨基参与形成的肽键由反式转变为顺式；

19.分子伴侣：是通过抑制新生肽链的不恰当聚集并排除与其他蛋白质不合理的结合，协助蛋白质正确折叠的蛋白质。包括与核糖体结合的分子伴侣 有触发因子（TF），新生链结合物(NAC)和不与核糖体结合的分子伴侣：热激蛋白70（hsp70)家族 热激蛋白40（hsp40)家族 Hsp70的辅助分子－－GrpE 热激蛋白60（hsp60)家族其功能有：①封闭折叠蛋白的暴露的疏水区段②创建一个隔离的环境，蛋白质可互不干扰地在此折叠③促进折叠和去聚合④遇到应激时，使已经折叠的蛋白质去折叠 第三章 蛋白质的结构与功能

肌红蛋白的组成：它由一条多肽链和一个辅基血红素组成。除去血红素的脱辅基肌红蛋白称为珠蛋白。其由153个氨基酸残基组成。

血红素的两种存在形式： 亚铁Fe2+——（亚铁）血红素——（亚铁）肌红蛋白 高铁Fe3+——高铁血红素——高铁肌红蛋白。只有亚铁肌红蛋白才能与氧结合。

O2与肌红蛋白的结合：O2与肌红蛋白中的铁以配位键结合，Fe-O键与卟啉环平面呈60度角。肌蛋白中，血红素Fe原子的第六配价键可以与不同的分子结合：无氧存在时，与水结合，生成去氧肌红蛋白；有氧存在时，能够与氧结合形成氧合肌红蛋白。

血红蛋白的主要功能：在血液中结合并转运氧气

血红蛋白组成：4个多肽亚基，两个是?亚基（141AA），两个是?亚基（146AA） ；

4个血红素基，每个亚基结合一个;每个?亚基和?亚基 在三级结构上与肌红蛋白（153AA）极为相似。

血红蛋白中，血红素Fe原子的第六配价键可以与不同的分子结合：有氧存在时，能够与氧结合形成氧合血红蛋白(HbO2)。无氧存在时，与水结合，生成去氧血红蛋白(Hb)；

变构现象：许多蛋白质在表现其功能时，构象会发生一定的改变，这种现象，叫变构现象。如血红蛋白。

去氧血红蛋白中亚基间盐键：8个盐键有6个处于不同亚基间。6个中4个涉及C-末端或N-末端残基：?链两个和?链两个。另两个连接两?链的Asp126和Arg141残基。此外，每条?链的AspFG1和HisHC3间有盐键 Bohr效应：pH对血红蛋白的亲和力的影响称为Bohr效应。 H+、CO2促进氧的释放

Bohr效应的生理意义：当血液流经组织特别是流经代谢迅速的肌肉时，由于这里的pH较低，CO2浓度较高，因

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此有利于血红蛋白释放氧，使组织能比单纯的p(O2)降低获得更多的氧，而氧的释放又促进血红蛋白与H+和CO2的结合，起着缓冲血液的作用。而血液流经肺部时，情况正好相反。

H+促进氧的释放的原因：H+与α链的N-末端的游离的氨基及β链的C-末端的His的咪唑基结合，使这些基团质子化，利于盐键的形成，因而有利于血红蛋白T态的形成，促进氧的释放。

CO2与血红蛋白结合：在R态时，各亚基的N-端的α氨基都是游离的，CO2可以与4个亚基N－末端的α氨基结合，释放的质子可贡献于Bohr，形成的氨基甲酸还可形成额外的盐键，有助于稳定T态，促进氧的释放。 BPG降低Hb对氧的亲和力

BPG的结合部位：四个亚基缔合形成的中央空穴。带负电荷的BPG与β－链的带正电荷的侧链基团结合，将两个β链通过离子键交链在一起。BPG与两个β链之间的这些离子键有助于稳定血红蛋白T态的构象，促进氧的释放。脱BPG的血红蛋白对氧的亲和力很大。

分子病：由于基因突变导致蛋白质一级结构改变而产生的遗传病。如镰刀性贫血病。

SH2结构域结构：大约有100氨基酸残基组成，结构相当保守；讫今研究过的SH2结构域都有一个大的反平行的β片层中心，两侧α-螺旋及一些后续结构。

SH2结构域：90年代初，人们发现在与磷酸化受体酪氨酸激酶结合的信号转导蛋白中大部分含有SH2结构域。进一步研究发现，分离的SH2结构域本身也能与磷酸化的受体酪氨酸结合，且这种结合是有特异性的，不同SH2结构域与不同的含有磷酸化酪氨酸（pTyr）残基的区域结合，对丝/苏氨酸残基几乎没有亲和力。

可将含SH2 的蛋白粗分为两类：一类为具有酶活性且酶活性对下游的信号转导是必不可少的；二类为无酶活性的信号转导蛋白。

SH2结构域的配基可归为二类I类配基序列为酪氨酸-亲水-亲水-疏水；II类为酪氨酸-疏水-X-疏水。 SH2的功能 膜定位功能：接近底物 酪氨酸磷酸化激活：信号传递 变构激活：活性增加

含SH2结构域的蛋白质功能参与了磷脂代谢、 氨基酸磷酸化和去磷酸化、GTP酶激活、基因表达、蛋白质迁移和细胞骨架构建等

目前已知的几个SH3结构域在形成的三维空间结构上有较大的外观差异，但是它们的基本骨架结构（拓扑结构）是很相似的，基本折叠包括两个垂直的β片层，其中由一些保守氨基酸经折叠构成的疏水区域成为结合配基的“口袋”。

SH3配基的共同特点是结合位点内为一些富含脯氨酸的残基（共约10个氨基酸），核心部分为PXXP（X为除半胱氨酸之外的任一氨基酸）。

PH结构域在信号转导中不仅介导蛋白与蛋白之间的作用，而且介导蛋白与脂质之间的结合以帮助蛋白在质膜的定位，含有PH结构域的蛋白既在信号转导中起作用也在细胞骨架形成中起作用

PH配基磷酸肌醇类为第一类配基，PKC为第二类配基，G蛋白的βr亚基为第三类配基

第四章 糖蛋白

1.糖复合物(glycoconjugate)：单糖、寡糖或多糖链在酶的催化下与蛋白质或脂类等非糖物质的特定部位共价结合形成的化合物，叫糖复合物。糖复合物种类：糖蛋白、蛋白聚糖、脂多糖、糖脂等。

2.糖基化作用（glycosylation) ：单糖、寡糖或多糖链在酶的催化下与蛋白质或脂类等非糖物质的特定部位共价结合形成糖复合物的过程，叫糖基化作用

3.糖蛋白（Glycoproteins）的概念:自然界中分布最广的一类糖复合物，几乎所有的细胞都能合成糖蛋白，由短链寡糖与蛋白质共价相连而成。

N-糖肽键：糖的半缩醛羟基与肽链上的Asn的酰胺基团上的氨基形成N-糖肽键。核心五糖区：变化少.N-糖链的外围链：在核心五糖区以外的非还原端，发生多种变化

根据N-糖链的外围链的不同，N-糖链又分为三类：复杂型：根据连接的糖链的分支数又分为五类 高甘露糖型 杂合型

N-糖链糖基化位点与肽链氨基酸序列

与N-糖链相连的肽链氨基酸序列特征为：Asn-X-Ser或Asn-X-Thr(X残基是Pro外的氨基酸）上述序列只是一个潜在的N-糖基化位点，是否糖基化还要看肽链的空间结构，一般上述序列多处于β－转角处时（在蛋白质分子表面），才可以糖基化

序列中的X为极性氨基酸残基时，糖链常为复杂型N－糖链；如X为非极性氨基酸残基时，糖链常为高甘露

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糖型N－糖链.

O-糖肽键：糖链上的半缩醛羟基与肽链上的Thr, Ser, HyPro, HyLys的羟基形成O-糖肽键；

O-糖链糖基化位点与肽链氨基酸序列 特征结构序列不清；糖基化位点多在蛋白质分子表面；位点附近常出现Pro；Ser/Thr比较集中存在 O-GlcNAc糖基化蛋白

该类蛋白有三个显著特点：糖基化位点上只连接1个GlcNAc糖基 糖基化处于一种动态平衡中 仅存于细胞核和细胞质内

与O-GalNAc连接糖链相连的氨基酸序列有;-T-X-X-X-,其中有1个X为Thr；-X-P-X-X-X-，其中有1个X为Thr； -X-X-T-X－，其中有1个X为碱性氨基酸；-S-X-X-X-，其中有1个X为Ser 。 糖链的微观不均一性（糖型）（glycoform)：生物体内出现的具有相同肽链和不同糖链结构的同种糖蛋白的现象。 糖链的微观不均一性（糖型）可表现为多种形式：在同一糖基化位点连接不同糖链；有的糖基化位点是非保守的位点；有多个糖基化位点，但不是每一个糖基化位点都在任何情况下都被糖基化 糖链合成的基本特点：糖基供体：合成糖链的单糖的活化形式有两种。磷酸长萜醇形式：长萜醇（dolichol,Dol)是聚异戊二烯的衍生物，一侧的羟基通过磷酸基与糖基相连，核苷酸形式：如GDP-Man,UDP-GlcNAc 糖基接受体:Asn侧链的酰胺基；Ser/Thr的羟基；鞘氨醇或脂酰甘油的羟基

糖基转移酶：是糖链合成的中心环节，其对糖基供体和受体都有高度的专一性；一条糖链的合成需要一组糖基转移酶按一定次序先后发挥作用来完成；不同种属的生物，同一生物的不同组织，同一组织或细胞的不同发育阶段，不同的生理和病理状态下其糖基转移酶的表达差异很大，因而导致糖型的出现。如运铁蛋白，正常人糖链中90％以上是二天线N－糖链，而肝癌病人二天线N-糖链比例明显下降，三天线糖链和核心岩藻糖链比例明显增加。一个基因对应一个糖苷键

N－糖链的合成N-糖链的合成与肽链的合成同时进行,合成部位是粗面内质网和高尔基体；

N-糖链的合成的抑制剂是衣霉素N-糖链的生物合成步骤合成以酯键相连的寡糖前体（G－寡糖）将前体转移到正在增长着的肽链上除去前体的某些糖单位在剩余的寡糖核心上再加入另外的糖分子 长醇焦磷酸寡糖的合成：首先细胞内合成长醇（又叫多萜醇），长醇是由异戊二烯单元组成，其与CTP反应，并以磷酸长醇的形式整合到内质网膜上（13）。两分子的GlcNAc结合到磷酸长醇上（1）。5分子的Man甘露糖结合上（2）。寡糖链翻转到内质网内腔（3）。甘露糖与另一分子磷酸长醇结合（4），并翻转到内质网内腔（5）。4个甘露糖继续结合到寡糖链上（6）。葡萄糖与另一分子磷酸长醇结合（7），并翻转到内质网内腔（8）。3个葡萄糖继续结合到寡糖链上（9）。长醇焦磷酸上的寡糖链转移到天冬酰胺上。（10）

糖蛋白在内质网和高尔基体中，在糖基转移酶和糖苷水解酶的共同作用下，加工为成熟的糖蛋白。

O－糖链的合成O-糖链的合成在肽链合成之后合成；O-糖链结构简单，但缺乏明显的规律性，其中O-GalNAc糖链研究多，场所因细胞和组织而异无共同的前体，在肽链的特定位点糖基按次序逐个连接形成；合成的调节复杂。O-GalNAc糖链的合成：

溶酶体酶的糖基化粗面内质网上合成并进行N-糖链的糖基化修饰；顺式高尔基体中进行甘露糖的磷酸化，形成Man-6-P，被反式高尔基体中的Man-6-P受体识别，使其与其它酶分开，并得以浓缩；以出芽的方式转运到溶酶体。

糖链的降解糖。蛋白中的糖链在溶酶体中进行降解。一般由不同的糖苷水解酶从非还原端逐个将糖基水解下来。糖肽键则由专一的糖苷水解酶水解。O-糖链的水解：一般情况是糖链和肽链的降解同时进行，但当糖链含唾液酸多时，糖链则先水解。

G-寡糖(G-oligosaccharide)：在合成N-糖链时，首先在粗面内质网中合成多萜醇焦磷酸十四糖这一共同前体，这个共同前体叫G-寡糖。

伴翻译（co-translation):N-糖链合成是和蛋白质肽链的合成同时进行，所以被称为伴翻译。

糖链的生物学功能参与新生肽链的折叠和缔合,如N-糖链前体G寡糖中Glc与肽链的折叠密切相关；参与糖蛋白的转运（分拣和分泌）：如溶酶体酶如果缺乏Man-6-P不能转运到溶酶体。保护糖蛋白：如血浆老蛋白的清除。某些糖链是维持糖蛋白活性所必需；如用衣霉素处理溶酶体β－葡萄糖苷酶，不表现催化活性；参与细胞（分子）间的相互作用：受体－配体结合、精卵识别和结合、细胞粘着、病原体侵袭等。

分子识别(molecular recognition)：指生物分子的选择性相互作用，例如抗原与抗体之间、酶与底物或抑制剂之间、激素与受体之间的专一性结合。

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细胞识别(cellular recognition) ：是细胞表面分子的相互识别。

受体(receptor)：指位于细胞膜上、细胞质或细胞核中能与来自胞外的生物活性分子（信号分子）专一结合并将其带来的信息传递给效应器（离子通道、酶），从而引起相应生物学效应的生物大分子。 配体(ligand)：被受体识别并结合的生物活性分子称为配体。

细胞粘着(cell adhesion)：多细胞生物中细胞有相互识别而聚集成细胞群的能力。 细胞粘着的原因：在细胞之间充满着糖蛋白（胶原蛋白、纤连蛋白、层连蛋白）、蛋白聚糖、透明质酸等组成的胞外基质，它们形成一个连续的立体网络结构，细胞就交织或浸泡在其中，细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接是通过细胞膜上的膜内蛋白如整联蛋白、钙粘着蛋白、血管地址素选择蛋白（以上蛋白质称为粘着分子或粘着蛋白）等分子而完成的，这些粘蛋白大多是含N-糖链的糖蛋白。 糖蛋白的种类

根据糖蛋白的分布与功能不同：粘液糖蛋白：如消化道分泌的粘液蛋白：如颌下腺粘蛋白、胃粘液蛋白。血清糖蛋白：激素蛋白，如促黄体激素；运铁蛋白； 参与凝血和纤溶的凝血酶原、纤溶酶原；免疫球蛋白和补体结构糖蛋白：作为胞外基质的结构蛋白如胶原蛋白、层粘蛋白、纤连蛋白；膜糖蛋白：血型抗原、组织相容性抗原、移植抗原、病毒和激素的膜受体。

糖蛋白的生物功能酶活性：不同酶表现形式不同。 激素活性 免疫应答、炎症反应、肿瘤转移（凝集素） 血型物质 细胞粘着、精卵识别、物质运输 离子转运 血液凝固 结构支持 润滑作用 凝集原（agglutinogen):从红细胞膜中提取的血型抗原称为凝集原。

外源凝聚素（凝集素或植物凝集素）是一类非抗体的蛋白质或糖蛋白，它能与糖类专一地非共价结合，并具有凝集细胞和沉淀聚糖和复合糖的作用。

凝集素的功能：根瘤菌对宿主的选择性：植物产生凝集素。微生物对宿主的感染：细菌产生凝集素。动物凝集素产生的炎症反应、免疫应答，肿瘤转移等。植物凝集素对动物红细胞的凝集作用，作为有丝分裂原，促进动物细胞培养的转化。通过与糖结合参与体内细胞与细胞、细胞与分子以及分子与分子的粘着，进而产生一系列生物学效应如免疫应答，炎症反应，肿瘤转移等。

蛋白质分离提纯一般分为四个阶段：第一阶段（前处理）：选材、抽提溶剂、破碎方法，离心分离，取上清液。第二阶段（粗分级）：根据溶解度差异，采用适当的沉淀法，初步的分离提纯。第三阶段（细分级）：柱层析法，采用制备性聚丙烯酰胺凝胶电泳或蔗糖密度梯度，等电聚焦法进一步提纯。也可采用结晶法对蛋白质进一步提纯。第四阶段（质量、纯度鉴定）：有SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法、等电聚焦法、超离心沉降法

酶的比活力：是指每毫克酶蛋白所含有的酶活力单位数，它是酶制剂纯度的一个指标。比活力＝活力单位/mg蛋白＝总活力单位数/总蛋白mg 活力单位 总活力＝活力单位/ml酶液×总体积（ml）

酶活力单位：酶活力单位（U):在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物所需要的酶量。IU（酶活力的国际单位）：在最适反应条件下，每分钟催化生成一微摩尔产物所需要的酶量为一个酶活力单位。kat（酶活力的国际单位）：在一定条件下1秒钟转化1摩尔底物所需的酶量。1kat=6*107U

如SOD:在一定条件下lmL反应液中抑制连苯三酚自氧化速度的50％的酶量为一个酶活力单位（U）。

? 酶的含量可以用酶活力单位来表示：即每克酶制剂或每毫升酶制剂有多少酶单位来表示 (U/g或U/ml） ? 纯化倍数：指提纯后与提纯前酶比活力的比值。 纯化倍数＝每次比活力/第一次比活力 ? 酶的收率：指纯化过程中酶活性的收率。回收率= 每次总活力/第一次总活力

基因表达调控1. 操纵子是原核基因表达调控的一种重要的组织形式，操纵子中被调控的编码蛋白质的基因可称为结构基因，能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列称为启动子，可以分为两种: 核心启动子元件和上游启动子元件。能被调控蛋白特异性结合的一段DNA序列称为操纵区。编码能与操纵序列结合的调控蛋白的基因称为调控基因。给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列称为终止子（terminator，T）

2. 阻遏蛋白(repressive protein)：与操纵区结合后能减弱或阻止其调控的基因转录，其介导的调控方式为负调控(negative regulation)；

激活蛋白(activating protein)：与操纵区结合后能增强或起动其调控的基因转录，所介导的调控方式为正调控(positive regulation)。

效应物：某些特定的物质能与调控蛋白结合，使调控蛋白的空间构像发生变化，从而改变其对基因转录的影响，这些特定物质可称为效应物（effector）。有两种：诱导剂(inducer)和阻遏剂

3终止子至少可以分为两类：一类是不依赖ρ因子（蛋白性终止因子）的终止子和依赖ρ因子（蛋白性终止因子）

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