蛋白质化学和结构生物学进展,第83:蛋白质结构与疾病——Advances In Protein Chemistry And Structural BiologyVolume 83:Proteins Structure And Diseases

 

作者:Rossen Donev

出版:Academic Press

索书号: Q51/A244p/2011/V.83/Y

ISBN:  978-0-12-381262-9

藏书地点: 武大外教中心

 

蛋白质(protein)是生命的物质基础,是有机大分子,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16%~20%,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。

蛋白质是由氨基酸以“脱水缩合”的方式组成的多肽链经过盘曲折叠形成的具有一定空间结构的物质。蛋白质是由α—氨基酸按一定顺序结合形成一条多肽链,再由一条或一条以上的多肽链按照其特定方式结合而成的高分子化合物。蛋白质就是构成人体组织器官的支架和主要物质,在人体生命活动中,起着重要作用,可以说没有蛋白质就没有生命活动的存在。每天的饮食中蛋白质主要存在于瘦肉、蛋类、豆类及鱼类中。

蛋白质是一种复杂的有机化合物,别称“ruǎn)”。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(-R)不等;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。

食入的蛋白质在体内经过消化被水解成氨基酸被吸收后,重新合成人体所需蛋白质,同时新的蛋白质又在不断代谢与分解,时刻处于动态平衡中。因此,食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例,关系到人体蛋白质合成的量,尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿,都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系。蛋白质又分为完全蛋白质和不完全蛋白质。富含必需氨基酸,品质优良的蛋白质统称完全蛋白质,如奶、蛋、鱼、肉类等属于完全蛋白质,植物中的大豆亦含有完全蛋白质。缺乏必需氨基酸或者含量很少的蛋白质称不完全蛋白质,如谷、麦类、玉米所含的蛋白质和动物皮骨中的明胶等。

蛋白质分子是由氨基酸首尾相连缩合而成的共价多肽链,但是天然蛋白质分子并不是走向随机的松散多肽链。每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或称三维结构,这种三维结构通常被称为蛋白质的构象,即蛋白质的结构。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:蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序,以及二硫键的位置。二级结构:蛋白质分子局区域内,多肽链沿一定方向盘绕和折叠。三级结构:蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折迭形成具有一定规律的三维空间结构。四级结构:具有二条或二条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质,其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构。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。

蛋白质,尤其是动物性蛋白摄入过多,对人体同样有害。首先过多的动物蛋白质的摄入,就必然摄入较多的动物脂肪和胆固醇。其次蛋白质过多本身也会产生有害影响。正常情况下,人体不储存蛋白质,所以必须将过多的蛋白质脱氨分解,氮则由尿排出体外,这加重了代谢负担,而且,这一过程需要大量水分,从而加重了肾脏的负荷,若肾功能本来不好,则危害就更大。过多的动物蛋白摄入,也造成含硫氨基酸摄入过多,这样可加速骨骼中钙质的丢失,易产生骨质疏松。蛋白质缺乏在成人和儿童中都有发生,但处于生长阶段的儿童更为敏感。蛋白质的缺乏常见症状是代谢率下降,对疾病抵抗力减退,易患病,远期效果是器官的损害,常见的是儿童的生长发育迟缓、体质量下降、淡漠、易激怒、贫血以及干瘦病或水肿,并因为易感染而继发疾病。蛋白质的缺乏,往往又与能量的缺乏共同存在即蛋白质—热能营养不良,分为两种,一种指热能摄入基本满足而蛋白质严重不足的营养性疾病,称加西卡病。另一种即为“消瘦”,指蛋白质和热能摄入均严重不足的营养性疾病。

《蛋白质化学和结构生物学进展,第83卷》一书于2011年由Academic Press出版,作者是Rossen Donev

蛋白质化学和结构生物学进展,第83卷》一书,作者展现了 研究领域中的一些最新研究,讨论的主题主要包括蛋白质序列的图形表示和数学表征及其在病毒蛋白质中的应用,先天性促红细胞生成素性卟啉症的分子基础,纤维蛋白结构在抽搐和血管疾病中的作用,膜中螺旋缔合的结构、动态和功能方面,蛋白质动态变化与细胞信号转导中的远距离异基因,Ⅰ类MHC类分子的结构多样性及其在结合特异性中的意义。《蛋白质化学和结构生物学进展,第83卷》介绍了6篇与蛋白质结构及其相关的疾病的文章,旨在为想要了解蛋白质结构的人员提供简明易懂的介绍。

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本书目录:

前言

1. 蛋白质序列的图形表示和数学表征及其在病毒蛋白质中的应用

2. 泌尿卟啉原ⅲ合成酶的结构、热力学和机制研究:先天性促红细胞生成素性卟啉症的分子基础

3. 纤维蛋白结构在抽搐和血管疾病中的作用

4. 膜中螺旋缔合的结构、动态和功能方面:一个计算的观点

5. 蛋白质运动!蛋白质动态变化与细胞信号转导中的远距离异基因

6. Ⅰ类MHC类分子的结构多样性及其在结合特异性中的意义

索引