蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu)(1)ppt課件

1、 蛋白質(zhì)protein是生活細(xì)胞內(nèi)含量最豐富、功能最復(fù)雜的生物大分子，并參與了幾乎一切的生命活動(dòng)和生命過程。因此，研討蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能一直是生命科學(xué)最根本的命題。 一蛋白質(zhì)的元素組成與分類一蛋白質(zhì)的元素組成與分類根據(jù)分子根據(jù)分子外形分類外形分類球狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)根據(jù)組根據(jù)組成分類成分類活性蛋白質(zhì)如酶蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、活性蛋白質(zhì)如酶蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、 維護(hù)和防御蛋白、受體蛋白維護(hù)和防御蛋白、受體蛋白根據(jù)功根據(jù)功能分類能分類非活性蛋白質(zhì)如硬蛋白、角蛋白非活性蛋白質(zhì)如硬蛋白、角蛋白簡單蛋白質(zhì)簡單蛋白質(zhì)(二蛋白質(zhì)分子的外形和大小：二蛋白質(zhì)

2、分子的外形和大?。?纖維狀蛋白：多數(shù)不溶于水和稀鹽酸，少數(shù)如血纖維蛋白可溶纖維狀蛋白：多數(shù)不溶于水和稀鹽酸，少數(shù)如血纖維蛋白可溶 球狀蛋白：可溶球狀蛋白：可溶 膜蛋白：不溶于水，可溶于去污劑膜蛋白：不溶于水，可溶于去污劑蛋白質(zhì)相對(duì)分子量變化很大，普通在蛋白質(zhì)相對(duì)分子量變化很大，普通在6000-1106肌聯(lián)蛋白肌聯(lián)蛋白(三三) 蛋白質(zhì)構(gòu)造和功能的多樣性蛋白質(zhì)構(gòu)造和功能的多樣性 蛋白質(zhì)序列的多樣性決議了其功能的多樣性。蛋白質(zhì)序列的多樣性決議了其功能的多樣性。 如：如：20種氨基酸構(gòu)成的二十肽每種氨基酸只用種氨基酸構(gòu)成的二十肽每種氨基酸只用1次可以構(gòu)成的異構(gòu)體為：次可以構(gòu)成的異構(gòu)體為： 20！= 2

3、 1018 又如：相對(duì)分子質(zhì)量為又如：相對(duì)分子質(zhì)量為34000的蛋白質(zhì)含的蛋白質(zhì)含12種氨基種氨基酸，假定在肽鏈的任一位置，酸，假定在肽鏈的任一位置， 12種氨基酸出現(xiàn)的概率種氨基酸出現(xiàn)的概率相等，那么相等，那么34000/120 = 283 12283 = 103051.1.催化：大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。催化：大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。 2. 2.調(diào)理：如激素和反式作用因子。調(diào)理：如激素和反式作用因子。 3. 3.轉(zhuǎn)運(yùn)：如血紅蛋白、血清蛋白、載酯蛋白、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等。轉(zhuǎn)運(yùn)：如血紅蛋白、血清蛋白、載酯蛋白、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等。 4. 4.儲(chǔ)存：如種子蛋白和卵清蛋白。儲(chǔ)存：如種子蛋白和卵清蛋白。 5. 5.運(yùn)動(dòng)：如肌

4、肉、微管蛋白等。運(yùn)動(dòng)：如肌肉、微管蛋白等。 6. 6.構(gòu)呵斥分：如角蛋白、膠原蛋白等。構(gòu)呵斥分：如角蛋白、膠原蛋白等。 7. 7.支架作用：如錨定蛋白、銜接蛋白等。支架作用：如錨定蛋白、銜接蛋白等。 8. 8.防御和進(jìn)攻：如抗體、毒蛋白等。防御和進(jìn)攻：如抗體、毒蛋白等。 9. 9.特殊功能：如甜蛋白、膠質(zhì)蛋白等特殊功能：如甜蛋白、膠質(zhì)蛋白等蛋白質(zhì)的主要功能：蛋白質(zhì)的主要功能： 肽(peptide)是氨基酸的線性聚合物，因此也稱肽鏈peptide chain)。蛋白質(zhì)中氨基酸的根本銜接方式是肽鍵(peptide bond)。肽鍵肽鍵 肽單位肽單位 (酰胺基、肽基酰胺基、肽基)N端端C端端一肽和肽

5、鍵的構(gòu)造一肽和肽鍵的構(gòu)造共價(jià)主鏈共價(jià)主鏈l最簡單的肽為二肽最簡單的肽為二肽dipeptide),dipeptide),含一個(gè)肽鍵；含一個(gè)肽鍵；l普通把不多于普通把不多于1212個(gè)殘基的肽叫二肽、三肽個(gè)殘基的肽叫二肽、三肽十十二肽；二肽；l不多于不多于2020個(gè)殘基的肽叫寡肽個(gè)殘基的肽叫寡肽(oligoteptide)(oligoteptide)l多于多于2020個(gè)殘基的肽叫多肽；個(gè)殘基的肽叫多肽；l氨基酸殘基氨基酸殘基amino acid residue).amino acid residue).共振產(chǎn)生的重要結(jié)果：共振產(chǎn)生的重要結(jié)果： 限制繞肽鍵的自在旋轉(zhuǎn)限制繞肽鍵的自在旋轉(zhuǎn) 構(gòu)成酰胺平面或

6、肽基平面構(gòu)成酰胺平面或肽基平面amide/peptide plane 產(chǎn)生鍵的平均化產(chǎn)生鍵的平均化(鍵長：鍵長：1.33 nm， 介于介于1.25-1.45 nm之間之間) 肽鍵呈反式構(gòu)型肽鍵呈反式構(gòu)型共振雜化體共振雜化體二肽的物理和化學(xué)性質(zhì)二肽的物理和化學(xué)性質(zhì)l肽的晶體熔點(diǎn)高，闡明是離子晶格；肽的晶體熔點(diǎn)高，闡明是離子晶格；l肽至少有一個(gè)游離的氨基和游離的羧基，也是兩性肽至少有一個(gè)游離的氨基和游離的羧基，也是兩性化合物，至少有化合物，至少有2 2級(jí)解離，通常都有多級(jí)解離。因此，級(jí)解離，通常都有多級(jí)解離。因此，肽在水溶液中也可以帶電，也有本人的等電點(diǎn)肽在水溶液中也可以帶電，也有本人的等電點(diǎn)pI

7、pI，其計(jì)算與測定同于氨基酸。其計(jì)算與測定同于氨基酸。Glu-Gly-Ala-Lysl肽游離的肽游離的a-a-氨基、氨基、a-a-羧基、羧基、R R基團(tuán)的化學(xué)反響與氨基基團(tuán)的化學(xué)反響與氨基酸類似；酸類似；l雙縮脲反響：雙縮脲類似于三肽，即雙縮脲反響：雙縮脲類似于三肽，即2 2個(gè)肽鍵，個(gè)肽鍵，與堿性硫酸銅溶液反響，生成紫紅色化合物。與堿性硫酸銅溶液反響，生成紫紅色化合物。l凡大于三肽的肽都能發(fā)生此反響，凡大于三肽的肽都能發(fā)生此反響，2 2肽不行。肽不行。COH2NH2N+COH2NH2N1800CH2NCNHCNH2OO+NH3三天然存在的活性肽三天然存在的活性肽 谷胱甘肽在體內(nèi)參與氧化復(fù)原過程

8、，作為某些氧化復(fù)原酶的輔因子，或維護(hù)巰基酶，或防止過氧化物積累。根本戰(zhàn)略：根本戰(zhàn)略： 片段重疊法氨基酸順序直測法片段重疊法氨基酸順序直測法 根本步驟：根本步驟： (1) (1) 測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈數(shù)目；測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈數(shù)目； (2) (2)拆分蛋白質(zhì)的多肽鏈，斷開多肽鏈拆分蛋白質(zhì)的多肽鏈，斷開多肽鏈內(nèi)二硫鍵；內(nèi)二硫鍵； (3) (3)分析每一條多肽鏈的氨基酸組成；分析每一條多肽鏈的氨基酸組成； (4) (4)鑒定多肽鏈鑒定多肽鏈N N末端、末端、C C末端氨基末端氨基酸殘基；酸殘基； (5) (5)裂解多肽鏈成較小的片段；裂解多肽鏈成較小的片段； (6) (6)測定各肽段的氨基酸順序

9、；測定各肽段的氨基酸順序； (7) (7)片段重疊法重建完好多肽鏈一級(jí)構(gòu)片段重疊法重建完好多肽鏈一級(jí)構(gòu)造；造； (8) (8)確定半胱氨酸殘基間構(gòu)成二硫鍵交確定半胱氨酸殘基間構(gòu)成二硫鍵交聯(lián)橋的位置。聯(lián)橋的位置。將肽段順序進(jìn)展疊聯(lián)以確定完好的順序?qū)㈦亩雾樞蜻M(jìn)展疊聯(lián)以確定完好的順序 將肽段分別并測出順序?qū)㈦亩畏謩e并測出順序?qū)Ｗ⑿粤呀鈱Ｗ⑿粤呀饽┒税被釡y定末端氨基酸測定二硫鍵拆開二硫鍵拆開純蛋白質(zhì)純蛋白質(zhì)N N端：端： Sanger Sanger法二硝基氟苯反響法二硝基氟苯反響 DNS DNS法丹法丹磺酰氯反響磺酰氯反響 Edman Edman法法苯異硫氰酸脂反響苯異硫氰酸脂反響 氨肽酶法氨肽酶法

10、 C C端：端： 肼解法肼解法 復(fù)原法復(fù)原法 羧肽酶法羧肽酶法Sanger法法N-末末端端氨氨基基酸酸的的測測定定多肽多肽多肽多肽DNS-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸混合物混合物+-HCl水解水解N-末末端端氨氨基基酸酸的的測測定定1.1.偶聯(lián)反響偶聯(lián)反響2. 2. 環(huán)化反響環(huán)化反響ATZATZ噻唑啉酮苯胺噻唑啉酮苯胺少一個(gè)氨基酸殘基的肽少一個(gè)氨基酸殘基的肽N-末末端端氨氨基基酸酸的的測測定定PTH-PTH-氨基酸氨基酸苯乙內(nèi)酰硫尿氨基酸苯乙內(nèi)酰硫尿氨基酸ATZ(ATZ(噻唑啉酮苯胺噻唑啉酮苯胺) )N-末末端端氨氨基基酸酸的的測測定定ABI protein sequencer氨肽酶：從N端開場一

11、個(gè)個(gè)水解肽鍵 氨肽酶氨肽酶amino peptidaseamino peptidase：從：從N N端開場一個(gè)個(gè)水解端開場一個(gè)個(gè)水解肽鍵肽鍵; ;常用的異亮氨酸氨肽酶常用的異亮氨酸氨肽酶Ieu amino peptidaseIeu amino peptidase N- N-末端氨基酸被封鎖。末端氨基酸被封鎖。 如：焦谷氨酰環(huán)化、乙酰化等。如：焦谷氨酰環(huán)化、乙酰化等。 焦谷氨酸氨肽酶處置。焦谷氨酸氨肽酶處置。 N-末末端端氨氨基基酸酸的的測測定定C-末末端端氨氨基基酸酸的的測測定定C-末末端端氨氨基基酸酸的的測測定定羧肽酶羧肽酶A：Arg、Lys、Pro除外的氨基酸殘基除外的氨基酸殘基羧肽酶羧肽

12、酶B：僅：僅Arg、Lys羧肽酶羧肽酶C：除羥脯氨酸外的一切的氨基酸殘基：除羥脯氨酸外的一切的氨基酸殘基羧肽酶羧肽酶Y：一切的氨基酸殘基：一切的氨基酸殘基二硫鍵的斷裂二硫鍵的斷裂 氨基酸組分的分析氨基酸組分的分析氨基酸的薄層層析分析氨基酸的薄層層析分析Phe.Tyr.Trp胰凝乳胰凝乳蛋白酶蛋白酶脂肪族脂肪族彈性蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶羧肽酶Arg.Lys胰蛋白酶胰蛋白酶氨肽酶氨肽酶羧肽酶羧肽酶胃蛋白酶胃蛋白酶酶法裂解酶法裂解化學(xué)裂解化學(xué)裂解MALDI-TOF-MSMALDI-TOF-MSLC-ESI-MS/MSLC-ESI-MS/MS 所得資料：所得資料： 氨基末端殘基氨基末端殘基 H 羧基末端殘基羧基末端殘基 S 第一套肽段第一套肽段 第二套肽段第二套肽段 OUS SEO PS WTOU EOVE VERL RLA APS HOWT HO末端殘基末端殘基 H S末端肽段末端肽段 HOWT APS第一套肽段第一套肽段 HOWT OUS EOVE RLA PS第二套肽段第二套肽段 HO WTOU SEO VERL APS 推斷全順序推斷全順序 HOWTOUSEOVERLAP