4蛋白質(zhì)化學(xué)6下ppt課件

1、復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)1、含有雜環(huán)的亞氨基酸是、含有雜環(huán)的亞氨基酸是_。 脯氨酸脯氨酸2、組成蛋白質(zhì)的氨基酸除、組成蛋白質(zhì)的氨基酸除_外均含有不對稱碳原子，所以具有外均含有不對稱碳原子，所以具有_。 甘氨酸，旋光性甘氨酸，旋光性3、異亮氨酸屬于哪一類氨基酸（、異亮氨酸屬于哪一類氨基酸（ ） A 支鏈支鏈 B 芳香族芳香族 C 雜環(huán)雜環(huán) D 堿性堿性A4、下列屬于必需氨基酸的是（、下列屬于必需氨基酸的是（ ）A 天冬酰胺天冬酰胺 B谷氨酰胺谷氨酰胺 C酪氨酸酪氨酸 D賴氨酸賴氨酸D第三章第三章 蛋白質(zhì)化學(xué)下）蛋白質(zhì)化學(xué)下）第六節(jié)第六節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)重點(diǎn)）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)重點(diǎn)）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究內(nèi)容蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究

2、內(nèi)容v由哪些氨基酸組成？由哪些氨基酸組成？v各種氨基酸的含量？各種氨基酸的含量？v氨基酸之間如何連接？氨基酸之間如何連接？v不同氨基酸的排列順序如何？不同氨基酸的排列順序如何？v氨基酸長鏈的空間形狀如何？氨基酸長鏈的空間形狀如何？蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次v一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)v二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)v超二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)v結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域v三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)v四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)一、一級結(jié)構(gòu)序列）一、一級結(jié)構(gòu)序列）v多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序，也稱為蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序，也稱為蛋白質(zhì)的序列或蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。的序列或蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。 v左左N右右C 什么是序列分析？什么是序列分析？ v根

3、據(jù)完全水解所獲得的氨基酸組成知識，按照根據(jù)完全水解所獲得的氨基酸組成知識，按照預(yù)先設(shè)計好的策略，對多肽進(jìn)行部分水解、末預(yù)先設(shè)計好的策略，對多肽進(jìn)行部分水解、末端測定、短序列分離和完全水解等，從而得出端測定、短序列分離和完全水解等，從而得出蛋白質(zhì)多肽鏈的完整的氨基酸序列。蛋白質(zhì)多肽鏈的完整的氨基酸序列。 蛋白質(zhì)序列分析的意義蛋白質(zhì)序列分析的意義 v研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系v人類血紅蛋白變種有人類血紅蛋白變種有300多種多種,有些變種嚴(yán)重影有些變種嚴(yán)重影響分子的攜氧的能力，進(jìn)行序列分析有助于說響分子的攜氧的能力，進(jìn)行序列分析有助于說明血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能差異明血紅蛋白的

4、結(jié)構(gòu)與功能差異v尋找基因?qū)ふ一騰根據(jù)蛋白質(zhì)序列可以反推根據(jù)蛋白質(zhì)序列可以反推DNA序列，有助于確序列，有助于確定基因和克隆基因定基因和克隆基因蛋白質(zhì)序列分析原則蛋白質(zhì)序列分析原則 v1、確定多肽鏈的數(shù)目，肽鏈拆分、確定多肽鏈的數(shù)目，肽鏈拆分-獲得單一多獲得單一多肽鏈肽鏈 多肽鏈的拆分多肽鏈的拆分v非共價交聯(lián)v酸、堿、高濃度的鹽、變性劑處理v8mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍v通過鏈間二硫鍵交聯(lián)或者存在鏈內(nèi)二硫鍵v氧化或者還原二硫鍵使其斷開1巰基乙醇法巰基乙醇法v用過量巰基乙醇還原二硫鍵使其斷開用過量巰基乙醇還原二硫鍵使其斷開v加入碘乙酸保護(hù)生成的巰基加入碘乙酸保護(hù)生成的巰基2過甲酸法過甲酸

5、法v加入發(fā)煙甲酸將二硫鍵氧化成磺酸基從而斷開二硫加入發(fā)煙甲酸將二硫鍵氧化成磺酸基從而斷開二硫鍵鍵3二硫蘇糖醇法二硫蘇糖醇法v加入二硫蘇糖醇或者二硫赤蘚糖醇還原二硫鍵加入二硫蘇糖醇或者二硫赤蘚糖醇還原二硫鍵 v2、蛋白質(zhì)多肽鏈的組成分析-確定每條肽鏈的氨基酸的種類和數(shù)量需要蛋白質(zhì)完全水解）蛋白質(zhì)序列分析原則蛋白質(zhì)序列分析原則 v3、蛋白質(zhì)多肽鏈的末端分析、蛋白質(zhì)多肽鏈的末端分析-確定末端氨基確定末端氨基酸酸vN末端測定末端測定vC末端測定末端測定蛋白質(zhì)序列分析原則蛋白質(zhì)序列分析原則 1N-末端測定末端測定vDNFB法vPITC法vDNS法v氨肽酶法DNS法v丹磺酰氯二甲基氨基萘磺酰氯）丹磺酰氯二

6、甲基氨基萘磺酰氯）v6mol/L HCl 105水解水解18hr氨肽酶法氨肽酶法v外切酶，從多肽鏈的外切酶，從多肽鏈的N-端逐個的向里水解端逐個的向里水解v根據(jù)不同的反應(yīng)時間測出酶水解所釋放出的氨根據(jù)不同的反應(yīng)時間測出酶水解所釋放出的氨基酸種類和數(shù)量，按反應(yīng)時間和氨基酸殘基釋基酸種類和數(shù)量，按反應(yīng)時間和氨基酸殘基釋放量作動力學(xué)曲線，從而知道蛋白質(zhì)的放量作動力學(xué)曲線，從而知道蛋白質(zhì)的N-末端末端殘基順序殘基順序2C-末端測定末端測定v肼解法肼解法v多肽與肼在無水條件下加熱，多肽與肼在無水條件下加熱，C-端氨基酸即從肽端氨基酸即從肽鏈上解離出來，其余的氨基酸則變成肼化物鏈上解離出來，其余的氨基酸則

7、變成肼化物v肼化物能夠與苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)而與肼化物能夠與苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)而與C-端氨基酸分離端氨基酸分離H2NCHCROHNCH CROORnCCHHNOHn-1N-端氨基酸 C-端氨基酸ORnCCHH2NOHH2NCHCRONHNH2+H+NH2NH2氨基酸酰肼C-端氨基酸羧肽酶法羧肽酶法羧肽酶羧肽酶A作用于促腎上腺皮質(zhì)激作用于促腎上腺皮質(zhì)激素氨基酸的釋放曲線素氨基酸的釋放曲線v4、對多肽鏈進(jìn)行部分水解、對多肽鏈進(jìn)行部分水解(酶解酶解)，獲得一套短，獲得一套短肽混合物；用不同的酶分別進(jìn)行肽混合物；用不同的酶分別進(jìn)行,得到幾套短肽得到幾套短肽混合物混合物 蛋白質(zhì)序列分析原則

8、蛋白質(zhì)序列分析原則 肽鏈部分水解的方法肽鏈部分水解的方法v化學(xué)法化學(xué)法v溴化氰法溴化氰法v羥胺法羥胺法v酸酸v酶解法切點(diǎn)多，肽段大小不一）酶解法切點(diǎn)多，肽段大小不一）v胰蛋白酶胰蛋白酶1溴化氰法溴化氰法v斷開甲硫氨酸羧基參與的肽鍵斷開甲硫氨酸羧基參與的肽鍵v由于蛋白質(zhì)中含有很少的甲硫氨酸，因此可以得由于蛋白質(zhì)中含有很少的甲硫氨酸，因此可以得到較大的片斷到較大的片斷CH3S：CH2CH2CHN HCN HCHCOOR+B rC+NB r-CH3S+CH2CH2CHN HCN HCHCOORCNCH3SCN CH2CHN HCN HCHCOORCH2+H2O+CH2CHN HCOCH2OH3N+C

9、HCOR高絲氨酸內(nèi)酯2羥胺法羥胺法v羥胺能專一地裂解羥胺能專一地裂解Asn-Gly的肽鍵的肽鍵v5、分離短肽混合物、分離短肽混合物-獲得單一的短肽獲得單一的短肽 v6、測定所有短肽的的氨基酸序列、測定所有短肽的的氨基酸序列v7、將所獲得的所有序列進(jìn)行拼湊、將所獲得的所有序列進(jìn)行拼湊,確定蛋白質(zhì)確定蛋白質(zhì)序列序列v8.測定二硫鍵位置，測出全部一級結(jié)構(gòu)測定二硫鍵位置，測出全部一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)序列分析原則蛋白質(zhì)序列分析原則 二、二級結(jié)構(gòu)二、二級結(jié)構(gòu)v蛋白質(zhì)多肽鏈自身的折疊和盤繞方式蛋白質(zhì)多肽鏈自身的折疊和盤繞方式v肽鏈骨架原子的相對空間位置，不涉及側(cè)鏈肽鏈骨架原子的相對空間位置，不涉及側(cè)鏈v維持二級結(jié)

10、構(gòu)的力：氫鍵維持二級結(jié)構(gòu)的力：氫鍵肽平面肽平面v肽平面各個原子所構(gòu)成的鍵長、鍵角在蛋白質(zhì)構(gòu)肽平面各個原子所構(gòu)成的鍵長、鍵角在蛋白質(zhì)構(gòu)象中恒定不變象中恒定不變二級結(jié)構(gòu)的種類二級結(jié)構(gòu)的種類v-螺旋螺旋v折疊折疊v轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角v自由回轉(zhuǎn)自由回轉(zhuǎn)1、-螺旋螺旋v絕大多數(shù)為右手螺旋絕大多數(shù)為右手螺旋v-角蛋白：全部由角蛋白：全部由-螺旋構(gòu)成螺旋構(gòu)成v結(jié)構(gòu)要點(diǎn)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)v每每3.6個氨基酸殘基螺旋上升個氨基酸殘基螺旋上升一圈一圈v每圈向上移動每圈向上移動0.54nmv氨基酸殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)，相氨基酸殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)，相鄰螺圈間形成氫鍵，氫鍵基本鄰螺圈間形成氫鍵，氫鍵基本與中心軸平行與中心軸平行vSN：3.613

11、-螺旋螺旋完成一個螺旋需完成一個螺旋需3.6個氨基酸殘基，個氨基酸殘基，螺旋每上升一圈，螺螺旋每上升一圈，螺距為距為0.54nm，相鄰，相鄰兩個氨基酸殘基之間兩個氨基酸殘基之間的軸心距為的軸心距為0.15nml l 維持螺旋的作用力是氫鍵，相鄰螺圈維持螺旋的作用力是氫鍵，相鄰螺圈之間之間 形成鏈內(nèi)形成鏈內(nèi)H H鍵，鍵，H H鍵的取向幾乎與軸鍵的取向幾乎與軸平行。平行。 H H鍵位置：由每個殘基的鍵位置：由每個殘基的C COO基與其基與其相相 鄰的第四個殘基的鄰的第四個殘基的 NHNH的形的形成成H H鍵，鍵， 所有肽鍵的所有肽鍵的NHNH和和COCO都參與氫鍵都參與氫鍵的形成，的形成， 故故-

12、螺旋很穩(wěn)定。螺旋很穩(wěn)定。-螺旋螺旋 2、折疊折疊 由兩條或兩條以上幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，由兩條或兩條以上幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間氫鍵交聯(lián)而成。肽鏈的主鏈成鋸齒狀折疊構(gòu)通過鏈間氫鍵交聯(lián)而成。肽鏈的主鏈成鋸齒狀折疊構(gòu)象。象。 要點(diǎn)：要點(diǎn)：l 肽鏈幾乎是完全伸展的，整個肽鏈成折疊形式。肽鏈幾乎是完全伸展的，整個肽鏈成折疊形式。l 兩條或多條鏈相互平行，按層排列，相鄰的肽鏈之間兩條或多條鏈相互平行，按層排列，相鄰的肽鏈之間形成肽形成肽 間的氫鍵，氫鍵由主鏈的間的氫鍵，氫鍵由主鏈的-C=O與與-NH之間形成之間形成氫鍵，所有的肽鍵都參與氫鍵的形成，氫鍵取向與肽氫鍵，所有的肽鍵都參與氫鍵

13、的形成，氫鍵取向與肽鏈的長軸接近垂直。鏈的長軸接近垂直。l -折疊兩種類型：折疊兩種類型：平行式：所有肽鏈的平行式：所有肽鏈的N端都在同一端。端都在同一端。 反平行式：相鄰的兩條肽鏈方向相反。反平行式：相鄰的兩條肽鏈方向相反。折疊折疊折疊平行）折疊平行）v氫鍵傾斜氫鍵傾斜折疊反平行）折疊反平行）v氫鍵垂直，更穩(wěn)定氫鍵垂直，更穩(wěn)定球狀蛋白質(zhì)中廣泛存在的一種結(jié)構(gòu)球狀蛋白質(zhì)中廣泛存在的一種結(jié)構(gòu)肽鏈發(fā)生肽鏈發(fā)生180度回折，回折角度就是度回折，回折角度就是-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)。維持力：由一個維持力：由一個AA殘基的殘基的C=O與第四個與第四個AA的殘基的的殘基的NH之間形成氫鍵。甘氨酸和脯氨酸易于形成

14、之間形成氫鍵。甘氨酸和脯氨酸易于形成-轉(zhuǎn)角。轉(zhuǎn)角。3、 -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角4 、無規(guī)卷曲、無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲是指多肽鏈主鏈部分形無規(guī)卷曲是指多肽鏈主鏈部分形成的無規(guī)律的卷曲構(gòu)象。成的無規(guī)律的卷曲構(gòu)象。-螺旋螺旋-折疊折疊-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲三、超二級結(jié)構(gòu)三、超二級結(jié)構(gòu) v二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)的過渡態(tài)二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)的過渡態(tài)v若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)彼此相互作用，形成有規(guī)則若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)彼此相互作用，形成有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)組合體；的二級結(jié)構(gòu)組合體；v不具有功能；不具有功能；v組合方式：組合方式：、 超二級結(jié)構(gòu)（超二級結(jié)構(gòu)（ 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 ）超二級結(jié)構(gòu)（超二級結(jié)構(gòu)（ ）超二級結(jié)構(gòu)（超二級結(jié)構(gòu)（ 曲折曲折 ）四

15、、結(jié)構(gòu)域四、結(jié)構(gòu)域v多肽鏈在超二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步纏繞折疊形成緊密的近似球狀的結(jié)構(gòu)v多結(jié)構(gòu)域的酶分子的活性部位通常分布在結(jié)構(gòu)域之間的“鉸鏈區(qū)上，有利于結(jié)構(gòu)域發(fā)生相對運(yùn)動，與底物結(jié)合五、三級結(jié)構(gòu)五、三級結(jié)構(gòu)v由于側(cè)鏈基團(tuán)相互作用，多肽鏈進(jìn)一步折疊或由于側(cè)鏈基團(tuán)相互作用，多肽鏈進(jìn)一步折疊或者卷曲構(gòu)成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，整個分子成為球者卷曲構(gòu)成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，整個分子成為球狀或者顆粒狀狀或者顆粒狀v多肽鏈上所有原子包括主鏈和殘基側(cè)鏈在多肽鏈上所有原子包括主鏈和殘基側(cè)鏈在三維空間的分布三維空間的分布v維持三級結(jié)構(gòu)的主要作用力為疏水作用，其次維持三級結(jié)構(gòu)的主要作用力為疏水作用，其次為氫鍵、離子鍵、范德華力為

16、氫鍵、離子鍵、范德華力 疏水疏水 相互作用相互作用靜電相互作用靜電相互作用金屬離子金屬離子配位作用配位作用折疊折疊結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鏈間鏈間氫鍵氫鍵螺旋螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鏈內(nèi)鏈內(nèi)氫鍵氫鍵二硫鍵二硫鍵側(cè)鏈側(cè)鏈之間之間氫鍵氫鍵穩(wěn)定蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的主要作用力穩(wěn)定蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的主要作用力鯨肌紅蛋白v英國劍橋大學(xué)的John Kendrew等人 v153個殘基分成8段長度為724個氨基酸殘基組成的螺旋區(qū)，各區(qū)之間通過18個松散的殘基相連v內(nèi)部疏水，外部親水 六、四級結(jié)構(gòu)六、四級結(jié)構(gòu)v分子量大的蛋白質(zhì)由幾條多肽鏈組成，肽鏈間分子量大的蛋白質(zhì)由幾條多肽鏈組成，肽鏈間沒有共價鍵連接，這種肽鏈稱為亞基沒有共價鍵連接，這種肽鏈稱

17、為亞基v四級結(jié)構(gòu)指亞基的相互關(guān)系、空間排布和特定四級結(jié)構(gòu)指亞基的相互關(guān)系、空間排布和特定構(gòu)象。構(gòu)象。v維持四級結(jié)構(gòu)的作用力主要為疏水作用，其次維持四級結(jié)構(gòu)的作用力主要為疏水作用，其次為氫鍵、離子鍵、范德華力；為氫鍵、離子鍵、范德華力；馬血紅蛋白馬血紅蛋白v英國劍橋大學(xué)Max Perutz經(jīng)23年研究于1959年提出 七、蛋白質(zhì)分子中的化學(xué)鍵七、蛋白質(zhì)分子中的化學(xué)鍵v肽鍵肽鍵v二硫鍵二硫鍵v酯鍵酯鍵v離子鍵離子鍵v配位鍵配位鍵v氫鍵氫鍵v范德華力范德華力v疏水作用疏水作用1、肽鍵v肽鍵肽鍵C-N具有雙鍵的性質(zhì)，不能自由轉(zhuǎn)動，因具有雙鍵的性質(zhì)，不能自由轉(zhuǎn)動，因此四個原子處于同一平面，此四個原子處于

18、同一平面，H和和O呈反式排列呈反式排列vC=O雙鍵具有單鍵性質(zhì)雙鍵具有單鍵性質(zhì)2、二硫鍵v半胱氨酸半胱氨酸v穩(wěn)定肽鏈空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定肽鏈空間結(jié)構(gòu)v二硫鍵越多，蛋白質(zhì)穩(wěn)定性越強(qiáng)二硫鍵越多，蛋白質(zhì)穩(wěn)定性越強(qiáng)v例如角蛋白不溶于稀堿溶液例如角蛋白不溶于稀堿溶液3、酯鍵v蘇氨酸、絲氨酸的羥基蘇氨酸、絲氨酸的羥基v與磷酸形成磷酸酯與磷酸形成磷酸酯v與氨基酸的羧基成酯與氨基酸的羧基成酯4、離子鍵鹽鍵）v具有相反電荷的兩個基團(tuán)之間的庫侖作用具有相反電荷的兩個基團(tuán)之間的庫侖作用v谷氨酸、天冬氨酸的羧基谷氨酸、天冬氨酸的羧基v精氨酸、賴氨酸的氨基精氨酸、賴氨酸的氨基v高濃度的鹽、過高或者過低的高濃度的鹽、過高或者過低

19、的pH均可破壞離子鍵均可破壞離子鍵，從而使蛋白質(zhì)變性，從而使蛋白質(zhì)變性5、配位鍵、配位鍵v兩個原子之間形成共價鍵，共用電子對由其中一個原子提供v金屬離子和蛋白質(zhì)的連接v螯合劑可除去金屬離子導(dǎo)致金屬蛋白變性失活6、疏水作用v非極性側(cè)鏈?zhǔn)杷鶊F(tuán)在極性溶劑水中為非極性側(cè)鏈?zhǔn)杷鶊F(tuán)在極性溶劑水中為了避開水而彼此靠近所產(chǎn)生的一種作用力了避開水而彼此靠近所產(chǎn)生的一種作用力v本質(zhì)為范德華力本質(zhì)為范德華力v主要存在于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部主要存在于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部維系一級結(jié)構(gòu)主要作用力：肽鍵、二硫鍵維系一級結(jié)構(gòu)主要作用力：肽鍵、二硫鍵維系二級結(jié)構(gòu)主要作用力：氫鍵維系二級結(jié)構(gòu)主要作用力：氫鍵維系三級結(jié)構(gòu)主要作用力：疏水作

20、用力維系三級結(jié)構(gòu)主要作用力：疏水作用力維系四級結(jié)構(gòu)主要作用力：疏水作用力維系四級結(jié)構(gòu)主要作用力：疏水作用力氫鍵、范德華力、疏水作用力、鹽鍵，均為次級鍵氫鍵、范德華力、疏水作用力、鹽鍵，均為次級鍵氫鍵、范德華力雖然鍵能小，但數(shù)量大氫鍵、范德華力雖然鍵能小，但數(shù)量大二硫鍵對穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象很重要，二硫鍵越多，蛋二硫鍵對穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象很重要，二硫鍵越多，蛋白質(zhì)分子構(gòu)象越穩(wěn)定白質(zhì)分子構(gòu)象越穩(wěn)定小結(jié)小結(jié)第八節(jié)第八節(jié) 典型蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)典型蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一、角蛋白一、角蛋白v-角蛋白v毛、發(fā)、羽毛、指甲v濕熱和外力拉直 v含豐富的胱氨酸，二硫鍵v-角蛋白v蜘蛛絲、蠶絲二、膠原蛋白二、膠原蛋白v 皮膚、軟骨的主要

21、成分v 各肽鏈為左手螺旋v 三條肽鏈纏繞為右手大螺旋v 含有其它蛋白質(zhì)中少見的羥脯氨酸9）、羥賴氨酸 三、血紅蛋白v珠蛋白和血紅素 v血紅素的第六個配位鍵在無氧時與水分子結(jié)合生成去氧血紅蛋白Hb，在有氧時則與氧結(jié)合生成氧合血紅蛋白HbO2第九節(jié)第九節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)對高級結(jié)構(gòu)的影響蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)對高級結(jié)構(gòu)的影響一級結(jié)構(gòu)氨基酸的種類及排列順序的改變必然一級結(jié)構(gòu)氨基酸的種類及排列順序的改變必然影響高級結(jié)構(gòu)。影響高級結(jié)構(gòu)。1、氨基酸的組成和順序決定了、氨基酸的組成和順序決定了-螺旋是否存在以及形螺旋是否存在以及形 成螺旋后的穩(wěn)定程度成螺旋后的穩(wěn)定程度例如：

22、多聚賴氨酸；多聚谷氨酸例如：多聚賴氨酸；多聚谷氨酸2、R基的大小對多肽鏈能否形成螺旋有影響基的大小對多肽鏈能否形成螺旋有影響例如：多聚異丙氨酸；脯氨酸例如：多聚異丙氨酸；脯氨酸蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系難點(diǎn)）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系難點(diǎn)）1 1、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 （ 1 1一級結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化一級結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化 （2 2一級結(jié)構(gòu)與分子病一級結(jié)構(gòu)與分子病2 2、蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 （ 1 1蛋白質(zhì)變構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)變構(gòu)與功能的關(guān)系 （2 2蛋白質(zhì)變性與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)變性與功能的關(guān)系3 3、蛋白質(zhì)的激活、蛋白質(zhì)的激活（

23、1一級結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化一級結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化 同源蛋白質(zhì)的研究：也叫同功能蛋白質(zhì)，有助于研究生物進(jìn)化。同源蛋白質(zhì)的研究：也叫同功能蛋白質(zhì)，有助于研究生物進(jìn)化。 A A、同源蛋白質(zhì)的概念：、同源蛋白質(zhì)的概念： 是指在不同生物體中實現(xiàn)同一功能的蛋白質(zhì)。它的一級結(jié)構(gòu)是指在不同生物體中實現(xiàn)同一功能的蛋白質(zhì)。它的一級結(jié)構(gòu)中有許多位置的中有許多位置的aaaa對所有種屬來說都是相同的，稱為不變殘基。對所有種屬來說都是相同的，稱為不變殘基。其他位置的其他位置的aaaa差異較大，稱為可變殘基。這種差異較大，稱為可變殘基。這種aaaa順序中的相似順序中的相似性稱為順序同源現(xiàn)象。性稱為順序同源現(xiàn)象。 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能

24、的關(guān)系蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系牛、豬、羊、人等在中屬上差異很大，但它們的胰島素在一級結(jié)構(gòu)上幾乎牛、豬、羊、人等在中屬上差異很大，但它們的胰島素在一級結(jié)構(gòu)上幾乎一致，僅在一致，僅在A鏈的第鏈的第8，9，10位上的位上的3個氨基酸有差異。個氨基酸有差異。細(xì)胞色素細(xì)胞色素c是一種廣泛存在于生物體內(nèi)，具有鐵卟啉的色蛋白是一種廣泛存在于生物體內(nèi)，具有鐵卟啉的色蛋白含有含有104個氨基酸殘基），在生物氧化中起傳遞電子的作用。個氨基酸殘基），在生物氧化中起傳遞電子的作用。120個物種，個物種，28個個aa位置不變，是維持構(gòu)象上發(fā)揮功能的必要位置不變，是維持構(gòu)象上發(fā)揮功能的必要部位?？勺儦埢S進(jìn)化而變異，親

25、緣關(guān)系越近，部位。可變殘基隨進(jìn)化而變異，親緣關(guān)系越近，aa差異越小。差異越小。人與黑猩猩大致相同；人與黑猩猩大致相同；人與馬有人與馬有12處不同處不同B、分子進(jìn)化、分子進(jìn)化（2一級結(jié)構(gòu)與分子病一級結(jié)構(gòu)與分子病一級結(jié)構(gòu)相同，功能相同，一級結(jié)構(gòu)的細(xì)小變化導(dǎo)致功一級結(jié)構(gòu)相同，功能相同，一級結(jié)構(gòu)的細(xì)小變化導(dǎo)致功能完全不同。能完全不同。A A、分子病的概念：由于遺傳基因的突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)分、分子病的概念：由于遺傳基因的突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)分 子結(jié)構(gòu)的改變或某種蛋白質(zhì)缺乏引起的疾病。子結(jié)構(gòu)的改變或某種蛋白質(zhì)缺乏引起的疾病。例如：鐮刀性貧血病例如：鐮刀性貧血病 舉例：分子病舉例：分子病鐮刀型紅細(xì)胞貧血癥鐮刀型紅細(xì)胞

26、貧血癥 1910年發(fā)現(xiàn)于非洲，年發(fā)現(xiàn)于非洲，40年后搞清病因，一種遺傳病。年后搞清病因，一種遺傳病。病癥：紅細(xì)胞在缺氧時呈鐮刀狀，病癥：紅細(xì)胞在缺氧時呈鐮刀狀，Hb與與O2的親和力改的親和力改變，變， 紅細(xì)胞易破裂發(fā)生溶血，運(yùn)氧功能障礙，頭昏、紅細(xì)胞易破裂發(fā)生溶血，運(yùn)氧功能障礙，頭昏、胸悶等貧血癥狀。胸悶等貧血癥狀。 病因：血液中血紅蛋白異常病因：血液中血紅蛋白異常HbS），正常：），正常： HbA 血紅蛋白：兩條血紅蛋白：兩條鏈和兩條鏈和兩條鏈組成四聚體鏈組成四聚體22 ， 鏈含鏈含141AA2，鏈含鏈含146個個AA2， 總共總共574個個AA。 HbS與與HbA不同：不同：鏈第鏈第6位氨

27、基酸殘基異常。位氨基酸殘基異常。 HbA：第：第6位氨基酸為位氨基酸為Glu。 HbS ：第：第6位氨基酸為位氨基酸為Val。鏈鏈 HbA (正常正常) ： H2N-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-COOH HbS (異常異常) ： H2N-Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-COOH 除此以外，血紅蛋白的其他部分均完全相同，僅此微小差異除此以外，血紅蛋白的其他部分均完全相同，僅此微小差異574個氨基酸中只有兩個氨基酸差異），使個氨基酸中只有兩個氨基酸差異），使HbA和和HbS在功能在功能 上表現(xiàn)出很大的差異。上表現(xiàn)出很大的差異。貧血病人：貧血病人：

28、其血紅蛋白的其血紅蛋白的-鏈的鏈的58、87位，位， -鏈的第鏈的第63、92位上的任何一個組氨酸被取代，位上的任何一個組氨酸被取代，血紅蛋白容易氧化成高鐵血紅蛋白，喪失輸送氧血紅蛋白容易氧化成高鐵血紅蛋白，喪失輸送氧的能力。的能力。說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的相適應(yīng)性，說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的相適應(yīng)性，二者之間有高度統(tǒng)一性。二者之間有高度統(tǒng)一性。 （3蛋白質(zhì)的激活蛋白質(zhì)的激活例如：胰島素原的激活例如：胰島素原的激活體內(nèi)的某些蛋白質(zhì)分子初體內(nèi)的某些蛋白質(zhì)分子初合成時，呈無活性狀態(tài)，合成時，呈無活性狀態(tài)，稱為蛋白質(zhì)原稱為蛋白質(zhì)原. .蛋白質(zhì)原的部分肽鏈以特蛋白質(zhì)原的部分肽鏈以特定的方式斷裂后，才變?yōu)槎ǖ?/p>

29、方式斷裂后，才變?yōu)榛钚苑肿踊钚苑肿? .蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系以別構(gòu)現(xiàn)象為例以別構(gòu)現(xiàn)象為例別構(gòu)現(xiàn)象：蛋白質(zhì)由于構(gòu)象變化而引起分子性質(zhì)變化從而導(dǎo)致生別構(gòu)現(xiàn)象：蛋白質(zhì)由于構(gòu)象變化而引起分子性質(zhì)變化從而導(dǎo)致生物功能的變化。物功能的變化。血紅蛋白為例：血紅蛋白為例： 血紅蛋白由四個亞基組成的四聚體，四個亞基血紅蛋白由四個亞基組成的四聚體，四個亞基間以次級鏈相連，每個亞基含有一個間以次級鏈相連，每個亞基含有一個Fe2+。Fe2+能與氧氣可逆結(jié)合，起運(yùn)輸能與氧氣可逆結(jié)合，起運(yùn)輸O2的作用，每個亞基的作用，每個亞基都結(jié)合一個都結(jié)合一個O2，每個，每個Hb最多可結(jié)合最多可結(jié)合4個

30、個O2。血紅蛋白有兩種構(gòu)象狀態(tài)：血紅蛋白有兩種構(gòu)象狀態(tài)： T-型構(gòu)象型構(gòu)象與氧氣親和力低；與氧氣親和力低； R-型構(gòu)象型構(gòu)象與氧氣親和力高。與氧氣親和力高。 當(dāng)氧氣與當(dāng)氧氣與Hb中的一個亞基結(jié)合后引起該亞基構(gòu)象中的一個亞基結(jié)合后引起該亞基構(gòu)象發(fā)生變化，由發(fā)生變化，由T R型構(gòu)象，一個亞基構(gòu)象的變化又型構(gòu)象，一個亞基構(gòu)象的變化又會引起另外三個亞基相繼發(fā)生變化，亞基間次級鍵破會引起另外三個亞基相繼發(fā)生變化，亞基間次級鍵破壞，使壞，使Hb整個分子的構(gòu)象發(fā)生變化，使所有亞基都變整個分子的構(gòu)象發(fā)生變化，使所有亞基都變的適宜與的適宜與O2結(jié)合，結(jié)合，Hb與與O2結(jié)合的速度大大加快。結(jié)合的速度大大加快。 變

31、構(gòu)作用：變構(gòu)作用：當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)的一個亞基結(jié)合氧后，使整個分子發(fā)生當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)的一個亞基結(jié)合氧后，使整個分子發(fā)生構(gòu)象改變，因而對氧的親和力急劇增加，這種構(gòu)象改變，因而對氧的親和力急劇增加，這種現(xiàn)象稱為變構(gòu)作用?，F(xiàn)象稱為變構(gòu)作用。第十節(jié)第十節(jié) 蛋白質(zhì)的性質(zhì)和測定蛋白質(zhì)的性質(zhì)和測定一、蛋白質(zhì)的性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的性質(zhì)v兩性解離和等電點(diǎn)兩性解離和等電點(diǎn)v分子量大，大小不等分子量大，大小不等v膠體性質(zhì)膠體性質(zhì)v沉淀作用沉淀作用v變性作用變性作用v顏色反應(yīng)顏色反應(yīng) 二、蛋白質(zhì)的測定二、蛋白質(zhì)的測定 v雙縮脲反應(yīng)雙縮脲反應(yīng)v福林酚法福林酚法v考馬斯亮蘭顯色考馬斯亮蘭顯色v紫外吸收紫外吸收 1、雙縮脲反應(yīng) v肽鍵肽鍵原理原理v在堿性溶液中雙縮脲與銅離子結(jié)合形成復(fù)雜的在堿性溶液中雙縮脲與銅離子結(jié)合形成復(fù)雜的紫紅色復(fù)合物紫紅色復(fù)合物v蛋白質(zhì)及多肽的肽鍵與雙縮脲的結(jié)構(gòu)類似蛋白質(zhì)及多肽的肽鍵與雙縮脲的結(jié)構(gòu)類似v最大光吸收在最大光吸收在540nm，顏色深淺與蛋白質(zhì)濃度，顏色深淺與蛋白質(zhì)濃度成正比成正比v測定范圍：測定范圍：110mg蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)/mL溶液溶液2、福林酚法、福林酚法Lowry法）法）v在堿性條件下蛋白質(zhì)與銅作用生成蛋白質(zhì)在堿性條件下蛋白質(zhì)