第二章 蛋白質(zhì)

1、異構(gòu)體的命名異構(gòu)體的命名- - 相對構(gòu)型相對構(gòu)型 DLDL命名系統(tǒng)命名系統(tǒng)是生物化學(xué)是生物化學(xué)慣用慣用命命名法，名法，DLDL構(gòu)型的定義是以人為構(gòu)型的定義是以人為的規(guī)定的甘油醛構(gòu)型比較而得的規(guī)定的甘油醛構(gòu)型比較而得到的。并不是實際測出的，所到的。并不是實際測出的，所以叫以叫相對構(gòu)型相對構(gòu)型。 與與L-L-甘油醛相聯(lián)系的立體異構(gòu)甘油醛相聯(lián)系的立體異構(gòu)體被指定為體被指定為L L型。與型。與D-D-甘油醛相甘油醛相聯(lián)系的立體異構(gòu)體被指定為聯(lián)系的立體異構(gòu)體被指定為D D型型。請大家記憶請大家記憶DLDL甘油醛甘油醛L-絲氨酸絲氨酸D-絲氨酸絲氨酸異構(gòu)體的命名異構(gòu)體的命名- - 絕對構(gòu)型絕對構(gòu)型 RSR

2、S命名系統(tǒng)就是：命名系統(tǒng)就是：最小的基團位于最小的基團位于觀測者的對面觀測者的對面，手性中心連接的，手性中心連接的4 4個個取代基取代基按原子序數(shù)依次排列按原子序數(shù)依次排列，從大，從大到小基團按到小基團按順時針方向排列稱為順時針方向排列稱為R R型型，而按，而按逆時針方向排列者稱為逆時針方向排列者稱為S S型。型。 ABCDABCDACDBACBABCDDclockwise - Rcounterclockwise - S： -SH-OR-OH-NH2-COOH-CONH2 -CHOCH2OH-C6H5-CH3-H請判斷請判斷RSRS構(gòu)型構(gòu)型CH3CH3HOHHHHCl第第二二章章 蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)

3、2.1 2.1 蛋白質(zhì)概述蛋白質(zhì)概述一一 蛋白質(zhì)的概念蛋白質(zhì)的概念二二 蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)的功能三三 蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類四四 蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的元素組成 蛋白質(zhì)攝入量過多或過少是蛋白質(zhì)攝入量過多或過少是否對人體產(chǎn)生影響？否對人體產(chǎn)生影響？如何計算一天的蛋白質(zhì)需要量 以下數(shù)字是不同年齡的人所需蛋白質(zhì)的指數(shù)： 年 齡 13 46 710 1114 15 18 19以上 指 數(shù) 1.80 1.49 1.21 0.99 0.88 0.79 其計算方法為： 先找出自己的年齡段指數(shù)；再用此指數(shù)乘以自己體重（公斤）；所得的答案就是一天所需要的蛋白質(zhì)克數(shù)。例如：體重50公斤，年齡25歲，其指數(shù)是0

4、.79。 0.7950=39.5克。這就是一天所需要的蛋白質(zhì)的量。 注意，早餐必須攝取充分的蛋白質(zhì)。 小測試小測試肽鍵將氨基酸與氨基酸頭尾相連肽鍵將氨基酸與氨基酸頭尾相連二二 蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)的功能 生命體有各種各樣的功能，其功能的實現(xiàn)生命體有各種各樣的功能，其功能的實現(xiàn)完全依賴于蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生物功能最完全依賴于蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生物功能最直接的體現(xiàn)者直接的體現(xiàn)者。蛋白質(zhì)的功能生物催化作用（酶）免疫保護物質(zhì)運輸運動與支持細胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)The protein keratin（角蛋白）（角蛋白）is the chief structural components of hair, scales

5、, horn, wool, nails and feathers.三三 蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類 1 1 按照功能分類：按照功能分類： 酶酶 結(jié)構(gòu)蛋結(jié)構(gòu)蛋白白 營養(yǎng)儲存蛋白營養(yǎng)儲存蛋白 運輸?shù)斑\輸?shù)鞍装?收縮運動蛋白收縮運動蛋白 激素蛋激素蛋白白 受體蛋白受體蛋白 防御蛋防御蛋白白 細胞激動素細胞激動素 毒素蛋毒素蛋白白 2 2 按組成成分分類：按組成成分分類： 簡單蛋白質(zhì)（單純蛋白）簡單蛋白質(zhì)（單純蛋白） ：僅僅由：僅僅由氨基酸構(gòu)成。氨基酸構(gòu)成。 綴合蛋白質(zhì)（復(fù)合蛋白）綴合蛋白質(zhì)（復(fù)合蛋白） ：除了氨：除了氨基酸外還有其它構(gòu)成成分輔基?；嵬膺€有其它構(gòu)成成分輔基。 請給出輔基的定義：請給出輔

6、基的定義：四四 蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的元素組成 蛋白質(zhì)元素組成：蛋白質(zhì)元素組成： C C、H H、O O、N N四種元素（大量）四種元素（大量） S S，P P，F(xiàn)eFe、CuCu等（微量）等（微量） 各種蛋白質(zhì)氮元素的含量都接近各種蛋白質(zhì)氮元素的含量都接近16%16%。 樣品中蛋白質(zhì)含量樣品中蛋白質(zhì)含量/ /含氮量稱作蛋白質(zhì)系數(shù)。動含氮量稱作蛋白質(zhì)系數(shù)。動物材料的蛋白質(zhì)系數(shù)為物材料的蛋白質(zhì)系數(shù)為6.256.25，植物材料的蛋白質(zhì)，植物材料的蛋白質(zhì)系數(shù)在系數(shù)在5.75.7左右左右微量凱氏定氮法的測定原理。微量凱氏定氮法的測定原理。 蛋白含量蛋白含量= =氮含量氮含量6.256.25（5.75

7、.7） 請計算：某品系的請計算：某品系的100100克小麥，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)含克小麥，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)含N N量是量是1.61.6克，粗略估算該品系小麥的蛋白含量？克，粗略估算該品系小麥的蛋白含量？小麥蛋白含量（%）=(1.6 5.7)/100=9.12%2.2 2.2 氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一一 氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類二二 氨基酸的性質(zhì)氨基酸的性質(zhì)三三 氨基酸的分離分析氨基酸的分離分析 各種生物發(fā)現(xiàn)的氨基酸已各種生物發(fā)現(xiàn)的氨基酸已經(jīng)近經(jīng)近300300種，但是組成蛋白種，但是組成蛋白質(zhì)的氨基酸（質(zhì)的氨基酸（基本氨基酸基本氨基酸）只有只有2020種。種。一一 氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類氨

8、基酸的結(jié)構(gòu)與分類Halanine丙氨酸丙氨酸AlaAarginine 精氨酸精氨酸 ArgRasparagine天冬酰胺天冬酰胺 Asn AsxNaspartic acid天冬氨酸天冬氨酸Asp AsxDcystine半胱氨酸半胱氨酸CysCglutamine谷氨酰胺谷氨酰胺Gln GlxQglutamic acid谷氨酸谷氨酸Glu GlxEglycine甘氨酸甘氨酸GlyGHistidine組氨酸組氨酸HisHisoleucine異亮氨酸異亮氨酸IleIleucine亮氨酸亮氨酸LeuLlysine賴氨酸賴氨酸LysKmethionine甲硫氨酸甲硫氨酸MetMphenylalanine

9、苯丙氨酸苯丙氨酸PheFproline脯氨酸脯氨酸ProPserine絲氨酸絲氨酸SerSthreonine蘇氨酸蘇氨酸ThrTtryptophan色氨酸色氨酸TrpWtyrosine酪氨酸酪氨酸TyrYvaline纈氨酸纈氨酸ValV20種基本氨基酸的名稱與符號（種基本氨基酸的名稱與符號（重點重點）2020種基本氨基酸助記口訣種基本氨基酸助記口訣纈亮丙甘異纈亮丙甘異脂鏈脂鏈絲蘇半蛋絲蘇半蛋羥巰添羥巰添天谷精賴組天谷精賴組酸堿酸堿脯酪苯色脯酪苯色雜芳環(huán)雜芳環(huán) 再加再加天谷天谷兩酰胺兩酰胺 2020氨基酸也不難氨基酸也不難2 2 氨基酸的分類氨基酸的分類 我們按照氨基酸側(cè)鏈極性將我們按照氨基酸側(cè)

10、鏈極性將2020種氨種氨基酸分為三大類：基酸分為三大類：非極性氨基酸（脂肪族、芳香族）非極性氨基酸（脂肪族、芳香族）極性不帶電荷極性不帶電荷極性帶電荷的氨基酸（正電、負電）極性帶電荷的氨基酸（正電、負電）非極性非極性脂肪族脂肪族側(cè)鏈氨基酸側(cè)鏈氨基酸甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸纈氨酸纈氨酸亮氨酸亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸纈亮丙甘異脂鏈非極性非極性芳香族芳香族側(cè)鏈氨基酸側(cè)鏈氨基酸脯酪苯色雜芳環(huán)極性不帶電側(cè)鏈氨基酸極性不帶電側(cè)鏈氨基酸 絲蘇半蛋羥巰添再加天谷兩酰胺帶正電荷側(cè)鏈氨基酸帶正電荷側(cè)鏈氨基酸賴氨酸賴氨酸精氨酸精氨酸組氨酸組氨酸天谷精賴組酸堿帶負電荷側(cè)鏈氨基酸帶負電荷側(cè)鏈氨基酸天冬氨酸

11、天冬氨酸谷氨酸谷氨酸天谷精賴組酸堿 由于這由于這2020種氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)（如極性、酸堿性、芳香種氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)（如極性、酸堿性、芳香性、體積、交聯(lián)能力、形成氫鍵能力、構(gòu)象柔性）的差異，性、體積、交聯(lián)能力、形成氫鍵能力、構(gòu)象柔性）的差異，導(dǎo)致所形成的蛋白質(zhì)性質(zhì)具有較大差別。導(dǎo)致所形成的蛋白質(zhì)性質(zhì)具有較大差別。 蛋白質(zhì)中含有大量半胱氨酸，容易形成蛋白質(zhì)中含有大量半胱氨酸，容易形成二硫鍵二硫鍵，比較穩(wěn)定；，比較穩(wěn)定；如果含有如果含有極性基團極性基團較多，容易形成氫鍵，也比較穩(wěn)定；較多，容易形成氫鍵，也比較穩(wěn)定； 如果蛋白質(zhì)肽鏈相鄰地方含有兩個如果蛋白質(zhì)肽鏈相鄰地方含有兩個R R基比較大基

12、比較大的氨基酸，則的氨基酸，則發(fā)生折疊的時候彼此排斥力較大，基本上不能靠在一起。發(fā)生折疊的時候彼此排斥力較大，基本上不能靠在一起。 練習(xí) 下列各種符號代表什么氨基酸？各種氨下列各種符號代表什么氨基酸？各種氨基酸以什么符號表示？基酸以什么符號表示？ Val，Ile，Phe，Thr，Trp，Cys，Tyr，Pro 精氨酸、組氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、絲氨酸絲氨酸 1 1 含有含有S S元素的氨基酸為元素的氨基酸為_ 2 2 含有羥基的氨基酸有含有羥基的氨基酸有_ 3 3 堿性氨基酸為堿性氨基酸為_ 4 4 極性帶負電的氨基酸為極性帶負電的氨基酸為_ 5 5 沒有不對

13、稱沒有不對稱C C原子的氨基酸為原子的氨基酸為_半胱氨酸，甲硫氨酸半胱氨酸，甲硫氨酸絲氨酸，蘇氨酸，酪氨酸絲氨酸，蘇氨酸，酪氨酸精氨酸，賴氨酸，組氨酸精氨酸，賴氨酸，組氨酸天冬氨酸，谷氨酸天冬氨酸，谷氨酸甘氨酸甘氨酸 關(guān)于氨基酸的敘述哪一項是錯誤的？關(guān)于氨基酸的敘述哪一項是錯誤的？ A.A.賴氨酸和精氨酸是堿性氨基酸賴氨酸和精氨酸是堿性氨基酸 B.B.酪氨酸和苯丙氨酸含苯環(huán)酪氨酸和苯丙氨酸含苯環(huán) C.C.亮氨酸和纈氨酸是支鏈氨基酸亮氨酸和纈氨酸是支鏈氨基酸 D.D.谷氨酸和天冬氨酸含兩個氨基谷氨酸和天冬氨酸含兩個氨基* *必需氨基酸必需氨基酸l人和動物維持正常生理功能所必需，而又不能自身人和動

14、物維持正常生理功能所必需，而又不能自身合成的氨基酸稱為合成的氨基酸稱為必需氨基酸必需氨基酸（essential amino essential amino acidsacids）。）。l必需氨基酸包括必需氨基酸包括賴氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、亮賴氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、色氨酸、氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、色氨酸、組氨組氨酸酸和和精氨酸精氨酸，其中組氨酸和精氨酸，人雖然能合成，其中組氨酸和精氨酸，人雖然能合成，但效率低，尤其在嬰幼兒時期，需要由外界供給但效率低，尤其在嬰幼兒時期，需要由外界供給。 口訣：口訣：異亮色蘇苯賴蛋纈異亮色蘇苯賴蛋纈 （一兩色素本來

15、淡些）（一兩色素本來淡些）二二 氨基酸的性質(zhì)氨基酸的性質(zhì)溶解性溶解性旋光性旋光性酸堿性酸堿性吸光性吸光性1.氨基酸的溶解性、旋光性和光吸收氨基酸的溶解性、旋光性和光吸收無色晶體，熔點較無色晶體，熔點較高（高（200200300300）。）。溶于水而不溶于非溶于水而不溶于非極性的有機溶劑，但極性的有機溶劑，但不同的氨基酸在水中不同的氨基酸在水中的溶解度差別很大。的溶解度差別很大。L L構(gòu)型與構(gòu)型與D D構(gòu)型構(gòu)型半胱氨酸是否具有旋光性？半胱氨酸是否具有旋光性？胱氨酸是否具有旋光性？胱氨酸是否具有旋光性？ 酸堿的定義（質(zhì)子理論）酸堿的定義（質(zhì)子理論） 酸酸(acid)(acid)：凡能給出質(zhì)子：凡能

16、給出質(zhì)子(H+)(H+)的物質(zhì)。的物質(zhì)。 堿堿(base)(base)：凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)。：凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)。 即酸是質(zhì)子的給體，堿是質(zhì)子的受體。即酸是質(zhì)子的給體，堿是質(zhì)子的受體。 HCl H+ + Cl-酸堿質(zhì)子傳遞平衡和平衡常數(shù)酸堿質(zhì)子傳遞平衡和平衡常數(shù)KK 酸酸(HA)(HA)與堿與堿(B-)(B-)的質(zhì)子傳遞反應(yīng)，的質(zhì)子傳遞反應(yīng)， 達到平衡后反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度都不變，則有達到平衡后反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度都不變，則有: : HAHA + + B- A- + B- A- + HB HB 達到平衡時，產(chǎn)物濃度的乘積與反應(yīng)物濃度的乘積之比達到平衡時，產(chǎn)物濃度的乘積與反應(yīng)物濃度的乘積之比則為其質(zhì)

17、子傳遞平衡常數(shù)則為其質(zhì)子傳遞平衡常數(shù)KK ，即，即: : 在一定溫度下，在一定溫度下， KK值一定。值愈大，表示質(zhì)子從值一定。值愈大，表示質(zhì)子從HAHA中中轉(zhuǎn)移給轉(zhuǎn)移給B B的能力愈強。的能力愈強。 1 1 氨基酸是兩性電解質(zhì)氨基酸是兩性電解質(zhì)兩性電解質(zhì)兩性電解質(zhì)兩兩( (兼兼) )性離子性離子或偶極離子或偶極離子兩性電解質(zhì)兩性電解質(zhì)：在水溶液中，既可以做為酸放出：在水溶液中，既可以做為酸放出HH離子，又可以離子，又可以做為堿接受做為堿接受HH離子，具有這樣性質(zhì)的物質(zhì)叫做兩性電解質(zhì)。離子，具有這樣性質(zhì)的物質(zhì)叫做兩性電解質(zhì)。兩性離子兩性離子：帶相反電荷的極性分子叫做兩性離子（偶極離子）。：帶相反

18、電荷的極性分子叫做兩性離子（偶極離子）。主要指氨基酸在晶體中的存在形式。主要指氨基酸在晶體中的存在形式。CHCOOHH3NRCOO-H3N+水溶后等電荷狀態(tài)總電荷 0加 酸H+H+H+H總電荷 “+”CHCOOHH3NRCOO-H3N+水溶后等電荷狀態(tài)總電荷 0加 堿OHOHOH總電荷 “-” H2NH2O氨基酸的兩性解離氨基酸的兩性解離根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，氨基酸在水中根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，氨基酸在水中的兼性離子既起酸的作用，也起堿的作用。的兼性離子既起酸的作用，也起堿的作用。當氨基酸完全質(zhì)子化時，可看作是多元當氨基酸完全質(zhì)子化時，可看作是多元酸酸R R基不解離的中性氨基酸，二元酸基不解離的中性氨基

19、酸，二元酸酸性和堿性氨基酸，三元酸酸性和堿性氨基酸，三元酸當溶液為某一當溶液為某一pHpH值時，值時，氨基酸分子中所含的正負氨基酸分子中所含的正負電荷數(shù)目正好相等，凈電荷為電荷數(shù)目正好相等，凈電荷為0 0。這一這一pHpH值即為氨基酸的值即為氨基酸的等電點（等電點（pIpI）。）。KKa1a1KKa2a2思考：怎么計算氨基酸的等電點呢？ pK1pK2pI 2甘氨酸的滴定曲線甘氨酸的滴定曲線1pK2pK pK1pK2pI 2A A側(cè)鏈不可電離側(cè)鏈不可電離氨基酸等電點氨基酸等電點的計算方法的計算方法1K2K3K pK1pK2pI 2B B側(cè)鏈可電離氨基酸等側(cè)鏈可電離氨基酸等電點的計算方法電點的計算

20、方法賴氨酸的滴定曲線賴氨酸的滴定曲線 pK2pK3pI 21K2K3K 等電點只與等電點只與兩性離子兩側(cè)的兩性離子兩側(cè)的pKa值值有關(guān)。有關(guān)。 知識的延伸知識的延伸利用各種氨基酸等電點不同，可進行電泳利用各種氨基酸等電點不同，可進行電泳分離分離(如如Gly，Asp，Lys)請思考：等電點時，氨基酸溶解度最小還請思考：等電點時，氨基酸溶解度最小還是最大？是最大？結(jié)結(jié) 論論 1.氨基酸在等電點時，主要以氨基酸在等電點時，主要以_離子形式存在，在離子形式存在，在pHpI的溶液中，大部分以的溶液中，大部分以_離子形離子形式存在，在式存在，在pHpI的溶液中，大部分的溶液中，大部分以以_離子形式存在。離

21、子形式存在。 2.組氨酸的是組氨酸的是pK1(-COOH)值值1.82，pK2 (咪唑基咪唑基)值是值是6.00， pK3(-NH3+)值是值是9.17，它的等電點是，它的等電點是_。 3.Asp的的pK1=2.09，pK2= 3.86，pK3=9.82，其，其pI等于等于_。中性氨基酸中性氨基酸pI一般為一般為6.0左右左右Question：為什么偏酸性？為什么偏酸性？答案：答案：-COOH解離程度略大于解離程度略大于-NH2的得質(zhì)子的得質(zhì)子能力能力Question ：酸性氨基酸的酸性氨基酸的pI(更偏酸更偏酸,更偏堿更偏堿)?更酸更酸（3.0 左左 右）右） 堿堿 性性 氨氨 基基 酸酸p

22、I 更更 堿（堿（7.610.7)? 提提 問：問： 大大 多多 數(shù)數(shù) 氨氨 基基 酸酸 在在 中中 性（性（pH=7） 時，時， 帶帶 電？電？ 負* *Henderson-Henderson-HasselbalchHasselbalch方程方程亨德森亨德森- -哈塞爾巴爾赫方程哈塞爾巴爾赫方程 pH = pH = pKa+lgpKa+lg（ 質(zhì)子受體質(zhì)子受體/質(zhì)子供體質(zhì)子供體 ） 例題例題1：計算計算Lys的的 NH3+ 20被解離時的溶液被解離時的溶液pH值。值。 （ NH3+解離常數(shù)為解離常數(shù)為10.53） 例題例題2：計算計算0.25mol/L的的His溶液在溶液在pH6.4時各種離

23、子形時各種離子形式的濃度。（式的濃度。（COOH，咪唑基，咪唑基，NH3+解離常數(shù)分別為解離常數(shù)分別為1.82，6.00，9.17）（三）氨基酸的光吸收（三）氨基酸的光吸收 2020種常見氨基酸在種常見氨基酸在可見光區(qū)域無光吸可見光區(qū)域無光吸收收，但在，但在遠紫外有光吸收遠紫外有光吸收。在近紫外。在近紫外區(qū)域（區(qū)域（ 200-400nm 200-400nm），），酪氨酸、苯酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸丙氨酸、色氨酸由于具有由于具有苯環(huán)共扼雙苯環(huán)共扼雙鍵鍵因此有光吸收現(xiàn)象。因此有光吸收現(xiàn)象。摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)280nm 280nm 5.65.610103 3275nm275nm1.41.410

24、103 3257nm257nm2.02.010102 2* *比色法測定氨基酸或蛋白質(zhì)含量比色法測定氨基酸或蛋白質(zhì)含量 Alg(I0/I)=lgT c l（比爾定律）（比爾定律） A為吸光度或者光密度為吸光度或者光密度 為摩爾吸光系數(shù)為摩爾吸光系數(shù) c 為蛋白質(zhì)濃度為蛋白質(zhì)濃度 mol/L l 為光程厚度為光程厚度 cm 1 1）氨基參加的反應(yīng)）氨基參加的反應(yīng)與與HNOHNO2 2的反應(yīng)的反應(yīng)與甲醛的反應(yīng)與甲醛的反應(yīng)?；蜔N基化反應(yīng)?；蜔N基化反應(yīng) 2 2）羧基參加的反應(yīng)）羧基參加的反應(yīng)成酯與成鹽反應(yīng)成酯與成鹽反應(yīng)酰氯化與酰胺化反應(yīng)酰氯化與酰胺化反應(yīng) 3 3）氨基和羧基共同參加的反應(yīng)）氨基

25、和羧基共同參加的反應(yīng)與茚三酮的反應(yīng)與茚三酮的反應(yīng)形成肽鍵形成肽鍵 4 4）側(cè)鏈具有的反應(yīng)）側(cè)鏈具有的反應(yīng)形成二硫鍵形成二硫鍵成酯反應(yīng)成酯反應(yīng) R-NH2 + HNO2 R-OH + N2 + H2O 在標準條件下測定N2量，可以計算氨基酸的量請思考：分析化學(xué)中酸堿中和滴定，是用已知濃度請思考：分析化學(xué)中酸堿中和滴定，是用已知濃度的酸的酸( (或堿或堿) )來測定未知物質(zhì)的堿來測定未知物質(zhì)的堿( (或酸或酸) )量的方法叫量的方法叫做酸堿中和滴定。做酸堿中和滴定。 那么溶液中氨基酸的量可否采用那么溶液中氨基酸的量可否采用該方法來標定？該方法來標定？ 丹磺酰氯丹磺酰氯（dansyldansyl c

26、hloride chloride）是）是5-5-二二甲基氨基萘甲基氨基萘-1-1-磺酰氯（磺酰氯（5-5-dimethylaminonaphthalene-1 -dimethylaminonaphthalene-1 -sulfonylsulfonyl chloride chloride）的簡稱。丹磺酰）的簡稱。丹磺酰氯與氨基酸反應(yīng)生成氯與氨基酸反應(yīng)生成熒光性質(zhì)強和穩(wěn)熒光性質(zhì)強和穩(wěn)定定的磺胺衍生物，的磺胺衍生物，用于多肽鏈用于多肽鏈NHNH3 3末端末端氨基酸的標記氨基酸的標記l 2,4-2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯（2,4-2,4-dinitrofluorobenzene, DNFBdinit

27、rofluorobenzene, DNFB）也叫做也叫做SangerSanger試劑。試劑。DNFBDNFB在弱堿在弱堿性溶液中與氨基酸發(fā)生取代反應(yīng)，性溶液中與氨基酸發(fā)生取代反應(yīng)，生成黃色化合物二硝基苯基氨基酸生成黃色化合物二硝基苯基氨基酸（dinitrodinitro phenyl amino acid, phenyl amino acid, DNPDNP氨基酸氨基酸）用于多肽鏈用于多肽鏈NH3NH3末端氨末端氨基酸的標記基酸的標記 苯異硫氰酸酯苯異硫氰酸酯（phenylisothiocyanatephenylisothiocyanate, , PITCPITC）在弱堿性條件下，與氨）在弱堿

28、性條件下，與氨基酸反應(yīng)生成苯乙內(nèi)酰硫脲基酸反應(yīng)生成苯乙內(nèi)酰硫脲（phenylthiohydantoinphenylthiohydantoin, PTH, PTH）衍生物，即衍生物，即PTH-PTH-氨基酸氨基酸，此反，此反應(yīng)又稱之應(yīng)又稱之EdmanEdman反應(yīng)反應(yīng)，該反應(yīng)，該反應(yīng)是是蛋白質(zhì)測序常用的反應(yīng)蛋白質(zhì)測序常用的反應(yīng)與茚三酮的反應(yīng)與茚三酮的反應(yīng)與茚三酮的反應(yīng)茚三酮茚三酮在弱酸性溶液中與氨基酸共熱，所有具在弱酸性溶液中與氨基酸共熱，所有具有游離氨基的氨基酸都生成有游離氨基的氨基酸都生成紫色化合物紫色化合物。脯氨酸脯氨酸是一個亞氨基酸，所以與茚三酮反應(yīng)生是一個亞氨基酸，所以與茚三酮反應(yīng)生成

29、的是成的是亮黃色化合物亮黃色化合物。紫色紫色脫氨，脫羧脫氨，脫羧茚三酮茚三酮還原茚三酮還原茚三酮形成肽鍵形成肽鍵肽鍵肽鍵二硫鍵的生成二硫鍵的生成2.3 2.3 肽肽一一 肽的有關(guān)定義肽的有關(guān)定義二二 肽的性質(zhì)肽的性質(zhì)三三 生物活性肽生物活性肽一一 肽的有關(guān)概念肽的有關(guān)概念 相關(guān)概念相關(guān)概念：主鏈、肽鍵、殘基主鏈、肽鍵、殘基及分子量（及分子量（110110）、）、 肽平面、多肽和寡肽肽平面、多肽和寡肽-N-C-C骨架骨架 殘基殘基：多肽鏈中的氨基酸，：多肽鏈中的氨基酸，由于其部分基團參與了肽鍵的形成，剩余的由于其部分基團參與了肽鍵的形成，剩余的結(jié)構(gòu)部分稱氨基酸殘基。結(jié)構(gòu)部分稱氨基酸殘基。 經(jīng)典例

30、題經(jīng)典例題：某蛋白質(zhì)分子含：某蛋白質(zhì)分子含a a條肽鏈，共條肽鏈，共有有b b個氨基酸殘基，如果氨基酸的平均相個氨基酸殘基，如果氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是對分子質(zhì)量是c c，則該蛋白質(zhì)的相對分子，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量以及水解時需要的水的相對分子質(zhì)量質(zhì)量以及水解時需要的水的相對分子質(zhì)量分別是分別是 b(c-18)+18a和18(b-a) 肽鍵為剛性平面結(jié)構(gòu)肽鍵為剛性平面結(jié)構(gòu) R1 O R2 H2NCC NCCOOH H H H 肽鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)，參與肽鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)，參與肽鍵的六個原子肽鍵的六個原子C、H、O、N、C1、C2不能自由轉(zhuǎn)動，位于同一平面，不能自由轉(zhuǎn)動，位于同

31、一平面，此平面就是此平面就是肽平面肽平面 寡肽和多肽寡肽和多肽 含有幾個至十幾個氨基酸殘基的肽含有幾個至十幾個氨基酸殘基的肽稱為稱為寡肽寡肽，含有更多氨基酸殘基的，含有更多氨基酸殘基的肽稱為肽稱為多肽多肽。二二 肽的性質(zhì)肽的性質(zhì) 1 1 肽的兩性電離肽的兩性電離 2 2 能發(fā)生與氨基酸類似的反應(yīng)能發(fā)生與氨基酸類似的反應(yīng) 3 3 雙縮脲反應(yīng)蛋白質(zhì)（肽）特有雙縮脲反應(yīng)蛋白質(zhì)（肽）特有反應(yīng)反應(yīng)烴基化反應(yīng)烴基化反應(yīng)l 2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯（2,4-dinitrofluorobenzene, DNFB）也叫做也叫做Sanger試劑。試劑。DNFB在弱堿性溶液中與氨基酸在弱堿性溶液中與氨基酸發(fā)生取

32、代反應(yīng)，生成黃色化合物二硝基苯基氨基酸發(fā)生取代反應(yīng)，生成黃色化合物二硝基苯基氨基酸（dinitro phenyl amino acid, DNP氨基酸氨基酸）烴基化反應(yīng)烴基化反應(yīng) 苯異硫氰酸酯苯異硫氰酸酯（phenylisothiocyanate, PITC）在弱堿性條件下，與）在弱堿性條件下，與 氨基酸反應(yīng)生成苯乙內(nèi)酰硫脲氨基酸反應(yīng)生成苯乙內(nèi)酰硫脲（phenylthiohydantoin, PTH）衍生物，即）衍生物，即PTH-氨基酸氨基酸，此反應(yīng)又稱之，此反應(yīng)又稱之Edman反應(yīng)反應(yīng)，該，該反應(yīng)是反應(yīng)是蛋白質(zhì)測序常用的反應(yīng)蛋白質(zhì)測序常用的反應(yīng)* *雙縮脲反應(yīng)雙縮脲反應(yīng) 蛋白質(zhì)發(fā)生雙縮脲反應(yīng)

33、后，其蛋白質(zhì)發(fā)生雙縮脲反應(yīng)后，其顏色深淺顏色深淺與蛋白質(zhì)含量有關(guān)與蛋白質(zhì)含量有關(guān)，而與氨基酸組成及，而與氨基酸組成及分子量無關(guān)。分子量無關(guān)。 美國著名華裔科學(xué)家、諾貝爾獎美國著名華裔科學(xué)家、諾貝爾獎獲得者朱棣文博士說：獲得者朱棣文博士說：“二十一二十一世紀的生物工程就是研究基因工世紀的生物工程就是研究基因工程與蛋白質(zhì)工程，研究蛋白質(zhì)，程與蛋白質(zhì)工程，研究蛋白質(zhì)，從某種意義上講，就是研究多從某種意義上講，就是研究多肽。肽。” 美國的龍美國的龍格林博士說：格林博士說：“肽幾肽幾乎被用于治療任何疾病，無藥可乎被用于治療任何疾病，無藥可與其相比。與其相比。”看似夸張的論調(diào)有看似夸張的論調(diào)有著實足的科學(xué)

34、依據(jù)，因為人體吸著實足的科學(xué)依據(jù)，因為人體吸收的任何養(yǎng)分幾乎都是從吸收肽收的任何養(yǎng)分幾乎都是從吸收肽而得來的。而得來的。 谷胱甘肽：谷胱甘肽：-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸谷氨酰半胱氨酰甘氨酸還原型谷胱甘肽還原型谷胱甘肽 GSHGSH氧化型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽GSSGGSSGGSHGSH；在紅細胞中作為；在紅細胞中作為巰基緩沖劑存在，維巰基緩沖劑存在，維持血紅蛋白和其他紅持血紅蛋白和其他紅細胞蛋白質(zhì)的半胱氨細胞蛋白質(zhì)的半胱氨酸殘基處于還原態(tài)。酸殘基處于還原態(tài)。 又如：催產(chǎn)素和加壓素又如：催產(chǎn)素和加壓素2.4 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)一一 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)概述二二 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)及

35、測序蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)及測序三三 蛋白質(zhì)測序的意義蛋白質(zhì)測序的意義一一 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)概述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)概述 單體蛋白單體蛋白 多聚體蛋白多聚體蛋白 同多聚體蛋白同多聚體蛋白 雜多聚體蛋白雜多聚體蛋白一一 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)概述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)概述2 2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次（重點）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次（重點）一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中氨基酸的：蛋白質(zhì)分子中氨基酸的序列序列二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)：肽鏈主鏈的有規(guī)律的折疊方式：肽鏈主鏈的有規(guī)律的折疊方式三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)：在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步折疊方式：在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步折疊方式四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)：多聚蛋白多聚蛋白亞基亞基之間的空間關(guān)系之間的空間關(guān)系是否所有蛋白質(zhì)都是否所有蛋白

36、質(zhì)都具有四級結(jié)構(gòu)？具有四級結(jié)構(gòu)？蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)形成動畫蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)形成動畫二二 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)及測序蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)及測序 1. 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)示意圖蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)示意圖氨基末端氨基末端羧基末端羧基末端每一種蛋白質(zhì)都具有唯一的氨基酸序列每一種蛋白質(zhì)都具有唯一的氨基酸序列The sequence of ribonuclease A*核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)Insulin consists of two polypeptide chains, A and B, held together by two disulfide bonds. The A chain has 21 resi

37、dues and the B chain has 30 residues.The sequence shown is that of bovine insulin（牛胰島素）.A A鏈鏈B B鏈鏈Frederick SangerFrederick Sanger 1953 1958 19802 2 一級結(jié)構(gòu)的測序方法一級結(jié)構(gòu)的測序方法 ADBKIJOYC（未知序列未知序列） AD 酶a IJOYC BK ADB 酶b JOYC KI 酶切后分別測酶切后分別測序得到已知序序得到已知序列的肽段列的肽段對比酶切肽段的氨基對比酶切肽段的氨基酸序列，拼接出未知酸序列，拼接出未知序列的氨基酸序列的氨基酸4.

38、4.測定多肽鏈的氨基酸序列測定多肽鏈的氨基酸序列（1 1）N N末端氨基酸測定末端氨基酸測定vSangerSanger試劑（試劑（ DNFBDNFB或或FDNBFDNB） vDNSDNS（丹磺酰氯法）：（丹磺酰氯法）：vPITCPITC（苯異硫氰酸酯、（苯異硫氰酸酯、EdmanEdman法）法）單肽鏈單肽鏈 PITCPITC PTC PTC多肽多肽酸性有機溶劑中加熱酸性有機溶劑中加熱PTH氨基酸氨基酸 余下的肽鏈余下的肽鏈 （2 2）C C末端分析末端分析v肼解法：單肽鏈無水肼肼解法：單肽鏈無水肼加熱加熱氨基酸肼氨基酸肼C C末端氨基酸末端氨基酸加加FDNBFDNBv羧肽酶法羧肽酶法 羧肽酶羧

39、肽酶A A：能水解除：能水解除Pro,ArgPro,Arg和和LysLys以外的所有以外的所有C-C-末端氨基酸末端氨基酸 羧肽酶羧肽酶B B：只能水解：只能水解 ArgArg和和LysLys為為C-C-末端殘基的肽鍵。末端殘基的肽鍵。外切外切 酶解法（表現(xiàn)出專一性）酶解法（表現(xiàn)出專一性） 胰蛋白酶：胰蛋白酶： 水解水解LysLys、ArgArg的的羧基羧基所形成的肽鍵。所形成的肽鍵。 糜蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）：糜蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）：PhePhe、TrpTrp、TyrTyr羧羧基基所形成的肽鍵（芳香族側(cè)鏈氨基酸）所形成的肽鍵（芳香族側(cè)鏈氨基酸） 葡萄球菌蛋白酶：葡萄球菌蛋白酶：AspAsp

40、、GluGlu羧基羧基所形成的肽鍵所形成的肽鍵 化學(xué)法化學(xué)法 溴化氰水解法溴化氰水解法( (CNBrCNBr): ): MetMet的的羧基羧基所形成的肽鍵。所形成的肽鍵。 內(nèi)切內(nèi)切例：有一個例：有一個6肽，請大家根據(jù)下面的描述推測出該肽的肽，請大家根據(jù)下面的描述推測出該肽的一級結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)： 1）水解得到：）水解得到：Ala、Arg、Ser、Glu、Phe、Met；2）當）當6肽與肽與FDNB試劑反應(yīng)后得：試劑反應(yīng)后得：DNP-Ala；3）當）當6肽用肽用CNBr降解時得到：游離的降解時得到：游離的Ser和一種肽和一種肽 ；4）當）當6肽用胰蛋白酶降解時得到兩種肽：肽用胰蛋白酶降解時得到兩

41、種肽：一種含一種含Ala、Arg，另一種含其它氨基酸，另一種含其它氨基酸5）當）當6肽用糜蛋白酶降解時得到兩種肽：肽用糜蛋白酶降解時得到兩種肽：一種含一種含Met、Ser，另一種含其它氨基酸；，另一種含其它氨基酸；問問該該6肽的氨基酸排列順序如何？肽的氨基酸排列順序如何？答：答：AlaArgGlupheMetSer3 3 蛋白質(zhì)測序的意義蛋白質(zhì)測序的意義 （1 1）研究高級結(jié)構(gòu)的前提；）研究高級結(jié)構(gòu)的前提； （2 2）通過比較來源于不同物種間相似蛋）通過比較來源于不同物種間相似蛋白的氨基酸序列，洞悉蛋白質(zhì)功能；同白的氨基酸序列，洞悉蛋白質(zhì)功能；同時研究這些蛋白質(zhì)以及它們存在的生物時研究這些蛋白

42、質(zhì)以及它們存在的生物體之間的進化關(guān)系；體之間的進化關(guān)系； （3 3）對于蛋白質(zhì)個別基因突變造成的遺）對于蛋白質(zhì)個別基因突變造成的遺傳疾病的診斷和治療有重大意義。傳疾病的診斷和治療有重大意義。* *鐮刀細胞貧血癥鐮刀細胞貧血癥 （19101910）正常紅細胞正常紅細胞鐮刀型細胞鐮刀型細胞* *鐮刀細胞貧血癥鐮刀細胞貧血癥 正常人血紅蛋白為正常人血紅蛋白為Hb A，患者為，患者為Hb S，結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖如圖 HbS和HbA的鏈是完全相同的，所不同的只是鏈上從N末端開始的第6位的氨基酸殘基 Hb A NH3+ValHisLeuThrPro GluGluLys Hb S NH3+ValHisLeuTh

43、rProValGluLys 解釋：解釋：Glu極性帶負電荷，極性帶負電荷，Val非極性，導(dǎo)非極性，導(dǎo)致致Hb A（親水）（親水）Hb S（疏水），形成絲狀（疏水），形成絲狀體造成細胞變形。體造成細胞變形。 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu): :指蛋白質(zhì)多肽鏈本身的折疊和盤繞的方式。指蛋白質(zhì)多肽鏈本身的折疊和盤繞的方式。二級結(jié)構(gòu)主要有二級結(jié)構(gòu)主要有-螺旋螺旋、-折疊、折疊、-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角。最常見的二級結(jié)構(gòu)有最常見的二級結(jié)構(gòu)有-螺旋和螺旋和-折疊折疊。二級結(jié)構(gòu)是通過骨架上的羰基和酰胺基團二級結(jié)構(gòu)是通過骨架上的羰基和酰胺基團之間形成的之間形成的氫鍵氫鍵維持的，維持的，氫鍵是穩(wěn)定二氫鍵是穩(wěn)定二級結(jié)構(gòu)的主要作用

44、力級結(jié)構(gòu)的主要作用力。 （1） -螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu) Pauling和和Corey根據(jù)根據(jù)對一些簡單化合物，對一些簡單化合物，例如氨基酸、二肽以例如氨基酸、二肽以及三肽的及三肽的X-射線晶體射線晶體圖的研究數(shù)據(jù)，在圖的研究數(shù)據(jù)，在1951年提出了兩個周年提出了兩個周期性的多肽結(jié)構(gòu)：期性的多肽結(jié)構(gòu)： -螺旋（螺旋（ -helix）和）和 -折疊（折疊（ -sheet）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)它們是許多纖維蛋白它們是許多纖維蛋白和球蛋白的主要的二和球蛋白的主要的二級結(jié)構(gòu)。級結(jié)構(gòu)。請大家思考：1.poly-Ile 1.poly-Ile ，PH=7; PH=7; poly-Ala, PH=7, poly-Ala, PH

45、=7,哪個能形成哪個能形成 螺旋？螺旋？2. poly-2. poly-lyslys在在PH=7PH=7是能形成是能形成 螺旋么？螺旋么？PH=12PH=12呢？呢？3. 3. 在生理條件下，多聚賴氨酸呈隨機卷曲的構(gòu)象。在什在生理條件下，多聚賴氨酸呈隨機卷曲的構(gòu)象。在什么條件下它可以形成么條件下它可以形成-螺旋？螺旋？ 4. 4. 假如一條多肽鏈完全由丙氨酸構(gòu)成，什么樣的環(huán)境促假如一條多肽鏈完全由丙氨酸構(gòu)成，什么樣的環(huán)境促使它可能形成使它可能形成-螺旋，是疏水環(huán)境還是親水環(huán)境，為螺旋，是疏水環(huán)境還是親水環(huán)境，為什么？什么？（2） -折疊折疊 反平行反平行參數(shù)：重復(fù)周期參數(shù)：重復(fù)周期0.70nm

46、0.70nm -折疊折疊平行平行參數(shù)：重復(fù)周期參數(shù)：重復(fù)周期0.65nm - -折疊的性質(zhì)折疊的性質(zhì) 主鏈、側(cè)鏈、氫鍵、存在方式。主鏈、側(cè)鏈、氫鍵、存在方式。 主鏈主鏈 ：多肽主鏈取鋸齒狀折疊構(gòu)象；：多肽主鏈取鋸齒狀折疊構(gòu)象； 側(cè)鏈：側(cè)鏈基團交錯位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)上下方側(cè)鏈：側(cè)鏈基團交錯位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)上下方 氫鍵：所有肽鍵都參與形成氫鍵，氫鍵與肽鏈氫鍵：所有肽鍵都參與形成氫鍵，氫鍵與肽鏈基本上垂直；基本上垂直； 纖維狀蛋白中，纖維狀蛋白中， 折疊主要是反平行式；而在折疊主要是反平行式；而在球狀蛋白中，平行與反平行同樣廣泛的存在球狀蛋白中，平行與反平行同樣廣泛的存在。（3） -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 - -轉(zhuǎn)角的

47、性質(zhì)轉(zhuǎn)角的性質(zhì) A A 非重復(fù)結(jié)構(gòu)，這點不同于非重復(fù)結(jié)構(gòu)，這點不同于 螺旋與螺旋與 折折疊片；疊片； B B GlyGly和和ProPro很容易出現(xiàn)，是因為很容易出現(xiàn)，是因為GlyGly位位阻小，阻小，ProPro環(huán)狀結(jié)構(gòu)利于環(huán)狀結(jié)構(gòu)利于 轉(zhuǎn)角的形成。轉(zhuǎn)角的形成。（1 1）角蛋白螺旋的螺旋）角蛋白螺旋的螺旋 存在于高等脊椎動物存在于高等脊椎動物中中 機械上耐用，化學(xué)性機械上耐用，化學(xué)性質(zhì)不活潑質(zhì)不活潑 分為兩種：分為兩種： 角蛋白角蛋白 角蛋白角蛋白 二級結(jié)構(gòu)舉例二級結(jié)構(gòu)舉例（2 2）絲心蛋白）絲心蛋白 絲心蛋白絲心蛋白( (fibroin)fibroin)這是蠶絲和蜘蛛絲的這是蠶絲和蜘蛛絲的

48、一種蛋白質(zhì)。一種蛋白質(zhì)。一一 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)概述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)概述2 2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次（重點）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次（重點）一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中氨基酸的：蛋白質(zhì)分子中氨基酸的序列序列二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)：肽鏈主鏈的有規(guī)律的折疊方式：肽鏈主鏈的有規(guī)律的折疊方式三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)：在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步折疊方式：在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步折疊方式四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)：多聚蛋白多聚蛋白亞基亞基之間的空間關(guān)系之間的空間關(guān)系是否所有蛋白質(zhì)都是否所有蛋白質(zhì)都具有四級結(jié)構(gòu)？具有四級結(jié)構(gòu)？四四 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 概念概念l蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)( (Tertiary Tertiary Stru

49、cture)Structure)是指在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽是指在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團相互作用在空鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團相互作用在空間進一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和間進一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。1 1 肽鍵的硬度肽鍵的硬度 2 2 帶正電或負電的帶正電或負電的R R基團基團3 3 肽鏈中疏水基和親水基位置和數(shù)目肽鏈中疏水基和親水基位置和數(shù)目蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的形成是多肽鏈上各單鍵蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的形成是多肽鏈上各單鍵的旋轉(zhuǎn)自由度受到多種限制的總結(jié)果。的旋轉(zhuǎn)自由度受到多種限制的總結(jié)果。氫鍵氫鍵- -側(cè)鏈間形成側(cè)鏈間形成范德華

50、力（分子間作用范德華力（分子間作用力，受彼此距離影響）力，受彼此距離影響）疏水鍵疏水鍵 - -“非極性基團非極性基團被極性水分子排被極性水分子排擠相互聚攏擠相互聚攏”作作用力用力。離子鍵離子鍵（或鹽鍵）或鹽鍵）維持三級結(jié)構(gòu)的作用力維持三級結(jié)構(gòu)的作用力一個完整蛋白的三維結(jié)構(gòu)一個完整蛋白的三維結(jié)構(gòu)可以說，三級結(jié)構(gòu)指的是可以說，三級結(jié)構(gòu)指的是五五 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)v蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)( (Quaternary Quaternary Structure)Structure)是指由是指由多條多條各自具有一、二、三級結(jié)各自具有一、二、三級結(jié)構(gòu)的構(gòu)的肽鏈肽鏈通過通過非共價鍵非共

51、價鍵連接起來的結(jié)連接起來的結(jié)構(gòu)形式；構(gòu)形式；各個亞基各個亞基在這些蛋白質(zhì)中的在這些蛋白質(zhì)中的空間排列方式空間排列方式及及亞基之間的相互作用亞基之間的相互作用關(guān)系。關(guān)系。 這種蛋白質(zhì)分子中，最小的這種蛋白質(zhì)分子中，最小的單位通常稱為單位通常稱為亞基亞基或亞單位或亞單位，它一般由一條肽鏈構(gòu)成，無它一般由一條肽鏈構(gòu)成，無生理活性；生理活性； 維持亞基之間的化學(xué)鍵主要維持亞基之間的化學(xué)鍵主要是是疏水力疏水力。 四級締合在結(jié)構(gòu)和功能上四級締合在結(jié)構(gòu)和功能上的優(yōu)越性的優(yōu)越性（1 1）遺傳經(jīng)濟和高效性）遺傳經(jīng)濟和高效性（2 2）亞基匯聚處可構(gòu)成）亞基匯聚處可構(gòu)成催化中心；催化中心；（3 3）協(xié)同性）協(xié)同性（

52、4 4）具有別構(gòu)調(diào)節(jié)效應(yīng)）具有別構(gòu)調(diào)節(jié)效應(yīng)別構(gòu)效應(yīng)別構(gòu)效應(yīng)( (allosteryallostery) )： 在生物體內(nèi)，當某種物質(zhì)特異地與蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)，當某種物質(zhì)特異地與蛋白質(zhì)分子的某個部位結(jié)合，觸發(fā)該蛋白質(zhì)的構(gòu)分子的某個部位結(jié)合，觸發(fā)該蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生一定變化，從而導(dǎo)致其功能活性的象發(fā)生一定變化，從而導(dǎo)致其功能活性的變化，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的別構(gòu)效應(yīng)。變化，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的別構(gòu)效應(yīng)。 蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性變性的定義（小重點）變性的定義（小重點） 天然蛋白質(zhì)因受理化因素天然蛋白質(zhì)因受理化因素的影響，的影響，次級鍵次級鍵被破壞，被破壞，天然構(gòu)象解體，天然構(gòu)象解體，生物活

53、性生物活性喪失喪失，這種現(xiàn)象叫做變性。，這種現(xiàn)象叫做變性。 本質(zhì)：高級結(jié)構(gòu)解體，但本質(zhì)：高級結(jié)構(gòu)解體，但不影響蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)不影響蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)變性后表現(xiàn)蛋白質(zhì)變性后表現(xiàn) A A生物活性喪失，比如酶失去催化作用；生物活性喪失，比如酶失去催化作用； B B理化性質(zhì)改變，原來藏在分子內(nèi)部不易起化理化性質(zhì)改變，原來藏在分子內(nèi)部不易起化學(xué)反應(yīng)的基團，由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)松散而暴露，學(xué)反應(yīng)的基團，由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)松散而暴露，導(dǎo)致發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)，使蛋白質(zhì)導(dǎo)致發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)，使蛋白質(zhì)粘度、擴散粘度、擴散系數(shù)、旋光性系數(shù)、旋光性等方面發(fā)生變化；等方面發(fā)生變化； 思考：為什么熟食容易消化？思考：為什么熟

54、食容易消化？變性的因素變性的因素 化學(xué)因素：化學(xué)因素：強酸、堿強酸、堿、尿素、胍、去污劑尿素、胍、去污劑等等醫(yī)療器械的消毒滅菌 物理因素：加熱、紫外線、超聲波、輻射等物理因素：加熱、紫外線、超聲波、輻射等 不同的蛋白質(zhì)對各種因素的敏感程度不同。不同的蛋白質(zhì)對各種因素的敏感程度不同。破壞氫鍵破壞氫鍵改變電荷改變電荷破壞疏水破壞疏水力力還有一些生存能力超強的微生物還有一些生存能力超強的微生物- -嗜嗜極菌，能在高濃度的鹽湖中、被重極菌，能在高濃度的鹽湖中、被重金屬污染的強酸性尾礦中以及核反金屬污染的強酸性尾礦中以及核反應(yīng)堆廢料池中生存。應(yīng)堆廢料池中生存。 復(fù)性復(fù)性 核糖核酸酶中四對二硫鍵及其氫鍵。

55、核糖核酸酶中四對二硫鍵及其氫鍵。在在 巰基乙醇和巰基乙醇和8M8M尿素尿素作用下，作用下，發(fā)生發(fā)生變性，變性，失去生物學(xué)活性，變性后失去生物學(xué)活性，變性后如經(jīng)過透析如經(jīng)過透析去除尿素，去除尿素， 巰基乙醇巰基乙醇，并設(shè)法使并設(shè)法使疏基氧化成二硫鍵疏基氧化成二硫鍵，酶蛋白，酶蛋白又可恢復(fù)其原來的構(gòu)象，生物學(xué)活性又可恢復(fù)其原來的構(gòu)象，生物學(xué)活性也幾乎全部恢復(fù)，此稱變性核糖核酸也幾乎全部恢復(fù)，此稱變性核糖核酸酶的復(fù)性。酶的復(fù)性。 綜上，綜上，可見一級結(jié)構(gòu)攜帶了蛋白質(zhì)空可見一級結(jié)構(gòu)攜帶了蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的所有信息；間結(jié)構(gòu)的所有信息； 空間三維結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的功能空間三維結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的功能 本小節(jié)重

56、點本小節(jié)重點 1.1.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)定義以及維持力蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)定義以及維持力 2.2.二級結(jié)構(gòu)主要有二級結(jié)構(gòu)主要有-螺旋螺旋、-折疊、折疊、-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 3.3.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性蛋白質(zhì)變性與復(fù)性2.6 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系與功能的關(guān)系 進化過程中出現(xiàn)兩個重要的氧結(jié)合蛋白進化過程中出現(xiàn)兩個重要的氧結(jié)合蛋白質(zhì)：質(zhì)：肌紅蛋白肌紅蛋白和和血紅蛋白血紅蛋白Oxygen binding proteinsOxygen binding proteins肌紅蛋白（肌紅蛋白（Mb）MyoglobinIn muscles儲藏氧氣倉庫？倉庫？

57、單體血紅蛋白血紅蛋白(Hb)HemoglobinIn red blood cells運輸氧氣貨車？貨車？四聚體1 1* *肌紅蛋白肌紅蛋白肌紅蛋白相對較小，肌紅蛋白相對較小，由由一條多肽鏈（珠蛋一條多肽鏈（珠蛋白）白）和一個和一個血紅素輔血紅素輔基基構(gòu)成，由構(gòu)成，由153153AAAA殘殘基組成。基組成。多肽主鏈由多肽主鏈由8 8各長短各長短不一的不一的螺旋螺旋組成，組成，分別命名為分別命名為A A、B BHH，這些螺旋，這些螺旋靠靠非螺旋區(qū)非螺旋區(qū)連接。連接。肌紅蛋白結(jié)構(gòu)與功能肌紅蛋白結(jié)構(gòu)與功能 而血紅素輔基處在由而血紅素輔基處在由螺旋螺旋E E、F F形成形成的疏水口袋的疏水口袋中，這種疏

58、水環(huán)境保證中，這種疏水環(huán)境保證了血紅素中心的鐵原子只能和小分了血紅素中心的鐵原子只能和小分子物質(zhì)結(jié)合：如子物質(zhì)結(jié)合：如氧氣氧氣。 這種結(jié)構(gòu)的鐵原子并非只能與氧氣這種結(jié)構(gòu)的鐵原子并非只能與氧氣結(jié)合，除了氧以外，結(jié)合，除了氧以外，COCO、NONO、H2SH2S等也能和血紅素結(jié)合，并且結(jié)等也能和血紅素結(jié)合，并且結(jié)合力比氧高，因此具有毒性。合力比氧高，因此具有毒性。血紅素血紅素血紅素輔基的血紅素輔基的卟啉環(huán)與卟啉環(huán)與亞鐵亞鐵離子離子結(jié)合結(jié)合。Fe2+Fe3+X血紅素結(jié)合部位血紅素結(jié)合部位的兩個的兩個組氨酸組氨酸殘殘基在基在 結(jié)合氧氣功結(jié)合氧氣功能中起關(guān)鍵作用。能中起關(guān)鍵作用。第一個組氨酸殘第一個組氨

59、酸殘基是基是His F8,His F8,稱稱為近端組氨酸為近端組氨酸第二個組氨酸殘第二個組氨酸殘基是基是His E7,His E7,稱稱為遠端組氨酸為遠端組氨酸第五配第五配體體血血紅紅素素在在蛋蛋白白中中的的位位置置Proximal His 近端近端Distal His 遠端遠端Fe-O鍵軸鍵軸2 2* *血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能 四亞基（兩條四亞基（兩條 鏈鏈+ +兩條兩條 鏈）鏈）組成的組成的四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)，亞基三級結(jié)，亞基三級結(jié)構(gòu)與肌紅蛋白類似，每個亞基構(gòu)與肌紅蛋白類似，每個亞基結(jié)合一個結(jié)合一個血紅素血紅素輔基。輔基。 整個蛋白質(zhì)可結(jié)合整個蛋白質(zhì)可結(jié)合4 4分子氧。分子

60、氧。 4 4個亞基間靠鹽鍵連接。個亞基間靠鹽鍵連接。 其中有兩個亞基（其中有兩個亞基（betabeta）之）之間含有間含有1 1分子分子2 2、3 3BPGBPG（二（二磷酸甘油酸磷酸甘油酸。疏水環(huán)境疏水環(huán)境 血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)帶來兩個肌紅蛋白所血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)帶來兩個肌紅蛋白所沒有的結(jié)構(gòu)特點：沒有的結(jié)構(gòu)特點： 1 1 亞基之間的接觸界面亞基之間的接觸界面 2 2 亞基之間的亞基之間的“空穴空穴” 2 2、3 3BPGBPG（二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸。Hemoglobin binds oxygen cooperativelyO2T T 態(tài)態(tài)R R 態(tài)態(tài)O2Hemoglobin binds ox