生物化學(xué)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)課件

1、多肽與蛋白質(zhì)a多肽的分子量足夠大、具有一定空間結(jié)構(gòu)和構(gòu)象時，就成為蛋白質(zhì)。b一級結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)，aa的序列。化學(xué)結(jié)構(gòu)，肽鏈的數(shù)目、端基組成、aa序列、-S-S-的位置、等等（共價結(jié)構(gòu)）。c一級結(jié)構(gòu)，從N端到C端的aa的排列順序。第四節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)（一）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)2．一級結(jié)構(gòu)的測定——序列測定前的準(zhǔn)備工作：樣品的純度>97%相對分子質(zhì)量允許誤差10%——一級結(jié)構(gòu)的測定主要用小片段重疊的原理1蛋白分子中多肽鏈的數(shù)目2拆分蛋白分子中的多肽鏈3測多肽鏈的氨基酸組成4N端和C端的測定5斷裂二硫鍵6多肽鏈的斷裂7測定各肽段的氨基酸順序8確定肽段在多肽鏈中的次序9確定二硫鍵的位置?！抑丿B肽從而推斷整個肽鏈的氨基酸序列——肽段的分離和氨基酸序列測定——二硫鍵位置的確定對角線電泳（二）蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

1．維持蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的主要作用力——化學(xué)鍵

氫鍵離子鍵疏水鍵范德華引力二硫鍵配位鍵X-射線衍射法、核磁共振、光譜法（紅外光譜、紫外差光譜、熒光光譜）、旋光色散法、園二色性、氫同位素交換法等。

維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的次級鍵2．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的研究方法——多肽和蛋白質(zhì)：當(dāng)多肽的分子量大到足夠具有一定的空間結(jié)構(gòu)時就稱為蛋白質(zhì)。3、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次——結(jié)構(gòu)層次：一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)4.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)(1)α-螺旋1950年美國Pauling等人在研究纖維狀蛋白質(zhì)時，提出了α-螺旋，后來發(fā)現(xiàn)在球狀蛋白質(zhì)分子中也存在α-螺旋。0.15nm100o0.5nm——蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈本身的折疊和盤繞方式。氫鍵；穩(wěn)定性：同電荷、Pro、Gly、大R。氫鍵(3)β-轉(zhuǎn)角

(β-turn)

β-轉(zhuǎn)角是指蛋白質(zhì)分子的多肽鏈經(jīng)常出現(xiàn)180o的回折，在回折角上的結(jié)構(gòu)就稱β-轉(zhuǎn)角，也稱發(fā)夾結(jié)構(gòu)，或稱U形轉(zhuǎn)折。由第一個氨基酸殘基的C=O與第四個氨基酸殘基的N—H之間形成氫鍵。(4)無規(guī)卷曲

無規(guī)卷曲：指表面上看沒有規(guī)律性的肽鏈結(jié)構(gòu)，但許多蛋白質(zhì)的功能部位常常埋伏在這里。(5)膠原纖維膠原蛋白中的一種特殊二級結(jié)構(gòu)：甘氨酸、脯氨酸（羥脯氨酸）、其它氨基酸組成的三肽單位重復(fù)單位——左手螺旋——三股螺旋進(jìn)一步形成右旋的超螺旋結(jié)構(gòu)。(6)二級結(jié)構(gòu)舉例

——α-角蛋白——絲蛋白——膠原蛋白5.蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域

（1）超二級結(jié)構(gòu)：是1973年Rossmann提出的，它是指二級結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單位（α-螺旋，β-折疊等）相互聚集，形成有規(guī)律的二級結(jié)構(gòu)的聚集體。已知的超二級結(jié)構(gòu)主要有αα，βαβ，ββ

。6.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：是指在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，多肽鏈再進(jìn)一步折疊盤繞成更復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，三級結(jié)構(gòu)主要靠非共價鍵來維持。1963年kendrew等通過x-射線衍射分析，測得鯨肌紅蛋白空間結(jié)構(gòu)(1)一條多肽鏈折疊盤繞成近球狀構(gòu)象。(2)80%α-螺旋（A…H），其余無規(guī)卷曲，(3)親水基——表面，疏水基團(tuán)——內(nèi)部。(4)血紅素輔基垂直伸出分子表面，通過一個His殘基和分子內(nèi)部相連。7.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

四級結(jié)構(gòu)：是指蛋白質(zhì)的亞基聚合成大分子蛋白質(zhì)的方式亞基：是指一條多肽鏈或以共價鏈連接在一起的幾條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子的最小共價結(jié)構(gòu)單位。英國科學(xué)家Max.Perutz：血紅蛋白（hemoglobin），四個亞基組成，2個α-亞基，2個β-亞基，每個亞基由一條多肽鏈與一個血紅素輔基組成。４個亞基以正四面體的方式排列，彼此之間以非共價鍵相連（主要是離子鍵、氫鍵）

。（一）蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

1．鐮刀狀紅細(xì)胞貧血?。╯ickle-cellanemia）第五節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能HbAβ-鏈：Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys…HbSβ-鏈：Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys…1954年指紋圖譜蛋白質(zhì)和氨基酸：與氨基酸相似，大分子，新性質(zhì)。第六節(jié)蛋白質(zhì)的性質(zhì)（一）膠體性質(zhì)

親水膠體：水化層、電荷；電泳：移動的速度v=E·Zf加酸沉淀蛋白質(zhì)、加中性鹽沉淀蛋白質(zhì)、加有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)、加重金屬鹽沉淀蛋白質(zhì)、加生物堿試劑沉淀蛋白質(zhì)。

（二）沉淀作用

（三）大分子性質(zhì)

凝膠過濾、SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳；沉降作用：沉降系數(shù)，單位離心場中的沉降速度。

1S=10-13秒。1-200S

蛋白質(zhì)分子的可解離基團(tuán);等電點：特征參數(shù)；蛋白質(zhì)等電點的測定——等電聚焦（四）酸堿性質(zhì)和等電點(五)變性作用（denaturation）

1．變性的概念和理論：吳憲；從緊密有序結(jié)構(gòu)→松散無序；2．變性因素：加熱、紫外線、X-射線、超聲波等；酸、堿、有機(jī)溶劑、蛋白變性劑（尿素、鹽酸胍）、重金屬鹽等。

生物活性全部或部分喪失、側(cè)鏈基團(tuán)暴露，可滴定基團(tuán)增加、物理化學(xué)性質(zhì)的改變、生化性質(zhì)的改變、變性的可逆性、凝固作用。（一）前處理——細(xì)胞破碎和抽提破碎：機(jī)械方法，高速組織搗碎器、玻璃勻漿器、研缽中或球磨機(jī)上磨等、還有超聲法、反復(fù)凍融法、自溶等方法。溶劑抽提。（二）粗分級——分離

鹽析（鹽溶）、等點沉淀、有機(jī)溶劑沉淀、吸附、透析超濾。第七節(jié)蛋白質(zhì)的分離、純化和鑒定超濾法是最近幾年發(fā)展起來的一種新技術(shù)，利用分子大小不同，來分離蛋白質(zhì)。（四）鑒定1．純度鑒定常用的方法有電泳法、超離心法等。還有恒溶度法。2．通過分子量確定鑒定（1）SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳——亞基的分子量在電場上移動的速度完全取決于蛋白質(zhì)分子的大小。（2）凝膠過濾法

（3）離心沉降3．等電點的測定4．生物活性的測定第八節(jié)蛋白質(zhì)的分類（一）根據(jù)蛋白質(zhì)分子的形狀：球狀蛋白質(zhì)；纖維狀蛋白質(zhì)（二）根據(jù)組成和溶解度：單純蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)（三）根據(jù)功能

1.活性蛋白質(zhì)（activeprotein）

包括生命活動過程中一切有活性的蛋白質(zhì)以及它們的前體分子，絕大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于活性蛋白質(zhì)：酶、激素蛋白、運輸?shù)鞍祝ㄞD(zhuǎn)運蛋白）、貯存蛋白、運動蛋白、保護(hù)或防御蛋白、受體蛋白、控制生長和分化蛋白、毒蛋白、膜蛋白等。2.非活性蛋白質(zhì)（passiveprotein）

對生物體起支持和保護(hù)作用，主要指硬蛋白包括膠原蛋白、角蛋白、絲蛋白、彈性蛋白等。復(fù)習(xí)參考一、蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)的元素組成特點和基本結(jié)構(gòu)組成單位，氨