生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件

生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使1蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最根本的構(gòu)造物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)根底，它參與了幾乎所有的生命活動過程。Protein蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最根本的構(gòu)造物質(zhì)和2一：蛋白質(zhì)概述二：氨基酸三：肽與肽鍵四：蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造五：蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造與功能關(guān)系六：蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)七：蛋白質(zhì)的分類一：蛋白質(zhì)概述31.蛋白質(zhì)？蛋白質(zhì)：

Pr(Protein)是以氨基酸為組成單位的經(jīng)肽鍵連接而成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物高分子。Protein：

AwordcoinedbyJonsJ.Berzeliusin1838toemphasizetheimportanceofthisclassmolecules.DerivedfromtheGreekwordproteios,whichmeans

“ofthefirstrank.”

一、蛋白質(zhì)概述1.蛋白質(zhì)？蛋白質(zhì)：Protein：一、蛋白質(zhì)概述4“生命是蛋白體的存在方式，這種存在方式本質(zhì)上就在于這些蛋白體的化學(xué)組成局部的不斷地自我更新〞。恩格斯?反杜林論?(1878年)∴蛋白體≈核酸＋Pr〔結(jié)合蛋白質(zhì):核蛋白〕2.蛋白體？“生命是蛋白體的存在方式，這種存在方式本質(zhì)上就5含量多：

濕重：約占體重的17－22%；

干重：約占細(xì)胞干重45%3.為什么說：蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)？種類多：一個大腸桿菌：＞3000種一個真核細(xì)胞：數(shù)千種

人體內(nèi)蛋白質(zhì)：＞

10萬種

生物界：約1百億種含量多：3.為什么說：蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)？種類多：一個6主要表現(xiàn)在：

參與構(gòu)成各種細(xì)胞及組織

參與體內(nèi)的物質(zhì)代謝、細(xì)胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)及生理功能的調(diào)節(jié)控制

特殊功能:催化、運輸、儲存、凝血與纖溶、識別、免疫等等

氧化供能:17.15kJ/g蛋白質(zhì)功能多：主要表現(xiàn)在：功能多：7參與物質(zhì)代謝調(diào)控：蛋白激酶A,蛋白激酶C,磷酸化酶a,鈣調(diào)蛋白,G蛋白,腺苷酸環(huán)化酶等。參與生理功能調(diào)控：多種生長因子，如表皮生長因子等蛋白質(zhì)類激素，如胰島素等。參與基因調(diào)控：組蛋白、非組蛋白、阻遏蛋白、基因激活蛋白等。

調(diào)控功能：參與物質(zhì)代謝調(diào)控：蛋白激酶A,蛋白激酶C,磷酸化酶a,調(diào)控功8

二.蛋白質(zhì)的分子組成元素組成：

1、主要元素：碳、氫、氧、氮和硫，有些蛋白質(zhì)還含有少量磷和金屬元素。碳50％氫7％氧23％氮16%硫0—4％其他微量(磷、鐵、碘、鋅和銅)二.蛋白質(zhì)的分子組成元素組成：1、主要元素：碳、氫、氧、氮92、特點：各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均含氮量為16%。3、定氮法測定蛋白質(zhì)含量：蛋白質(zhì)含量＝6.25×樣品含氮量應(yīng)用：微量凱氏定氮法

2、特點：各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均含氮量為16%。應(yīng)用10凱氏定氮法實驗原理：蛋白質(zhì)是含氮的化合物。食品與濃硫酸和催化劑共同加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，產(chǎn)生的氨與硫酸結(jié)合生成硫酸銨，留在消化液中，然后加堿蒸餾使氨游離，用硼酸吸收后，再用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量來乘以蛋白質(zhì)換算系數(shù)，即得蛋白質(zhì)含量。凱氏定氮法實驗原理：蛋白質(zhì)是含氮的化合物。食品與濃硫酸和催化11微量凱氏定氮裝置1、電爐；2、水蒸氣發(fā)生器（2L平底燒瓶）；3、螺旋夾a；4、小漏斗及棒狀玻璃塞（樣品入口處）；5、反應(yīng)室；6、反應(yīng)室外層；7、橡皮管及螺旋夾b；8、冷凝管；9、蒸餾液接收瓶。微量凱氏定氮裝置12三、蛋白質(zhì)的根本構(gòu)造單位──氨基酸(一)、氨基酸的通式(二)、二十種常見的蛋白質(zhì)氨基酸分類、結(jié)構(gòu)及三字符號(三)、氨基酸的性質(zhì)三、蛋白質(zhì)的根本構(gòu)造單位──氨基酸(一)、氨基酸的通式13蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣可以被酸堿或蛋白酶催化水解，酸或堿能夠?qū)⒍嚯耐耆猓杆庖话闶蔷植克?蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣可以被酸堿或蛋14完全水解得到各種氨基酸的混合物，局部水解通常得到多肽片段。最后得到各種氨基酸的混合物。所以，氨基酸是蛋白質(zhì)的根本構(gòu)造單元。大多數(shù)的蛋白質(zhì)都是由20種氨基酸組成。這20種氨基酸被稱為根本氨基酸。完全水解得到各種氨基酸的混合物，局部水解通常得到多肽片段。最15

1.氨基和羧基的位置:分為α-、β-氨基酸等.2.連接在手性碳原子上各原子或基團在空間分布分為L-氨基酸或D-氨基酸.3.氨基的不同,分為氨基酸和亞氨基酸4.是否有密碼：編碼和非編碼氨基酸分類與依據(jù)：分類與依據(jù)：1620種氨基酸20種氨基酸17生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件18(一)、氨基酸的構(gòu)造氨基酸是蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物，是組成蛋白質(zhì)的基本單位。從蛋白質(zhì)水解物中分離出來的氨基酸有二十種，除脯氨酸外，這些天然氨基酸在結(jié)構(gòu)上的共同特點為：與羧基相鄰的α-碳原子上都有一個氨基，因而稱為α-氨基酸

COOHH2NCHα-碳原子基團RR基團α-氨基酸基本結(jié)構(gòu)通式(一)、氨基酸的構(gòu)造氨基酸是蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物，是組成蛋白19除甘氨酸外，氨基酸均含有一個手性-碳原子，因此都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)除甘氨酸外，氨基酸均含有一個手性-碳原子，因此都具有旋光性20手性碳原子：連接四個不同的原子或基團。手性分子：與自身鏡像不能重疊的分子。旋光度：偏振光旋轉(zhuǎn)的角度α。比旋光度：：旋光度：質(zhì)量濃度(g/ml)：測定時的溫度：光源的波長：盛液管的長度（dm）手性碳原子：連接四個不同的原子或基團。：旋光度：質(zhì)量濃度(g21構(gòu)型和命名法D,L-構(gòu)型表示法：

羥基在碳鏈右邊的為D型，它的對映體為L型。D-甘油醛L-甘油醛凡可以從D-甘油醛通過化學(xué)反應(yīng)而得到的化合物，或可以轉(zhuǎn)變成D-甘油醛的化合物，都具有與D-甘油醛相同的構(gòu)型，即D型。與L-甘油醛的相同構(gòu)型的化合物則是L型。構(gòu)型和命名法D,L-構(gòu)型表示法：D-甘油醛L22除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下構(gòu)造通式。各種氨基酸的區(qū)別在于側(cè)鏈R基的不同。-氨基酸可變部分不變部分Aminoacid除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下構(gòu)造通式。各種氨基酸的區(qū)別23氨基酸的構(gòu)造

甘氨酸

Glycine（1）中性氨基酸1、脂肪族氨基酸氨基酸的構(gòu)造甘氨酸Glyci24氨基酸的構(gòu)造

（1）中性氨基酸甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine氨基酸的構(gòu)造（1）中性氨基酸甘氨酸25氨基酸的構(gòu)造

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine（1）中性氨基酸氨基酸的構(gòu)造甘氨酸Glyci26氨基酸的構(gòu)造

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine

（1）中性氨基酸氨基酸的構(gòu)造甘氨酸Glyci27氨基酸的構(gòu)造

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine

（1）中性氨基酸氨基酸的構(gòu)造甘氨酸Glyci28氨基酸的構(gòu)造

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine甲硫氨酸

Methionine

（2）含硫氨基酸氨基酸的構(gòu)造甘氨酸Glyci29氨基酸的構(gòu)造

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine甲硫氨酸

Methionine半胱氨酸

Cysteine（2）含硫氨基酸氨基酸的構(gòu)造甘氨酸Glyci30生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件31氨基酸的構(gòu)造

絲氨酸

Serine

（3）

含羥基氨基酸氨基酸的構(gòu)造絲氨酸Serine32氨基酸的構(gòu)造

絲氨酸

Serine蘇氨酸

Threonine

（3）含羥基氨基酸氨基酸的構(gòu)造絲氨酸Serine33氨基酸的構(gòu)造

（4）堿性氨基酸精氨酸

Arginine氨基酸的構(gòu)造（4）堿性氨基酸精氨酸A34氨基酸的構(gòu)造

（4）堿性氨基酸精氨酸

Arginine賴氨酸

Lysine氨基酸的構(gòu)造（4）堿性氨基酸精氨酸Ar35氨基酸的構(gòu)造

天冬氨酸

Aspartate酸性氨基酸（5）酸性氨基酸及其酰胺氨基酸的構(gòu)造天冬氨酸Aspartate36氨基酸的構(gòu)造

天冬氨酸Aspartate谷氨酸

Glutamate酸性氨基酸（5）酸性氨基酸及其酰胺氨基酸的構(gòu)造天冬氨酸Aspartate37氨基酸的構(gòu)造

天冬酰胺Asparagine

含酰胺氨基酸（5）酸性氨基酸及其酰胺氨基酸的構(gòu)造天冬酰胺Asparagin38氨基酸的構(gòu)造

天冬酰胺Asparagine谷氨酰胺

Glutamine

含酰胺氨基酸（5）酸性氨基酸及其酰胺氨基酸的構(gòu)造天冬酰胺Asparagin39氨基酸的構(gòu)造

2、芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine氨基酸的構(gòu)造2、芳香族氨基酸苯丙氨酸40氨基酸的構(gòu)造

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine氨基酸的構(gòu)造芳香族氨基酸苯丙氨酸41氨基酸的構(gòu)造

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine色氨酸Trytophan氨基酸的構(gòu)造芳42氨基酸的構(gòu)造

堿性氨基酸組氨酸

Histidine3、雜環(huán)氨基酸氨基酸的構(gòu)造堿43氨基酸的構(gòu)造

脯氨酸

Proline（β-吡咯烷基-α-羧酸）

亞氨基酸組氨酸

Histidine3、雜環(huán)氨基酸氨基酸的構(gòu)造亞44氨基酸的構(gòu)造

芳香族氨基酸組氨酸

Histidine脯氨酸

Proline色氨酸Trytophan3、雜環(huán)氨基酸氨基酸的構(gòu)造芳45甘氨酸（Gly,G）丙氨酸（Ala,A）纈氨酸（Val,V）亮氨酸（Lue,L）異亮氨酸（Ile,I）中性脂肪族氨基酸含羥基或硫脂肪族氨基酸絲氨酸（Ser,S）蘇氨酸（Thr,T）半胱氨酸（Cys,C）甲硫氨酸（Met,M）甘氨酸（Gly,G）丙氨酸（Ala,A）46酸性氨基酸及酰胺天冬氨酸（Asp,D）谷氨酸（Glu,E）天冬酰胺（Asn,N）谷氨酰胺（Gln,Q）酸性氨基酸及酰胺天冬氨酸（Asp,D）谷氨酸47堿性氨基酸

賴氨酸（Lys,K）精氨酸（Arg,R）組氨酸（His,H）雜環(huán)堿性氨基酸

賴氨酸（Lys,K）精氨酸（48芳香族氨基酸

苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸（Tyr,Y）色氨酸（Trp,W）芳香族氨基酸

苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸49雜環(huán)氨基酸

組氨酸（His,H）脯氨酸（Pro,P）雜環(huán)氨基酸

組氨酸（His,H）脯氨酸（50

20種氨基酸的名稱及縮寫代號20種氨基酸的名稱及縮寫代號51幾種重要的不常見氨基酸在少數(shù)蛋白質(zhì)中別離出一些不常見的氨基酸，通常稱為不常見蛋白質(zhì)氨基酸。這些氨基酸都是由相應(yīng)的根本氨基酸衍生而來的。其中重要的有4-羥基脯氨酸、5-羥基賴氨酸、N-甲基賴氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。這些不常見蛋白質(zhì)氨基酸的構(gòu)造如下。幾種重要的不常見氨基酸在少數(shù)蛋白質(zhì)中別離出一些不常見的氨基酸52(二)氨基酸的分類

據(jù)營養(yǎng)學(xué)分類

必需ＡＡ非必需ＡＡ據(jù)R基團化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

脂肪族ＡA（中性、含羥基或硫、酸性、堿性）芳香族ＡA(Phe、Tyr，Trp)雜環(huán)ＡＡ(His、Pro、Trp)據(jù)R基團極性分類極性R基團AA非極性R基團AA（9種）不帶電荷（6種）帶電荷：正電荷（３種）負(fù)電荷（２種）據(jù)氨基、羧基數(shù)分類一氨基一羧基ＡＡ一氨基二羧基ＡＡ(Glu、Asp)二氨基一羧基ＡＡ(Lys、His、Arg)

人的必需氨基酸LysTrpPheValMetLeuIleThr

Arg、His(二)氨基酸的分類

據(jù)營養(yǎng)學(xué)分類必需ＡＡ非必需ＡＡ據(jù)R53蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位：L－－氨基酸

－氨基酸：脯氨酸（亞氨基酸）除外L－氨基酸：甘氨酸（無不對稱C）除外氨基酸結(jié)構(gòu)通式：RCH(NH2)COOH常見氨基酸種類：20種。小結(jié)蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位：L－－氨基酸小結(jié)542、氨基酸分類：按其側(cè)鏈?的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)分類①非極性、疏水氨基酸(非極性R基氨基酸)：Ala,Val,Leu,Ile（支鏈）；Gly（無旋光異構(gòu)）；Met（含硫）；Phe,Trp（芳香族）；Pro（亞氨基）②極性氨基酸(不帶電荷的極性R基氨基酸)：Ser,Thr（含羥基）；Tyr（芳香族）；Cys（含巰基）；Gln,Asn（含酰胺）2、氨基酸分類：按其側(cè)鏈?的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)分類①非極性、疏水55③酸性氨基酸（含有兩個羧基）：Glu（含γ羧基）、Asp（含β羧基）④堿性氨基酸（含有兩個以上氨基）：Arg（胍基）、His（咪唑基）、Lys（ε氨基）含硫氨基酸：Met、Cys芳香族氨基酸：Phe、Tyr、Trp③酸性氨基酸（含有兩個羧基）：含硫氨基酸：Met、Cys56據(jù)R基團化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

脂肪族ＡA（中性、含羥基或巰基、酸性、堿性）芳香族ＡA(Phe、Tyr，Trp)雜環(huán)ＡＡ(His、Pro、Trp)據(jù)R基團極性分類極性R基團AA非極性R基團AA（9種）不帶電荷（6種）帶電荷：正電荷（３種）負(fù)電荷（２種）據(jù)R基團化學(xué)結(jié)構(gòu)分類脂肪族ＡA（中性、含羥57(三)氨基酸的性質(zhì)

1一般物理性質(zhì)2兩性解離和等電點3重要化學(xué)反應(yīng)

與2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反應(yīng)（sanger反應(yīng)）:用于蛋白質(zhì)N-端測定.

與異硫氰酸苯酯（PITC）的反應(yīng)（Edman反應(yīng)）：用于蛋白N-端測定，蛋白質(zhì)順序測定儀設(shè)計原理的依據(jù)。

與茚三酮反應(yīng):用于氨基酸定量定性測定

與甲醛反應(yīng)：測定蛋白質(zhì)的水解速度(三)氨基酸的性質(zhì)

1一般物理性質(zhì)58

1.一般物理性質(zhì)

常見氨基酸均為無色結(jié)晶,其形狀因構(gòu)型而異溶解性：各種氨基酸在水中的溶解度差別很大，并能溶解于稀酸或稀堿中，但不能溶解于有機溶劑。通常酒精能把氨基酸從其溶液中沉淀析出。(2)熔點：氨基酸的熔點極高，一般在200℃以上。(3)味感：其味隨不同氨基酸有所不同，有的無味、有的為甜、有的味苦，谷氨酸的單鈉鹽有鮮味，是味精的主要成分。旋光性：除甘氨酸外，氨基酸都具有旋光性，能使偏振光平面向左或向右旋轉(zhuǎn)，左旋者通常用（-）表示，右旋者用（+）表示。(5)光吸收：構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但在遠(yuǎn)紫外區(qū)(<220nm)均有光吸收。在近紫外區(qū)(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。1.一般物理性質(zhì)溶解性：各種氨基酸在水中的溶解度差別很大，590240250260270280290300310光密度TrpTyrPhe氨基酸的紫外吸收

芳香族氨基酸的紫外吸收大多數(shù)蛋白質(zhì)均含有Tyr、Trp和Phe殘基，因其結(jié)構(gòu)上含有共軛雙鍵苯環(huán)，在280nm處有最大吸收峰。利用紫外分光光度法，可測定蛋白質(zhì)含量。0240250260270280290300310光密度Tr602氨基酸的解離性質(zhì)和等電點氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。在不同的pH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。PH1710凈電荷+10-1正離子兩性離子負(fù)離子

等電點PI2氨基酸的解離性質(zhì)和等電點氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并61氨基酸的等電點〔isoelectricpoint,pI〕

當(dāng)溶液濃度為某一pH值時，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為0。這一pH值即為氨基酸的等電點，簡稱pI。在等電點時，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。

帶電狀態(tài)判定

pH>pI…………….帶負(fù)電pH＝pI…………….不帶電pH<pI…………….帶正電

氨基酸的等電點〔isoelectricpoint,pI〕62等電點計算①側(cè)鏈不含離解基團的中性氨基酸，其等電點是它的pK1和pK2的算術(shù)平均值：pI=?(pK1+pK2)同樣，對于側(cè)鏈含有可解離基團的氨基酸，其pI值也決定于兩性離子兩邊的pK值的算術(shù)平均值。②酸性氨基酸(Glu、Asp)及Cys：pI=?(pK1+pK2)③堿性氨基酸(賴、精、組)：pI=?(pK2+pK3)等電點計算633,氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1(1)與茚三酮反應(yīng)-氨基和羧基共同參與的反應(yīng)茚三酮水合茚三酮3,氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1(1)與茚三酮反應(yīng)-氨基和羧基共同參64

氨基酸與水合茚三酮共熱，發(fā)生氧化脫氨反應(yīng)，生成NH3與酮酸。加熱過程中酮酸裂解，放出CO2，自身變?yōu)樯僖粋€碳的醛。水合茚三酮變?yōu)檫€原型茚三酮。NH3與水合茚三酮及還原型茚三酮脫水縮合，生成藍(lán)紫色化合物?！铩铩锇被崤c水合茚三酮共熱，發(fā)生氧化脫氨反應(yīng)，生成NH365水合茚三酮在弱酸中與α-氨基酸共熱，引起氨基酸的氧化脫氨，脫羧反響，變成醛,最后，水合茚三酮與反響產(chǎn)物——氨和復(fù)原茚三酮反響，生成藍(lán)紫色物質(zhì)。〔λmax=570nm〕

水合茚三酮在弱酸中與α-氨基酸共熱，引起氨基酸的氧化脫氨，脫66茚三酮反應(yīng)--顯色反應(yīng)例外：Pro黃色茚三酮反應(yīng)--顯色反應(yīng)例外：Pro黃色67

反響特點A.為α-NH2的反響B(tài).在常溫，中性條件，甲醛與α-NH2很快反響，生成羥甲基衍生物，釋放氫離子。應(yīng)用：氨基酸定量分析—甲醛滴定法〔間接滴定〕A.與甲醛反響，NaOH滴定,終點在9左右，可用酚酞作指示劑。B.釋放一個氫離子，相當(dāng)于一個游離氨基〔摩爾比1：1〕C.簡單快速，一般用于測定蛋白質(zhì)的水解速度。(2)與甲醛反應(yīng)反響特點(2)與甲醛反應(yīng)683.與2,4一二硝基氟苯(DNFB)反響

〔sanger反響〕DNFB（dinitrofiuorobenzene）DNP-AA(黃色)++HF弱堿中氨基酸3.與2,4一二硝基氟苯(DNFB)反響

〔sanger反69

反響特點A.為α-NH2的反響B(tài).氨基酸α-NH2的一個H原子可被烴基取代(鹵代烴)C.在弱堿性條件下，與DNFB發(fā)生芳環(huán)取代，生成二硝基苯氨基酸應(yīng)用：鑒定多肽或蛋白質(zhì)的N-末端氨基酸

反響特點70★首先由Sanger應(yīng)用，確定了胰島素的一級構(gòu)造A.肽分子與DNFB反響，得DNP-肽B.酸水解DNP-肽，得DNP-N端氨基酸及其他游離氨基酸C.別離DNP-氨基酸D.層析法定性DNP-氨基酸，得出N端氨基酸的種類、數(shù)目★首先由Sanger應(yīng)用，確定了胰島素的一級構(gòu)造714.與異硫氰酸苯酯〔PITC〕的反響

〔Edman反響〕PITC（phenylisothiocyanate）+苯硫乙內(nèi)酰脲衍生物(PTH-AA)

（phenylisothiohydantion-AA）弱堿中(400C)(硝基甲烷400C)H+PTC-AA4.與異硫氰酸苯酯〔PITC〕的反響

〔Edman反響〕PI72Edman（異硫氰酸苯酯法）氨基酸順序分析法實際上也是一種N-端分析法。此法的特點是能夠不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈N-端氨基酸殘基逐一進行標(biāo)記和解離。由Edman于1950年首先提出為α-NH2的反應(yīng)用于N末端分析，又稱Edman降解法PITC反應(yīng)Edman（異硫氰酸苯酯法）氨基酸順序分析法實際上也是一種73

肽鏈〔N端氨基酸〕與PITC反響，生成PTC-肽環(huán)化斷裂：最靠近PTC基的肽鍵斷裂，生成PTC-氨基酸和少一殘基的肽鏈，同時PTC-氨基酸環(huán)化生成PTH-氨基酸別離PTH-氨基酸層析法鑒定用Edman降解法提供逐次減少一個殘基的肽鏈靈敏度提高，能連續(xù)測定。多肽順序自動分析儀樣品最低用量可在5pmol肽鏈〔N端氨基酸〕與PITC反響，生成PTC-肽74生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件75Edman降解法的改進方法DNS-Edman降解法用DNS(二甲氨基萘磺酰氯)測定N端氨基酸原理DNFB法一樣但水解后的DNS-氨基酸不需別離，可直接用電泳或?qū)游龇ㄨb定由于DNS有強烈熒光，靈敏度比DNFB法高100倍，比Edman法高幾到十幾倍可用于微量氨基酸的定量Edman降解法的改進方法DNS-Edman降解法76

（5）與熒光胺的反應(yīng)

α-NH2的反應(yīng)氨基酸定量（6）與5,5’-雙硫基-雙(2-硝基苯甲酸)反應(yīng)-SH的反應(yīng)測定細(xì)胞游離-SH的含量（7）其他反應(yīng)成鹽、成酯、成肽、脫羧反應(yīng)（5）與熒光胺的反應(yīng)（6）與5,5’-雙硫基-雙(2-77氨基酸的性質(zhì)

兩性解離和等電點重要化學(xué)反應(yīng)

與2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反應(yīng)（sanger反應(yīng)）:用于蛋白質(zhì)N-端測定.

與異硫氰酸苯酯（PITC）的反應(yīng)（Edman反應(yīng)）：用于蛋白N-端測定，蛋白質(zhì)順序測定儀設(shè)計原理的依據(jù)。

與茚三酮反應(yīng):用于氨基酸定量定性測定

與甲醛反應(yīng)：測定蛋白質(zhì)的水解速度氨基酸的性質(zhì)

兩性解離和等電點78氨基酸的應(yīng)用1，醫(yī)藥工業(yè)

氨基酸輸液

必需氨基酸：蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸半必需氨基酸：精氨酸、組氨酸是幼兒所必需的。氨基酸的應(yīng)用1，醫(yī)藥工業(yè)79治療藥劑1，精氨酸：對治療高氨血癥、肝機能障礙等疾病頗有效果；2，天冬氨酸：鉀鎂鹽可用于恢復(fù)疲勞；治療低鉀癥心臟病、肝病、糖尿病等。3，半胱氨酸：能促進毛發(fā)的生長，可用于治療禿發(fā)癥；甲酯鹽酸鹽可用于治療支氣管炎等；組氨酸：可擴張血管，降低血壓，用于心絞痛，心功能不全等疾病的治療。治療藥劑1，精氨酸：對治療高氨血癥、肝機能障礙等疾病頗有效果802，化學(xué)工業(yè)維生素B6:可采用丙氨酸或天冬氨酸為原料合成。葉酸：需要用谷氨酸為原料合成。氨基酸外表活性劑：酰基谷氨酸鈉、十六烷基-L-賴氨酰-L-賴氨酸甲酯二鹽酸、月桂酰-L-精氨酸乙酯鹽酸等具有較強的抗菌殺菌活性，且無刺激性。聚合氨基酸：聚谷氨酸甲酯可用于作為合成皮革的外表處理劑；聚天冬氨酸或聚谷氨酸的二烷基酯與磷酸高級烷基酯結(jié)合得到化合物可作為可塑劑，穩(wěn)定劑等。2，化學(xué)工業(yè)維生素B6:可采用丙氨酸或天冬氨酸為原料合成。813，食品工業(yè)營養(yǎng)強化劑；谷氨酸鈉－味精；天冬氨酸鈉：可用于清涼飲料，能增加清涼感并使香味濃厚爽口；天冬氨酰苯丙氨酸甲酯：－甜味素APM3，食品工業(yè)824，農(nóng)業(yè)殺蟲劑：刀豆氨酸、5-羥色氨酸可使南方毛蟲拒食而死；半胱氨酸可殺死黃瓜蠅；甘氨酸乙酯衍生的二硫代磷酸鹽具有較強的殺蚜蟲和殺螨效果；殺菌劑：N-月桂酰纈氨酸可作為治療稻瘟病；-1，4環(huán)己二烯丙氨酸能抑制黑穗病毒、稻瘟病等；除草劑：如N-3,4二氮丙氨酸，硫代氨基酸酯等；4，農(nóng)業(yè)殺蟲劑：刀豆氨酸、5-羥色氨酸可使南方毛蟲拒食而死；835，化裝品工業(yè)氨基酸能調(diào)節(jié)皮膚pH的變動，對細(xì)菌的防護作用，也可作為皮膚、毛發(fā)的營養(yǎng)成分，增加皮膚、毛發(fā)的光澤。防止皮膚枯燥的自然保濕因子的主要成分是甘氨酸、羥基丁氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、絲氨酸等游離氨基酸。在化裝品中添加天冬氨酸或其衍生物以及一些維生素，可防止皮膚老化。5，化裝品工業(yè)氨基酸能調(diào)節(jié)皮膚pH的變動，對細(xì)菌的防護作用，84四多肽1、連接方式：肽鍵肽鍵(peptidebond)：一個氨基酸的羧基與另一氨基酸的氨基脫水而成的酰胺鍵稱為肽鍵。（…CONH…）肽平面(peptideunit)：由肽鍵中的四個原子和與之相鄰的兩個碳原子共同構(gòu)成的剛性平面。（CαCONHCα）四多肽1、連接方式：肽鍵85生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件862、肽分類、命名2、肽分類、命名87

肽的命名：按參與的AA殘基：N端起××?！痢刘！痢了岚雌涔δ埽喝?催產(chǎn)素（9肽）、抗利尿激素（9肽）按其來源：胰島素；環(huán)狀短桿菌肽按來源加功能：胰高血糖素（23肽）書寫方式三字母縮寫：HAla?cys?val?OH一字母縮寫：HA?C?V?OH中文第一個字：H丙?半?纈?OH完全方式：如：牛催產(chǎn)素肽的命名：按參與的AA殘基：N端起××?！痢刘！?8+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵89生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件90四肽的構(gòu)造四肽的構(gòu)造91生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件923、生物活性肽：谷胱甘肽神經(jīng)肽：腦啡肽、內(nèi)啡肽、強啡肽、P物質(zhì)、Y肽肽類激素：催產(chǎn)素、加壓素等其他：生長因子；短桿菌S；甜味肽等3、生物活性肽：93生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件94谷胱甘肽〔GSH〕全稱：γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。其巰基可氧化、復(fù)原，故有復(fù)原型〔GSH〕與氧化型〔GSSG〕兩種存在形式。γ-羧基肽鍵肽鍵谷胱甘肽〔GSH〕全稱：γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。γ-95谷胱甘肽在體內(nèi)參與氧化還原過程，作為某些氧化還原酶的輔因子，或保護巰基酶，或防止過氧化物積累。谷胱甘肽在體內(nèi)參與氧化還原過程，作為某些氧化還原酶的輔因子，96抗菌肽

L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-ValL-OrnL-OrnL-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leu

短桿菌肽S(環(huán)十肽)細(xì)菌分泌的多肽，含有D-Phe和鳥氨酸〔Ornithine,縮寫為Orn〕?？咕?/p>

97合成部位：下丘腦化學(xué)本質(zhì)：三肽（見下頁圖）生理功能：

a.促進腺垂體分泌促甲狀腺素，后者促進甲狀腺細(xì)胞增生、合成并分泌甲狀腺激素b.可促進生乳素、催產(chǎn)素和降壓素的分泌c.可影響大腦的機能，如抗抑郁、改變睡眠覺醒和行為促甲狀腺素釋放激素(TRH)合成部位：下丘腦促甲狀腺素釋放激素(TRH)98生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件99α-促黑素(α-MSH）分泌：腺垂體

本質(zhì)：13肽生理功能：

能促進皮膚黑色素的合成在兩棲類和某些魚類還可使黑色素細(xì)胞內(nèi)聚集的黑色素分散布滿細(xì)胞及其突起，使皮膚變深。α-促黑素(α-MSH）分泌：腺垂體生理功能：100生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件101

102

神經(jīng)肽：在神經(jīng)傳導(dǎo)過程中起信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用的肽類。

腦啡肽、-內(nèi)啡肽、強啡肽、孤啡肽神經(jīng)肽Met-腦啡肽

+H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO-

Leu-腦啡肽

＋H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO-

神經(jīng)肽Met-腦啡肽103氨基酸的等電點〔isoelectricpoint,pI〕

當(dāng)溶液濃度為某一pH值時，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為0。這一pH值即為氨基酸的等電點，簡稱pI。在等電點時，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。

帶電狀態(tài)判定

pH>pI…………….帶負(fù)電pH＝pI…………….不帶電pH<pI…………….帶正電

氨基酸的等電點〔isoelectricpoint,pI〕104等電點計算①側(cè)鏈不含離解基團的中性氨基酸，其等電點是它的pK1和pK2的算術(shù)平均值：pI=?(pK1+pK2)同樣，對于側(cè)鏈含有可解離基團的氨基酸，其pI值也決定于兩性離子兩邊的pK值的算術(shù)平均值。②酸性氨基酸(Glu、Asp)及Cys：pI=?(pK1+pK2)③堿性氨基酸(賴、精、組)：pI=?(pK2+pK3)等電點計算105氨基酸的性質(zhì)

重要化學(xué)反應(yīng)

與2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反應(yīng)（sanger反應(yīng)）:用于蛋白質(zhì)N-端測定.

與異硫氰酸苯酯（PITC）的反應(yīng)（Edman反應(yīng)）：用于蛋白N-端測定，蛋白質(zhì)順序測定儀設(shè)計原理的依據(jù)。

與茚三酮反應(yīng):用于氨基酸定量定性測定

與甲醛反應(yīng)：測定蛋白質(zhì)的水解速度氨基酸的性質(zhì)

106五、蛋白質(zhì)的構(gòu)造蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽(polypeptide)鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。蛋白質(zhì)與多肽并無嚴(yán)格的界限，通常是將分子量在6000道爾頓以上的多肽稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大,從大約6000到1000000道爾頓甚至更大。五、蛋白質(zhì)的構(gòu)造蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽(polypept107示例示例108蝦紅素蝦紅素109木瓜蛋白酶組織蛋白酶木瓜蛋白酶組織蛋白酶110蛋白質(zhì)構(gòu)造

的主要層次一級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)primarystructuresecondarystructureTertiarystructurequaternarystructure超二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域

supersecondarystructureStructuredomain蛋白質(zhì)構(gòu)造

的主要層次一級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)pri111生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件112〔一〕、蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造(Primarystructure)包括組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目.多肽鏈的氨基酸順序，以及多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的根底。〔一〕、蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造(Primarys113一級結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物信息：20n………….多樣一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)及生物活性的基礎(chǔ)…..特異一級結(jié)構(gòu)的連接鍵：肽鍵（主要）、二硫鍵一級結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物信息：20n………….多樣114在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序通常在多肽鏈的一端含有一個游離的-氨基，稱為氨基端或N-端；在另一端含有一個游離的-羧基，稱為羧基端或C-端。氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開場，以C-端氨基酸殘基為終點的排列順序。如上述五肽可表示為：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基115生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件116生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件117肽鍵、肽氨基酸殘基蛋白質(zhì)一級構(gòu)造一級構(gòu)造的連接鍵肽鍵、肽118蛋白質(zhì)一級構(gòu)造的測定蛋白質(zhì)氨基酸順序的測定是蛋白質(zhì)化學(xué)研究的根底。自從1953年F.Sanger測定了胰島素的一級構(gòu)造以來，現(xiàn)在已經(jīng)有上千種不同蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造被測定。蛋白質(zhì)一級構(gòu)造的測定蛋白質(zhì)氨基酸順序的測定是蛋白質(zhì)化學(xué)研究的119一級結(jié)構(gòu)測定

基本戰(zhàn)略：片段重疊法＋氨基酸順序直測法一級結(jié)構(gòu)測定

基本戰(zhàn)略：片段重疊法＋氨基酸順序直測法120將肽段順序進行疊聯(lián)以確定完整的順序

將肽段分離并測出順序?qū)Ｒ恍粤呀饽┒税被釡y定二硫鍵拆開純蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)順序測定根本方法路線

將肽段順序進行疊聯(lián)以確定完整的順序?qū)㈦亩畏蛛x并測121測定步驟(1)，多肽鏈的拆分，測定多肽鏈數(shù)目。由多條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子，必須先進展拆分。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定測定步驟(1)，多肽鏈的拆分，測定多肽鏈數(shù)目。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)122測定步驟多肽鏈的拆分。幾條多肽鏈借助非共價鍵連接在一起，稱為寡聚蛋白質(zhì)，如，血紅蛋白為四聚體，烯醇化酶為二聚體；可用8mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍處理，即可分開多肽鏈(亞基).蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定測定步驟多肽鏈的拆分。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定123測定步驟測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目。通過測定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋白質(zhì)分子量之間的關(guān)系，即可確定多肽鏈的數(shù)目。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定測定步驟測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定124測定步驟(2)，二硫鍵的斷裂幾條多肽鏈通過二硫鍵交聯(lián)在一起?？稍?mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍存在下，用過量的-巰基乙醇處理，使二硫鍵復(fù)原為巰基，然后用烷基化試劑保護生成的巰基，以防止它重新被氧化。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定測定步驟(2)，二硫鍵的斷裂蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定125胰島素

-巰基乙醇碘乙酸二硫鍵的斷裂胰島素-巰基乙醇碘乙酸二硫鍵的斷裂126(3)測定每條多肽鏈的氨基酸組成，并計算出氨基酸成分的分子比；蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定(3)測定每條多肽鏈的氨基酸組成，并計算出氨基酸成分的分子比127測定步驟(4)分析多肽鏈的N-末端和C-末端蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定測定步驟(4)分析多肽鏈的N-末端和C-末端蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的128多肽鏈端基氨基酸分為兩類：N-端氨基酸(amino-terminal)和C-端氨基酸。在肽鏈氨基酸順序分析中，最重要的是N-端氨基酸分析法。末端基氨基酸測定多肽鏈端基氨基酸分為兩類：N-端氨基酸(amino-term129多肽N、C-末端氨基酸的測定

N端Sanger法（二硝基氟苯反應(yīng)）

DNS法（丹磺酰氯反應(yīng)）Edman法（異硫氰酸苯脂反應(yīng)）氨肽酶法C端肼解法還原法羧肽酶法多肽N、C-末端氨基酸的測定

N端Sanger法（130Sanger法。2,4-二硝基氟苯在堿性條件下，能夠與肽鏈N-端的游離氨基作用，生成二硝基苯衍生物〔DNP〕。在酸性條件下水解，得到黃色DNP-氨基酸。該產(chǎn)物能夠用乙醚抽提別離。不同的DNP-氨基酸可以用色譜法進展鑒定。末端基氨基酸測定二硝基氟苯（DNFB）法Sanger法。2,4-二硝基氟苯在堿性條件下，能夠與肽鏈N131在堿性條件下，丹磺酰氯〔二甲氨基萘磺酰氯〕可以與N-端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸。此法的優(yōu)點是丹磺酰-氨基酸有很強的熒光性質(zhì)，檢測靈敏度可以到達110-9mol。末端基氨基酸測定丹磺酰氯法在堿性條件下，丹磺酰氯〔二甲氨基萘磺酰氯〕可以與N-端氨基酸132氨肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的N-端逐個的向里水解。最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶，水解以亮氨酸殘基為N-末端的肽鍵速度最大。末端基氨基酸測定

氨肽酶法氨肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的N-端逐個的向里水解。133羧肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的C-端逐個的水解。根據(jù)不同的反響時間測出酶水解所釋放出的氨基酸種類和數(shù)量，從而知道蛋白質(zhì)的C-末端殘基順序。目前常用的羧肽酶有四種：A,B,C和Y；A和B來自胰臟；C來自柑桔葉；Y來自面包酵母。羧肽酶A能水解除Pro,Arg和Lys以外的所有C-末端氨基酸殘基；B只能水解Arg和Lys為C-末端殘基的肽鍵。末端基氨基酸測定羧肽酶法羧肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的C-端逐個的水解。根據(jù)134測定步驟(5)多肽鏈斷裂成多個肽段，可采用兩種或多種不同的斷裂方法將多肽樣品斷裂成兩套或多套肽段或肽碎片，并將其別離開來。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定測定步驟(5)多肽鏈斷裂成多個肽段，可采用兩種或多種不同的斷135多肽鏈的局部裂解

酶解法：如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶化學(xué)法：如溴化氰法

羥胺法多肽鏈的局部裂解

酶解法：如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶136消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg1372，測定步驟(6)測定每個肽段的氨基酸順序。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定2，測定步驟(6)測定每個肽段的氨基酸順序。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的138Edman〔異硫氰酸苯酯法〕氨基酸順序分析法實際上也是一種N-端分析法。此法的特點是能夠不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈N-端氨基酸殘基逐一進展標(biāo)記和解離。Edman氨基酸順序分析法Edman〔異硫氰酸苯酯法〕氨基酸順序分析法實際上也是一種N139一般測定步驟(7)確定肽段在多肽鏈中的次序。利用兩套或多套肽段的氨基酸順序彼此間的交織重疊，拼湊出整條多肽鏈的氨基酸順序。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定一般測定步驟(7)確定肽段在多肽鏈中的次序。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的140片段重疊法確定肽段在多肽鏈中順序示意

所得資料：

氨基末端殘基H羧基末端殘基S第一套肽段第二套肽段

OUS

SEO

PS

WTOU

EOVE

VERL

RLA

APS

HOWT

HO片段重疊法確定肽段在多肽鏈中順序示意

所得資料：141借助重疊肽確定肽段次序：

末端殘基HS末端肽段HOWT

APS第一套肽段HOWT

OUS

EOVE

RLA

PS第二套肽段HO

WTOU

SEO

VERL

APS

推斷全順序HOWTOUSEOVERLAPS借助重疊肽確定肽段次序：

末端殘基H142一般測定步驟(8)確定原多肽鏈中二硫鍵的位置蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定一般測定步驟(8)確定原多肽鏈中二硫鍵的位置蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的143蛋白質(zhì)測序的一般步驟

〔1〕拆分蛋白質(zhì)分子中的多肽鏈，測定多肽鏈數(shù)目。

〔2〕測定多肽鏈的氨基酸組成。

〔3〕斷裂鏈內(nèi)二硫鍵。

〔4〕分析多肽鏈的N末端和C末端。

〔5〕多肽鏈局部裂解成肽段。

〔6〕測定各個肽段的氨基酸順序

〔7〕確定肽段在多肽鏈中的順序。

〔8〕確定多肽鏈中二硫鍵的位置。

蛋白質(zhì)測序的一般步驟〔1〕拆分蛋白質(zhì)分子中的多肽鏈，測定144蛋白質(zhì)（純）

測定分子量，估計AA殘基數(shù)（除120）氨基酸自動分析儀測定AA數(shù)量、種類和比例肽鏈拆開次級鍵：用8mol/L脲或6mol/L鹽酸胍二硫鍵：過甲酸；巰基乙醇；1，4－二硫代蘇糖醇肽鏈末端分析N端：二硝基氟苯;丹磺酰氯法C端：肼解法；羧肽酶法肽鏈選擇性裂解化學(xué)法：溴化氰裂解；羥胺法酶解法：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、木瓜蛋白酶等肽段分離凝膠過濾離子交換層析氨基酸順序分析：Edman法（異硫氰酸苯降解法）；酶解法多肽鏈中氨基酸序列分析的主要步驟蛋白質(zhì)（純）測定分子量，估計AA殘基數(shù)（除120）氨基酸145生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件146〔二〕蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造蛋白質(zhì)的構(gòu)象〔conformation〕：指蛋白質(zhì)分子中所有原子的三維空間排列分布和肽鏈的走向。〔二〕蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造蛋白質(zhì)的構(gòu)象〔conformation147肽鍵肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共軛作用。組成肽鍵的原子處于同一平面。肽鍵肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共軛作用。148肽鍵肽鍵中的C-N鍵具有局部雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。在大多數(shù)情況下，以反式構(gòu)造存在。肽鍵肽鍵中的C-N鍵具有局部雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。149酰胺平面與α-碳原子的二面角〔φ和ψ〕

二面角

兩相鄰酰胺平面之間，能以共同的Cα為定點而旋轉(zhuǎn)，繞Cα-N鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱φ角，繞C-Cα鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱ψ角。φ和ψ稱作二面角，亦稱構(gòu)象角。酰胺平面與α-碳原子的二面角〔φ和ψ〕

150完全伸展的多肽主鏈構(gòu)象α-碳原子酰胺平面Φ=1800，ψ=1800Φ=00，ψ=00的多肽主鏈構(gòu)象酰胺平面Φ=00，ψ=00側(cè)鏈非鍵合原子接觸半徑完全伸展的多肽主鏈構(gòu)象α-碳原子酰胺平面Φ=1800，ψ=1151蛋白質(zhì)的二級(Secondary)構(gòu)造是指肽鏈主鏈的折疊及盤繞方式。它只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。主要有-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角。1．蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(Secondary)構(gòu)造是指肽鏈主鏈的折疊及盤152〔1〕-螺旋

-helix在-螺旋中肽平面的鍵長和鍵角一定；肽鍵的原子排列呈反式構(gòu)型；相鄰的肽平面構(gòu)成兩面角；〔1〕-螺旋

-helix在-螺旋中肽平面的鍵長和鍵153

①主鏈骨架圍繞中心軸盤繞形成右手螺旋；②螺旋每上升一圈是3.6個氨基酸殘基，螺距為0.54nm,兩個氨基酸之間的距離為0.15nm;③相鄰螺旋圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵,氫鍵的取向幾乎與軸平行，第一個氨基酸殘基的-NH基與前面第四個氨基酸殘基的-CO基形成氫鍵。氨基酸殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)?！?〕-螺旋〔1〕-螺旋154-螺旋-螺旋155生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件156影響α-螺旋形成的因素主要是：①存在側(cè)鏈基團較大的氨基酸殘基；②連續(xù)存在帶一樣電荷的氨基酸殘基；③存在脯氨酸殘基。

影響α-螺旋形成的因素主要是：157〔2〕-折疊其構(gòu)造特征為：①假設(shè)干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片；②所有肽鍵的C=O和N—H形成鏈間氫鍵；③側(cè)鏈基團分別交替位于片層的上、下方。

-pleatedsheet〔2〕-折疊其構(gòu)造特征為：-pleatedsheet158-折疊構(gòu)造的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；也可以在同一肽鏈的不同局部之間形成。幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。-折疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈的N-端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。-折疊-折疊構(gòu)造的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；也可以在同一肽159卷發(fā)(燙發(fā))的生物化學(xué)根底永久性卷發(fā)(燙發(fā))是一項生物化學(xué)工程(biochemicalengineering),—角蛋白在濕熱條件下可以伸展轉(zhuǎn)變?yōu)椤獦?gòu)象，但在冷卻枯燥時又可自發(fā)地恢復(fù)原狀。這是因為—角蛋白的側(cè)鏈R基一般都比較大，不適于處在—構(gòu)象狀態(tài)，此外—角蛋白中的螺旋多肽鏈間有著很多的二硫鍵交聯(lián)，這些交聯(lián)鍵也是當(dāng)外力解除后使肽鏈恢復(fù)原狀(—螺旋構(gòu)象)的重要力量。這就是卷發(fā)行業(yè)的生化根底。卷發(fā)(燙發(fā))的生物化學(xué)根底永久性卷發(fā)(燙發(fā))是一項生物化學(xué)工160〔3〕-轉(zhuǎn)角

-turn多肽鏈180°回折局部，通常由四個氨基酸殘基構(gòu)成，借1、4殘基之間形成氫鍵維系。

這類構(gòu)造主要存在于球狀蛋白分子中。肽鏈主鏈出現(xiàn)的180°回折部分稱β-轉(zhuǎn)角?！?〕-轉(zhuǎn)角

-turn多肽鏈180°回折局部，通常由161〔4〕無

規(guī)

那么

卷

曲無規(guī)則卷曲細(xì)胞色素C的二級結(jié)構(gòu)〔4〕無

規(guī)

那么

卷

曲無規(guī)則卷曲細(xì)胞色素C的二級結(jié)構(gòu)1622、超二級結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域超二級結(jié)構(gòu)(supersecondarystructure)（1）在蛋白質(zhì)分子中，由若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)單元組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的、在空間上能辨認(rèn)的二級結(jié)構(gòu)組合體。（2）類型：αα、ββ、αβα、鋅指結(jié)構(gòu)、亮氨酸拉鏈★超二級結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)層次上高于二級結(jié)構(gòu)，但沒有聚集成具有功能的結(jié)構(gòu)域．2、超二級結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域超二級結(jié)構(gòu)(superseconda163超二級構(gòu)造類型βββααβ×β12345

52341

Β-鏈βαββ-迂回回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)β-迂回超二級構(gòu)造類型βββααβ×β12164螺旋區(qū)-回折-螺旋識別特定的DNA堿基序列

COOHNH2識別螺旋螺旋區(qū)-回折-螺旋識別特定的DNA堿基序列C165鋅指〔ZineFinger〕基元Zn2+PheHisHisArgCysCysLeu鋅指基元中Cys和His殘基構(gòu)成結(jié)合鋅的位點鋅指與DNA的作用DNA鋅指鋅指〔ZineFinger〕基元Zn2+PheHisHis166EF手圖象(鈣調(diào)蛋白的鈣結(jié)合位點的螺旋區(qū)-泡區(qū)-螺旋區(qū)構(gòu)造)Ca2+EhelixFhelixEFEF手圖象(鈣調(diào)蛋白的鈣結(jié)合位點的螺旋區(qū)-泡區(qū)-螺旋區(qū)構(gòu)造)167

①主鏈骨架圍繞中心軸盤繞形成右手螺旋；②螺旋每上升一圈是3.6個氨基酸殘基，螺距為0.54nm,兩個氨基酸之間的距離為0.15nm;③相鄰螺旋圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵,氫鍵的取向幾乎與軸平行，第一個氨基酸殘基的-NH基與前面第四個氨基酸殘基的-CO基形成氫鍵。氨基酸殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)?！?〕-螺旋〔1〕-螺旋168〔2〕-折疊其構(gòu)造特征為：①假設(shè)干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片；②所有肽鍵的C=O和N—H形成鏈間氫鍵；③側(cè)鏈基團分別交替位于片層的上、下方。

-pleatedsheet〔2〕-折疊其構(gòu)造特征為：-pleatedsheet169構(gòu)造域(structuredomain)

結(jié)構(gòu)域:在二級結(jié)構(gòu)及超二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成三級結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)，是相對獨立的緊密球狀實體。多肽鏈折疊的最后一步是結(jié)構(gòu)域間的締合。

現(xiàn)在,結(jié)構(gòu)域的概念有三種不同而又相互聯(lián)系的涵義:即獨立的結(jié)構(gòu)單位、獨立的功能單位和獨立的折疊單位。構(gòu)造域(structuredomain)

170

類型：

α-螺旋域；β-折疊域；α+β域；α/β域；無規(guī)則卷曲+β-回折域；無規(guī)則卷曲+α-螺旋結(jié)構(gòu)域

結(jié)構(gòu)域運動：結(jié)構(gòu)域本身都是緊密裝配的，結(jié)構(gòu)域之間通過松散的肽鍵形成牢固而又柔韌的連接，為域間較大幅度的相對運動提供了可能，這種結(jié)構(gòu)調(diào)整與其整體功能的行使密切相關(guān)。類型：α-螺旋域；β-折疊域171α/β構(gòu)造域

丙酮酸激酶結(jié)構(gòu)域4木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域1無規(guī)則卷曲+α-螺旋結(jié)構(gòu)域無規(guī)則卷曲+β-回折結(jié)構(gòu)域乳酸脫氫酶結(jié)構(gòu)域1α+β結(jié)構(gòu)域3-P-甘油醛脫氫酶結(jié)構(gòu)域2木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域2α/β構(gòu)造域

丙酮酸激酶結(jié)構(gòu)域4木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域1無規(guī)則卷1723．蛋白質(zhì)的三級構(gòu)造三級構(gòu)造〔tertiarystructure〕：整個多肽鏈在二級構(gòu)造、超二級構(gòu)造和構(gòu)造域的根底上盤旋、折疊，形成的特定空間構(gòu)造。

或者說，三級構(gòu)造是多肽鏈中所有原子的空間排布。

維系這種特定構(gòu)造的力主要有氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等。尤其是疏水鍵，在蛋白質(zhì)三級構(gòu)造中起著重要作用。3．蛋白質(zhì)的三級構(gòu)造三級構(gòu)造〔tertiarystruc173α-螺旋β-折疊β-轉(zhuǎn)角無規(guī)則卷曲空穴

特征：含多種二級結(jié)構(gòu)單元；有明顯的折疊層次；是緊密的球狀或橢球狀實體；分子表面有一空穴(活性部位)；疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，親水側(cè)鏈暴露在分子表面。實例：肌紅蛋白，核糖核酸酶α-螺旋β-折疊β-轉(zhuǎn)角無規(guī)則卷曲空穴特征：174生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件175

Mb和Hb的輔基—血紅素血紅素(heme)氧合肌紅蛋白中血紅素Fe2+的六個配體d2sp3Mb和Hb的輔基—血紅素血紅素(heme)氧合肌紅蛋白中176核糖核酸酶三級構(gòu)造示意圖

N

His12CHis119Lys41核糖核酸酶三級構(gòu)造示意圖

NHis12CHis1177寡聚蛋白中亞基的立體排布及相互作用。

亞基(subunit)：亞基是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的而又具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈，單獨存在時一般無生物學(xué)活性。亞基之間以非共價鍵聯(lián)系，亞基可以相同或不同。亞基之間以非共價鍵聯(lián)系，包括疏水鍵（主要）、鹽鍵、氫鍵、范德華力亞基可以相同或不同4、蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)寡聚蛋白中亞基的立體排布及相互作用。亞基(subunit)178四級構(gòu)造中一樣單體亞基的幾種可能對稱排列

假設(shè)的單體C2對稱C3對稱C4對稱D2對稱D3對稱四級構(gòu)造中一樣單體亞基的幾種可能對稱排列

假設(shè)的單體C2對稱179四級構(gòu)造中一樣單體亞基的幾種可能對稱排列〔續(xù)前〕

T對稱八面體對稱螺旋對稱二十面體對稱四級構(gòu)造中一樣單體亞基的幾種可能對稱排列〔續(xù)前〕

T對稱八面180二十面體對稱腺病毒二十面體對稱181兩個亞基的構(gòu)造兩個亞基的構(gòu)造182血紅蛋白是脊椎動物紅細(xì)胞主要組成局部，它的主要功能是運輸氧和二氧化碳。血紅蛋白中，血紅素Fe原子的第六配價鍵可以與不同的分子結(jié)合：無氧存在時，與水結(jié)合，生成去氧血紅蛋白(Hb)；有氧存在時，能夠與氧結(jié)合形成氧合血紅蛋白(HbO2)。血紅蛋白與氧的結(jié)合不結(jié)實，容易離解。HbO2的形成和離解受氧的分壓和pH等因素的影響，氧的分壓和pH較高時，有利于血紅蛋白與氧的結(jié)合，反之，那么有利于離解。血紅蛋白血紅蛋白是脊椎動物紅細(xì)胞主要組成局部，它的主要功能是運輸氧和183血紅素在蛋白中的位置血紅素在蛋白中的位置184血紅蛋白的四級構(gòu)造得測定由佩魯茨1958年完成，其構(gòu)造要點為：球狀蛋白，寡聚蛋白，含四個亞基兩條α鏈，兩條β鏈，α2β2α鏈：141個殘基；β鏈：146個殘基分子量65000含四個血紅素輔基親水性側(cè)鏈基團在分子外表，疏水性基團在分子內(nèi)部血紅蛋白的四級構(gòu)造得測定由佩魯茨1958年完成，其構(gòu)造要點為185生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件186煤氣中毒的機制一氧化碳〔CO〕也能與血紅素Fe原子結(jié)合。由于CO與血紅蛋白結(jié)合的能力是O2的200倍，因此，人體吸入少量的CO即可完全抑制血紅蛋白與O2的結(jié)合，從而造成缺氧死亡。急救方法是盡快將病人轉(zhuǎn)移到富含O2的環(huán)境中〔如新鮮空氣、純氧氣或高壓氧氣〕，使與血紅素結(jié)合的CO被O2置換出來。煤氣中毒的機制一氧化碳〔CO〕也能與血紅素Fe原子結(jié)合。由于187（三）．蛋白質(zhì)分子中的共價鍵與次級鍵

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)→亞基→四級結(jié)構(gòu)（三）．蛋白質(zhì)分子中的共價鍵與次級鍵188維系蛋白質(zhì)分子的一級構(gòu)造：肽鍵、二硫鍵維系蛋白質(zhì)分子的二級構(gòu)造：氫鍵維系蛋白質(zhì)分子的三級構(gòu)造：疏水作用、氫鍵、范德華力、鹽鍵維系蛋白質(zhì)分子的四級構(gòu)造：疏水作用、氫鍵、范德華力、鹽鍵

a鹽鍵（離子鍵）b氫鍵c疏水作用d范德華力e二硫鍵維系蛋白質(zhì)分子的一級構(gòu)造：肽鍵、二硫鍵a鹽鍵（離子鍵）1891)，氫鍵

氫鍵的形成氫鍵是由兩個負(fù)電性原子對氫原子的靜電引力所形成。它是質(zhì)子給予體X-H和質(zhì)子承受體Y之間的一種特殊類型的相互作用。氫鍵的大小和方向氫鍵的鍵能比共價鍵弱，比范德華力強，在生物體系中為8.4～33.4kj/mol(2-8kcal/mol)。鍵長為0.25～0.31nm，比共價鍵短。氫鍵的方向用鍵角表示，是指X—H與H…Y之間的夾角，一般為180～250。1)，氫鍵氫鍵的形成氫鍵是由兩個負(fù)電性原子對氫原子的靜電1902)離子鍵

正電荷與負(fù)電荷之間的靜電相互作用生物大分子外表的帶電基團可以與底物分子的帶電基團形成離子鍵。這種鍵可以解離。2)離子鍵正電荷與負(fù)電荷之間的靜電相互作用1913).范德華力

這是一種普遍存在的作用力，是一個原子的原子核吸引另一個原子外圍電子所產(chǎn)生的作用力。它是一種比較弱的、非特異性的作用力。這種作用力非常依賴原子間的距離，當(dāng)相互靠近到大約0.4～0.6nm(4～6A)時，這種力就表現(xiàn)出較大的集合性質(zhì)。范德華力包括引力和排斥力，其中作用勢能與1/R6成正比的三種作用力〔靜電力、誘導(dǎo)力和色散力〕通稱為范德華引力。3).范德華力這是一種普遍存在的作用力，是一個原子的原子1924),疏水作用

蛋白質(zhì)中的疏水殘基避開水分子而聚集在分子內(nèi)部的趨向力高分子的蛋白質(zhì)可形成分子內(nèi)疏水鏈、疏水腔或疏水縫隙，可以穩(wěn)定生物大分子的高級構(gòu)造。

4),疏水作用蛋白質(zhì)中的疏水殘基避開水分子而聚集在分子內(nèi)部193氫鍵、范德華力、疏水作用、離子鍵，均為次級鍵氫鍵、范德華力雖然鍵能小，但數(shù)量大疏水作用對維持三級結(jié)構(gòu)特別重要離子鍵數(shù)量小二硫鍵對穩(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)定離子鍵氫鍵范德華力疏水作用氫鍵、范德華力、疏水作用、離子鍵，均為次級鍵離子鍵氫鍵范德華194六蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造與功能的關(guān)系

一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，也決定蛋白質(zhì)的功能高級構(gòu)象決定蛋白質(zhì)的功能六蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造與功能的關(guān)系

一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，也195〔一〕一級構(gòu)造決定高級構(gòu)造，

也決定蛋白質(zhì)的功能1、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的種屬差異與同源性

實例：細(xì)胞色素Ｃ2、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的變異與分子病實例：血紅蛋白質(zhì)異常病變鐮刀型貧血病3、蛋白質(zhì)前體的激活與一級結(jié)構(gòu)

實例：酶原的激活〔一〕一級構(gòu)造決定高級構(gòu)造，

也決定蛋白質(zhì)的功能1、蛋白質(zhì)一196不同生物與人的Cytc的AA差異數(shù)目生物與人不同的AA數(shù)目黑猩猩0恒河猴1兔9袋鼠10牛、豬、羊、狗11馬12雞、火雞13響尾蛇14海龜15金槍魚21角餃23小蠅25蛾31小麥35粗早鏈孢霉43酵母44

不同生物與人的Cytc的AA差異數(shù)目生物197不同生物來源的細(xì)胞色素c中不變的AA殘基

14106100134323029271817675952514845413887848280706891GlyGlyPheCysGlyGlyGlyArgLysGlyCysLysPheHisProLeuGlyArgTyrAlaAsnTrpTyr707580LysLysLysProProTyrIleGlyThrMetAsnLeu血紅素細(xì)胞色素c分子的空間結(jié)構(gòu)不變的AA殘基35個不變的AA殘基，是CytC的生物功能所不可缺少的。其中有的可能參加維持分子構(gòu)象；有的可能參與電子傳遞；有的可能參與“識別”并結(jié)合細(xì)胞色素還原酶和氧化酶。不同生物來源的細(xì)胞色素c中不變的AA殘基

141061001198生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件199生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)課件200前體蛋白與活性蛋白的轉(zhuǎn)變（切除冗余及其它變化）前體蛋白（一級結(jié)構(gòu)冗余，高級結(jié)構(gòu)錯誤，因此無生物活性）活性蛋白（具有正確的一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)，因此具有生物活性）適合環(huán)境【經(jīng)典舉例】酶原激活：胃蛋白酶原切除N端42個氨基酸后形成活性中心及其他空間構(gòu)象，轉(zhuǎn)變?yōu)榫咚獾鞍踪|(zhì)活性的胃蛋白酶；胰蛋白酶原切除N端6個氨基酸后形成活性中心及其他正確構(gòu)象，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂兴饣钚缘囊鹊鞍?/p>