生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)化學(xué)ppt課件

1、 第一章 蛋白質(zhì)化學(xué) 周口師范學(xué)院生命科學(xué)系 (2021. 09) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 一一. . 蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義 二二. . 蛋白質(zhì)的組成與分類蛋白質(zhì)的組成與分類三三. . 蛋白質(zhì)的根本單位蛋白質(zhì)的根本單位-氨基酸氨基酸四. 肽五五. . 蛋白質(zhì)的構(gòu)造蛋白質(zhì)的構(gòu)造六六. . 蛋白質(zhì)分子構(gòu)造與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)分子構(gòu)造與功能的關(guān)系七七. . 蛋白質(zhì)的性質(zhì)分析蛋白質(zhì)的性質(zhì)分析 一一. . 蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義 蛋白質(zhì)存在于一切的生物細(xì)胞中，蛋白質(zhì)存在于一切的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最根本的構(gòu)造物質(zhì)和是構(gòu)成生物體最根本的構(gòu)造物質(zhì)和功能物質(zhì)。功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)

2、是生命活動(dòng)的物質(zhì)根底，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)根底，它參與了幾乎一切的生命活動(dòng)過程。它參與了幾乎一切的生命活動(dòng)過程。 一一. . 蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義 1.作為生物催化劑：在體內(nèi)催化各種物質(zhì)代謝反響的酶幾乎都是蛋白作為生物催化劑：在體內(nèi)催化各種物質(zhì)代謝反響的酶幾乎都是蛋白質(zhì)。質(zhì)。2.調(diào)理代謝反響：一些激素是蛋白質(zhì)或肽，如胰島素、生長(zhǎng)素。調(diào)理代謝反響：一些激素是蛋白質(zhì)或肽，如胰島素、生長(zhǎng)素。3.運(yùn)輸載體：如紅細(xì)胞中運(yùn)輸運(yùn)輸載體：如紅細(xì)胞中運(yùn)輸O2、CO2要靠要靠Hb(Hemoglobin血紅血紅蛋白蛋白)、運(yùn)輸脂類物質(zhì)的是載脂蛋白、運(yùn)鐵蛋白等轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白或叫載體、運(yùn)輸脂類物質(zhì)的是載

3、脂蛋白、運(yùn)鐵蛋白等轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白或叫載體蛋白。蛋白。4.參與機(jī)體的運(yùn)動(dòng)：如心跳、胃腸蠕動(dòng)等，依托與肌肉收縮有關(guān)的蛋參與機(jī)體的運(yùn)動(dòng)：如心跳、胃腸蠕動(dòng)等，依托與肌肉收縮有關(guān)的蛋白質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，如肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白。白質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，如肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白。5.參與機(jī)體的防御：參與機(jī)體的防御： 機(jī)體抵抗外來損害的防御機(jī)能，靠抗體，抗體機(jī)體抵抗外來損害的防御機(jī)能，靠抗體，抗體也稱免疫球蛋白，是蛋白質(zhì)。也稱免疫球蛋白，是蛋白質(zhì)。6.接受傳送信息：如口腔中的味覺蛋白、視網(wǎng)膜中的視覺蛋白。接受傳送信息：如口腔中的味覺蛋白、視網(wǎng)膜中的視覺蛋白。7.調(diào)理或控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、遺傳信息的表達(dá)。調(diào)理或控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、遺傳信息

4、的表達(dá)。8.其它：如雞蛋清蛋白、牛奶中的酪蛋白是營養(yǎng)和儲(chǔ)存蛋白；膠原蛋其它：如雞蛋清蛋白、牛奶中的酪蛋白是營養(yǎng)和儲(chǔ)存蛋白；膠原蛋白、纖維蛋白等屬于構(gòu)造蛋白。還有甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特白、纖維蛋白等屬于構(gòu)造蛋白。還有甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特異的生物學(xué)功能。異的生物學(xué)功能。 一一. . 蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義 構(gòu)造蛋白構(gòu)造蛋白構(gòu)建生命體的資料沒有不含蛋白構(gòu)建生命體的資料沒有不含蛋白的生物體的生物體如如a-角蛋白、膠原蛋白角蛋白、膠原蛋白催化作用催化作用高效專注地催化機(jī)體內(nèi)幾乎一切的高效專注地催化機(jī)體內(nèi)幾乎一切的生化反響生化反響酶酶調(diào)理作用調(diào)理作用經(jīng)過體液，神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)理機(jī)

5、體代謝經(jīng)過體液，神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)理機(jī)體代謝活動(dòng)有序進(jìn)展活動(dòng)有序進(jìn)展如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、鈣如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、鈣調(diào)蛋白、阻遏蛋白調(diào)蛋白、阻遏蛋白運(yùn)輸作用運(yùn)輸作用專注運(yùn)輸各種小分子和離子專注運(yùn)輸各種小分子和離子如血紅蛋白、膜蛋白如血紅蛋白、膜蛋白防御作用防御作用防御異體侵入機(jī)體，去除抗原，具防御異體侵入機(jī)體，去除抗原，具高度專注性高度專注性如免疫球蛋白、病毒外如免疫球蛋白、病毒外殼蛋白殼蛋白營養(yǎng)作用營養(yǎng)作用氨基酸貯庫，用于生長(zhǎng)發(fā)育所需；氨基酸貯庫，用于生長(zhǎng)發(fā)育所需；或某些物質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合而被儲(chǔ)存或某些物質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合而被儲(chǔ)存如卵清蛋白、酪蛋白、如卵清蛋白、酪蛋白、種子貯藏蛋白種子貯藏蛋白運(yùn)動(dòng)作用運(yùn)動(dòng)作用擔(dān)任

6、機(jī)體的運(yùn)動(dòng)擔(dān)任機(jī)體的運(yùn)動(dòng)如肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白如肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白C、 H、 O、 N ，大多含有，大多含有 S. 有的還含有有的還含有P、Fe、I、Cu、Mo、Zn 碳碳 50-55%、氫、氫 6.5-7.3、 氧氧 19-24、 氮氮 16%、硫、硫 0-3、 其他其他 微微 量量1. 元素組成各元素的百分比對(duì)于大多數(shù)蛋白質(zhì)都較類似，其中各元素的百分比對(duì)于大多數(shù)蛋白質(zhì)都較類似，其中 N約占約占16% 。這可用于測(cè)定蛋白質(zhì)的含量這可用于測(cè)定蛋白質(zhì)的含量凱氏定氮法。凱氏定氮法。蛋白含量含氮量蛋白含量含氮量/16含氮量含氮量X6.25二二. . 蛋白質(zhì)的組成與分類蛋白質(zhì)的組成與分類 2. 蛋白質(zhì)的

7、氨基酸組成v 蛋白質(zhì)的根本構(gòu)造單元是氨基酸蛋白質(zhì)的根本構(gòu)造單元是氨基酸(amino acid)v 多個(gè)氨基酸首尾連結(jié)形生長(zhǎng)而不分支的多聚物多個(gè)氨基酸首尾連結(jié)形生長(zhǎng)而不分支的多聚物多多肽鏈肽鏈v 多肽鏈再折疊卷曲，構(gòu)成蛋白質(zhì)多肽鏈再折疊卷曲，構(gòu)成蛋白質(zhì)依分子外形依分子外形球狀蛋白：易溶解，功能性蛋白球狀蛋白：易溶解，功能性蛋白纖維狀蛋白：不溶于水，構(gòu)造蛋白纖維狀蛋白：不溶于水，構(gòu)造蛋白依功能依功能活性蛋白：具生物活性，承當(dāng)一定功能活性蛋白：具生物活性，承當(dāng)一定功能非活性蛋白：支持、維護(hù)作用，即構(gòu)造蛋白非活性蛋白：支持、維護(hù)作用，即構(gòu)造蛋白 3. 蛋白質(zhì)的分類依組成依組成 簡(jiǎn)單蛋白只需Aa 結(jié)合蛋

8、白簡(jiǎn)單蛋白非蛋白類物質(zhì)清蛋白溶于水清蛋白溶于水球蛋白微溶于水，溶于稀鹽溶液球蛋白微溶于水，溶于稀鹽溶液谷蛋白溶于稀酸、堿，不溶于水谷蛋白溶于稀酸、堿，不溶于水醇蛋白溶于醇蛋白溶于7080乙醇，不溶于水乙醇，不溶于水精蛋白精蛋白組蛋白組蛋白硬蛋白硬蛋白脂蛋白與脂類結(jié)合脂蛋白與脂類結(jié)合核蛋白與核酸結(jié)合核蛋白與核酸結(jié)合金屬蛋白與金屬離子金屬蛋白與金屬離子糖蛋白與糖類結(jié)合糖蛋白與糖類結(jié)合H三三. . 蛋白質(zhì)的根本單位蛋白質(zhì)的根本單位-氨基酸氨基酸(amino acid)(amino acid)1. 氨基酸的構(gòu)型與分類氨基酸的構(gòu)型與分類 甘氨酸甘氨酸 Glycine Glycine 脂肪族氨基酸H2NC

9、H CHOHO氨基乙酸氨基乙酸 脂肪族氨基酸H2NCH CCH3OHO甘氨酸甘氨酸 Glycine Glycine 丙氨酸丙氨酸 AlanineAlanine-氨基丙酸 甘氨酸甘氨酸 Glycine Glycine 丙氨酸丙氨酸 AlanineAlanine纈氨酸纈氨酸 ValineValine 脂肪族氨基酸H2NCH CCHOHOCH3CH3-氨基異戊酸 甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine纈氨酸 Valine亮氨酸 Leucine 脂肪族氨基酸H2NCH CCH2OHOCH CH3CH3-氨基異己酸 甘氨酸甘氨酸 Glycine Glycine 丙氨酸丙氨酸 AlanineAla

10、nine纈氨酸纈氨酸 ValineValine亮氨酸亮氨酸 LeucineLeucine異亮氨酸異亮氨酸 IleucineIleucine 脂肪族氨基酸-氨基-甲基戊酸 甘氨酸甘氨酸Glycine Glycine 丙氨酸丙氨酸AlanineAlanine纈氨酸纈氨酸ValineValine亮氨酸亮氨酸LeucineLeucine異亮氨酸異亮氨酸 IleucineIleucine脯氨酸脯氨酸 ProlineProline 亞氨基酸HNCOHO - -吡咯烷基吡咯烷基- - - -羧酸羧酸 甘氨酸甘氨酸Glycine Glycine 丙氨酸丙氨酸AlanineAlanine纈氨酸纈氨酸Valine

11、Valine亮氨酸亮氨酸LeucineLeucine異亮氨酸異亮氨酸 IleucineIleucine脯氨酸脯氨酸ProlineProline甲硫氨酸甲硫氨酸 MethionineMethionine 含硫氨基酸H2NCHCCH2OHOCH2SCH3 - -氨基氨基- - - -甲硫基丁酸甲硫基丁酸 甘氨酸甘氨酸Glycine Glycine 丙氨酸丙氨酸AlanineAlanine纈氨酸纈氨酸ValineValine亮氨酸亮氨酸LeucineLeucine異亮氨酸異亮氨酸IleucineIleucine脯氨酸脯氨酸ProlineProline甲硫氨酸甲硫氨酸 MethionineMethio

12、nine半胱氨酸半胱氨酸 CysteineCysteine 含硫氨基酸含硫氨基酸 - -氨基氨基- - - -巰基丙酸巰基丙酸 芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸PhenylalanPhenylalanineineH2NCHCCH2OHO -氨基-苯基丙酸 芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸PhenylalanPhenylalanineine酪氨酸酪氨酸TyrosineTyrosineH2NCHCCH2OHOOH - -氨基氨基- - - -對(duì)羥苯基丙酸對(duì)羥苯基丙酸 芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸PhenylalanPhenylalanineine酪氨酸酪氨酸TyrosineTyrosine色氨酸色氨酸 T

13、ryptophanTryptophanTrpTrpH2NCHCCH2OHOHN - -氨基氨基- - - -吲哚基丙酸吲哚基丙酸 堿性氨基酸精氨酸精氨酸 ArginineArginineH2NCHCCH2OHOCH2CH2NHCNH2NH - -氨基氨基- - - -胍基戊酸胍基戊酸 堿性氨基酸精氨酸精氨酸 ArginineArginine賴氨酸賴氨酸 LysineLysineH2NCH CCH2OHOCH2CH2CH2NH2，-二氨基己酸 堿性氨基酸精氨酸精氨酸 ArginineArginine賴氨酸賴氨酸 LysineLysine組氨酸組氨酸 HistidineHistidineH2NCH

14、 CCH2OHONNH -氨基-咪唑基丙酸 天冬氨酸天冬氨酸 Aspartate Aspartate 酸性氨基酸H2NCH CCH2OHOCOHO -氨基丁二酸 天冬氨酸天冬氨酸 Aspartate Aspartate 谷氨酸谷氨酸 GlutamateGlutamate 酸性氨基酸H2NCH CCH2OHOCH2COHO -氨基戊二酸 絲氨酸絲氨酸 Serine Serine 含羥基氨基酸H2NCH CCH2OHOOH -氨基-羥基丙酸 絲氨酸絲氨酸 Serine Serine 蘇氨酸蘇氨酸 ThreonineThreonine 含羥基氨基酸H2NCH CCHOHOOHCH3 -氨基-羥基丁酸

15、 天冬酰胺天冬酰胺 AsparagineAsparagine 含酰胺氨基酸H2NCH CCH2OHOCNH2O 天冬酰胺天冬酰胺 AsparagineAsparagine谷酰胺谷酰胺 GlutamineGlutamine 含酰胺氨基酸H2NCHCCH2OHOCH2CNH2O不帶電方式 H2NCHCOOHR +H3NCHCOO-R兩性離子方式一根據(jù)來源分：內(nèi)源氨基酸和外源氨基酸一根據(jù)來源分：內(nèi)源氨基酸和外源氨基酸二根據(jù)分子組成：脂肪族、芳香族、雜環(huán)氨二根據(jù)分子組成：脂肪族、芳香族、雜環(huán)氨基酸等基酸等三根據(jù)三根據(jù)R的極性分：極性和非極性氨基酸根據(jù)的極性分：極性和非極性氨基酸根據(jù)四從營養(yǎng)學(xué)角度分：必

16、需氨基酸和非必需氨四從營養(yǎng)學(xué)角度分：必需氨基酸和非必需氨 基酸基酸五能否組成蛋白質(zhì)來分：蛋白質(zhì)中常見五能否組成蛋白質(zhì)來分：蛋白質(zhì)中常見 氨氨基酸、蛋白質(zhì)中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸基酸、蛋白質(zhì)中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸根據(jù)根據(jù)R R的化學(xué)構(gòu)造的化學(xué)構(gòu)造1 1脂肪族氨基酸：脂肪族氨基酸：1 1疏水性：疏水性：GlyGly、AlaAla、ValVal、LeuLeu、IleIle、MetMet、CysCys；2 2極極性：性：ArgArg、LysLys、AspAsp、GluGlu、AsnAsn、GlnGln、SerSer、ThrThr2 2芳香族氨基酸：芳香族氨基酸：PhePhe、TyrTyr3 3雜

17、環(huán)氨基酸：雜環(huán)氨基酸：TrpTrp、HisHis4 4雜環(huán)亞氨基酸：雜環(huán)亞氨基酸：ProPro根據(jù)根據(jù)R R的極性的極性1 1極性氨基酸：極性氨基酸：1 1不帶電：不帶電：SerSer、ThrThr、AsnAsn、GlnGln、TyrTyr、CysCys；2 2帶正電：帶正電：HisHis、LysLys、ArgArg；3 3帶負(fù)電：帶負(fù)電：AspAsp、GluGlu2 2非極性氨基酸：非極性氨基酸：GlyGly、AlaAla、ValVal、LeuLeu、IleIle、PhePhe、MetMet、ProPro、TrpTrp Ile Met Val Leu Trp Phe Thr Ile Met

18、Val Leu Trp Phe Thr LysLys 一一 家家 寫寫 兩兩 三三 本本 書書 來來根據(jù)營養(yǎng)功能的不同根據(jù)營養(yǎng)功能的不同 在少數(shù)蛋白質(zhì)中分別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。NHHOCOOH4-羥基脯氨酸H2NCH2CHCH2CH2CHCOOHOHNH25-羥基賴氨酸NH2CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH6-N-甲基賴氨酸HOIICH2CHCOOHNH23,5-二碘酪氨酸 廣泛存在于各種細(xì)胞和組織中，呈游離或結(jié)合態(tài)，但并不存在蛋白質(zhì)中的一類氨基酸，大部分也是蛋白質(zhì)氨基酸的衍生物。 H2N-CH2-CH2-C

19、OOH H2N-CH2-CH2-CH2-COOH(-丙氨酸)(-氨基丁酸)a. a. 作為細(xì)菌細(xì)胞壁中肽聚糖的組分：作為細(xì)菌細(xì)胞壁中肽聚糖的組分：D-Glu D-AlaD-Glu D-Alab.b.作為一些重要代謝物的前體或中間體作為一些重要代謝物的前體或中間體: :- -丙氨酸丙氨酸VB3VB3、鳥氨酸、鳥氨酸OrnOrn、胍氨酸、胍氨酸CitCit( (尿素尿素) )c. c.作為神經(jīng)傳導(dǎo)的化學(xué)物質(zhì)：作為神經(jīng)傳導(dǎo)的化學(xué)物質(zhì)：- -氨基丁酸氨基丁酸d.d.有些氨基酸只作為一種有些氨基酸只作為一種NN素的轉(zhuǎn)運(yùn)和貯藏載體素的轉(zhuǎn)運(yùn)和貯藏載體 刀豆氨酸刀豆氨酸e. e.調(diào)理生長(zhǎng)作用調(diào)理生長(zhǎng)作用f.

20、f.殺蟲防御作用殺蟲防御作用 絕大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。絕大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。 氨基酸同時(shí)含有氨基和羧基：氨基具有堿性質(zhì)子受體氨基酸同時(shí)含有氨基和羧基：氨基具有堿性質(zhì)子受體，羧基具有酸性質(zhì)子供體，羧基具有酸性質(zhì)子供體2. 氨基酸的理化性質(zhì)氨基酸的理化性質(zhì)氨基酸的兩性性質(zhì)氨基酸的兩性性質(zhì)NH3+- C -H-COO-RNH2 - C -H-COOHR兩性解離 兩性離子：同一分子上帶有正、負(fù)兩種電荷Aa在水溶液或晶體形狀下都以兩性離子方式存在-氨基酸的解離曲線氨基酸的解離曲線以中性氨基酸為例，當(dāng)溶液的以中性氨基酸為例，當(dāng)溶液的pH由低到高時(shí)：由低到高時(shí)：滴定曲線滴定曲線等電點(diǎn)等

21、電點(diǎn) (isoelectric point)此時(shí)，此時(shí)，COOH及及NH2解離度相等。解離度相等。正離子正離子負(fù)離子負(fù)離子，凈電荷為零，在電場(chǎng)中既不向陽極，凈電荷為零，在電場(chǎng)中既不向陽極 也不向陰極挪動(dòng)。也不向陰極挪動(dòng)。pI 是氨基酸的特征性常數(shù)是氨基酸的特征性常數(shù)等電點(diǎn)等電點(diǎn) (isoelectric point)氨基酸氨基酸pI氨基酸氨基酸pI氨基酸氨基酸pI氨基酸氨基酸pIGly5.97Pro6.48Thr5.87Asp2.77Ala6.02Phe5.48Cys5.07Glu3.22Val5.97Trp5.89Met5.74Lys9.74Leu5.98Tyr5.66Asn5.41Arg1

22、0.76Ile6.02Ser5.68Gln5.65His7.59等電點(diǎn)的計(jì)算等電點(diǎn)的計(jì)算 (以以 Gly為例為例)H+H +NH2 CH2 COOGly NH3 CH2 COO Gly NH3 CH2 COOHGly H+H +COOHCHNH3(CH2) 4NH3Lys COOCHNH2(CH2) 4NH2Lys COOCHNH3(CH2) 4NH3Lys H+H +Lys COOCHNH2(CH2) 4NH3H+H +H+H +K1K2K3等電點(diǎn)的計(jì)算等電點(diǎn)的計(jì)算 (以以 Lys為例為例)等電點(diǎn)的計(jì)算等電點(diǎn)的計(jì)算 (以以 GLu的解離為的解離為例例)除除GlyR=H之外，其他蛋白質(zhì)氨基酸都

23、有手性不對(duì)稱之外，其他蛋白質(zhì)氨基酸都有手性不對(duì)稱碳原子，都具有旋光性。碳原子，都具有旋光性。旋光性質(zhì)旋光性質(zhì)Trp、Tyr、Phe 含芳香環(huán)共軛雙鍵系統(tǒng)，最大吸含芳香環(huán)共軛雙鍵系統(tǒng)，最大吸收峰分別在收峰分別在 279nm、278nm、259nm。紫外吸收紫外吸收利用紫外分光光度法可快速、簡(jiǎn)便地測(cè)定蛋白質(zhì)含量。茚三酮反響茚三酮反響茚三酮反響茚三酮反響 復(fù)原性茚三酮復(fù)原性茚三酮OOOHH NH3CO2 RCHO 茚三酮茚三酮RCHCOOHNH2OOO 2NH3OOOHH OOOONH4N O 3H2O藍(lán)紫色化合物藍(lán)紫色化合物OOSanger 反響反響O2NNO2FH2NCHCOOHR DNP -

24、氨基酸O2NNO2 HNCHCOOHR HFEdman反響反響NCSNCNHRCHCOSH2NCHCOOHRHNCNHRCHCOOHS 與亞硝酸反響與亞硝酸反響 放出氮?dú)?，氮?dú)獾囊话雭碜园被?，一半放出氮?dú)?，氮?dú)獾囊话雭碜园被话雭碜詠喯跛幔谕ǔＧ闆r下測(cè)定生成的氮?dú)獾捏w來自亞硝酸，在通常情況下測(cè)定生成的氮?dú)獾捏w積量可計(jì)算氨基酸的量，此反響可用于測(cè)定蛋白積量可計(jì)算氨基酸的量，此反響可用于測(cè)定蛋白質(zhì)的水解程度。質(zhì)的水解程度。四、肽四、肽peptidepeptide 一個(gè)氨基酸的-羧基和另一個(gè)氨基酸的-氨基脫水縮合而成的化合物。氨基酸之間脫水后構(gòu)成的鍵稱肽鍵酰胺鍵。 當(dāng)兩個(gè)氨基酸經(jīng)過肽鍵相互銜

25、接構(gòu)成二肽，在一端依然有游離的氨基和另一端有游離的羧基，每一端銜接更多的氨基酸。氨基酸能以肽鍵相互銜接形生長(zhǎng)的、不帶支鏈的寡肽25個(gè)氨基酸殘基以下和多肽多于25個(gè)氨基酸殘基。多肽依然有游離的-氨基和-羧基。一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基之間失水一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基之間失水構(gòu)成的酰胺鍵稱為肽鍵，所構(gòu)成的化合物稱為肽。構(gòu)成的酰胺鍵稱為肽鍵，所構(gòu)成的化合物稱為肽。由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基酸組由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基酸組成的肽那么稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為成的肽那么稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。氨基酸殘基。CCNCCNCCN

26、CCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽鍵CONHCC肽平面肽鏈寫法肽鏈寫法游離游離-氨基在左，游離氨基在左，游離-羧基在右，氨基酸之羧基在右，氨基酸之間用間用“-表示肽鍵。表示肽鍵。 H2N-絲氨酸絲氨酸-亮氨酸亮氨酸-苯苯丙氨酸丙氨酸-COOHSer-Leu-PheS-L-Fa. a. 肽晶體的熔點(diǎn)都很高。肽晶體的熔點(diǎn)都很高。b. b. 肽的酸堿性質(zhì)主要來自游離末端肽的酸堿性質(zhì)主要來自游離末端-NH2-NH2和游和游離末端離末端-COOH-COOH以及側(cè)鏈上可解離的

27、基團(tuán)。以及側(cè)鏈上可解離的基團(tuán)。c. c. 每一種肽都有其相應(yīng)的等電點(diǎn)每一種肽都有其相應(yīng)的等電點(diǎn). .d. d. 肽也能發(fā)生茚三酮反響、肽也能發(fā)生茚三酮反響、 Sanger Sanger反響、反響、DNSDNS反響和反響和EdmanEdman反響；還可發(fā)生雙縮脲反響。反響；還可發(fā)生雙縮脲反響。 在生物體中，多肽最重要的存在方式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。 也有許多分子量比較小的多肽以游離形狀存在。這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽active peptide。 如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。 L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-Val L-Orn L-Or

28、n L-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leu 短桿菌肽S(環(huán)十肽) 由細(xì)菌分泌的多肽，有時(shí)也都含有D-氨基酸和一些非蛋白氨基酸。如鳥氨酸Ornithine, 縮寫為 Orn。 五、五、 蛋白質(zhì)的構(gòu)造蛋白質(zhì)的構(gòu)造 蛋白質(zhì)是氨基酸以肽鍵相互銜接的線性序列。在蛋白質(zhì)中，多肽鏈折疊構(gòu)成特殊的外形構(gòu)象conformation。在構(gòu)造中，這種構(gòu)象是原子的三維陳列，由氨基酸序列決議。蛋白質(zhì)有四種構(gòu)造層次：一級(jí)構(gòu)造primary二級(jí)構(gòu)造secondary三級(jí)構(gòu)造tertiary四級(jí)構(gòu)造quaternary Primary secondary tertiary quaternary1. 蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造化

29、學(xué)構(gòu)造蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造化學(xué)構(gòu)造 一級(jí)構(gòu)培育是蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘一級(jí)構(gòu)培育是蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的陳列順序，即氨基酸的線性序列。在基的陳列順序，即氨基酸的線性序列。在基因編碼的蛋白質(zhì)中，這種序列是由基因編碼的蛋白質(zhì)中，這種序列是由mRNAmRNA中的核苷酸序列決議的。一級(jí)構(gòu)造中包含中的核苷酸序列決議的。一級(jí)構(gòu)造中包含的共價(jià)鍵的共價(jià)鍵covalent bondscovalent bonds主要指肽鍵主要指肽鍵peptide bondpeptide bond和二硫鍵和二硫鍵disulfide disulfide bondbond 定義定義 1969年，國年，國際純化學(xué)與運(yùn)用化學(xué)際純化學(xué)與運(yùn)用化學(xué)

30、委員會(huì)委員會(huì)IUPAC 規(guī)規(guī)定：蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)定：蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造指蛋白質(zhì)多肽連中造指蛋白質(zhì)多肽連中AA的陳列順序，包括的陳列順序，包括二硫鍵的位置。其中二硫鍵的位置。其中最重要的是多肽鏈的最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的根底白質(zhì)生物功能的根底。胰胰島島素素的的一一級(jí)級(jí)構(gòu)構(gòu)造造 2 蛋白質(zhì)的二級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的二級(jí)構(gòu)造 二級(jí)構(gòu)造的概念：多肽鏈在一級(jí)構(gòu)造的根底上，按照一定的二級(jí)構(gòu)造的概念：多肽鏈在一級(jí)構(gòu)造的根底上，按照一定的方式有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)或折疊構(gòu)成的空間構(gòu)象。其本質(zhì)是多肽鏈在方式有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)或折疊構(gòu)成的空間構(gòu)象。其本質(zhì)是多肽鏈在空間的陳列方式?？臻g的陳列方式。

31、- -螺旋、螺旋、-折疊、折疊、 - -轉(zhuǎn)角、自在回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角、自在回轉(zhuǎn) -螺旋在許多蛋白中存在，如螺旋在許多蛋白中存在，如-角蛋白、血角蛋白、血紅蛋白、肌紅蛋白等，主要由紅蛋白、肌紅蛋白等，主要由-螺旋構(gòu)造組成。螺旋構(gòu)造組成。每每3.63.6個(gè)氨基酸殘基上升一圈，相當(dāng)于個(gè)氨基酸殘基上升一圈，相當(dāng)于0.54nm0.54nm。多個(gè)肽鍵平面經(jīng)過多個(gè)肽鍵平面經(jīng)過-碳原子旋轉(zhuǎn)，主鏈繞一條固碳原子旋轉(zhuǎn)，主鏈繞一條固定軸構(gòu)成右手螺旋。定軸構(gòu)成右手螺旋。相鄰兩圈螺旋之間借肽鍵中相鄰兩圈螺旋之間借肽鍵中C CO O和和N-HN-H構(gòu)成許多鏈構(gòu)成許多鏈內(nèi)氫健，即每一個(gè)氨基酸殘基中的內(nèi)氫健，即每一個(gè)氨基酸殘基中的NH

32、NH和前面相隔三和前面相隔三個(gè)殘基的個(gè)殘基的C CO O之間構(gòu)成氫鍵，這是穩(wěn)定之間構(gòu)成氫鍵，這是穩(wěn)定-螺旋的主螺旋的主要鍵。要鍵。肽鏈中氨基酸側(cè)鏈肽鏈中氨基酸側(cè)鏈R R，分布在螺旋外側(cè)，其外形、，分布在螺旋外側(cè)，其外形、大小及電荷影響大小及電荷影響-螺旋的構(gòu)成。螺旋的構(gòu)成。 -螺旋的構(gòu)造要點(diǎn)螺旋的構(gòu)造要點(diǎn) 酸性或堿性氨基酸集中的區(qū)域，由于同電酸性或堿性氨基酸集中的區(qū)域，由于同電荷相斥，不利于荷相斥，不利于-螺旋構(gòu)成；較大的螺旋構(gòu)成；較大的R(R(如苯如苯丙氨酸、色氨酸、異亮氨酸丙氨酸、色氨酸、異亮氨酸) )集中的區(qū)域，也集中的區(qū)域，也妨礙妨礙螺旋構(gòu)成；脯氨酸因其螺旋構(gòu)成；脯氨酸因其-碳原子位碳

33、原子位于五元環(huán)上，不易改動(dòng)，加之它是亞氨基酸，于五元環(huán)上，不易改動(dòng)，加之它是亞氨基酸，不易構(gòu)成氫鍵，故不易構(gòu)成上述不易構(gòu)成氫鍵，故不易構(gòu)成上述-螺旋；甘螺旋；甘氨酸的氨酸的R R基為基為H H，空間占位很小，也會(huì)影響該處，空間占位很小，也會(huì)影響該處螺旋的穩(wěn)定。螺旋的穩(wěn)定。影響影響-螺旋穩(wěn)定的要素螺旋穩(wěn)定的要素-折疊構(gòu)造折疊構(gòu)造-pleated sheet-pleated sheet 是一種肽鏈相當(dāng)伸展的構(gòu)造。肽鏈段按層陳列，依托相鄰肽鏈段上的羰基和氨基構(gòu)成的氫鍵維持構(gòu)造的穩(wěn)定性。肽鍵的平面性使多肽折疊成片，氨基酸側(cè)鏈伸展在折疊片的上面和下面。CCCCCCRRRRRRNNCNNCCC平行平行反平

34、行反平行多肽鏈呈鋸齒狀或扇面狀、片層狀陳列成多肽鏈呈鋸齒狀或扇面狀、片層狀陳列成比較伸展的構(gòu)造；比較伸展的構(gòu)造；相鄰兩個(gè)氨基酸殘基的軸心間隔為相鄰兩個(gè)氨基酸殘基的軸心間隔為0.35nm0.35nm，側(cè)，側(cè)鏈鏈R R基團(tuán)交替地分布在片層平面的上下方，片層間基團(tuán)交替地分布在片層平面的上下方，片層間有氫鍵相連；有氫鍵相連；有平行式和反平行式兩種，平行式的折疊其有平行式和反平行式兩種，平行式的折疊其=-119=-119。，。，=+113=+113。反平行折疊其。反平行折疊其=-=-。，。，=+=+。 這種片層在絲心蛋白里大量存在。這種片層在絲心蛋白里大量存在。-折疊構(gòu)造結(jié)要點(diǎn)折疊構(gòu)造結(jié)要點(diǎn)-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角-

35、turn-turn 又稱又稱-彎曲，彎曲，-回折或發(fā)夾構(gòu)造。指蛋白質(zhì)的多肽鏈回折或發(fā)夾構(gòu)造。指蛋白質(zhì)的多肽鏈在構(gòu)成空間構(gòu)象時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在構(gòu)成空間構(gòu)象時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)180180。的回折，回折處的。的回折，回折處的構(gòu)培育稱為構(gòu)培育稱為-轉(zhuǎn)角。普通由四個(gè)延續(xù)的氨基酸組成，轉(zhuǎn)角。普通由四個(gè)延續(xù)的氨基酸組成，第一個(gè)氨基酸的羧基與第四個(gè)氨基酸的氨基構(gòu)成氫鍵。第一個(gè)氨基酸的羧基與第四個(gè)氨基酸的氨基構(gòu)成氫鍵。也有一些是由第一個(gè)氨基酸的羧基與第三個(gè)氨基酸的氨也有一些是由第一個(gè)氨基酸的羧基與第三個(gè)氨基酸的氨基構(gòu)成氫鍵?；鶚?gòu)成氫鍵。 -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角為了緊緊折疊成嚴(yán)密的球蛋白，多肽鏈經(jīng)常反轉(zhuǎn)為了緊緊折疊成嚴(yán)密的球蛋白，多肽

36、鏈經(jīng)常反轉(zhuǎn)方向，成發(fā)夾外形。一個(gè)氨基酸的羰基氧以氫鍵方向，成發(fā)夾外形。一個(gè)氨基酸的羰基氧以氫鍵結(jié)合到相距的第四個(gè)氨基酸的氨基氫上。結(jié)合到相距的第四個(gè)氨基酸的氨基氫上。N1CHCC2CHNHO=C3CHNC4CHNRRHOHRROHO-轉(zhuǎn)角經(jīng)轉(zhuǎn)角經(jīng)常出如今常出如今銜接反平銜接反平行行-折疊折疊片的端頭。片的端頭。自在回轉(zhuǎn)無規(guī)那么卷曲自在回轉(zhuǎn)無規(guī)那么卷曲沒有一定規(guī)律的松散肽鏈構(gòu)造。酶的活性部位。 超二級(jí)構(gòu)造超二級(jí)構(gòu)造是指假設(shè)干相鄰的二級(jí)構(gòu)造中的構(gòu)象單元彼此相互是指假設(shè)干相鄰的二級(jí)構(gòu)造中的構(gòu)象單元彼此相互作用，構(gòu)成有規(guī)那么的，在空間上能識(shí)別的二級(jí)構(gòu)作用，構(gòu)成有規(guī)那么的，在空間上能識(shí)別的二級(jí)構(gòu)造組合體

37、。是蛋白質(zhì)二級(jí)構(gòu)造至三級(jí)構(gòu)造層次的一造組合體。是蛋白質(zhì)二級(jí)構(gòu)造至三級(jí)構(gòu)造層次的一種過渡態(tài)構(gòu)象層次。種過渡態(tài)構(gòu)象層次。構(gòu)造域構(gòu)造域是球狀蛋白質(zhì)的折疊單位。多肽鏈在超二級(jí)構(gòu)造的是球狀蛋白質(zhì)的折疊單位。多肽鏈在超二級(jí)構(gòu)造的根底上進(jìn)一步繞曲折疊成嚴(yán)密的近似球形的構(gòu)造，根底上進(jìn)一步繞曲折疊成嚴(yán)密的近似球形的構(gòu)造，具有部分生物功能。對(duì)于較大的蛋白質(zhì)分子或亞基，具有部分生物功能。對(duì)于較大的蛋白質(zhì)分子或亞基，多肽鏈往往由兩個(gè)以上構(gòu)造域締合成三級(jí)構(gòu)造。多肽鏈往往由兩個(gè)以上構(gòu)造域締合成三級(jí)構(gòu)造。 折疊筒折疊筒構(gòu)造域構(gòu)造域structural domain在一些相對(duì)較大的蛋白質(zhì)分子中，在空間折疊時(shí)往往先分別折疊成幾

38、在一些相對(duì)較大的蛋白質(zhì)分子中，在空間折疊時(shí)往往先分別折疊成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，再組裝成更復(fù)雜的球狀構(gòu)造，這種在二級(jí)或超二個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，再組裝成更復(fù)雜的球狀構(gòu)造，這種在二級(jí)或超二級(jí)構(gòu)造根底上構(gòu)成的特定區(qū)域稱為構(gòu)造域。它的構(gòu)造層次介于超二級(jí)級(jí)構(gòu)造根底上構(gòu)成的特定區(qū)域稱為構(gòu)造域。它的構(gòu)造層次介于超二級(jí)構(gòu)造和三級(jí)構(gòu)造之間。如下圖：構(gòu)造和三級(jí)構(gòu)造之間。如下圖： 一條多肽鏈中一切原子在三維空間的整體排布，一條多肽鏈中一切原子在三維空間的整體排布，稱為三級(jí)構(gòu)造，是包括主、側(cè)鏈在內(nèi)的空間陳列。稱為三級(jí)構(gòu)造，是包括主、側(cè)鏈在內(nèi)的空間陳列。大多數(shù)蛋白質(zhì)的三級(jí)構(gòu)造為球狀或近似球狀。在大多數(shù)蛋白質(zhì)的三級(jí)構(gòu)造為球狀

39、或近似球狀。在三級(jí)構(gòu)造中，大多數(shù)的親水的三級(jí)構(gòu)造中，大多數(shù)的親水的R R側(cè)基分布于球形構(gòu)側(cè)基分布于球形構(gòu)造的外表，而疏水的造的外表，而疏水的R R側(cè)基分布于球形構(gòu)造的內(nèi)部，側(cè)基分布于球形構(gòu)造的內(nèi)部，構(gòu)成疏水的中心。構(gòu)成疏水的中心。 3. 蛋白質(zhì)的三級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的三級(jí)構(gòu)造l纖維狀蛋白質(zhì)通常只含有一種二級(jí)構(gòu)造，而球纖維狀蛋白質(zhì)通常只含有一種二級(jí)構(gòu)造，而球狀蛋白質(zhì)往往含有多種二級(jí)構(gòu)造；狀蛋白質(zhì)往往含有多種二級(jí)構(gòu)造；l球狀蛋白質(zhì)具有明顯的折疊層次：一級(jí)構(gòu)造球狀蛋白質(zhì)具有明顯的折疊層次：一級(jí)構(gòu)造二級(jí)構(gòu)造二級(jí)構(gòu)造超二級(jí)構(gòu)造、構(gòu)造域超二級(jí)構(gòu)造、構(gòu)造域三級(jí)構(gòu)造或三級(jí)構(gòu)造或亞基亞基四級(jí)構(gòu)造；四級(jí)構(gòu)造；l球狀蛋白

40、質(zhì)是嚴(yán)密的球狀或橢球狀實(shí)體；球狀蛋白質(zhì)是嚴(yán)密的球狀或橢球狀實(shí)體；l疏水性側(cè)鏈埋藏于球體分子內(nèi)，親水性側(cè)鏈那疏水性側(cè)鏈埋藏于球體分子內(nèi)，親水性側(cè)鏈那么暴露于外表；么暴露于外表；l球狀分子的外表有一個(gè)空穴裂溝、凹槽或口球狀分子的外表有一個(gè)空穴裂溝、凹槽或口袋，能結(jié)合配體，是蛋白質(zhì)的活性部位；袋，能結(jié)合配體，是蛋白質(zhì)的活性部位；l由二級(jí)構(gòu)造向三級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)變的主要力量是疏水由二級(jí)構(gòu)造向三級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)變的主要力量是疏水作用。作用。4 蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造 二個(gè)或二個(gè)以上具有獨(dú)立的三級(jí)構(gòu)造的多肽鏈二個(gè)或二個(gè)以上具有獨(dú)立的三級(jí)構(gòu)造的多肽鏈( (亞亞基基) )，彼此借次級(jí)鍵相連，構(gòu)成一定的空間構(gòu)造，稱為

41、，彼此借次級(jí)鍵相連，構(gòu)成一定的空間構(gòu)造，稱為四級(jí)構(gòu)造。四級(jí)構(gòu)造。 具有獨(dú)立三級(jí)構(gòu)造的多肽鏈單位，稱為亞基或具有獨(dú)立三級(jí)構(gòu)造的多肽鏈單位，稱為亞基或亞單位亞單位(subunit)(subunit)，亞基可以一樣，亦可以不同。四級(jí)，亞基可以一樣，亦可以不同。四級(jí)構(gòu)造的本質(zhì)是亞基在空間陳列的方式構(gòu)造的本質(zhì)是亞基在空間陳列的方式. . 單獨(dú)亞基，無生物學(xué)功能，當(dāng)亞基聚合成為具單獨(dú)亞基，無生物學(xué)功能，當(dāng)亞基聚合成為具有完好四級(jí)構(gòu)造的蛋白質(zhì)后，才有功能。有完好四級(jí)構(gòu)造的蛋白質(zhì)后，才有功能。 肽鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵次級(jí)鍵次級(jí)鍵化學(xué)鍵化學(xué)鍵一級(jí)構(gòu)造一級(jí)構(gòu)造氫鍵氫鍵二硫鍵二硫鍵二、三、四級(jí)構(gòu)造二、三、四級(jí)構(gòu)造疏水鍵疏

42、水鍵鹽鍵鹽鍵范德華力范德華力三、四級(jí)構(gòu)造三、四級(jí)構(gòu)造5 蛋白質(zhì)分子中的共價(jià)鍵與次級(jí)鍵蛋白質(zhì)分子中的共價(jià)鍵與次級(jí)鍵其中二硫鍵和疏水作用最主要其中二硫鍵和疏水作用最主要 維持三級(jí)構(gòu)造的作用力維持三級(jí)構(gòu)造的作用力 氫鍵氫鍵 氫鍵氫鍵(hydrogen bond)(hydrogen bond)的構(gòu)成常見于的構(gòu)成常見于銜接在一電負(fù)性很強(qiáng)的原子上的氫原子，銜接在一電負(fù)性很強(qiáng)的原子上的氫原子，與另一電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間。與另一電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間。 氫鍵在氫鍵在維系蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造穩(wěn)定上起著重要維系蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造穩(wěn)定上起著重要的作用。的作用。 氫鍵的鍵能較低氫鍵的鍵能較低(12kJ/mol)(12kJ/m

43、ol)，因此易被破壞。因此易被破壞。氫氫鍵鍵的的構(gòu)構(gòu)成成:v非極性物質(zhì)在含水的極性環(huán)境中存在時(shí)，會(huì)產(chǎn)非極性物質(zhì)在含水的極性環(huán)境中存在時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種相互聚集的力，這種力稱為疏水鍵或疏生一種相互聚集的力，這種力稱為疏水鍵或疏水作用力。水作用力。v蛋白質(zhì)分子中的許多氨基酸殘基側(cè)鏈也是非極蛋白質(zhì)分子中的許多氨基酸殘基側(cè)鏈也是非極性的，這些非極性的基團(tuán)在水中也可相互聚集，性的，這些非極性的基團(tuán)在水中也可相互聚集，構(gòu)成疏水鍵，如構(gòu)成疏水鍵，如LeuLeu，IleIle，ValVal，PhePhe，AlaAla等等的側(cè)鏈基團(tuán)。的側(cè)鏈基團(tuán)。 v 范德華氏范德華氏van der Waals)van der Wa

44、als)引力引力分子之間存在的相互作用力分子之間存在的相互作用力v離子鍵(salt bond)是由帶正電荷基團(tuán)與帶負(fù)電荷基團(tuán)之間相互吸引而構(gòu)成的化學(xué)鍵。 v 在近中性環(huán)境中，蛋白質(zhì)分子中的酸性氨基酸殘基側(cè)鏈電離后帶負(fù)電荷，而堿性氨基酸殘基側(cè)鏈電離后帶正電荷，二者之間可構(gòu)成離子鍵。離子鍵的構(gòu)成離子鍵的構(gòu)成六、蛋白質(zhì)分子構(gòu)造與功能的關(guān)系六、蛋白質(zhì)分子構(gòu)造與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)分子具有多樣的生物學(xué)功能，需蛋白質(zhì)分子具有多樣的生物學(xué)功能，需求一定的化學(xué)構(gòu)造，還需求一定的空間求一定的化學(xué)構(gòu)造，還需求一定的空間構(gòu)象。構(gòu)象。各種蛋白質(zhì)都有特定的空間構(gòu)象，而特各種蛋白質(zhì)都有特定的空間構(gòu)象，而特定的空間構(gòu)象又與它們

45、特定的生物學(xué)功定的空間構(gòu)象又與它們特定的生物學(xué)功能相順應(yīng)，蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能是高度能相順應(yīng)，蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能是高度一致的。一致的。一級(jí)構(gòu)造是空間構(gòu)象的根底一級(jí)構(gòu)造是空間構(gòu)象的根底 RNase是由124氨基酸殘基組成的單肽鏈，分子中 8 個(gè)Cys的-SH構(gòu)成4個(gè)二硫鍵，構(gòu)成具有一定空間構(gòu)象的蛋白質(zhì)分子。在蛋白量變性劑如8mol/L的尿素和一些復(fù)原劑如巰基乙醇存在下，酶分子中的二硫鍵全部被復(fù)原，酶的空間構(gòu)造破壞，肽鏈完全伸展，酶的催化活性完全喪失。當(dāng)用透析的方法除去變性劑和巰基乙醇后，發(fā)現(xiàn)酶大部分活性恢復(fù)，一切的二硫鍵準(zhǔn)確無誤地恢復(fù)原來形狀。假設(shè)用其他的方法改動(dòng)分子中二硫鍵的配對(duì)方式，酶完全喪失

46、活性。這個(gè)實(shí)驗(yàn)闡明，蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造決議它的空間構(gòu)造，而特定的空間構(gòu)造是蛋白質(zhì)具有生物活性的保證。2. 2. 前體與活性蛋白質(zhì)一級(jí)構(gòu)造的關(guān)系前體與活性蛋白質(zhì)一級(jí)構(gòu)造的關(guān)系 由由108個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的前胰島素原個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的前胰島素原(pre-proinsulin，在合成的時(shí)候完全沒有活性，在合成的時(shí)候完全沒有活性，當(dāng)切去當(dāng)切去N-端的端的24個(gè)氨基酸信號(hào)肽，構(gòu)成個(gè)氨基酸信號(hào)肽，構(gòu)成84個(gè)個(gè)氨基酸的胰島素原氨基酸的胰島素原proinsulin，胰島素原，胰島素原也沒活性，在包裝分泌時(shí)，也沒活性，在包裝分泌時(shí)，A、B鏈之間的鏈之間的33個(gè)氨基酸殘基被切除，才構(gòu)成具有活性的胰島個(gè)氨基酸殘基被切

47、除，才構(gòu)成具有活性的胰島素素(胰蛋白酶原的激活胰蛋白酶原的激活)。3 3 蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造與分子病蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造與分子病 現(xiàn)知幾乎一切遺傳病都與蛋白質(zhì)分子構(gòu)造改動(dòng)有現(xiàn)知幾乎一切遺傳病都與蛋白質(zhì)分子構(gòu)造改動(dòng)有關(guān)，都稱之為分子病。例如鐮刀型貧血癥，它是由于關(guān)，都稱之為分子病。例如鐮刀型貧血癥，它是由于血紅蛋白的血紅蛋白的-亞基上的第六位氨基酸由谷氨酸變成亞基上的第六位氨基酸由谷氨酸變成了纈氨酸，導(dǎo)致血紅蛋白的構(gòu)造和功能的改動(dòng)，其運(yùn)了纈氨酸，導(dǎo)致血紅蛋白的構(gòu)造和功能的改動(dòng)，其運(yùn)輸氧氣的才干大大地降低，并且紅細(xì)胞呈鐮刀狀。輸氧氣的才干大大地降低，并且紅細(xì)胞呈鐮刀狀。 鐮狀細(xì)胞貧血鐮狀細(xì)胞貧血sick

48、-cell anemiasick-cell anemia從患者紅細(xì)胞中鑒定出特異的鐮刀型或月牙型細(xì)從患者紅細(xì)胞中鑒定出特異的鐮刀型或月牙型細(xì)胞。胞。-鏈 1 2 3 4 5 6 7Hb-A N- Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-LysHb-S N-Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-LysHbHb由由4 4條肽鏈組條肽鏈組成：成：22、22，功能是運(yùn)載功能是運(yùn)載O2 O2 。在去氧在去氧HbHb亞基中亞基中有以下幾對(duì)離子有以下幾對(duì)離子鍵：鍵：1 蛋白質(zhì)的兩性電離及等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的兩性電離及等電點(diǎn)蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì) 在蛋白質(zhì)分子中，由許多可解離的基團(tuán)，如末端的氨基、羧基

49、及側(cè)鏈的咪唑基、胍基、巰基及羥基，也能向酸堿一樣解離，因此，蛋白質(zhì)是多價(jià)的兩性電解質(zhì)。蛋白質(zhì)在其等電點(diǎn)偏酸溶液中帶正電荷，在偏堿溶液中帶負(fù)電荷，在等電點(diǎn)pH時(shí)為兩性離子。等電點(diǎn)的定義 當(dāng)溶液在某一特定的pH時(shí)，蛋白質(zhì)以兩性離子的方式存在，正負(fù)電荷相等，凈電荷為零，在電場(chǎng)中不向任何一方挪動(dòng)。此時(shí)，溶液的pH稱為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。七、蛋白質(zhì)的性質(zhì)七、蛋白質(zhì)的性質(zhì)等電點(diǎn)的性質(zhì)： pI與分子中的酸堿性氨基酸的比例有關(guān)。在等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度最小，其它性質(zhì)如粘度、浸透壓及膨脹性等也都是最小。電泳：帶電顆粒在電場(chǎng)中挪動(dòng)的景象。分子大小不同的蛋白質(zhì)所帶凈電荷密度不同，遷移率即異，在電泳時(shí)可以分開。影響泳

50、動(dòng)速度的要素：A、電荷多少 B、分子大小 C、電場(chǎng)強(qiáng)度2 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)由于蛋白質(zhì)的分子量很大1-100nm，它在水中可以構(gòu)成膠體溶液。蛋白質(zhì)溶液具有膠體溶液的典型性質(zhì)，如丁達(dá)爾景象、布郎運(yùn)動(dòng)等。由于膠體溶液中的蛋白質(zhì)不能經(jīng)過半透膜，因此可以運(yùn)用透析法將非蛋白的小分子雜質(zhì)除去。透析法：以半透膜提純蛋白質(zhì)的方法叫透析法半透膜：只允許溶劑小分子經(jīng)過，而溶質(zhì)大分子不能經(jīng)過，如羊皮紙、火棉膠、玻璃紙等布郎運(yùn)動(dòng)、丁道爾景象、電泳景象，不能透過半透膜，具有吸附才干蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定的緣由蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定的緣由外表構(gòu)成水膜水化層；外表構(gòu)成水膜水化層；帶一樣電荷。帶一樣電荷。膠體性質(zhì)膠體性質(zhì)3 蛋

51、白質(zhì)的沉淀反響蛋白質(zhì)的沉淀反響定義：蛋白質(zhì)在溶液中靠水膜和電荷堅(jiān)持其穩(wěn)定性，水膜和電荷一旦除去，蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定性就被破壞，蛋白質(zhì)就會(huì)從溶液中沉淀下來，此景象即為蛋白質(zhì)的沉淀作用。沉淀試劑:加高濃度鹽類鹽析：加鹽使蛋白質(zhì)沉淀析出。分段鹽析：調(diào)理鹽濃度，可使混合蛋白質(zhì)溶液中的幾種蛋白質(zhì)分段析出。血清球蛋白50%(NH4)2SO4飽和度，清蛋白飽和(NH4)2SO4)。加重金屬鹽加生物堿試劑(單寧酸、苦味酸、鉬酸、鎢酸、三氯乙酸能沉淀生物堿，稱生物堿試劑)4 蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性定義: 天然蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)要素的影響，其共價(jià)鍵不變，但分子內(nèi)部原有的高度規(guī)律性的空間陳列發(fā)生變化，致使其原有性質(zhì)

52、發(fā)生部分或全部喪失，稱為蛋白質(zhì)的變性(denaturation) 。本質(zhì):次級(jí)鍵斷裂，空間構(gòu)造破壞。(變性蛋白質(zhì)分子相互凝集為固體的景象稱凝固) 蛋白量變性后的表現(xiàn) 生物活性喪失；溶解度降低，對(duì)于球狀蛋白粘度添加；生化反響易進(jìn)展；光吸收系數(shù)增大；組分和分子量不變。物理要素： 高溫、高壓、震蕩、紫外線、電離輻射、 超聲波等?；瘜W(xué)要素： 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、重金屬鹽等。定義：當(dāng)變性要素除去后，變性蛋白質(zhì)又可恢復(fù)到天然構(gòu)象，這一景象稱為蛋白質(zhì)的復(fù)性renaturation。蛋白量變性的利用：醫(yī)療方面；食品方面；蛋白質(zhì)制備；酶制劑保管等。 (有些蛋白質(zhì)的變性作用是可逆的，其變性如不超越一定限制，經(jīng)適

53、當(dāng)處置后，可重新變?yōu)樘烊坏鞍踪|(zhì))反響稱號(hào)反響稱號(hào)試試 劑劑顏色顏色反響有關(guān)基團(tuán)反響有關(guān)基團(tuán)有此反響的有此反響的蛋白質(zhì)或氨蛋白質(zhì)或氨基酸基酸雙縮脲反響NaOH、CuSO2紫 色 或 粉紅色二個(gè)以上肽鍵一切蛋白質(zhì)米倫反響H g N O 3 、H g ( N O 3 ) 2 及HNO3混合物紅色 Tyr黃色反響濃HNO3及NH3黃 色 、 橘色 Tyr、Phe乙醛酸反響(Hopking-Cole反響)乙醛酸試劑及濃H2SO4紫色 Trp坂口反響(Sakaguchi反響)-萘酚、NaClO紅色胍基Arg酚試劑反響(Folin-Cioculteu反響)堿性CuSO4及磷鎢酸-鉬酸藍(lán)色酚基、吲哚基Tyr茚

54、三酮反響茚三酮藍(lán)色自在氨基及羧基-氨基酸 5 蛋白質(zhì)的顏色反響蛋白質(zhì)的顏色反響OHN6 蛋白質(zhì)的紫外吸收蛋白質(zhì)的紫外吸收大部分蛋白質(zhì)均含有帶芳香環(huán)的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。這三種氨基酸的在280nm 附近有最大吸收。因此，大多數(shù)蛋白質(zhì)在280nm 附近顯示強(qiáng)的吸收。利用這個(gè)性質(zhì)，可以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)展定性鑒定和定量測(cè)定。7 蛋白質(zhì)的分別和純化蛋白質(zhì)的分別和純化主要是利用蛋白質(zhì)之間各種特性的差別，主要是利用蛋白質(zhì)之間各種特性的差別，包括蛋白質(zhì)分子的酸堿性質(zhì)、分子的大小包括蛋白質(zhì)分子的酸堿性質(zhì)、分子的大小和外形、溶解度、吸附性質(zhì)和對(duì)配體分子和外形、溶解度、吸附性質(zhì)和對(duì)配體分子的特異親合力等。的特異親合

55、力等。 蛋白質(zhì)純化的目的: 添加制品的純度，即設(shè)法除去變性的和不需求的蛋白質(zhì)以添加單位蛋白質(zhì)分量中所需蛋白質(zhì)的含量或生物活性。分別純化蛋白質(zhì)的程序?yàn)椋呵疤幹眉?xì)胞或組織處置、粗分級(jí)分別除去雜蛋白和細(xì)分級(jí)分別。分子大小分子大小透析和超越濾：透析指利用蛋白質(zhì)分子不能經(jīng)過半透膜而與小分子分別；超濾是利用壓力或離心力使小分子溶質(zhì)經(jīng)過半透膜而蛋白質(zhì)被截留在膜上而分別。密度梯度離心：蛋白質(zhì)顆粒在具有密度梯度的介質(zhì)中離心時(shí)，質(zhì)量和密度大的顆粒比質(zhì)量和密度小的顆粒沉降得快，且每種蛋白質(zhì)顆粒沉降到與其本身密度相等的介質(zhì)密度梯度時(shí)，即停頓不前，最后各種蛋白質(zhì)在離心管中被分別成不同的區(qū)帶。凝膠過濾：即分子排阻層析。凝膠顆粒內(nèi)部為多孔的網(wǎng)狀構(gòu)造。大分子最先流出層析柱。鹽溶和鹽析：中性鹽在低濃度時(shí)可添加蛋白質(zhì)的鹽溶和鹽析：中性鹽