浙江大學王鏡巖生物化學甲上第03章氨基酸ppt課件

1、 Chapter 3 氨基酸氨基酸 蛋白質是生物功能的體現(xiàn)者，而構成蛋白質的基本單位是氨基酸。蛋白質在酸、堿或酶的作用下，可逐步降解為氨基酸。組成蛋白質的氨基酸常見的有20種。成千上萬的不同蛋白質實際上就是氨基酸的種類、數(shù)目及排列順序不同。 Section 1 Section 1 蛋白質水解蛋白質水解 用用H+H+，OH-OH-或酶將蛋白質徹底水解，可以或酶將蛋白質徹底水解，可以得到許多種氨基酸的混合物，說明氨基得到許多種氨基酸的混合物，說明氨基酸是蛋白質的基本結構單位。酸是蛋白質的基本結構單位。 蛋白質蛋白質 蛋白胨蛋白胨 多肽多肽 二肽二肽 氨基酸氨基酸MrMr： 大于大于 104 2x1

2、03 104 2x103 1000500 200 1000500 200 1001001 1、酸水解、酸水解條件：條件：510510倍的倍的20%20%的鹽酸煮沸回流的鹽酸煮沸回流16241624小時，或加壓于小時，或加壓于120120水水 解解2 2小時。小時。優(yōu)點：可蒸發(fā)除去鹽酸，水解徹底，終產(chǎn)物為優(yōu)點：可蒸發(fā)除去鹽酸，水解徹底，終產(chǎn)物為LL氨基酸，產(chǎn)物單氨基酸，產(chǎn)物單一，無消旋現(xiàn)象。一，無消旋現(xiàn)象。 缺陷：色氨酸破壞，并產(chǎn)生一種黑色的物質：腐黑質，水解液呈黑色。缺陷：色氨酸破壞，并產(chǎn)生一種黑色的物質：腐黑質，水解液呈黑色。2 2、 堿水解堿水解條件：條件：4mol/L Ba(OH)2 4

3、mol/L Ba(OH)2 或或6mol/L NaOH6mol/L NaOH煮沸煮沸6 6小時。小時。優(yōu)點：水解徹底，色氨酸不被破壞，水解液清亮。優(yōu)點：水解徹底，色氨酸不被破壞，水解液清亮。缺陷：產(chǎn)生消旋產(chǎn)物，破壞的氨基酸多，一般很少使用。缺陷：產(chǎn)生消旋產(chǎn)物，破壞的氨基酸多，一般很少使用。3 3、 蛋白酶水解蛋白酶水解條件：蛋白酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶，常溫條件：蛋白酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶，常溫37403740，pHpH值值5858優(yōu)點：氨基酸不被破壞，不發(fā)生消旋現(xiàn)象。優(yōu)點：氨基酸不被破壞，不發(fā)生消旋現(xiàn)象。缺陷：水解不完全，中間產(chǎn)物多。缺陷：水解不完全，中間產(chǎn)物多。蛋白質酸堿水解常用于蛋白質的組

4、成分析，而酶水解用于制備蛋白質蛋白質酸堿水解常用于蛋白質的組成分析，而酶水解用于制備蛋白質水解產(chǎn)物。水解產(chǎn)物。Section 2 氨基酸的結構通式氨基酸的結構通式2). 除甘氨酸外,其它所有氨基酸分子中的-碳原子都為不對稱碳原子,所以：A.氨基酸都具有旋光性。B.每一種氨基酸都具有D-型和L-型兩種立體異構體。目前已知的天然蛋白質中氨基酸都為L-型。1、氨基酸的結構、氨基酸的結構 氨基酸是蛋白質水解的最終產(chǎn)物，是組成蛋白質的氨基酸是蛋白質水解的最終產(chǎn)物，是組成蛋白質的基本單位。從蛋白質水解物中分離出來的氨基酸有二十基本單位。從蛋白質水解物中分離出來的氨基酸有二十種，除脯氨酸和羥脯氨酸外，這些天

5、然氨基酸在結構上種，除脯氨酸和羥脯氨酸外，這些天然氨基酸在結構上的共同特點為：的共同特點為：1). 與羧基相鄰的-碳原子上都有一個氨基，因而稱為-氨基酸 COOHH2N C H R R基團-氨基酸基本結構通式2、構成蛋白質的氨基酸的結構特征、構成蛋白質的氨基酸的結構特征（1除Pro外，都屬-氨基酸，Pro 為-亞氨基酸：（2都屬L-氨基酸；（3除Gly外，都具有旋光性；（4為兩性電解質。 由于R基團不同，各種氨基酸在性質上的差異很大，如吸收光譜、等電點pI）、解離常數(shù)Ka）、顏色反應、穩(wěn)定性、對金屬的絡合能力等。因此，不同氨基酸組成的蛋白質，性質和功能千差萬別。 中性aa（1按R基團的酸堿性分

6、 酸性aa 堿性aa（2按R基團的 非極性aa9種） 電性質分 極性不帶電荷aa6種） 極性aa 帶正電荷aa(3種） 帶負電荷aa2種） 脂肪族aa3按R基團的化學結構分 芳香族aa 雜環(huán)族aaSection 3 氨基酸的分類氨基酸的分類 1.構成蛋白質的構成蛋白質的20種氨基酸種氨基酸 2.人體所需的八種必需氨基酸人體所需的八種必需氨基酸 賴氨酸(Lys) 纈氨酸(Val) 蛋氨酸(Met) 色氨酸(Try) 亮氨酸(Leu) 異亮氨酸(Ile) 酪氨酸(Thr) 苯丙氨酸(Phe) 嬰兒時期所需: 精氨酸(Arg)、組氨酸(His) 早產(chǎn)兒所需：色氨酸(Try)、半胱氨酸(Cys)3.幾

7、種重要的不常見氨基酸幾種重要的不常見氨基酸在少數(shù)蛋白質中分離出一些不常見的氨基酸，通常稱為不常見蛋白在少數(shù)蛋白質中分離出一些不常見的氨基酸，通常稱為不常見蛋白質氨基酸。這些氨基酸都是由相應的基本氨基酸衍生而來的。其中重要質氨基酸。這些氨基酸都是由相應的基本氨基酸衍生而來的。其中重要的有的有4-羥基脯氨酸、羥基脯氨酸、5-羥基賴氨酸、羥基賴氨酸、N-甲基賴氨酸、和甲基賴氨酸、和3,5-二碘酪氨酸二碘酪氨酸等。這些不常見蛋白質氨基酸的結構如下等。這些不常見蛋白質氨基酸的結構如下 NHHOCOOH4-羥基脯氨酸H2NCH2CHCH2CH2CHCOOHOHNH25-羥基賴氨酸NH2CH3NHCH2CH

8、CH2CH2CHCOOH6-N-甲基賴氨酸HOIICH2CHCOOHNH23,5-二碘酪氨酸 Section 4 氨基酸的重要理化性質氨基酸的重要理化性質1.一般物理性質一般物理性質 常見氨基酸均為無色結晶常見氨基酸均為無色結晶,其形狀因構型而異其形狀因構型而異溶解性：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。析出。 (2) 熔點：氨基酸的熔點極高，一般在熔點：氨基酸的熔點極高，一般在200以上。以上

9、。(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。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，左旋者通常用（向右旋轉，左旋者通常用（-）表示，右旋者用（）表示，右旋者用（+）表示。）表示。(5)光吸收：構成蛋白質的光吸收：構成蛋白質的20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但在遠紫外區(qū)在遠紫外區(qū)(220nm)均有光吸收

10、。在近紫外區(qū)均有光吸收。在近紫外區(qū)(220-300nm)只有只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。 o酪氨酸的max275nm，275=1.4x103;o苯丙氨酸的max257nm，257=2.0 x102;o色氨酸的max280nm，280=5.6x103; 2.氨基酸的兩性解離性質氨基酸的兩性解離性質氨基酸在結晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是氨基酸在結晶形態(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，氨基是以質子化離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以質子化(-NH3+)(-NH3

11、+)形式存在，羧基形式存在，羧基是以離解狀態(tài)是以離解狀態(tài)(-COO-)(-COO-)存在。存在。在不同的在不同的pHpH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化COOHCHH3N+R-pK1+H+H+C O O-CHH3N+RH+H+p K2-C O O-CHH2NRpH 1 7 10凈電荷 +1 0 -1 正離子 兩性離子 負離子 等電點PI氨基酸既含有氨基，能像堿一樣接受H+，又含有羧基，像酸一樣可電離出H+，所以氨基酸具有酸堿兩性性質，是一類兩性電解質。 As an acidproton donor）： As a baseproton acceptor）：

12、H2NCHCOORH3NCHCOOR-+-+ H+H3NCHCOOHRH3NCHCOOR-+ H+不同不同pH時氨基酸以不同的離子化形式存在：時氨基酸以不同的離子化形式存在：氨基酸所帶靜電荷為氨基酸所帶靜電荷為“零時，溶液的零時，溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點值稱為該氨基酸的等電點isoelectric point），以），以pI表示。表示。H3NCHCOOHRH3NCHCOOR-+ H+ OH-+ H+ OH-H2NCHCOOR- 實驗證明在等電點時，氨基酸主要以兩性離子形式存在，但也有少量的而且數(shù)量相等的正、負離子形式，還有極少量的中性分子。 當溶液的pH=pI時，氨基酸主要以兩性離子形

13、式存在。 pHpI時，氨基酸主要以負離子形式存在。 3.氨基酸的等電點氨基酸的等電點 當溶液濃度為某一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極移動，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。 側鏈不含離解基團的中性氨基酸，其等電點是它的pKa1和pKa2的算術平均值：pI = (pKa1 + pKa2 )/2 同樣，對于側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pKa值的算術平均值。 酸性氨基酸：pI = (pKa1 + pKaR-COO- )/2 堿性氨基酸：pI = (pKa2

14、 + pKaR-NH2 )/2 o各種aa都有各自的等電點。在酸性溶液中pHpI)帶負電荷。o例：在pH=6.0的混合溶液中o Ala兼性離子o Lys帶正電荷o Glu帶負電荷o在溶液的任一條件下：o pH=pKa+lg質子受體/質子供體o 對于中性aa，加酸 pKa 取pKa1o 加堿 pKa 取pKa2o 知道了溶液的pH，即可計算出在任一pH條件下，一種aa中各種離子的比例。4.氨基酸的化學性質氨基酸的化學性質 (1)與茚三酮的反應與茚三酮的反應氨基酸與水合茚三酮共熱，發(fā)生氧化脫氨反應，生成NH3與酮酸。水合茚三酮變?yōu)檫€原型茚三酮。加熱過程中酮酸裂解，放出CO2，自身變?yōu)樯僖粋€碳的醛。

15、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，生成藍紫色化合物。o反應要點oA.該反應由NH2與COOH共同參與oB.茚三酮是強氧化劑oC.該反應非常靈敏，可在570nm測定吸光值oD. 測定范圍：0.550g/ml oE.脯氨酸與茚三酮直接生成黃色物質不釋放NH3）o運用：oA.氨基酸定量分析先用層析法分離）oB.氨基酸自動分析儀：o 用陽離子交換樹脂，將樣品中的氨基酸分離，自動定性定量，記錄結果。 (2)與甲醛反應與甲醛反應o反應特點oA.為- NH2的反應oB.在常溫，中性條件，甲醛與- NH2很快反應，生成羥甲基衍生物，釋放氫離子。o運用：氨基酸定量分析甲醛滴定

16、法間接滴定）oA.直接滴定，終點pH過高12），沒有適當指示劑。oB.與甲醛反應，滴定終點在9左右，可用酚酞作指示劑。oC.釋放一個氫離子，相當于一個氨基摩爾比1：1）oD.簡單快速，一般用于測定蛋白質的水解速度。 (3) 與與2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯DNFB反響反響 o反應特點oA.為- NH2的反應oB.氨基酸- NH2的一個H原子可被烴基取代(鹵代烴)oC.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o運用：鑒定多肽或蛋白質的N-末端氨基酸oA.雖然多肽側鏈上的- NH2、酚羥基也能與DNFB反應，但其生成物，容易與- DNP氨基酸區(qū)分和分離 首先由Sanger應用，確

17、定了胰島素的一級結構A.B.水解DNP-肽，得DNP-N端氨基酸及其他游離氨基酸C.分離DNP-氨基酸D.由Edman于1950年首先提出為- NH2的反應用于N末端分析，又稱Edman降解法肽分子與DNFB反應，得DNP-肽層析法定性DNP-氨基酸，得出N端氨基酸的種類、數(shù)目(4)與異硫氰酸苯酯與異硫氰酸苯酯PITC的反應的反應 oEdman （苯異硫氰酸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循環(huán)，將肽鏈N-端氨基酸殘基逐一進行標記和解離。NCSNHCHCOR2NCHCOR1HHNHS:CCHCOR1HNNHCHCOR2SNHCNHOCR1CHNH2CHCO

18、R2NCOCHNHSCR1 肽鏈N端氨基酸與PITC偶聯(lián)，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-氨基酸分離PTH-氨基酸層析法鑒定Edman降解法的改進方法- DNS-Edman降解法用DNS(二甲基萘磺酰氯)測定N端氨基酸原理DNFB法相同但水解后的DNS-氨基酸不需分離，可直接用電泳或層析法鑒定由于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 n用Edman降解法提供逐次減少一個殘基的肽鏈n靈敏度提高，能連續(xù)測定。n多肽順序自動分析儀n樣品最低用量可在5p

19、mol（5與熒光胺的反應與熒光胺的反應 - NH2的反應的反應氨基酸定量氨基酸定量（6與與5,5-雙硫基雙硫基-雙雙(2-硝基苯甲酸硝基苯甲酸)反響反響-SH的反應的反應測定細胞游離測定細胞游離- SH的含量的含量（7其他反應其他反應成鹽、成酯、成肽、脫羧反應成鹽、成酯、成肽、脫羧反應Section 5 氨基酸的分析分離o常用的方法有：o濾紙層析法(filter-paper chromatography: FPC)o薄層層析法(thin-layer chromatography: TLC)o離子交換層析法(Ion-exchange column chromatography: IEC)o氣液色

20、譜法(gas-liquid chromatography : GLC)o高效液相色譜法high performance liquid chromatography: HPLC)o電泳技術一、濾紙層析法FPC)o以濾紙作為支持物。o 濾紙吸附的水為固定相S)o 用水飽和的有機溶劑作流動相L)o 在互不相溶的兩相溶劑中，根據(jù)分配系數(shù)不同而分離物質的方法稱為分配系數(shù)法。（主要與物質的極性有關）o 分配系數(shù)Ka)= 溶劑在流動相中的濃度/溶劑在固定相中的濃度o 遷移率Rf) = 原點到層析中心點的距離/原點到層析前沿的距離o 即在一定條件下，被分離物質在紙上移動的距離與溶劑移動的距離之比。o 在一定條

21、件下，某種aa的Rf 值是一定的，o 不同aa的Rf 值是不同的。o 可利用兩種不同的展層劑，進行雙相層析詳見 P151圖3-25）。二、離子交換層析IEC)o離子交換劑是一種不溶于水、不溶于有機溶劑、不溶于酸堿的高分子化合物。根據(jù)所帶基團又可分為：o 1、陽離子交換劑o 含-SO3H （強酸型） o H型o -COOH弱酸型）o 若以Na+置換H+:o -SO3Nao Na型o -COONa 2、陰離子交換劑： 含-N+(CH3)3OH強堿型） OH型 -N+H3OH （弱堿型） 若以Cl-置換OH-, -N+(CH3)3Cl Cl型 -N+H3Cl 如：732型陽離子交換樹脂pH1-2)分

22、離aa: (1)轉型：由H型Na型 （2上樣：混合aa （3洗脫：提高洗脫液的pH或離子強度 aa的洗脫順序：先酸性aa、再中性aa、后堿性aa。 若用陰離子交換樹脂分離aa，洗脫順序則相反。Chapter 4 Chapter 4 蛋白質的共價結構蛋白質的共價結構 Section 1 概概 述述一、蛋白質的定義一、蛋白質的定義 蛋白質：是一切生物體中普遍存在的，由天然氨基酸通過肽鍵連接而成蛋白質：是一切生物體中普遍存在的，由天然氨基酸通過肽鍵連接而成的生物大分子；其種類繁多，各具有一定的相對分子質量，復雜的分子結構的生物大分子；其種類繁多，各具有一定的相對分子質量，復雜的分子結構和特定的生物功

23、能；是表達生物遺傳性狀的一類主要物質。和特定的生物功能；是表達生物遺傳性狀的一類主要物質。 二、蛋白質在生命中的重要性二、蛋白質在生命中的重要性 早在早在1878年，思格斯就在年，思格斯就在中指出：中指出：“生命是蛋白體的存在方生命是蛋白體的存在方式，這種存在方式本質上就在于這些蛋白體的化學組成部分的不斷的自我更式，這種存在方式本質上就在于這些蛋白體的化學組成部分的不斷的自我更新。新?！?可以看出，第一，蛋白體是生命的物質基礎；第二，生命是物質運動可以看出，第一，蛋白體是生命的物質基礎；第二，生命是物質運動的特殊形式，是蛋白體的存在方式；第三，這種存在方式的本質就是蛋白體的特殊形式，是蛋白體的

24、存在方式；第三，這種存在方式的本質就是蛋白體與其外部自然界不斷的新陳代謝。現(xiàn)代生物化學的實踐完全證實并發(fā)展了恩與其外部自然界不斷的新陳代謝?，F(xiàn)代生物化學的實踐完全證實并發(fā)展了恩格斯的論斷格斯的論斷 1.蛋白質是生命機體的重要組成成分 蛋白質占干重 人體中中年人） 人體 45% 水55% 細菌 50%80% 蛋白質19% 真菌 14%52% 脂肪19% 酵母菌 14%50% 糖類1% 白地菌50% 無機鹽7% 2.蛋白質是一種生物功能的主要體現(xiàn)者蛋白質是一種生物功能的主要體現(xiàn)者 （1酶的催化作用 （2調節(jié)作用(多肽類激素) （3運輸功能 （4運動功能 （5免疫保護作用(干擾素) （6接受、傳遞信

25、息的受體 （7毒蛋白3.外源蛋白質有營養(yǎng)功能，可作為生產(chǎn)加工的對象外源蛋白質有營養(yǎng)功能，可作為生產(chǎn)加工的對象.三、蛋白質的組成三、蛋白質的組成1.元素組成元素組成 蛋白質是一類含氮有機化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的蛋白質是一類含氮有機化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、碘、鋅和銅等。硫。某些蛋白質還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質中的組成百分比約為：這些元素在蛋白質中的組成百分比約為： 碳碳 50 氫氫 7 氧氧 23 氮氮 16% 硫硫 03 其他其他 微微 量量 氮占生物組織中所有含氮物

26、質的絕大部分。因此，可以將生物組織的含氮量近似地看作蛋白質的含氮量。由于大多數(shù)蛋白質的含氮量接近于16%，所以，可以根據(jù)生物樣品中的含氮量來計算蛋白質的大概含量蛋白質含量的測定： 凱氏定氮法 (測定氮的經(jīng)典方法) 優(yōu)點：對原料無選擇性，儀器簡單， 方法也簡單； 缺陷：易將無機氮(如核酸中的氮) 都歸入蛋白質中,不精確。 普通，樣品含氮量平均在16%，取其倒數(shù)100/16=6.25，即為蛋白質換算系數(shù)，其含義是樣品中每存在1g元素氮，就說明含有6.25g 蛋白質）；故： 蛋白質含量=氮的量100/166.25 除了上述法方外，還有 紫外比色法 雙縮脲法 Folin酚 考馬斯亮蘭G250比色法（條

27、件：蛋白質必須是可溶的） 2.化學組成兩種類型） 單純蛋白質：水解為 -氨基酸 結合蛋白質=單純蛋白質+輔基 四、四、 蛋白質的分類蛋白質的分類一一. 依據(jù)蛋白質的外形分類依據(jù)蛋白質的外形分類 按照蛋白質的外形可分為球狀蛋白質和纖維狀蛋白質。按照蛋白質的外形可分為球狀蛋白質和纖維狀蛋白質。1.球狀蛋白質：（球狀蛋白質：（globular protein外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結晶，大多數(shù)蛋白質屬于這一類。形成結晶，大多數(shù)蛋白質屬于這一類。2.纖維狀蛋白質纖維狀蛋白質(fibrous protein)分子類似纖維或細棒。它又可分為可溶性纖分子類

28、似纖維或細棒。它又可分為可溶性纖維狀蛋白質和不溶性纖維狀蛋白質。維狀蛋白質和不溶性纖維狀蛋白質。二二.依據(jù)蛋白質的組成分類依據(jù)蛋白質的組成分類 按照蛋白質的組成，可以分為按照蛋白質的組成，可以分為1.簡單蛋白簡單蛋白(simple protein) ：又稱為單純蛋白質；這類蛋白質只含由：又稱為單純蛋白質；這類蛋白質只含由-氨基氨基酸組成的肽鏈，不含其它成分。酸組成的肽鏈，不含其它成分。（1清蛋白和球蛋白：清蛋白和球蛋白：albumin and globulin廣泛存在于動物組織中。清蛋廣泛存在于動物組織中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。

29、（2谷蛋白谷蛋白(glutelin)和醇溶谷蛋白和醇溶谷蛋白(prolamin)：植物蛋白，不溶于水，易溶：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀堿中，后者可溶于于稀酸、稀堿中，后者可溶于7080乙醇中。乙醇中。（3精蛋白和組蛋白：堿性蛋白質，存在與細胞核中。精蛋白和組蛋白：堿性蛋白質，存在與細胞核中。（4硬蛋白：存在于各種軟骨、腱、毛、發(fā)、絲等組織中，分為角蛋白、膠原硬蛋白：存在于各種軟骨、腱、毛、發(fā)、絲等組織中，分為角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白和絲蛋白。蛋白、彈性蛋白和絲蛋白。2.結合蛋白結合蛋白(conjugated protein)：由簡單蛋白與其它非蛋白成分結合而成：由簡單蛋白與其它非蛋白

30、成分結合而成（1色蛋白：由簡單蛋白與色素物質結合而成。如血紅蛋白、葉綠蛋白和細胞色色蛋白：由簡單蛋白與色素物質結合而成。如血紅蛋白、葉綠蛋白和細胞色素等。素等。（2糖蛋白：由簡單蛋白與糖類物質組成。如細胞膜中的糖蛋白等。糖蛋白：由簡單蛋白與糖類物質組成。如細胞膜中的糖蛋白等。（3脂蛋白：由簡單蛋白與脂類結合而成。脂蛋白：由簡單蛋白與脂類結合而成。 如血清如血清-，-脂蛋白等。脂蛋白等。（4核蛋白：由簡單蛋白與核酸結合而成。如細胞核中的核糖核蛋白等。核蛋白：由簡單蛋白與核酸結合而成。如細胞核中的核糖核蛋白等。（5色蛋白：由簡單蛋白與色素結合而成。如血紅素、過氧化氫酶、細胞色素色蛋白：由簡單蛋白與

31、色素結合而成。如血紅素、過氧化氫酶、細胞色素c等。等。（6磷蛋白：由簡單蛋白質和磷酸組成。如胃蛋白酶、酪蛋白、角蛋白、彈性蛋磷蛋白：由簡單蛋白質和磷酸組成。如胃蛋白酶、酪蛋白、角蛋白、彈性蛋白、絲心蛋白等。白、絲心蛋白等。 Section 2 肽肽(peptide)蛋白質是由一條或多條多肽蛋白質是由一條或多條多肽(polypeptide)鏈以特殊方式結合而成的生物鏈以特殊方式結合而成的生物大分子。大分子。蛋白質與多肽并無嚴格的界線，通常是將分子量在蛋白質與多肽并無嚴格的界線，通常是將分子量在6000道爾頓以上的多道爾頓以上的多肽稱為蛋白質。肽稱為蛋白質。蛋白質分子量變化范圍很大蛋白質分子量變化

32、范圍很大, 從大約從大約6000到到1000000道爾頓甚至更大道爾頓甚至更大 一. 肽一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。由兩個氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個氨基酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。 1.肽鏈 o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o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。o氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，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：o Ser-Val-Tyr-Asp-

33、GlnCCNCCNCCNCCNCC H2C HC H2C H2C H2C O O-O HC O2HC H2C O N H2O HC H3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnC H3N-端C-端肽鍵 2.肽鍵肽鍵 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。肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質，不能自由旋轉。在大多數(shù)情況下，以反式結構存在。 3.天然存在的重要多肽天然存在的重要多肽 在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質的亞單位。但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽。如

34、：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。NHCOC H2N HCOC HN HCOC H3C HC HO HC H2O HC HH NCN HC HCN HC H2CCOC HNHH OC H2N HN HC HC HC H3C H2C H3COOOOC H2C H2SOO H鵝 膏 覃 堿 的 化 學 結 構 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO- +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO- Met-腦啡肽 Leu-腦啡肽C y sT y rI L eG l nA s nC y sP r oL e uG l yN H2SS牛催產(chǎn)素C y

35、sT y rG l nA s nC y sP r oSSP h eA r gG l yN H2牛加壓素二二.蛋白質的一級結構蛋白質的一級結構 1. 蛋白質的一級結構蛋白質的一級結構(Primary structure)包括：包括： (1)組成蛋白質的多肽鏈數(shù)目組成蛋白質的多肽鏈數(shù)目. (2)多肽鏈的氨基酸順序，多肽鏈的氨基酸順序， (3)多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。位置。 其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質生物功能的基礎。序，它是蛋白質生物功能的基礎。2.蛋白質的一級結構的測定蛋白質的一級結構的測定 蛋白質氨基酸順序的測

36、定是蛋白質化學研究的基礎。自從蛋白質氨基酸順序的測定是蛋白質化學研究的基礎。自從1953年年F.Sanger測定了胰島素的一級結構以來，現(xiàn)在已經(jīng)有上千種不同蛋白質測定了胰島素的一級結構以來，現(xiàn)在已經(jīng)有上千種不同蛋白質的一級結構被測定。的一級結構被測定。(1) 測定蛋白質的一級結構的要求測定蛋白質的一級結構的要求 nA.樣品必需純（97%以上）；nB.知道蛋白質的分子量；nC.知道蛋白質由幾個亞基組成；nD.測定蛋白質的氨基酸組成；并根據(jù)分子量計算每種氨基酸的個數(shù)。nE.測定水解液中的氨量，計算酰胺的含量。(2)測定步驟測定步驟 多肽鏈的拆分：由多條多肽多肽鏈的拆分：由多條多肽鏈組成的蛋白質分子

37、，必須先進鏈組成的蛋白質分子，必須先進行拆分。幾條多肽鏈借助非共價行拆分。幾條多肽鏈借助非共價鍵連接在一起，稱為寡聚蛋白質，鍵連接在一起，稱為寡聚蛋白質，如，血紅蛋白為四聚體，烯醇化如，血紅蛋白為四聚體，烯醇化酶為二聚體；可用酶為二聚體；可用8mol/L尿素尿素或或6mol/L鹽酸胍處理，即可分鹽酸胍處理，即可分開多肽鏈開多肽鏈(亞基亞基). 測定蛋白質分子中多肽鏈的數(shù)目：通過測定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋白質分子量之間的關系，即可確定多肽鏈的數(shù)目。 二硫鍵的斷裂：幾條多肽鏈通過二硫鍵交聯(lián)在一起?？稍诳捎?mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍存在下，用過量的-巰基乙醇處理，使二硫鍵還原為巰基，然

38、后用烷基化試劑保護生成的巰基，以防止它重新被氧化。可以通過加入鹽酸胍方法解離多肽鏈之間的非共價力；應用過甲酸氧化法或巰基還原法拆分多肽鏈間的二硫鍵。 巰基的保護-OOCCHCH2SHNH3+ICH2CNH2OCH2OCClOCH2Cl-OOCCHCH2SNH3+OCCH2OCH2-OOCCHCH2SNH3+CH2CNH2O-OOCCHCH2SNH3+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；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；分析多肽鏈的分析多肽鏈的N-N-末端和末端和C-C-末端末端 末端氨基酸的測定：多肽鏈端基氨基酸分為兩類，末端氨基酸的測定：多肽鏈端基氨

39、基酸分為兩類，N-N-端氨基酸和端氨基酸和C-C-端氨基端氨基酸。在肽鏈氨基酸順序分析中，最重要的是酸。在肽鏈氨基酸順序分析中，最重要的是N-N-端氨基酸分析法。末端氨基酸測端氨基酸分析法。末端氨基酸測定的主要方法有：定的主要方法有： N(CH3)2SO2ClH2NCHCROHNCHCROSO2N(CH3)2+水解N(CH3)2SO2HNCHCROOH+氨基酸丹磺酰氯多肽N-端丹磺酰N-端氨基酸丹磺酰氨基酸H2NCHCROHNCHCROORnCCHHNOHn-1N-端氨基酸 C-端氨基酸ORnCCHH2NOHH2NCHCRONHNH2+H+NH2NH2氨基酸酰肼C-端氨基酸 多肽鏈斷裂成多個肽

40、段，可采用兩種或多種不同的斷裂方法將多肽樣品斷裂成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，并將其分離開來。多肽的選擇性降解的方法有：兩套或多套肽段或肽碎片，并將其分離開來。多肽的選擇性降解的方法有：n酶解法酶解法: :胰蛋白酶，糜蛋白酶，胃蛋白酶，嗜熱菌蛋白酶，羧肽酶和氨肽胰蛋白酶，糜蛋白酶，胃蛋白酶，嗜熱菌蛋白酶，羧肽酶和氨肽酶酶n化學法：溴化氰水解法，它能選擇性地切割由甲硫氨酸的羧基所形成的肽化學法：溴化氰水解法，它能選擇性地切割由甲硫氨酸的羧基所形成的肽鍵。鍵。CH3S：CH2CH2CHN HCN HCHCOOR+B rC+NB r-C

41、H3S+CH2CH2CHN HCN HCHCOORCNCH3SCN CH2CHN HCN HCHCOORCH2+H2O+CH2CHN HCOCH2OH3N+CHCOR高絲氨酸內(nèi)酯測定每個肽段的氨基酸順序。測定每個肽段的氨基酸順序。確定肽段在多肽鏈中的次序：利用兩套或多套肽段的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錯重疊，拼湊出整條多肽鏈的氨基酸順序彼此間的交錯重疊，拼湊出整條多肽鏈的氨基酸順序。氨基酸順序。確定原多肽鏈中二硫鍵的位置：一般采用胃蛋白酶處確定原多肽鏈中二硫鍵的位置：一般采用胃蛋白酶處理沒有斷開二硫鍵的多肽鏈，再利用雙向電泳技術分理沒有斷開二硫鍵的多肽鏈

42、，再利用雙向電泳技術分離出各個肽段，用過甲酸處理后，將每個肽段進行組離出各個肽段，用過甲酸處理后，將每個肽段進行組成及順序分析，然后同其它方法分析的肽段進行比較，成及順序分析，然后同其它方法分析的肽段進行比較，確定二硫鍵的位置。確定二硫鍵的位置。 Chapter 5 蛋白質的空間結構蛋白質的空間結構 Section 1 蛋白質三維結構的內(nèi)容及研 究方法 Protein分子中的原子或基團在三維空間的分布、排列及肽鏈主鏈在空間的走向。蛋白質的這種天然結構決定于3個因素： （1與溶劑分子相互作用 （2溶劑的pH與離子組成 （3蛋白質的aa序列重要因素）一、蛋白質的結構水平o一級結構(primary

43、structure)：蛋白質分子中的肽鍵、肽鏈、aa序列和二硫鍵的位置。o二級結構(secondary structure):蛋白質主鏈在空間的走向。o三級結構(tertiary structuer):由多個三維實體結構域構成的近似球狀的構象。o四級結構(quaternary structure):寡聚蛋白的構象。o在二級結構和三級結構之間還可細分為：o 超二級結構和結構域。o 超二級結構(super secondary structure )：若干相鄰的二級結構單元相互作用，形成有規(guī)則的組合體。o結構域(structure domain)：多肽鏈中相對獨立的三維實體。蛋白質空間結構的研究方法

44、o旋光色散法o重氫交換法o紫外差示光譜法o核磁共振光譜o激光拉曼光譜oX-晶體衍射o質子光譜o色質聯(lián)用o圓二色散o熒光偏振光譜X-射線衍射法射線衍射法 Section 2 蛋白質的二級結構蛋白質的二級結構蛋白質的二級蛋白質的二級(Secondary)結構是指肽鏈的結構是指肽鏈的主鏈在空間的排列主鏈在空間的排列,或規(guī)則的幾何走向、旋或規(guī)則的幾何走向、旋轉及折疊。它只涉及肽鏈主鏈的構象及鏈內(nèi)轉及折疊。它只涉及肽鏈主鏈的構象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。主要有或鏈間形成的氫鍵。主要有-螺旋、螺旋、-折折疊、疊、-轉角。轉角。不同蛋白質的二級結構是不同的。不同蛋白質的二級結構是不同的。肽平面酰胺平面） 多肽

45、鏈的主鏈由許多酰胺平面組成，平面之多肽鏈的主鏈由許多酰胺平面組成，平面之間以間以碳原子相隔。而碳原子相隔。而C-C鍵和鍵和C-N鍵是鍵是單鍵，可以自由旋轉，其中單鍵，可以自由旋轉，其中C-C鍵旋轉的鍵旋轉的角度稱角度稱，C-N鍵旋轉的角度稱鍵旋轉的角度稱。和和這一對兩面角決定了相鄰兩個酰胺平面的這一對兩面角決定了相鄰兩個酰胺平面的相對位置，也就決定了肽鏈的構象。相對位置，也就決定了肽鏈的構象。 早在早在20世紀世紀30年代，年代，Pauling和和Corey就開始有就開始有X-射線衍射方射線衍射方法研究了氨基酸和肽的結構，他們得到了重要的結論法研究了氨基酸和肽的結構，他們得到了重要的結論: (

46、1) 肽鍵的鍵長介于肽鍵的鍵長介于C-N單鍵和雙鍵之間，具有部分雙鍵的性質，單鍵和雙鍵之間，具有部分雙鍵的性質， 不能自由旋轉。不能自由旋轉。(2) 參與肽鍵形成的兩個原子及相鄰的四個原子處于同一平參與肽鍵形成的兩個原子及相鄰的四個原子處于同一平 面，形成了酰胺平面，也稱肽鍵平面，又稱一個肽單位。面，形成了酰胺平面，也稱肽鍵平面，又稱一個肽單位。 (3) 酰胺平面中的鍵長、鍵角是一定的酰胺平面中的鍵長、鍵角是一定的（4在酰胺平面中在酰胺平面中C=0與與N-H呈反式。呈反式。 （5相鄰肽平面構成二面角相鄰肽平面構成二面角在-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型,相鄰的肽平面構成

47、兩面角.多肽鏈中的各個肽平面圍繞同一軸旋轉，形成螺旋結構，螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為0.54nm,含3.6個氨基酸殘基；兩個氨基酸之間的距離0.15nm.肽鏈內(nèi)形成氫鍵，氫鍵的取向幾乎與軸平行，第一個氨基酸殘基的酰胺基團的-CO基與第四個氨基酸殘基酰胺基團的-NH基形成氫鍵。蛋白質分子為右手-螺旋。左手和右手螺旋左手和右手螺旋 1. -螺旋螺旋-螺旋結構的要點如下：螺旋結構的要點如下： 蛋白質多肽鏈像螺旋一樣盤曲上升，每3.6個氨基酸殘基螺旋上升 一圈，每圈螺旋的高度為0.54nm，每個氨基酸殘基沿軸上升0.15nm， 螺旋上升時，每個殘基沿軸旋轉100。 維系這種螺旋結構的作用力是氫鍵

48、，多肽主鏈上第n個殘基的羰基和第n+4個殘基的酰氨基形成氫鍵。 -螺旋有右手螺旋和左手螺旋之分，天然蛋白質絕大部分是右手螺旋，到目前為止僅在嗜熱菌蛋白酶中發(fā)現(xiàn)了一段左手螺旋。 -螺旋的穩(wěn)定性主要靠氫鍵來維持。 除了上面這種典型的除了上面這種典型的-螺旋外，還有一些不螺旋外，還有一些不典型的典型的-螺旋，所以規(guī)定了有關螺旋的寫法，螺旋，所以規(guī)定了有關螺旋的寫法，用用“nS來表示，來表示，n為螺旋上升一圈氨基酸為螺旋上升一圈氨基酸的殘基數(shù)，的殘基數(shù)，S為氫鍵封閉環(huán)內(nèi)的原子數(shù)，典為氫鍵封閉環(huán)內(nèi)的原子數(shù)，典型的型的-螺旋用螺旋用3.613表示，非典型的表示，非典型的-螺螺旋有旋有3.010， 4.41

49、6螺旋等。螺旋等。一些側鏈基團雖然不參與螺旋，但他們可一些側鏈基團雖然不參與螺旋，但他們可影響影響-螺旋螺旋(1)、在多肽鏈中連續(xù)的出現(xiàn)帶同種電荷的極性氨基酸，、在多肽鏈中連續(xù)的出現(xiàn)帶同種電荷的極性氨基酸，-螺旋就不穩(wěn)定。螺旋就不穩(wěn)定。 在多肽鏈中只要出現(xiàn)在多肽鏈中只要出現(xiàn)pro，-螺旋就被中斷，產(chǎn)生一個彎螺旋就被中斷，產(chǎn)生一個彎bend或結節(jié)或結節(jié)kink）（不能形成氫鍵，側鏈占據(jù)相鄰殘基空間），）（不能形成氫鍵，側鏈占據(jù)相鄰殘基空間）， Pro常出現(xiàn)在常出現(xiàn)在-螺旋螺旋末端；末端；(2)、Gly的的R基太小，難以形成基太小，難以形成-螺旋所需的兩面角，所以和螺旋所需的兩面角，所以和Pro一

50、樣也是螺旋一樣也是螺旋的最大破壞者。的最大破壞者。 (3)、肽鏈中連續(xù)出現(xiàn)帶龐大側鏈的氨基酸如、肽鏈中連續(xù)出現(xiàn)帶龐大側鏈的氨基酸如Ile，由于空間位阻，也難以形成，由于空間位阻，也難以形成-螺旋。螺旋。 -螺旋在不同蛋白質中的情況螺旋在不同蛋白質中的情況o-角蛋白：全部由角蛋白：全部由-螺旋構成螺旋構成o肌紅蛋白：肌紅蛋白： 大部分由大部分由-螺旋構成螺旋構成o溶菌酶：僅含一部分溶菌酶：僅含一部分-螺旋螺旋o鐵氧還蛋白：完全不具有鐵氧還蛋白：完全不具有-螺旋螺旋 -折疊是由兩條或多條幾乎完全折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間的氫鍵伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成

51、的。肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折疊構象。疊構象。在在-折疊中，折疊中，-碳原子總是處于折碳原子總是處于折疊的角上，氨基酸的疊的角上，氨基酸的R基團處于折疊的基團處于折疊的棱角上并與棱角垂直，兩個氨基酸之間棱角上并與棱角垂直，兩個氨基酸之間的軸心距為的軸心距為0.35nm. -折疊結構的氫鍵主要是由兩條肽折疊結構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鏈之間形成的；也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽鍵都參與同部分之間形成。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鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。垂直。-折疊有兩種類型。一種為平

52、行式，折疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈的即所有肽鏈的N-端都在同一邊。另一端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。相反。2. -折疊折疊o-折疊有平行和反平折疊有平行和反平行的兩種形式行的兩種形式: o平行：兩條肽鏈或肽平行：兩條肽鏈或肽段的走向相同；段的走向相同；o反平行：走向相反反平行：走向相反在在-轉角部分，由四個氨基轉角部分，由四個氨基酸殘基組成酸殘基組成.四個形成轉角的殘基四個形成轉角的殘基中，第三個一般均為甘氨酸殘中，第三個一般均為甘氨酸殘基彎曲處的第一個氨基酸殘基的基彎曲處的第一個氨基酸殘基的 -C=O 和第四個殘基的和

53、第四個殘基的 N-H 之間之間形成氫鍵，形成一個不很穩(wěn)定的環(huán)形成氫鍵，形成一個不很穩(wěn)定的環(huán)狀結構。這類結構主要存在于球狀狀結構。這類結構主要存在于球狀蛋白分子中。蛋白分子中。.自由回轉自由回轉沒有一定規(guī)律的松散肽鏈結構，但仍是緊密有序的穩(wěn)定結構，通過主鏈間沒有一定規(guī)律的松散肽鏈結構，但仍是緊密有序的穩(wěn)定結構，通過主鏈間及主鏈與側鏈間氫鍵維持其構象不同的蛋白質，自由回轉的數(shù)量和形式各不及主鏈與側鏈間氫鍵維持其構象不同的蛋白質，自由回轉的數(shù)量和形式各不相同分兩類：相同分兩類： 緊密環(huán)緊密環(huán) 連接條帶連接條帶3. -轉角轉角、超二級結構、超二級結構在蛋白質分子中，由在蛋白質分子中，由若干相鄰的二級結

54、構單元若干相鄰的二級結構單元組合在一起，彼此相互作組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的、在空用，形成有規(guī)則的、在空間上能辨認的二級結構組間上能辨認的二級結構組合體。幾種類型的超二級合體。幾種類型的超二級結構：結構： ；超二級結構在結構超二級結構在結構層次上高于二級結構，但層次上高于二級結構，但沒有聚集成具有功能的結沒有聚集成具有功能的結構域構域 Section 3 超二級結構和結構域超二級結構和結構域對于較大的蛋白質分子或亞基，多肽鏈往往由兩個或兩個以上相對獨立的三維實體締合而成三級結構。這種相對獨立的三維實體就稱結構域。結構域通常是幾個超二級結構的組合，對于較小的蛋白質分子，結構域與三級結

55、構等同，即這些蛋白為單結構域。結構域一般由100200 個氨基酸殘基組成，但大小范圍可達 40400 個殘基。氨基酸可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的結構域之間常形成裂隙，比較松散，往往是蛋白質優(yōu)先被水解的部位。酶的活性中心往往位于兩個結構域的界面上結構域之間由“鉸鏈區(qū)相連，使分子構象有一定的柔性，通過結構域之間的相對運動，使蛋白質分子實現(xiàn)一定的生物功能。在蛋白質分子內(nèi)，結構域可作為結構單位進行相對獨立的運動，水解出來后仍能維持穩(wěn)定的結構，甚至保留某些生物活性、結構域、結構域常見的結構域：oEF-hand(EF-hand Ca2+-binding motif)o EF手型鈣結合性模體基序）oZin

56、c finger鋅指結構）oLeucin zipper亮氨酸拉鏈結構）：有時一個結構域就是蛋白質的有時一個結構域就是蛋白質的功能域。功能域。包含一個但通常是多個結構域。包含一個但通常是多個結構域。結構域與功能域的關系結構域與功能域的關系Section 4 蛋白質的三級結構蛋白質的三級結構o1、定義：蛋白質的三級結構是指多肽鏈在、定義：蛋白質的三級結構是指多肽鏈在多種二級結構的基礎上進一步盤旋、折疊，多種二級結構的基礎上進一步盤旋、折疊，從而生成特定的空間結構球狀）。包括主從而生成特定的空間結構球狀）。包括主鏈和側鏈的所有原子的空間排布一般非極鏈和側鏈的所有原子的空間排布一般非極性側鏈埋在分子內(nèi)

57、部，形成疏水核，極性側性側鏈埋在分子內(nèi)部，形成疏水核，極性側鏈在分子表面鏈在分子表面o2、特點：球狀蛋白質溶于水。、特點：球狀蛋白質溶于水。o 親水親水 R基位于球狀表面，基位于球狀表面，o 疏水疏水 R基位于球狀內(nèi)部，基位于球狀內(nèi)部，o 具有兩個以上相對獨立的三維結構實體具有兩個以上相對獨立的三維結構實體 （結構域）。（結構域）。o 3、典型代表：肌紅蛋白、典型代表：肌紅蛋白o 是哺乳動物肌肉中儲存是哺乳動物肌肉中儲存O2的蛋白質，的蛋白質，由由153個氨基酸組成的單鏈蛋白，分子量個氨基酸組成的單鏈蛋白，分子量17.8KD人），人），16.7KD鯨）。鯨）。o構造1球型結構 43.5 2.5

58、nm。o （2肽鏈的75%構成-螺旋，具8個-螺區(qū)。o （3Pro,Ile,Ser,Thr,Asn都出現(xiàn)在拐彎處。o （4分子疏水基都聚集在內(nèi)部，整個分子致密結實，分子內(nèi)部只有一個適于包含4個水分子的空間。o （5具有一個血紅素輔基，垂直伸出表面，卟啉Fe有6個配位鍵，其中4個與卟啉環(huán)上的N原子相連，1個與蛋白肽鏈中的His咪唑基相連，另1個用于結合氧氣。一、定義：一、定義： 許多蛋白質是由兩個或兩個以上許多蛋白質是由兩個或兩個以上獨立的三級結構通過非共價鍵結獨立的三級結構通過非共價鍵結合成的多聚體，稱為寡聚蛋白。合成的多聚體，稱為寡聚蛋白。寡聚蛋白中的每個獨立三級結構寡聚蛋白中的每個獨立三級

59、結構單元稱為亞基。蛋白質的四級結單元稱為亞基。蛋白質的四級結構是指亞基的種類、數(shù)量以及各構是指亞基的種類、數(shù)量以及各個亞基在寡聚蛋白質中的空間排個亞基在寡聚蛋白質中的空間排布和亞基間的相互作用。布和亞基間的相互作用。 四級結構中，肽鏈之間是以非四級結構中，肽鏈之間是以非共價鍵相連。共價鍵相連。 包括包括 均一寡聚蛋白：相同亞基構成均一寡聚蛋白：相同亞基構成 非均一寡聚蛋白：由不同亞級非均一寡聚蛋白：由不同亞級構成。構成。Section 5 蛋白質的四級結構蛋白質的四級結構二、實例：血紅蛋白o血紅蛋白的四級結構的測定由佩魯茨1958年完成，其結構要點為：o球狀蛋白，寡聚蛋白，含四個亞基o兩條鏈，

60、兩條鏈，22o 鏈：141個殘基； 鏈：146個殘基o分子量65 000o含四個血紅素輔基o親水性側鏈基團在分子表面，疏水性基團在分子內(nèi)部o血紅蛋白的性質：o 1、協(xié)同效應o 2、別構效應o 3、玻爾效應一級結構二級結構超二級結構結構域三級結構亞基四級結構三蛋白質空間結構的作用力三蛋白質空間結構的作用力維系蛋白質分子的一級結構：肽鍵、二硫鍵維系蛋白質分子的二級結構：氫鍵維系蛋白質分子的三級結構：疏水相互作用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵維系蛋白質分子的四級結構：范德華力、鹽鍵 a鹽鍵離子鍵 ） b氫鍵 c疏水相互作用力 d 范德華力 e二硫鍵 f 酯鍵氫鍵、范德華力、疏水相互作用力、鹽鍵，均為次級鍵