-蛋白質(zhì)化學(xué)ppt課件

1、 第二章第二章 蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)化學(xué) 主要內(nèi)容：引見蛋白質(zhì)的構(gòu)件單位主要內(nèi)容：引見蛋白質(zhì)的構(gòu)件單位氨基酸的構(gòu)造、氨基酸的構(gòu)造、分類、性質(zhì)及肽的概念，重點(diǎn)討論蛋白質(zhì)的構(gòu)造、性質(zhì)以及分類、性質(zhì)及肽的概念，重點(diǎn)討論蛋白質(zhì)的構(gòu)造、性質(zhì)以及構(gòu)造和功能的相互關(guān)系。構(gòu)造和功能的相互關(guān)系。思索思索 目錄目錄第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)通論蛋白質(zhì)通論第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)的根本構(gòu)件單位蛋白質(zhì)的根本構(gòu)件單位氨基酸氨基酸第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的構(gòu)造蛋白質(zhì)的構(gòu)造第四節(jié)第四節(jié) 蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能第五節(jié)第五節(jié) 蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)思索思索第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)通論蛋白質(zhì)通論一、蛋白質(zhì)的化學(xué)概念和功能的多樣

2、性一、蛋白質(zhì)的化學(xué)概念和功能的多樣性二、蛋白質(zhì)的分類二、蛋白質(zhì)的分類三、蛋白質(zhì)的元素組成三、蛋白質(zhì)的元素組成四、蛋白質(zhì)構(gòu)造的組織層次四、蛋白質(zhì)構(gòu)造的組織層次蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的元素組成 蛋白質(zhì)平均含蛋白質(zhì)平均含N N量為量為1616, ,這是凱氏定這是凱氏定氮法測(cè)蛋白質(zhì)含量的實(shí)際根據(jù)：氮法測(cè)蛋白質(zhì)含量的實(shí)際根據(jù)： 蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含N N量量6.256.25主要元素主要元素 C(50 % -55%) H (6.9 % -7.7%) C(50 % -55%) H (6.9 % -7.7%) O (21 % -24%) N (15 % -17.6%) O (21 % -24%

3、) N (15 % -17.6%) S (0.3 % -2.3%) S (0.3 % -2.3%) 微量元素微量元素 P P、FeFe、CuCu、ZnZn、MoMo、I I、Se Se 等。等。蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類根據(jù)分子根據(jù)分子外形分類外形分類球狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)根據(jù)組根據(jù)組成分類成分類簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)活性蛋白質(zhì)如酶蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、活性蛋白質(zhì)如酶蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、 維護(hù)和防御蛋白、受體蛋白維護(hù)和防御蛋白、受體蛋白.根據(jù)功根據(jù)功能分類能分類非活性蛋白質(zhì)如硬蛋白、角蛋白非活性蛋白質(zhì)如硬蛋白、角蛋白不完全蛋白質(zhì)不完全蛋白質(zhì)根據(jù)營(yíng)

4、養(yǎng)根據(jù)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分類價(jià)值分類完全蛋白質(zhì)完全蛋白質(zhì)根據(jù)溶解根據(jù)溶解度分類度分類水溶性蛋白質(zhì)水溶性蛋白質(zhì)鹽溶性蛋白質(zhì)鹽溶性蛋白質(zhì)醇蛋性白質(zhì)醇蛋性白質(zhì)堿溶性蛋白質(zhì)堿溶性蛋白質(zhì)酸溶性蛋白質(zhì)酸溶性蛋白質(zhì)簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)分類簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)分類結(jié)合蛋白質(zhì)分類結(jié)合蛋白質(zhì)分類蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)構(gòu)構(gòu)造造的的主主要要層層次次一級(jí)構(gòu)造一級(jí)構(gòu)造四級(jí)構(gòu)造四級(jí)構(gòu)造二級(jí)構(gòu)造二級(jí)構(gòu)造三級(jí)構(gòu)造三級(jí)構(gòu)造primary structureprimary structuresecondary structuresecondary structureTertiary structureTertiary structurequariernary struc

5、turequariernary structure蛋白質(zhì)的主要生理功能蛋白質(zhì)的主要生理功能 蛋白質(zhì)protein是生活細(xì)胞內(nèi)含量最豐富、功能最復(fù)雜的生物大分子，并參與了幾乎一切的生命活動(dòng)和生命過程。因此，研討蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能一直是生命科學(xué)最根本的命題。 生物體最主要的特征是生命活動(dòng)，而蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的表達(dá)者，具有以下主要功能：催化功能；構(gòu)造功能；調(diào)理功能；催化功能；構(gòu)造功能；調(diào)理功能；防御功能；運(yùn)動(dòng)功能；運(yùn)輸功能；防御功能；運(yùn)動(dòng)功能；運(yùn)輸功能；信息功能；貯藏功能信息功能；貯藏功能 第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)的根本構(gòu)件單位蛋白質(zhì)的根本構(gòu)件單位氨基酸氨基酸一、生物體內(nèi)的氨基酸類別一、生物體內(nèi)的氨基酸

6、類別二、常見的蛋白質(zhì)氨基酸的特點(diǎn)及構(gòu)造通式二、常見的蛋白質(zhì)氨基酸的特點(diǎn)及構(gòu)造通式三、二十種常見的蛋白質(zhì)氨基酸分類及構(gòu)造三、二十種常見的蛋白質(zhì)氨基酸分類及構(gòu)造四、氨基酸的性質(zhì)四、氨基酸的性質(zhì)五、蛋白質(zhì)的水解五、蛋白質(zhì)的水解生物體內(nèi)的氨基酸類別生物體內(nèi)的氨基酸類別 蛋白質(zhì)氨基酸：蛋白質(zhì)氨基酸： 蛋白質(zhì)中常見的蛋白質(zhì)中常見的20種氨基酸種氨基酸 蛋白質(zhì)中的修飾性氨基酸：蛋白質(zhì)組成中，除上述蛋白質(zhì)中的修飾性氨基酸：蛋白質(zhì)組成中，除上述20種常見氨基酸外，從少數(shù)蛋白質(zhì)中還分別出一些稀種常見氨基酸外，從少數(shù)蛋白質(zhì)中還分別出一些稀有氨基酸，它們多是相應(yīng)常見氨基酸的衍生物。如有氨基酸，它們多是相應(yīng)常見氨基酸的

7、衍生物。如4-羥脯氨酸、羥脯氨酸、5-羥賴氨酸等、羥賴氨酸等、-羧基谷氨酸、羧基谷氨酸、6-氮甲基氮甲基賴氨酸。賴氨酸。 非蛋白質(zhì)氨基酸天然氨基酸：生物體內(nèi)不參與非蛋白質(zhì)氨基酸天然氨基酸：生物體內(nèi)不參與蛋白質(zhì)合成，呈游離或結(jié)合態(tài)的氨基酸。如蛋白質(zhì)合成，呈游離或結(jié)合態(tài)的氨基酸。如-丙氨酸丙氨酸、 -氨基丁酸、瓜氨酸、鳥氨酸等。氨基丁酸、瓜氨酸、鳥氨酸等。 - -氨基酸的通式氨基酸的通式COOCOO-R group Amino group Carboxylic group H = GlycineCH3 = AlanineH N3+HJuang RH (2019) BCbasicsRC構(gòu)型：分子中各

8、原子或基團(tuán)之間的銜接方式稱為分子的構(gòu)型。組成蛋構(gòu)型：分子中各原子或基團(tuán)之間的銜接方式稱為分子的構(gòu)型。組成蛋白質(zhì)的氨基酸除白質(zhì)的氨基酸除GlyGly以外都有手性碳原子，在三維空間上就有兩種不同以外都有手性碳原子，在三維空間上就有兩種不同的陳列方式，它們互為鏡影，這兩種不同的構(gòu)型分別稱為的陳列方式，它們互為鏡影，這兩種不同的構(gòu)型分別稱為D-D-型和型和L-L-型。型。 L- -氨基酸的分子構(gòu)型氨基酸的分子構(gòu)型(configurition)MirrorimageSame chemical propertiesStereo isomersJuang RH (2019) BCbasicsNH3NH3L氨

9、基酸氨基酸D氨基酸氨基酸氨基酸的兩種立體異構(gòu)體氨基酸的兩種立體異構(gòu)體二十種常見蛋白質(zhì)氨基酸的分類、構(gòu)造及三字符號(hào)二十種常見蛋白質(zhì)氨基酸的分類、構(gòu)造及三字符號(hào)據(jù)營(yíng)養(yǎng)據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)分類學(xué)分類 必需必需非必需非必需據(jù)據(jù)R R基團(tuán)化基團(tuán)化學(xué)構(gòu)造分類學(xué)構(gòu)造分類 脂肪族脂肪族A A 中性、含羥基或巰基、酸性、堿性中性、含羥基或巰基、酸性、堿性芳香族芳香族A(PheA(Phe、TyrTyr、Trp)Trp)雜環(huán)雜環(huán)(His(His、Pro)Pro)據(jù)據(jù)R R基團(tuán)基團(tuán)極性分類極性分類極性極性R R基團(tuán)基團(tuán)AAAA非極性非極性R R基團(tuán)基團(tuán)AAAA種種不帶電荷種不帶電荷種據(jù)氨基、羧據(jù)氨基、羧基數(shù)分類基數(shù)分類中性：一氨

10、基一羧基中性：一氨基一羧基酸性：一氨基二羧基酸性：一氨基二羧基(Glu(Glu、Asp)Asp)堿性：二氨基一羧基堿性：二氨基一羧基(Lys(Lys、HisHis、Arg)Arg)人的必需氨基酸人的必需氨基酸LysLysTrpTrpPhePheValValMetMetLeuLeuIleIleThrThrArgArg、HisHis帶電荷：正電荷種負(fù)電荷種帶電荷：正電荷種負(fù)電荷種非極性非極性R R基團(tuán)氨基酸基團(tuán)氨基酸不帶電荷極性不帶電荷極性R R基團(tuán)氨基酸基團(tuán)氨基酸帶電荷帶電荷R R基團(tuán)氨基酸基團(tuán)氨基酸根據(jù)R基團(tuán)的極性對(duì)氨基酸分類POLARNON-POLARTyrHisGlyAcidicNeutr

11、alBasicAspGluGlnCysAsnSerThrLysArgAlaValIleLeuMetPheTrpProPolar or non-polar, it is the bases of the amino acid properties.Juang RH (2019) Biochemistry甘氨酸甘氨酸 Gly,GGly,G丙氨酸丙氨酸 Ala,AAla,A纈氨酸纈氨酸 Val,VVal,V亮氨酸亮氨酸 Lue,LLue,L異亮氨酸異亮氨酸 Ile,IIle,I中性脂肪族氨基酸中性脂肪族氨基酸含羥基或硫脂肪族氨基酸含羥基或硫脂肪族氨基酸絲氨酸絲氨酸 Ser,SSer,S蘇氨酸蘇氨酸

12、Thr,TThr,T半胱氨酸半胱氨酸 Cys,CCys,C甲硫氨酸甲硫氨酸 Met,MMet,M酸性氨基酸及酰胺酸性氨基酸及酰胺天冬氨酸天冬氨酸 Asp,DAsp,D谷氨酸谷氨酸 Glu,EGlu,E天冬酰胺天冬酰胺 Asn,NAsn,N谷氨酰胺谷氨酰胺 Gln,QGln,Q堿性氨基酸堿性氨基酸賴氨酸賴氨酸 Lys,KLys,K精氨酸精氨酸 Arg,RArg,R組氨酸組氨酸 His,HHis,H雜雜 環(huán)環(huán)氨基酸氨基酸雜環(huán)氨基酸雜環(huán)氨基酸組氨酸組氨酸 His,HHis,H脯氨酸脯氨酸 Pro,PPro,P芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸 Phe,FPhe,F酪氨酸酪氨酸 Tyr,YTyr

13、,Y色氨酸色氨酸 Trg,WTrg,WLeu L-C-C-CONH2-C-CONH2-C-COOH-C-C-COOH-H-CH3-C-OH-C-SH-C-C-S-CPPro-C-C C N N+ -C-C-C-C-NH3+-C-C- -OH-C-NSouth lineSouth lineCircular lineCircular lineCentral lineCentral lineNorth lineNorth lineNorthwest lineNorthwest lineAliphaticAmideAcidicImino,CircularBasicSulfurHydroxyAromat

14、icAromatic-C-C-C-N-C-N N+= C-C-C-C C-C-C-C C C-C C C C HN C-COOH a-C-C OHGln QAsn NAsp DGlu EPhe FArg RLys KHis HGly GAAAlaVValI IleYTyrSer SThr TMet MCys C氨基酸R基團(tuán)化學(xué)構(gòu)造Trp WJuang RH (2019) BCbasicsNortheast lineNortheast line 特殊氨基酸特殊氨基酸(Special amino acids) Gly 無光學(xué)活性無光學(xué)活性(optically inactive) CHH-OOC+H

15、3N蛋白質(zhì)多肽中蛋白質(zhì)多肽中GlyGly殘基的存殘基的存在將添加其構(gòu)在將添加其構(gòu)造區(qū)域的柔性，造區(qū)域的柔性，而而ProPro殘基的殘基的存在那么相反，存在那么相反，將會(huì)添加其構(gòu)將會(huì)添加其構(gòu)造區(qū)域的剛性，造區(qū)域的剛性，具環(huán)式構(gòu)造的具環(huán)式構(gòu)造的亞氨基酸亞氨基酸(ring structure and imino acid) 特殊氨基酸特殊氨基酸(Special amino acids) Pro蛋白質(zhì)多肽中蛋白質(zhì)多肽中ProPro殘基的存在將會(huì)殘基的存在將會(huì)添加其構(gòu)造區(qū)域添加其構(gòu)造區(qū)域的剛性，而的剛性，而GlyGly殘殘基的存在那么相基的存在那么相反，將添加其反，將添加其構(gòu)造區(qū)域的柔性構(gòu)造區(qū)域的柔性具

16、有活性的巰基具有活性的巰基 (active thiol)易氧化構(gòu)成二硫鍵易氧化構(gòu)成二硫鍵(disulfide bond), 可用作復(fù)原劑可用作復(fù)原劑( reducing reagent) 特殊氨基酸特殊氨基酸(Special amino acids) Cys 特殊氨基酸特殊氨基酸(Special amino acids) His組氨酸側(cè)鏈組氨酸側(cè)鏈為一個(gè)咪唑?yàn)橐粋€(gè)咪唑基，在酸堿基，在酸堿催化中起重催化中起重要作用要作用咪唑基咪唑基特殊氨基酸特殊氨基酸(Special amino acids) Phe, Tyr 和和Trp蛋白質(zhì)分子中蛋白質(zhì)分子中Phe, TyrPhe, Tyr和和TrpTrp殘

17、基的存在使得殘基的存在使得蛋白質(zhì)在近紫外區(qū)蛋白質(zhì)在近紫外區(qū)(220-300nm)(220-300nm)有特征性吸收有特征性吸收 四、氨基酸的性質(zhì)四、氨基酸的性質(zhì)1 1、光學(xué)活性和光譜性質(zhì)、光學(xué)活性和光譜性質(zhì)2 2、兩性解離性質(zhì)和等電點(diǎn)、兩性解離性質(zhì)和等電點(diǎn) 3 3、重要化學(xué)反響、重要化學(xué)反響 與茚三酮反響與茚三酮反響: :用于氨基酸定量定性測(cè)定用于氨基酸定量定性測(cè)定 與與2,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯(DNFB)(DNFB)的反響的反響sangersanger反響反響: :用于蛋白質(zhì)用于蛋白質(zhì)N-N-端測(cè)定端測(cè)定. . 與苯異硫氰酸與苯異硫氰酸PITCPITC的反響的反響EdmanEdm

18、an反響：反響： 用用于蛋白于蛋白N-N-端測(cè)定，蛋白質(zhì)順序測(cè)定儀設(shè)計(jì)原理的根據(jù)。端測(cè)定，蛋白質(zhì)順序測(cè)定儀設(shè)計(jì)原理的根據(jù)。 與與5 5 - -二甲基萘二甲基萘-1-1-磺酰氯反響磺酰氯反響DNSDNS反響：反響： 產(chǎn)生有熒光的產(chǎn)生有熒光的DNS-DNS-氨基酸衍生物，用于蛋白氨基酸衍生物，用于蛋白N-N-端測(cè)定。端測(cè)定。 成肽反響：氨基酸合成肽的反響根底成肽反響：氨基酸合成肽的反響根底氨基酸的兩性解離性質(zhì)及等電點(diǎn)氨基酸的兩性解離性質(zhì)及等電點(diǎn)pIpH = pIpH = pI 凈電荷凈電荷=0=0 pH pIpH pI凈電荷凈電荷為負(fù)為負(fù)CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3+

19、 + H+ OH- + H+ OH-(pK(pK1)1)(pK(pK2)2) 當(dāng)氨基酸溶液在某一定pH值時(shí)，使某特定氨基酸分子上所帶正負(fù)電荷相等，成為兩性離子，在電場(chǎng)中既不向陽(yáng)極也不向陰極挪動(dòng)，此時(shí)溶液的pH值即為該氨基酸的等電點(diǎn)(isoelctric point)。不同不同pH時(shí)氨基酸以不同的離子化方式存在：時(shí)氨基酸以不同的離子化方式存在： H3NCHCOOHRH3NCHCOOR-+ H+ OH-+ H+ OH-H2NCHCOOR-正離子正離子兩性離子兩性離子負(fù)離子負(fù)離子 氨基酸所帶靜電荷為氨基酸所帶靜電荷為“零時(shí)，溶液的零時(shí)，溶液的pH值稱為該氨基酸值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)的等電點(diǎn)isoel

20、ectric point，以，以pI表示。表示。 實(shí)驗(yàn)證明在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸主要以兩性離子方式存在，但也有實(shí)驗(yàn)證明在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸主要以兩性離子方式存在，但也有少量的而且數(shù)量相等的正、負(fù)離子方式，還有極少量的中性分子。少量的而且數(shù)量相等的正、負(fù)離子方式，還有極少量的中性分子。 當(dāng)溶液的當(dāng)溶液的pH=pIpH=pI時(shí)，氨基酸主要從兩性離子方式存在。時(shí)，氨基酸主要從兩性離子方式存在。 pHpIpHpIpHpI時(shí)，氨基酸主要以負(fù)離子方式存在。時(shí)，氨基酸主要以負(fù)離子方式存在。 H3NCHCOOHRH3NCHCOOR-+H2NCHCOOR-H2NCHCOOHR氨基酸的解離常數(shù)和等電點(diǎn)氨基酸的解離常數(shù)和

21、等電點(diǎn) 甘氨酸甘氨酸 Gly G氨基酸氨基酸 丙氨酸丙氨酸 Ala A 纈氨酸纈氨酸 Val V亮氨酸亮氨酸 Leu L Leu L 異亮氨酸異亮氨酸 Ile I絲氨酸絲氨酸 Ser S Ser S蘇氨酸蘇氨酸 Thr Thr T T天冬酰胺天冬酰胺 Asn B Asn B谷氨酰胺谷氨酰胺 Gln Z Gln Z-COOH pKa-COOH pKa-+NH3 pKa-+NH3 pKaR R基基 pKa pKapIpI2.342.342.342.342.322.322.362.362.362.362.212.212.632.632.092.092.282.282.022.022.172.179.

22、609.609.699.699.629.629.609.609.689.689.159.1510.4310.439.829.829.219.218.88.89.139.135.975.976.026.025.975.975.985.986.026.025.685.686.536.535.025.025.755.755.415.415.655.65半胱氨酸半胱氨酸 Cys C Cys C甲硫氨酸甲硫氨酸 Met M Met M 8.338.33SHSH氨基酸的解離常數(shù)和等電點(diǎn)氨基酸的解離常數(shù)和等電點(diǎn)( (續(xù)續(xù)) )精氨酸精氨酸 Arg R Arg R氨基酸氨基酸賴氨酸賴氨酸 lys K lys

23、K組氨酸組氨酸 His H His H 苯丙氨酸苯丙氨酸 Phe F Phe F酪氨酸酪氨酸 Tyr Y Tyr Y色氨酸色氨酸 Trp W Trp W脯氨酸脯氨酸 Pro P Pro P-COOH pKa-COOH pKa-+NH3 pKa-+NH3 pKaR R基基 pKa pKapI1.831.832.202.202.382.381.991.992.092.092.192.192.172.172.182.181.821.829.139.139.119.119.399.3910.6010.609.829.829.679.679.179.1710.7810.789.219.2110.60(O

24、H)12.48胍基胍基10.53+ NH36.00咪唑基咪唑基5.48 5.48 5.665.665.895.896.30 6.30 2.972.973.223.2210.7610.769.749.747.597.59天冬氨酸天冬氨酸 Asp D Asp D谷氨酸谷氨酸 Glu E Glu E 3.86COOH4.25+NH3(a) 氨基酸的酸堿滴定曲線氨基酸的酸堿滴定曲線 Henderson-Hasselbalch方程方程pH=pKa + lg 質(zhì)子受體質(zhì)子受體 質(zhì)子供體質(zhì)子供體 酸堿滴定曲線酸堿滴定曲線等電點(diǎn)的計(jì)算等電點(diǎn)的計(jì)算 (b) 等電點(diǎn)的計(jì)算等電點(diǎn)的計(jì)算 中性氨基酸：以中性氨基酸：以

25、GlyGly為例為例 H+2=K1K2pH=pK1+pK2/2pI=pK1+pK2/2pI =2.34+9.60/2=5.97GlyK1=Gly H+Gly+K2=Gly- H+GlypIpI時(shí)，時(shí)，Gly+ = Gly- Gly H+K1=Gly K2H+H3NCH2COOHH3NCH2COO-+H2NCH2COO-Gly+Gly+-Gly-H+K1H+K2酸性氨基酸，以酸性氨基酸，以AspAsp為例：為例：Asp+Asp-Asp=Asp+堿性氨基酸，以堿性氨基酸，以Lys為例：為例：Lys+甘甘氨氨酸酸滴滴定定曲曲線線甘氨酸鹽酸鹽甘氨酸鹽酸鹽A+A+等電點(diǎn)甘氨酸等電點(diǎn)甘氨酸A A甘氨酸鈉甘

26、氨酸鈉A-A-一氨基一羧基一氨基一羧基AAAA的的等電點(diǎn)計(jì)算：等電點(diǎn)計(jì)算：pI=2pK1+pK2谷氨酸谷氨酸A A和賴氨酸和賴氨酸B B滴定曲線和等電點(diǎn)計(jì)算滴定曲線和等電點(diǎn)計(jì)算一氨基二羧基一氨基二羧基AAAA的的等電點(diǎn)計(jì)算：等電點(diǎn)計(jì)算：pI=2pK1+pK2二氨基一羧基二氨基一羧基AAAA的的等電點(diǎn)計(jì)算：等電點(diǎn)計(jì)算：pI=2pK2+pK3B BA ApK1pK1pK2pK2pIpIpIpIpK3pK3pK3pK3pK2pK2pK1pK1參與的參與的OH-mLOH-mL數(shù)數(shù)參與的參與的OH-mLOH-mL數(shù)數(shù)pHpHpH氨基酸光學(xué)活性和光譜性質(zhì)氨基酸光學(xué)活性和光譜性質(zhì)1 1、旋光性：除甘氨酸外，

27、一切天然、旋光性：除甘氨酸外，一切天然-氨基酸都有不對(duì)稱碳氨基酸都有不對(duì)稱碳原子，都具有旋光性。原子，都具有旋光性。2 2、紫外吸收光譜：參與蛋白質(zhì)組成的、紫外吸收光譜：參與蛋白質(zhì)組成的2020種氨基酸中色氨酸種氨基酸中色氨酸(Trp)(Trp)、酪氨酸、酪氨酸(Tyr)(Tyr)和苯丙氨酸和苯丙氨酸(Phe)(Phe)的的R R基團(tuán)中含有苯環(huán)共基團(tuán)中含有苯環(huán)共軛雙鍵系統(tǒng)，在紫外光區(qū)顯示特征的吸收譜帶，最大光吸收軛雙鍵系統(tǒng)，在紫外光區(qū)顯示特征的吸收譜帶，最大光吸收 maxmax分別為分別為279-280279-280、275-278275-278、和、和257-259nm257-259nm。由

28、于大。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)都含有這些氨基酸殘基，因此用紫外分光光度法多數(shù)蛋白質(zhì)都含有這些氨基酸殘基，因此用紫外分光光度法可測(cè)定蛋白質(zhì)含量?？蓽y(cè)定蛋白質(zhì)含量。TryTryTyrTyrPhePhe的的 紫紫外外吸吸收收光光譜譜摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù)波長(zhǎng)波長(zhǎng)(nm)(nm)279279280nm280nm275275278n278nm m257257 259nm259nm氨基酸與茚三酮反響氨基酸與茚三酮反響+3H20茚三酮茚三酮( (無色無色) )NH3CO2 RCHO+復(fù)原性茚三酮復(fù)原性茚三酮紫色化合物紫色化合物( (弱酸弱酸) )加熱加熱+ 2NH3 +復(fù)原性茚三酮復(fù)原性茚三酮 茚三酮茚三酮H氨基

29、酸與氨基酸與2,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯(DNFB)(DNFB)的反響的反響sangersanger反響反響DNFBdinitrofiuorobenzeneDNP-AA(黃色黃色)+ HF弱鹼中弱鹼中氨基酸氨基酸氨基酸與苯異硫氰酯氨基酸與苯異硫氰酯PITCPITC的反響的反響EdmanEdman反響反響PITCphenylisothiocyanate+苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物(PTH-AA) phenylisothiohydantion-AA弱鹼中弱鹼中(400 C)(硝基甲烷硝基甲烷 400 C)H+氨基酸與氨基酸與5 5- -二甲基萘二甲基萘-1-1-磺酰氯反響的反響磺

30、酰氯反響的反響DNSDNS反響反響 +DNS5 -dimethyl-amino-naphthalene-1-sulfonyl chloride DNS氨基酸氨基酸黃色，熒光黃色，熒光氨基酸的成肽反響氨基酸的成肽反響NH2COOH1NH2COOH2NH2C NCOOHOH21Dehydration-H2OCarbodiimideJuang RH (2019) BCbasics五、蛋白質(zhì)的水解五、蛋白質(zhì)的水解根據(jù)水解程度分類根據(jù)水解程度分類 完全水解完全水解 氨基酸混合物氨基酸混合物 不完全水解不完全水解 大小不等的肽和氨大小不等的肽和氨基酸基酸 水解方法水解方法 酸水解：多數(shù)氨基酸穩(wěn)定，不引起消

31、旋作用；酸水解：多數(shù)氨基酸穩(wěn)定，不引起消旋作用；TrpTrp完全被破壞，羥基氨基酸部分分解，完全被破壞，羥基氨基酸部分分解，GlnGln和和AsnAsn的酰的酰胺基被水解下來。胺基被水解下來。 堿水解：堿水解： Trp Trp穩(wěn)定；多數(shù)氨基酸被不同程度破壞穩(wěn)定；多數(shù)氨基酸被不同程度破壞，且產(chǎn)生消旋景象，且產(chǎn)生消旋景象，ArgArg脫氨。脫氨。 酶水解：不產(chǎn)生消旋作用，也不破壞氨基酸，但酶水解：不產(chǎn)生消旋作用，也不破壞氨基酸，但需多種酶協(xié)同作用。需多種酶協(xié)同作用。蛋白質(zhì)構(gòu)蛋白質(zhì)構(gòu)造的層次造的層次一級(jí)構(gòu)造一級(jí)構(gòu)造四級(jí)構(gòu)造四級(jí)構(gòu)造primary structureprimary structure二

32、級(jí)構(gòu)造二級(jí)構(gòu)造secondary structuresecondary structure三級(jí)構(gòu)造三級(jí)構(gòu)造Tertiary structureTertiary structurequariernary structurequariernary structure共共價(jià)價(jià)構(gòu)構(gòu)造造三三維維構(gòu)構(gòu)造造超二級(jí)構(gòu)造超二級(jí)構(gòu)造構(gòu)造域構(gòu)造域 supersecondary structure supersecondary structureStructure domainStructure domain一、一、 蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造及研討蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造及研討1 1、蛋白質(zhì)中氨基酸的銜接、蛋白質(zhì)中氨基酸的銜接 方式

33、和一級(jí)構(gòu)造方式和一級(jí)構(gòu)造2 2、肽鍵和肽鏈的性質(zhì)、肽鍵和肽鏈的性質(zhì)3 3、天然存在的活性肽、天然存在的活性肽4 4、一級(jí)構(gòu)造測(cè)定、一級(jí)構(gòu)造測(cè)定 肽肽(peptide)是氨基酸的線性聚合物，因此也常稱肽鏈?zhǔn)前被岬木€性聚合物，因此也常稱肽鏈(peptide chain)。蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽鏈構(gòu)成的大分。蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽鏈構(gòu)成的大分子，蛋白質(zhì)分子中氨基酸的陳列順序，包括二硫鍵的位置子，蛋白質(zhì)分子中氨基酸的陳列順序，包括二硫鍵的位置稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造。稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造。蛋白質(zhì)中氨基酸的銜接方式蛋白質(zhì)中氨基酸的銜接方式肽單位肽單位肽鍵肽鍵 多肽鏈構(gòu)造表示圖多肽鏈構(gòu)造表示圖A。肽單位

34、肽單位蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造多肽鏈中氨基酸的陳列順序，包括二硫鍵的位置多肽鏈中氨基酸的陳列順序，包括二硫鍵的位置稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造(primary structure)(primary structure)。這是蛋。這是蛋白質(zhì)分子構(gòu)造的根底，包含了決議蛋白質(zhì)分子一切高白質(zhì)分子構(gòu)造的根底，包含了決議蛋白質(zhì)分子一切高級(jí)構(gòu)造層次構(gòu)象和生物功能的全部信息。級(jí)構(gòu)造層次構(gòu)象和生物功能的全部信息。例：牛胰島素的一級(jí)構(gòu)造例：牛胰島素的一級(jí)構(gòu)造二、二、 蛋白質(zhì)的三維構(gòu)造蛋白質(zhì)的三維構(gòu)造1 1、根本知識(shí)、根本知識(shí) 研討蛋白質(zhì)構(gòu)象重要方法研討蛋白質(zhì)構(gòu)象重要方法 多肽主鏈折疊的空間限制

35、多肽主鏈折疊的空間限制 R R基團(tuán)間的相互作用及穩(wěn)定基團(tuán)間的相互作用及穩(wěn)定 蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的作用力蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的作用力2 2、三維構(gòu)造層次、三維構(gòu)造層次 二級(jí)構(gòu)造二級(jí)構(gòu)造 纖維狀蛋白質(zhì)的構(gòu)造纖維狀蛋白質(zhì)的構(gòu)造 超二級(jí)構(gòu)造和構(gòu)造域超二級(jí)構(gòu)造和構(gòu)造域 球狀蛋白質(zhì)的三級(jí)構(gòu)造球狀蛋白質(zhì)的三級(jí)構(gòu)造 蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造肽單位多肽主鏈折疊的空間限制多肽主鏈折疊的空間限制 HCCNCOJuang RH (2019) BCbasics肽基的肽基的C C、O O和和N N原子間的共振相互作用原子間的共振相互作用共振產(chǎn)生的重要結(jié)果：共振產(chǎn)生的重要結(jié)果：限制繞肽鍵的自在旋轉(zhuǎn)：給主肽鏈的每一氨基酸殘基只

36、保限制繞肽鍵的自在旋轉(zhuǎn)：給主肽鏈的每一氨基酸殘基只保管兩個(gè)自在度管兩個(gè)自在度構(gòu)成酰胺平面：構(gòu)成酰胺平面：產(chǎn)生鍵的平均化：使肽鍵具部分雙鍵性質(zhì)產(chǎn)生鍵的平均化：使肽鍵具部分雙鍵性質(zhì) 肽鍵呈反式構(gòu)型：留意肽鍵呈反式構(gòu)型：留意X-ProX-Pro序列中的肽鍵既可以是順式也序列中的肽鍵既可以是順式也可以是反式可以是反式共振雜化體共振雜化體Pro構(gòu)成的肽鏈天然存在的活性肽天然存在的活性肽 類別：激素、抗菌素、輔助因子類別：激素、抗菌素、輔助因子 實(shí)例：谷胱甘肽實(shí)例：谷胱甘肽(glutathione)(glutathione) 短桿菌肽短桿菌肽S S促甲狀腺素釋放因子促甲狀腺素釋放因子TRHTRH - -天

37、冬氨酰天冬氨酰- -苯丙氨酸甲酯甜味劑是苯丙氨酸甲酯甜味劑是 人工合成的肽。目前國(guó)際上研討人工合成活性肽是人工合成的肽。目前國(guó)際上研討人工合成活性肽是一熱點(diǎn)領(lǐng)域主要是生物資料用一熱點(diǎn)領(lǐng)域主要是生物資料用 谷胱甘肽在體內(nèi)參與氧化復(fù)原過程，作為某些氧化復(fù)原酶的輔因子，或維護(hù)巰基酶，或防止過氧化物積累。輔助因子輔助因子復(fù)原型谷胱甘肽復(fù)原型谷胱甘肽reduced glutathionereduced glutathione復(fù)原型谷胱甘肽復(fù)原型谷胱甘肽(GSH)(GSH)氧化型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽(GSSG)(GSSG)2H2H2 毒素毒素 鵝膏蕈堿鵝膏蕈堿抗生素抗生素短桿菌肽短桿菌肽S S(鳥氨酸鳥

38、氨酸)肽類激素肽類激素牛催產(chǎn)素牛催產(chǎn)素bovine oxytocin牛加壓牛加壓 素素bovine vasopressin 舒緩激肽舒緩激肽bradykinin甜味劑甜味劑 - -天冬氨酰天冬氨酰- -苯丙氨酸甲酯苯丙氨酸甲酯CH2NH2 CH C NH CH C OO CH2COOH O CH3將肽段順序進(jìn)展疊聯(lián)以確定完好的順序?qū)㈦亩雾樞蜻M(jìn)展疊聯(lián)以確定完好的順序 將肽段分別并測(cè)出順序?qū)㈦亩畏謩e并測(cè)出順序?qū)Ｗ⑿粤呀鈱Ｗ⑿粤呀饽┒税被釡y(cè)定末端氨基酸測(cè)定拆開二硫鍵拆開二硫鍵純化蛋白質(zhì)純化蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)序列測(cè)定蛋白質(zhì)序列測(cè)定根本方法道路根本方法道路根本戰(zhàn)略：根本戰(zhàn)略： 片段重疊法氨基酸順序直測(cè)法片段

39、重疊法氨基酸順序直測(cè)法 根本步驟：根本步驟： (1) (1) 分別純化蛋白質(zhì)，測(cè)定氨基酸分別純化蛋白質(zhì)，測(cè)定氨基酸 種類、數(shù)目、含量；種類、數(shù)目、含量； (2) (2) 進(jìn)展末端分析，確定多肽鏈數(shù)目，進(jìn)展末端分析，確定多肽鏈數(shù)目， (3) (3) 拆分多肽鏈，斷開多肽鏈內(nèi)二硫鍵；拆分多肽鏈，斷開多肽鏈內(nèi)二硫鍵； (4) (4) 用兩種以上方法裂解多肽鏈成較小的片段，分別分別純化用兩種以上方法裂解多肽鏈成較小的片段，分別分別純化 (5) (5) 測(cè)定各肽段的氨基酸順序；測(cè)定各肽段的氨基酸順序； (6) (6) 確定半胱氨酸殘基間構(gòu)成二硫鍵交聯(lián)橋的位置；確定半胱氨酸殘基間構(gòu)成二硫鍵交聯(lián)橋的位置；

40、(7) (7) 片段重疊法重建完好多肽鏈一級(jí)構(gòu)造。片段重疊法重建完好多肽鏈一級(jí)構(gòu)造。蛋白質(zhì)一級(jí)構(gòu)造測(cè)定蛋白質(zhì)一級(jí)構(gòu)造測(cè)定胰島素胰島素 -巰基乙?guī)€基乙醇醇碘乙酸碘乙酸二二硫硫鍵鍵的的斷斷裂裂多肽多肽N N、C-C-末端氨基酸的測(cè)定末端氨基酸的測(cè)定N N端測(cè)定：端測(cè)定：SangerSanger法二硝基氟苯反響法二硝基氟苯反響 DNS DNS法丹磺酰氯反響法丹磺酰氯反響 Edman Edman法苯異硫氰酸酯反響法苯異硫氰酸酯反響 氨肽酶法氨肽酶法 C C端測(cè)定：肼解法端測(cè)定：肼解法 復(fù)原法復(fù)原法 羧肽酶法羧肽酶法Edman化學(xué)降解法化學(xué)降解法1、偶聯(lián)反響、偶聯(lián)反響2、環(huán)化反響、環(huán)化反響ATZ噻唑啉酮

41、苯胺噻唑啉酮苯胺少一個(gè)氨基酸殘基的肽少一個(gè)氨基酸殘基的肽3、轉(zhuǎn)化反響、轉(zhuǎn)化反響PTH-氨基酸氨基酸苯乙內(nèi)酰硫尿氨基酸苯乙內(nèi)酰硫尿氨基酸ATZ(噻唑啉酮苯胺噻唑啉酮苯胺)PTC(氨基酸氨基酸)丹磺酰氯丹磺酰氯(dansyl chlorid) (dansyl chlorid) 末端分析末端分析DNSDNS法法多肽多肽多肽多肽DNS-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸混合物混合物+ +- HCl- HCl水解水解C-C-末端分析末端分析: :肼解法肼解法NH2NH2NH2NH2DNFPC6H5CHOC6H5CHOn nDNP-AA(DNP-AA(黃色黃色) )+ +Nn n(溶于水溶于水)(1(1、2 2、3

42、.n-1)3.n-1)二亞芐衍生物，不溶于水二亞芐衍生物，不溶于水C6H5C(1(1、2 2、3.n-1)3.n-1)多肽鏈的部分裂解多肽鏈的部分裂解酶解法：如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶酶解法：如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶化學(xué)法：如溴化氰法化學(xué)法：如溴化氰法 羥胺法羥胺法溴溴化化氰氰斷斷裂裂法法溴化氰溴化氰溴化氰基溴化氰基溴化亞氨內(nèi)酯溴化亞氨內(nèi)酯肽酰高絲氨酸內(nèi)酯肽酰高絲氨酸內(nèi)酯N-末端肽段末端肽段亞基硫氰酸亞基硫氰酸Br-C-末端肽段末端肽段 H3 N-肽肽+ +消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專注性消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專注性Phe.Tyr.Trp(Arg.Lys)脂肪族脂肪族胰凝乳胰凝乳蛋白酶蛋白酶胃蛋白酶胃蛋

43、白酶彈彈 性性蛋白酶蛋白酶羧肽酶羧肽酶胰蛋白酶胰蛋白酶氨肽酶氨肽酶羧肽酶羧肽酶(Phe. Trp)氨基酸序列測(cè)定氨基酸序列測(cè)定 根本方法：根本方法：SangerSanger法法 Edman Edman降解法降解法 DNS-Edman DNS-Edman測(cè)序法測(cè)序法 蛋白質(zhì)順序儀測(cè)序蛋白質(zhì)順序儀測(cè)序EdmanEdman測(cè)序法測(cè)序法1 1、偶聯(lián)反響、偶聯(lián)反響2 2、環(huán)化反響、環(huán)化反響ATZATZ噻唑啉酮苯胺噻唑啉酮苯胺少一個(gè)氨基酸殘基的肽少一個(gè)氨基酸殘基的肽PTH-PTH-氨基酸氨基酸繼續(xù)繼續(xù)測(cè)序測(cè)序PTTCPTTC-肽肽片段重疊法確定肽段在多肽鏈中順序表示片段重疊法確定肽段在多肽鏈中順序表示 所

44、得資料：所得資料： 氨基末端殘基氨基末端殘基 H H 羧基末端殘基羧基末端殘基 S S 第一套肽段第一套肽段 第二套第二套肽段肽段 OUS SEO OUS SEO PS WTOU PS WTOU EOVE VERL EOVE VERL RLA APS RLA APS HOWT HO HOWT HO 確定末端氨基酸殘基和肽段確定末端氨基酸殘基和肽段末端殘基末端殘基 N N端：端：H CH C端：端：S S末端肽段末端肽段 N N端：端：HOWT CHOWT C端：端：APSAPS第一套肽段第一套肽段 HOWT OUS EOVE RLA PS HOWT OUS EOVE RLA PS第二套肽段第二

45、套肽段 HO WTOU SEO VERL APS HO WTOU SEO VERL APS 推斷全順序推斷全順序 HOWTOUSEO VERLAPS HOWTOUSEO VERLAPS 借助重疊肽確定肽段次序：借助重疊肽確定肽段次序：對(duì)角線電泳表示圖對(duì)角線電泳表示圖Detection of peptides joined by di-sulfides by diagonal electrophoresis.The mixture of peptides is elect-rophoresed in the horizontal direction befor treatment with pe

46、rformic acid and then in the vertical direction. X-X-射線衍射晶體構(gòu)造分析表示圖射線衍射晶體構(gòu)造分析表示圖X-X-射線管射線管衍射圖底片衍射圖底片計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)三維電子密度圖象三維電子密度圖象高壓高壓 60KV60KVNiNi濾片濾片單晶單晶 =0.154nmDNADNA的的X X射線衍射圖譜射線衍射圖譜R R基團(tuán)間的相互作用及穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的作用力基團(tuán)間的相互作用及穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的作用力a.a.鹽鍵鹽鍵 b. b.氫鍵氫鍵 c. c.疏水鍵疏水鍵 d. d.范得華力范得華力 e.e.二硫鍵二硫鍵多肽鏈多肽鏈酰胺平面與酰胺平面與-碳原子

47、的二面角碳原子的二面角 和和角角 二面角二面角 兩相鄰酰胺平面之間，能以共同的兩相鄰酰胺平面之間，能以共同的C為定為定點(diǎn)而旋轉(zhuǎn)，繞點(diǎn)而旋轉(zhuǎn)，繞C-N鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱角，繞角，繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱角。角。和和稱作二面角稱作二面角，亦稱構(gòu)象角。，亦稱構(gòu)象角。 =1800 =1800，=1800=1800時(shí)時(shí)完全伸展的多肽主鏈構(gòu)象完全伸展的多肽主鏈構(gòu)象-碳原子碳原子酰胺平面酰胺平面=00，=00時(shí)時(shí)多肽主鏈構(gòu)象多肽主鏈構(gòu)象酰胺平面酰胺平面R側(cè)鏈側(cè)鏈非鍵合原子非鍵合原子接觸半徑接觸半徑Ramachandran 構(gòu)象圖構(gòu)象圖蛋白質(zhì)的二級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的二級(jí)構(gòu)造 ( () ) 螺旋

48、螺旋helixhelix( () ) 折疊折疊-pleated sheet-pleated sheet( () ) 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角-turn-turn( () ) 無規(guī)那么卷曲無規(guī)那么卷曲nonregular coilnonregular coil蛋白質(zhì)的二級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的二級(jí)構(gòu)造secondary structuresecondary structure指肽鏈主鏈骨架上指肽鏈主鏈骨架上所含的羰基和亞氨基，在主鏈骨架環(huán)繞折疊時(shí)可以構(gòu)成氫鍵，經(jīng)所含的羰基和亞氨基，在主鏈骨架環(huán)繞折疊時(shí)可以構(gòu)成氫鍵，經(jīng)過這些氫鍵的維持固定，多肽鏈主鏈骨架上的假設(shè)干肽段可以構(gòu)過這些氫鍵的維持固定，多肽鏈主鏈骨架上的假設(shè)干肽段

49、可以構(gòu)成有規(guī)律的空間排布，作為蛋白質(zhì)高級(jí)構(gòu)造的構(gòu)象單元，二級(jí)構(gòu)成有規(guī)律的空間排布，作為蛋白質(zhì)高級(jí)構(gòu)造的構(gòu)象單元，二級(jí)構(gòu)造主要有以下類型：造主要有以下類型：(1) -螺旋螺旋 1950年美國(guó)年美國(guó)Pauling等人在研討纖等人在研討纖維狀蛋白質(zhì)構(gòu)造時(shí)，提維狀蛋白質(zhì)構(gòu)造時(shí)，提出了出了-螺旋，后來發(fā)如螺旋，后來發(fā)如今球狀蛋白質(zhì)分子中也今球狀蛋白質(zhì)分子中也存在存在-螺旋。螺旋。 - -螺旋有右手螺旋和左手螺螺旋有右手螺旋和左手螺旋之分，天然蛋白質(zhì)絕大部分旋之分，天然蛋白質(zhì)絕大部分是右手螺旋，到目前為止僅在是右手螺旋，到目前為止僅在嗜熱菌蛋白酶中發(fā)現(xiàn)了一段左嗜熱菌蛋白酶中發(fā)現(xiàn)了一段左手螺旋。手螺旋。 -

50、螺旋構(gòu)造的要點(diǎn)如下：螺旋構(gòu)造的要點(diǎn)如下： 左手和右手螺旋左手和右手螺旋特征：特征：1 1、每隔、每隔3.63.6個(gè)個(gè)AAAA殘基主鏈骨殘基主鏈骨架以右手螺旋上升一圈，螺架以右手螺旋上升一圈，螺距距0.54nm;0.54nm;2 2 、螺旋體中一切氨基酸殘、螺旋體中一切氨基酸殘基基R R側(cè)鏈都伸向外側(cè)，鏈中的側(cè)鏈都伸向外側(cè)，鏈中的全部全部C=0 C=0 和和N-HN-H幾乎都平行幾乎都平行于螺旋軸于螺旋軸; ;3 3、每個(gè)氨基酸殘基的、每個(gè)氨基酸殘基的N-HN-H與與前面第四個(gè)氨基酸殘基的前面第四個(gè)氨基酸殘基的C=0C=0構(gòu)成氫鍵，肽鏈上一切構(gòu)成氫鍵，肽鏈上一切的肽鍵都參與氫鍵的構(gòu)成。的肽鍵都參

51、與氫鍵的構(gòu)成。 -螺旋的穩(wěn)定性主要靠氫鍵來維持。螺旋的穩(wěn)定性主要靠氫鍵來維持。 The -CO group of peptide unit n is H-bonded to the -NH group of peptide unit (n+3).一些側(cè)鏈基團(tuán)雖然不參與螺旋，但他們可影響一些側(cè)鏈基團(tuán)雖然不參與螺旋，但他們可影響 -螺旋的穩(wěn)定性螺旋的穩(wěn)定性 在多肽鏈中延續(xù)的出現(xiàn)帶同種電荷的極性氨基酸，在多肽鏈中延續(xù)的出現(xiàn)帶同種電荷的極性氨基酸， -螺旋就不穩(wěn)螺旋就不穩(wěn)定。定。 在多肽鏈中只需出現(xiàn)在多肽鏈中只需出現(xiàn)pro， -螺旋就被中斷，產(chǎn)生一個(gè)彎曲螺旋就被中斷，產(chǎn)生一個(gè)彎曲bend或結(jié)節(jié)或結(jié)節(jié)k

52、ink Gly的的R基太小，難以構(gòu)成基太小，難以構(gòu)成 -螺旋所需的兩面角，所以和螺旋所需的兩面角，所以和Pro一樣一樣也是螺旋的最大破壞者也是螺旋的最大破壞者 肽鏈中延續(xù)出現(xiàn)帶龐大側(cè)鏈的氨基酸如肽鏈中延續(xù)出現(xiàn)帶龐大側(cè)鏈的氨基酸如Ile，由于空間位阻，也難以，由于空間位阻，也難以構(gòu)成構(gòu)成 -螺旋螺旋 特征：特征：1 1、每隔、每隔3.63.6個(gè)個(gè)AAAA殘基主殘基主鏈骨架以右手螺旋上升一圈，鏈骨架以右手螺旋上升一圈，螺距螺距0.54nm;0.54nm; 2 2 、螺旋體中一切氨基、螺旋體中一切氨基酸殘基酸殘基R R側(cè)鏈都伸向外側(cè)，鏈中側(cè)鏈都伸向外側(cè)，鏈中的全部的全部C=0 C=0 和和N-HN-

53、H幾乎都平幾乎都平行于螺旋軸行于螺旋軸; ; 3 3、每個(gè)氨基酸殘基的、每個(gè)氨基酸殘基的N-HN-H與前面第四個(gè)氨基酸殘基與前面第四個(gè)氨基酸殘基的的C=0C=0構(gòu)成氫鍵，肽鏈上一切構(gòu)成氫鍵，肽鏈上一切的肽鍵都參與氫鍵的構(gòu)成。的肽鍵都參與氫鍵的構(gòu)成。 螺旋helix構(gòu)成要素：與組成和陳構(gòu)成要素：與組成和陳列順序直接相關(guān)。列順序直接相關(guān)。多態(tài)性：多數(shù)為右手較穩(wěn)多態(tài)性：多數(shù)為右手較穩(wěn)定，亦有少數(shù)左手螺旋存定，亦有少數(shù)左手螺旋存在不穩(wěn)定；存在尺寸不在不穩(wěn)定；存在尺寸不同的螺旋。同的螺旋。(2) -(2) -折疊折疊 也是也是paulingpauling等人提出來的，它是等人提出來的，它是與與 - -

54、螺旋完全不同的一種構(gòu)造。螺旋完全不同的一種構(gòu)造。 - -折疊主鏈骨架以一定的折疊方式折疊主鏈骨架以一定的折疊方式 構(gòu)成一個(gè)折疊的片層。構(gòu)成一個(gè)折疊的片層。 在兩條相鄰的肽鏈之間構(gòu)成氫鏈。在兩條相鄰的肽鏈之間構(gòu)成氫鏈。折疊折疊-pleated sheet-pleated sheet特征：兩條或多特征：兩條或多條伸展的多肽鏈條伸展的多肽鏈或一條多肽鏈或一條多肽鏈的假設(shè)干肽段的假設(shè)干肽段側(cè)向集聚，經(jīng)過側(cè)向集聚，經(jīng)過相鄰肽鏈主鏈上相鄰肽鏈主鏈上的的N-HN-H與與C=OC=O之間之間有規(guī)那么的氫鍵有規(guī)那么的氫鍵，構(gòu)成鋸齒狀片，構(gòu)成鋸齒狀片層構(gòu)造，即層構(gòu)造，即折疊片。折疊片。類別：平行類別：平行 反平行

55、反平行N-末端末端C-末端末端氫鍵氫鍵側(cè)鏈側(cè)鏈R - -折疊有平行和反平行的兩種方式折疊有平行和反平行的兩種方式: : 每一個(gè)氨基酸在主軸上所占的間隔，平行的是每一個(gè)氨基酸在主軸上所占的間隔，平行的是0.325nm0.325nm，反平，反平 行的是行的是0.35nm0.35nm。 -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 (-turn) - -轉(zhuǎn)角是指蛋白質(zhì)的分子的多肽鏈經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)角是指蛋白質(zhì)的分子的多肽鏈經(jīng)常出現(xiàn)180180的回折，在回折角的回折，在回折角上的構(gòu)培育稱上的構(gòu)培育稱-轉(zhuǎn)角，也稱發(fā)夾構(gòu)造，或稱轉(zhuǎn)角，也稱發(fā)夾構(gòu)造，或稱U U形轉(zhuǎn)機(jī)。由第一個(gè)氨基形轉(zhuǎn)機(jī)。由第一個(gè)氨基酸殘基的酸殘基的C=OC=O與第四個(gè)氨基酸殘基的

56、與第四個(gè)氨基酸殘基的NHNH之間構(gòu)成氫鍵。之間構(gòu)成氫鍵。Gly and Pro residuesoften occur in -turn 轉(zhuǎn)角-turn特 征 ： 多 肽特 征 ： 多 肽鏈 中 氨 基 酸鏈 中 氨 基 酸殘基殘基n n的羰基的羰基上 的 氧 與 殘上 的 氧 與 殘基基n+3n+3的的氮 原 上 的 氫氮 原 上 的 氫之 間 構(gòu) 成 氫之 間 構(gòu) 成 氫鍵 ， 肽 鍵 回鍵 ， 肽 鍵 回折折1800 1800 。 沒有一定規(guī)律的松散肽鏈構(gòu)造，但仍是嚴(yán)密有沒有一定規(guī)律的松散肽鏈構(gòu)造，但仍是嚴(yán)密有序的穩(wěn)定構(gòu)造，經(jīng)過主鏈間及主鏈與側(cè)鏈間氫鍵維序的穩(wěn)定構(gòu)造，經(jīng)過主鏈間及主鏈與側(cè)

57、鏈間氫鍵維持其構(gòu)象不同的蛋白質(zhì)，自在回轉(zhuǎn)的數(shù)量和方式持其構(gòu)象不同的蛋白質(zhì)，自在回轉(zhuǎn)的數(shù)量和方式各不一樣分兩類：各不一樣分兩類：自在回轉(zhuǎn)自在回轉(zhuǎn) 銜接條帶銜接條帶 嚴(yán)密環(huán)如嚴(yán)密環(huán)如環(huán)環(huán) 環(huán)環(huán)Side chains and secondary structure Shape: Pro having a rigid ring (helix disrupter) Size: -sheet need small side chain; Leu, Ile, Trp, and Asn having bulky sides (hard to form helix) Charge: too many charg

58、ed AAs in a short region of one peptide repel each other (hard to form helix) 無無規(guī)規(guī)那那么么卷卷曲曲表表示示圖圖無規(guī)那么卷無規(guī)那么卷曲曲細(xì)胞色素細(xì)胞色素C C的三級(jí)構(gòu)造的三級(jí)構(gòu)造毛發(fā)橫切面和毛發(fā)毛發(fā)橫切面和毛發(fā)( (- -角蛋白的構(gòu)造角蛋白的構(gòu)造) ) 原纖原纖維維 細(xì)細(xì)胞胞 - -螺旋螺旋角質(zhì)層鱗狀細(xì)胞角質(zhì)層鱗狀細(xì)胞 微纖微纖維維 微纖微纖維維 大纖大纖維維纖維蛋白質(zhì)纖維蛋白質(zhì) A. 堆積的堆積的-折疊片的折疊片的三維構(gòu)造三維構(gòu)造絲心蛋白絲心蛋白(fibroin) (fibroin) ( (- -角蛋白的構(gòu)造角蛋

59、白的構(gòu)造) ) B. 交替層中的交替層中的Ala(或或Ser)殘基和殘基和Gly殘基側(cè)鏈殘基側(cè)鏈(H原子原子)的連鎖的連鎖纖維蛋白質(zhì)纖維蛋白質(zhì) 原膠原蛋白分子中原膠原蛋白分子中的的 單鏈左手螺旋單鏈左手螺旋 一股原膠原蛋白一股原膠原蛋白分子分子膠原纖維膠原纖維原膠原蛋白的頭原膠原蛋白的頭膠原纖維膠原纖維(collagen fibril)(collagen fibril)中原膠原蛋白分子的陳列中原膠原蛋白分子的陳列纖維蛋白質(zhì)纖維蛋白質(zhì)反復(fù)構(gòu)造：反復(fù)構(gòu)造： -Gly-X-Y-超二級(jí)構(gòu)造超二級(jí)構(gòu)造 (super-secondary (super-secondary structure) struct

60、ure) 在蛋白質(zhì)分子中，特別是球狀蛋白質(zhì)中，由假設(shè)在蛋白質(zhì)分子中，特別是球狀蛋白質(zhì)中，由假設(shè)干相鄰的二級(jí)構(gòu)造單元即干相鄰的二級(jí)構(gòu)造單元即螺旋、螺旋、折疊片和折疊片和轉(zhuǎn)角等彼此相互作用組合在一同，構(gòu)成有規(guī)那轉(zhuǎn)角等彼此相互作用組合在一同，構(gòu)成有規(guī)那么、在空間上能識(shí)別的二級(jí)構(gòu)造組合體，充任三級(jí)構(gòu)么、在空間上能識(shí)別的二級(jí)構(gòu)造組合體，充任三級(jí)構(gòu)造的構(gòu)件單元，稱超二級(jí)構(gòu)造。造的構(gòu)件單元，稱超二級(jí)構(gòu)造。 類型：卷曲的卷曲類型：卷曲的卷曲 -螺旋；螺旋；單元；單元； X單元；單元； -迂回；回形拓?fù)錁?gòu)造迂回；回形拓?fù)錁?gòu)造 一些知功能的超二級(jí)構(gòu)造一些知功能的超二級(jí)構(gòu)造: 螺旋螺旋-回折回折-螺旋螺旋helix