蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件

1、第一節(jié) 蛋白質(zhì)概論第一節(jié) 蛋白質(zhì)概論一、 蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與分類1、 元素組成碳 50% 氫7% 氧23% 氮16% 硫 0-3% 微量的磷、鐵、銅、碘、鋅、鉬。氮平均含16。 凱氏定氮：粗蛋白質(zhì)含量=蛋白氮6.252、 氨基酸組成蛋白質(zhì)是由20種L-型氨基酸組成的長(zhǎng)鏈分子一、 蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與分類蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件3、 分類（1） 按組成：簡(jiǎn)單蛋白：結(jié)合蛋白：核蛋白，糖蛋白，脂蛋白，色蛋白，磷蛋白，黃素蛋白，金屬蛋白詳細(xì)分類，P 75 表 3-1，表 3-2。（注意輔基的組成）。（2）、按分子外形的對(duì)稱程度：球狀蛋白質(zhì) 纖維狀蛋白質(zhì)、膜蛋白質(zhì)（3）、按功能分：酶、運(yùn)輸?shù)鞍?、營(yíng)養(yǎng)

2、和貯存蛋白、激素、受體蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白、防御蛋白。 3、 分類二、 蛋白質(zhì)的大小與形狀少于50個(gè)aa的低分子量aa多聚物稱為肽，寡肽或生物活性肽，有時(shí)也罕稱多肽。多于50個(gè)aa的稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)分子量= aa數(shù)目*110二、 蛋白質(zhì)的大小與形狀三、 蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象與結(jié)構(gòu)層次蛋白質(zhì)都有自己特有的天然空間結(jié)構(gòu)，稱為構(gòu)象。一級(jí)結(jié)構(gòu)： 氨基酸順序二級(jí)結(jié)構(gòu) ：螺旋、折疊、轉(zhuǎn)角，無(wú)規(guī)卷曲三級(jí)結(jié)構(gòu)： 螺旋、折疊、轉(zhuǎn)角、松散肽段四級(jí)結(jié)構(gòu) ： 多亞基聚集三、 蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象與結(jié)構(gòu)層次蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件四、 蛋白質(zhì)功能的多樣性1 酶 2結(jié)構(gòu)成分（結(jié)締組織的膠原蛋白、血管和皮膚的彈性蛋白、

3、膜蛋白）3貯藏（卵清蛋白、種子蛋白）4物質(zhì)運(yùn)輸（血紅蛋白、Na+-K+-ATPase、葡萄糖運(yùn)輸載體、脂蛋白、電子傳遞體）5細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（肌肉收縮的肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白）6激素功能（胰島素）7具免疫防御機(jī)能（抗體、皮膚的角蛋白、血凝蛋白）8接受、傳遞信息（受體蛋白，味覺(jué)蛋白）9調(diào)節(jié)、控制細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、和遺傳信息的表達(dá)（組蛋白、阻遏蛋白）四、 蛋白質(zhì)功能的多樣性第二節(jié) 氨基酸一、 蛋白質(zhì)的水解酸水解（6NHCL,在100120，1024h)：色氨酸破壞，天冬酰胺、谷胺酰胺脫酰胺基；不消旋。堿水解（5MNaOH煮1020h)：消旋，色氨酸穩(wěn)定；Cys,Ser,Thr,胱氨酸遭破壞。酶水解：水解位點(diǎn)特異

4、，用于一級(jí)結(jié)構(gòu)分析，肽譜第二節(jié) 氨基酸一、 蛋白質(zhì)的水解二、 氨基酸的功能：（1）、組成蛋白質(zhì)（2）、一些aa及其衍生物充當(dāng)化學(xué)信號(hào)分子-氨基丁酸，色氨酸衍生物：5-羥色胺、褪黑激素，都是神經(jīng)遞質(zhì)，甲狀腺素（Tyr衍生物） ，吲哚乙酸（Trp衍生物）都是激素（3）、氨基酸是許多含N分子的前體物核酸的含氮堿基、血紅素、葉綠素的合成都需要aa（4）、一些基本氨基酸和非基本aa是代謝中間物（精氨酸、瓜氨酸、鳥(niǎo)氨酸)尿素循環(huán)的中間物， 二、 氨基酸的功能：三、 氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類基本氨基酸（編碼的蛋白質(zhì)氨基酸）：組成蛋白質(zhì)，20種稀有氨基酸：是多肽合成后由基本aa經(jīng)酶促修飾而來(lái)。非蛋白質(zhì)氨基酸：存在于

5、生物體內(nèi)但不組成蛋白質(zhì) (約150種)。三、 氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類（一） 編碼的蛋白質(zhì)氨基酸（20種）結(jié)構(gòu)通式：（一） 編碼的蛋白質(zhì)氨基酸（20種）1、按照R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類（1）、R為脂肪烴基的氨基酸（5種）1、按照R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類R基均為中性烷基，R基對(duì)分子酸堿性影響很小，它們幾乎有相同的等電點(diǎn)。（6 .00.03）Gly是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性 從Gly至Ile，R基團(tuán)疏水性增加 R基均為中性烷基，R基對(duì)分子酸堿性影響很小，它們幾乎有相同的（2）、 R中含有羥基和硫的氨基酸（共4種）（2）、 R中含有羥基和硫的氨基酸（共4種）Ser的-CH2 OH基（pKa=15）在

6、生理?xiàng)l件下不解離， ，但在大多數(shù)酶的活性中心都發(fā)現(xiàn)有Ser殘基存在。Ser和Thr的-OH往往與糖鏈相連，形成糖蛋白。 Cys的R中含巰基（-SH）， 具有兩個(gè)重要性質(zhì)：（1）在較高pH值條件，巰基離解。（2）兩個(gè)Cys的巰基氧化生成二硫鍵，生成胱氨酸。u Cys與結(jié)石Met在生物合成中是一種重要的甲基供體。Ser的-CH2 OH基（pKa=15）在生理?xiàng)l件下不解離，（3）、 R中含有酰胺基團(tuán)（2種）酰胺基中氨基易發(fā)生氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng) （3）、 R中含有酰胺基團(tuán)（2種）酰胺基中氨基易（4）、 R中含有酸性基團(tuán)（2種）Asp、GluAsp側(cè)鏈羧基pKa為3.86，Glu側(cè)鏈羧基pKa為4.25 它們

7、是唯一在生理?xiàng)l件下帶有負(fù)電荷的的兩個(gè)氨基酸 （4）、 R中含有酸性基團(tuán)（2種）Asp側(cè)鏈羧基pKa為3.（5）、 R中含堿性基團(tuán)（3種）（5）、 R中含堿性基團(tuán)（3種）Lys側(cè)鏈氨基的pKa為10.53，生理?xiàng)l件下，Lys側(cè)鏈帶有一個(gè)正電荷（NH3+），側(cè)鏈的氨基反應(yīng)活性增大。 Arg是堿性最強(qiáng)的氨基酸，側(cè)鏈上的胍基是已知堿性最強(qiáng)的有機(jī)堿，pKa值為12.48，生理?xiàng)l件下完全質(zhì)子化。 His是pKa值最接近生理pH值的一種（游離氨基酸中為6.00，在多肽鏈中為7.35 ） ，是在生理pH條件下唯一具有緩沖能力的氨基酸，PH=6.0時(shí)50質(zhì)子化，PH=710質(zhì)子化。His在酶的酸堿催化機(jī)制中起重

8、要作用 Lys側(cè)鏈氨基的pKa為10.53，生理?xiàng)l件下，Lys側(cè)鏈帶在280nm處，Trp吸收最強(qiáng)，Tyr次之，Phe最弱。（6）、 芳香族氨基酸在280nm處，Trp吸收最強(qiáng)，Tyr次之，Phe最弱。（6（7）、雜環(huán)族氨基酸（1種）（7）、雜環(huán)族氨基酸（1種）Pro的-亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)。一般出現(xiàn)在兩段-螺旋之間的轉(zhuǎn)角處，Pro殘基所在的位置必然發(fā)生骨架方向的變化，u 必需氨基酸：成年人：Thr、 Val、 Leu、Ile、 Phe 、Trp、Lys、 Met 嬰兒期：Arg和His供給不足，屬半必須氨基酸 Pro的-亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)。2、按

9、照R基的極性性質(zhì)可以分為4類：側(cè)鏈極性(疏水性程度)Gly0Ser-0.3Glu-2.5Lys-3.0Ala0.5Asn-0.2Asp-2.5Arg-3.0Met1.3Gln-0.2His0.5Pro1.4Thr0.4Val1.5Cys1.0Leu1.8Tyr2.3Ile1.8Phe2.5Trp3.42、按照R基的極性性質(zhì)可以分為4類：Gly0Ser-0.3G（1）、 非極性氨基酸 9種在維持蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)中起著重要作用（蛋白質(zhì)的疏水核心）。（1）、 非極性氨基酸 9種蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（2）、 不帶電何的極性氨基酸 6種這類氨基酸的側(cè)鏈都能與水形成

10、氫鍵，因此很容易溶于水（2）、 不帶電何的極性氨基酸 6種（3）、帶負(fù)電荷的aa(酸性aa)（3）、帶負(fù)電荷的aa(酸性aa)（4）、帶正電何的aa(堿性aa)（4）、帶正電何的aa(堿性aa)膠原蛋白中的Lys側(cè)鏈氧化時(shí)能形成很強(qiáng)的分子間(內(nèi))交聯(lián)。Arg的胍基堿性很強(qiáng)，與NaOH相當(dāng)。His是一個(gè)弱堿，是天然的緩沖劑，它往往存在于許多酶的活性中心。非極性aa一般形成蛋白質(zhì)的疏水核心，帶電荷的aa和極性aa位于表面。酶的活性中心：His、Ser、Cys膠原蛋白中的Lys側(cè)鏈氧化時(shí)能形成很強(qiáng)的分子間(內(nèi))交聯(lián)。（二） 非編碼的蛋白質(zhì)氨基酸也稱修飾氨基酸，是在蛋白質(zhì)合成后，由基本氨基酸修飾而來(lái)；

11、氨基酸代謝產(chǎn)物；代謝途徑的中間物。 （1）4-羥脯氨酸 （2）5-羥賴氨酸 這兩種氨基酸主要存在于結(jié)締組織的纖維狀蛋白中。（3）6-N-甲基賴氨酸（存在于肌球蛋白中） (4)-羧基谷氨酸 存在于凝血酶原及某些具有結(jié)合Ca2+離子功能的蛋白質(zhì)中。（5）Tyr的衍生物： 3.5 -二碘酪氨酸、甲狀腺素 （甲狀腺蛋白中）（6）鎖鏈素由4個(gè)Lys組成（彈性蛋白中）。 （二） 非編碼的蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（三） 非蛋白質(zhì)氨基酸 不組成蛋白質(zhì)，但有生理功能（1）L-型 氨基酸的衍生物L(fēng)-瓜氨酸、L-鳥(niǎo)氨酸是尿素循環(huán)的中間物（2）D-型氨基酸D-Glu、D-Ala（肽聚糖中）、D-Ph

12、e（短桿菌肽S）（3）-、-、-氨基酸-Ala（泛素的前體）、-氨基丁酸（神經(jīng)遞質(zhì)）。 （三） 非蛋白質(zhì)氨基酸 蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件三、 氨基酸的構(gòu)型、旋光性和光吸收1、 氨基酸的構(gòu)型與旋光性Gly一種構(gòu)型,無(wú)旋光性Thr和Ile有四種光學(xué)異構(gòu)體。另Hyp，羥賴氨酸。其余17種氨基酸有兩種光學(xué)異構(gòu)體：L型、D型。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸均屬L-型（L-蘇氨酸）。 三、 氨基酸的構(gòu)型、旋光性和光吸收蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件氨基酸的旋光性（符號(hào)和大?。┤Q于它的R基的性質(zhì)，并與溶液的PH值有關(guān)。 表3-6 蛋白質(zhì)中L型氨基酸的比旋光度 外消旋物：D-型和L-型的等摩爾混合物。L-蘇氨酸和

13、D-蘇氨酸組成消旋物。L-別一蘇氨酸和D-別-蘇氨酸組成消旋物氨基酸的旋光性（符號(hào)和大?。┤Q于它的R基的性質(zhì)，并與溶內(nèi)消旋物：分子內(nèi)消旋胱氨酸有三種立體異構(gòu)體：L-胱氨酸、D-胱氨酸、內(nèi)消旋胱氨酸。L-胱氨酸和D-胱氨酸是外消旋物 內(nèi)消旋物：分子內(nèi)消旋2、 氨基酸的光吸收性Tyr、Phe、Trp的R基含有共軛雙鍵，在220-300nm近紫外區(qū)有吸收。（nm） Tyr 275 1.4103 Phe 257 2.0102 Trp 280 5.6103 Lambert-Beer：2、 氨基酸的光吸收性在280nm有最大光吸收在280nm有最大光吸收四、 氨基酸的酸堿性質(zhì)（重點(diǎn)）1、 氨基酸在晶體和

14、水溶液中主要以兼性離子形式存在晶體溶點(diǎn)高 離子晶格，不是分子晶格。 不溶于非極性溶劑 極性分子介電常數(shù)高 水溶液中的氨基酸是極性分子。四、 氨基酸的酸堿性質(zhì)（重點(diǎn)）-羧基pK1在2.0左右，當(dāng)pH3.5，-羧基以-COO-形式存在。-氨基pK2在9.4左右，當(dāng)pH3.5，-羧基以-CO蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件2、 氨基酸的兩性解離和酸堿滴定曲線HA A- + H+ pH=pKa/ +LogA-HA （1）pKa/ 就是HA50%解離（堿 = 酸）時(shí)溶液的pH值，Ka/就是此時(shí)溶液的H+（2）當(dāng)HA50%解離時(shí)，溶液的pH值等于pKa/（3）pH = pKa/ 時(shí)，堿 = 酸（50%解離）

15、 pH pKa/ 時(shí)，堿 酸（50%解離） pH 堿（50%解離）Ka/Ka/=H+A-/HA2、 氨基酸的兩性解離和酸堿滴定曲線Ka/Ka/=H+蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件在pH2.34和pH9.60處，Gly具有緩沖能力。起點(diǎn)：100% Gly+ 凈電荷：+1第一拐點(diǎn)： 50%Gly + ，50%Gly 平均凈電荷：+0.5 pH=pK+lgGly/Gly+ = pK1 = 2.34第二拐點(diǎn)： 100%Gly 凈電荷：0 等電點(diǎn)pI第三拐點(diǎn)： 50%Gly ，50%Gly- 平均凈電荷：-0.5 pH=pK2+lgGly-/Gly=pK2=9.6終點(diǎn)： 100% Gly- 凈電荷：-1

16、在pH2.34和pH9.60處，Gly具有緩沖能力。Gly的等電點(diǎn)：Gly的等電點(diǎn)：中性氨基酸PI=12(pK1+Pk2)酸性氨基酸PI=12(pK1+Pk2)堿性氨基酸PI=12(pK2+Pk3)中性氨基酸PI=12(pK1+Pk2)pH pI時(shí)，氨基酸帶負(fù)電荷，-COOH解離成-COO-，向正極移動(dòng)。pH = pI時(shí)，氨基酸凈電荷為零pH pI時(shí)，氨基酸帶正電荷，-NH2解離成-NH3+，向負(fù)極移動(dòng)。pH離PI越遠(yuǎn)帶電量越多。蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件問(wèn)題：（1）pH = pKa/ 時(shí)，緩沖能力最大，等電點(diǎn)時(shí)緩沖能力最小。為什么？（2）pI的計(jì)算（氨基酸，

17、寡肽），等電點(diǎn)時(shí)各組分的比例（3）不同pH下的電泳行為和各組分比例（4）利用pI和pKa/確定各種氨基酸適合的酸堿緩沖范圍（5）繪制滴定曲線（Glu）問(wèn)題：根據(jù)P92頁(yè)表3-7中Glu的數(shù)據(jù)（pK1-COOH 2.19， pK2-N+H39.67，pKR R-COOH 4.25，pI 3.22）繪出滴定曲線指出Glu-和Glu=各一半時(shí)的pH值指出Glu總是帶正電荷的pH范圍指出Glu和Glu-能作為緩沖液使用的pH范圍解：見(jiàn)圖Glu-和Glu=各50%時(shí)pH為9.67pH3.22時(shí) Glu總帶正電荷Glu和Glu-緩沖范圍pH4.25左右蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件五.氨基酸的一般物理性質(zhì)

18、1.為無(wú)色晶體，熔點(diǎn)極高，一般在200以上。2.一般無(wú)味，有的味甜有的味苦。 3.溶解度：水中差別很大，都溶于稀酸或稀堿中，一般不溶于有機(jī)溶劑。五.氨基酸的一般物理性質(zhì)1.為無(wú)色晶體，熔點(diǎn)極高，一般在20五、 氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（一） -NH2參加的反應(yīng)1、與亞硝酸反應(yīng) （室溫，產(chǎn)生氮?dú)?Van Slyke 即文司萊克法測(cè)定氨基氮的基礎(chǔ)五、 氨基酸的化學(xué)性質(zhì)2、 ?；磻?yīng)（與?；噭?，酰氯或酸酐在堿性溶液中）芐氧甲酰氯（carbobenzyloxychloride,Cbz-cl)叔丁氧甲酰氯對(duì)-甲苯磺酰氯鄰苯二甲酸酐丹磺酰氯多肽的人工合成中被用作氨基保護(hù)劑。2、 ?；磻?yīng)（與?；噭?，酰氯或

19、酸酐在堿性溶液中）蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件丹磺酰氯（DNS-cl，5二甲基氨基萘-1-磺酰氯）常用于多肽鏈NH2末端氨基酸的標(biāo)記和微量氨基酸的定量測(cè)定。N GlyAlaSerLeuPhe CDNSGlyAlaSerLeuPhe C水解 DNSGly、 Ala、 Ser、 Leu、 Phe DNS-AA在紫外光激發(fā)后發(fā)黃色熒光。 丹磺酰氯（DNS-cl，5二甲基氨基萘-1-磺酰氯）常用蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件3、 烷基化反應(yīng)-氨基中的氮是一個(gè)親核中心，能發(fā)生親核取代反應(yīng)。3、 烷基化反應(yīng)Sanger 反應(yīng)2.4一二硝基氟苯（DNFB）DNP-氨基酸，黃色，層析法鑒定， 被Sanger

20、用來(lái)測(cè)定多肽的NH2末端氨基酸 Sanger 反應(yīng)Edman反應(yīng)苯異硫氰酸酯，PITC 苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物（PTH-氨基酸），無(wú)色，可以用層析法分離鑒定。被Edman用來(lái)鑒定多肽的NH2末端氨基酸 Edman反應(yīng)4、生成西佛堿的反應(yīng)（Schiff）（與醛反應(yīng)）西佛堿是某些酶促反應(yīng)的中間產(chǎn)物（如轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)的中間產(chǎn)物）。5、脫氨基反應(yīng)4、生成西佛堿的反應(yīng)（Schiff）（與醛反應(yīng)）5、脫氨基反（二） -羧基參加的反應(yīng)1.成鹽、成酯反應(yīng) （與堿，醇反應(yīng)） 2.成酰氯的反應(yīng) 氨基被保護(hù)后，羧基可與二氯亞砜或五氯化磷反應(yīng)，生成酰氯， 使羧基活化，在多肽的人工合成中常用。 （二） -羧基參加的反應(yīng)3、脫羧

21、基反應(yīng) （生成一級(jí)胺，CO2) Glu脫羧形成-氨基丁酸蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（三） -NH2和-COOH共同參加的反應(yīng) 1、 與茚三酮反應(yīng)茚三酮在弱酸中與-氨基酸共熱，引起氨基酸的氧化脫氨，脫羧反應(yīng)，最后，茚三酮與反應(yīng)產(chǎn)物氨和還原茚三酮反應(yīng)，生成紫色物質(zhì)（max=570nm）。Pro、Hy-Pro與直接形成黃色化合物（ max=440nm）（三） -NH2和-COOH共同參加的反應(yīng) 蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件2、成肽反應(yīng)2、成肽反應(yīng)（四） 側(cè)鏈R基參加的反應(yīng)用于蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾1.含-OH基的氨基酸的酯化反應(yīng)2. 疊氮反應(yīng)（又叫pauling反應(yīng)） （Tyr和His):與疊氮化合

22、物對(duì)氨基苯磺酸反應(yīng)生成棕紅色化合物。紅色和櫻桃紅色。3.Cys的SH反應(yīng)：1）.與重金屬反應(yīng)2）.與巰基保護(hù)基反應(yīng)，碘乙酰胺，氯化芐等。3）.在蛋白質(zhì)中生成胱氨酸。二硫健斷裂用過(guò)甲酸或巰基乙醇，巰基乙酸。（四） 側(cè)鏈R基參加的反應(yīng)（一）基于電荷性質(zhì)差異的分離方法六、 氨基酸的分離和分析（一）基于電荷性質(zhì)差異的分離方法六、 氨基酸的分離和分析1、 電泳分離電泳的基本原理 :帶電顆粒在電場(chǎng)中的移動(dòng)。電泳遷移率：p25 Glu、Leu 、His 、Lys，4種混合樣，在pH6.0時(shí)，泳動(dòng)方向及相對(duì)速度：p25 Glu Leu His LyspI 3.22 5.98 7.59 9.741、 電泳分離2

23、、 離子交換柱層析 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂：磺酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂即強(qiáng)酸型和弱酸型(含-COOH)。陰離子交換樹(shù)脂：強(qiáng)堿型和弱堿型。層析裝置：p27，圖312。洗脫劑，洗出液，樣品。分離原理：p26,圖211。如PH=3時(shí)，氨基酸都帶凈正電荷。2、 離子交換柱層析 蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件氨基酸與樹(shù)脂上解離基團(tuán)之間的靜電引力氨基酸與樹(shù)脂基質(zhì)聚苯乙烯之間的疏水作用氨基酸與樹(shù)脂上解離基團(tuán)之間的靜電引力蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（二）基于分配系數(shù)（極性）差異的分離方法分配層析分配定律：當(dāng)一種溶質(zhì)在兩種互不相溶或幾乎不互溶的溶劑中分配時(shí)，在一定溫度下達(dá)到平衡后，它在兩相中的濃度比值與它在這兩種溶劑中的

24、溶解度比值相等。這一比值是個(gè)常數(shù)稱為分配系數(shù)。用f表示。流動(dòng)相和固定相。f=流動(dòng)相固定相=流動(dòng)相中的溶解度固定相相中的溶解度（二）基于分配系數(shù)（極性）差異的分離方法1、 紙層析 在流動(dòng)相中分配系數(shù)越大，移動(dòng)越快。Rf值固定相：吸附水流動(dòng)相：丁醇、醋酸、水分配系數(shù)基本步驟：點(diǎn)樣、展層、現(xiàn)色、定性（定量）1、 紙層析 在流動(dòng)相中分配系數(shù)越2、薄層層析 支持劑：纖維素粉、 硅膠、 氧化鋁粉基本步驟：鋪板、點(diǎn)樣、展層、現(xiàn)色、定性（定量）2、薄層層析 支持劑：纖維素3、分配柱層析支持劑：纖維素、淀粉、硅膠固定相：吸附水流動(dòng)相；即洗脫劑如苯酚、正丁醇等3、分配柱層析支持劑：纖維素、淀粉、硅膠固定相：涂有薄

25、層液體的惰性顆粒流動(dòng)相：H2、N2、CO2前提：樣品能汽化、熱穩(wěn)定裝置見(jiàn)沈同p154（三）氣液層析（氣相層析、氣相色譜）:gas-liquid chromatography. 微量快速優(yōu)點(diǎn)。固定相：涂有薄層液體的惰性顆粒（三）氣液層析（氣相層析、氣相分配層析、離子交換層析吸附層析 凝膠過(guò)濾層析（四）高效液相層析（HPLC）:high performance liquid chromatography,high presure liquid chromatography.快速，靈敏，高效。特點(diǎn)：1.顆粒細(xì)表面積很大。2.高壓，洗脫速度增大。裝置見(jiàn)p154分配層析、離子交換層析（四）高效液相層析（

26、HPLC）:hig第三節(jié) 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu) （共價(jià)結(jié)構(gòu)）第三節(jié) 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu) 一、 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)層次一、 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)層次一級(jí)結(jié)構(gòu)（共價(jià)結(jié)構(gòu)）：又叫化學(xué)結(jié)構(gòu)或初級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的排列順序(含二硫鍵)。肽健和二硫健。蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽主鏈中各個(gè)肽段借助于相鄰氨基酸之間的氫鍵形成的構(gòu)象。主要有-螺旋、折疊、-轉(zhuǎn)角、無(wú)規(guī)卷曲。二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽主鏈中各個(gè)肽段借助于相鄰氨基酸之間的氫鍵形成的蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件超二級(jí)結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)以上二級(jí)結(jié)構(gòu)單元相互聚集形成的有規(guī)則的二級(jí)

27、結(jié)構(gòu)的組合體如、。超二級(jí)結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)以上二級(jí)結(jié)構(gòu)單元相互聚集形成的有規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)域：大的球狀蛋白分子中，多肽鏈形成幾個(gè)緊密的球狀構(gòu)象，彼此以松散的肽鏈相連，此球狀構(gòu)象是結(jié)構(gòu)域，結(jié)構(gòu)域是多肽鏈的獨(dú)立折疊單位，一般由100-200個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成。結(jié)構(gòu)域：大的球狀蛋白分子中，多肽鏈形成幾個(gè)緊密的球狀構(gòu)象，彼三級(jí)結(jié)構(gòu)：整條多肽鏈或亞基通過(guò)盤(pán)旋、折疊，形成緊密的、借各種次級(jí)鍵維持的球狀構(gòu)象。四級(jí)結(jié)構(gòu)：寡聚蛋白中亞基種類、數(shù)目、空間排布及亞基間相互作用力。單鏈蛋白質(zhì)只有一、二、三級(jí)結(jié)構(gòu)，無(wú)四級(jí)結(jié)構(gòu)。三級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件二、

28、 肽和肽鍵的結(jié)構(gòu)肽：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。其中的氨基酸單位稱氨基酸殘基。肽鍵：氨基酸間脫水后形成的共價(jià)鍵稱肽鍵（酰氨鍵）， 肽單位：酰胺平面，肽單位間以-C原子相隔，構(gòu)成肽鏈二、 肽和肽鍵的結(jié)構(gòu) 5肽名稱：絲氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸寫(xiě)法： Ser-Gly-Try-AlaLeu或， 5肽肽鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）酰胺氮上的孤對(duì)電子與相鄰羰基之間形成共振雜化體。（2）肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)(C-N)，不能自由旋轉(zhuǎn)。羰基雙健具有部分單健性質(zhì)（3）肽鍵具有平面性，組成肽鍵的4個(gè)原子和2個(gè)C幾乎處在同一平面內(nèi)（酰氨平面）。（4）肽鍵亞氨基在pH014內(nèi)不解離和沒(méi)有質(zhì)子化

29、傾向。（5）肽鏈中的肽鍵一般是反式構(gòu)型，而Pro的肽鍵可能出現(xiàn)順、反兩種構(gòu)型肽鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多肽鏈可以看成由C串聯(lián)起來(lái)的無(wú)數(shù)個(gè)酰胺平面組成多肽鏈可以看成由C串聯(lián)起來(lái)的無(wú)數(shù)個(gè)酰胺平面組成蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件 Pro形成的肽鏈 Pro形成的肽鏈三、 肽的重要性質(zhì)1、 旋光性一般短肽的旋光度等于其各個(gè)氨基酸的旋光度的總和。2、 肽的酸堿性質(zhì)短肽在晶體和水溶液中也是以偶極離子形式存在。肽的酸堿性質(zhì)主要取決于端和端COOH以及側(cè)鏈上可解離的基團(tuán)。在長(zhǎng)肽或蛋白質(zhì)中，可解離的基團(tuán)主要是側(cè)鏈基團(tuán)。 三、 肽的重要性質(zhì)pH 優(yōu)勢(shì)離子的凈電荷： 10.2 -2等電點(diǎn)：PI=（4.5+7.8）/2=6.1

30、5pH 優(yōu)勢(shì)離子的凈電荷：等電點(diǎn)：PI=（4.5+7.8問(wèn)題1：求出二肽LysLys 及三肽LysLysLys的pI值。問(wèn)題2：把一個(gè)氨基酸結(jié)晶加入pH7.0的純水中，得到pH6.0的溶液，此氨基酸的pI值是大于6.0？小于6.0? 還是等于6.0？ （小于6.0） 問(wèn)題1：求出二肽LysLys 及三肽LysLysLys3、 肽的化學(xué)反應(yīng)肽的-羧基，-氨基和側(cè)鏈R基上的活性基團(tuán)都能發(fā)生與游離氨基酸相似的反應(yīng)。雙縮脲反應(yīng)凡是有肽鍵結(jié)構(gòu)的化合物都會(huì)發(fā)生雙縮脲反應(yīng)，可用于定量分析。條件：兩個(gè)或兩個(gè)以上的肽健的化合物與CuSO4堿性溶液反應(yīng)，生成紫紅色或籃紫色復(fù)合物。雙縮脲反應(yīng)是肽和蛋白質(zhì)特有的反應(yīng)，

31、游離氨基酸無(wú)此反應(yīng)。3、 肽的化學(xué)反應(yīng)四、 天然存在的活性肽1、 谷胱甘肽 GluCysGly紅細(xì)胞中的巰基緩沖劑。參與氧化還原過(guò)程，清除內(nèi)源性過(guò)氧化物和自由基，維護(hù)蛋白質(zhì)活性中心的巰基處于還原狀態(tài)。 2GSH GSSG H2O2 + 2GSH 2H2O + GSSG四、 天然存在的活性肽2、 短桿菌肽（抗生素）由短桿菌產(chǎn)生的10肽環(huán)。抗革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，臨床用于治療化濃性病癥。 L-OrnL-LeuD-PheL-ProL-ValL-OrnL-LeuD-Phe L-ProL-Val 2、 短桿菌肽（抗生素）3、 腦啡肽（5肽） Met 腦啡肽： TyrGlyGlyPheMet Leu腦啡肽： T

32、yrGlyGlyPheLeu具有鎮(zhèn)痛作用。3、 腦啡肽（5肽）4、肽類激素4、肽類激素五、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定 蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（一） 蛋白質(zhì)測(cè)序的基本策略對(duì)于一個(gè)純蛋白質(zhì)，理想方法是從N端直接測(cè)至C端，但目前只能測(cè)60個(gè)N端氨基酸。1、 直接法（測(cè)蛋白質(zhì)的序列）兩種以上特異性裂解法 N C A 法裂解 A1 A2 A3 A4 B 法裂解 B1 B2 B3 B4 （一） 蛋白質(zhì)測(cè)序的基本策略2、 間接法（測(cè)核酸序列推斷氨基酸序列）2、 間接法（測(cè)核酸序列推斷氨基酸序列）（二） 蛋白質(zhì)測(cè)序的一般步驟 （1） 測(cè)定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目（2） 拆分蛋白質(zhì)分子中的多肽鏈。（3）斷裂鏈內(nèi)

33、二硫鍵。（4） 分析多肽鏈的N末端和C末端。 （5） 測(cè)定多肽鏈的氨基酸組成。（6） 多肽鏈部分裂解成肽段。（7） 測(cè)定各個(gè)肽段的氨基酸順序（8） 確定肽段在多肽鏈中的順序。（9） 確定多肽鏈中二硫鍵的位置。（二） 蛋白質(zhì)測(cè)序的一般步驟 （三） 測(cè)序前的準(zhǔn)備工作1、 蛋白質(zhì)的純度鑒定純度97%以上，均一。聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE)要求一條帶DNScl（二甲氨基萘磺酰氯）法測(cè)N端氨基酸2、測(cè)定分子量，估算氨基酸殘基數(shù)，確定肽鏈數(shù) SDS 凝膠過(guò)濾法 沉降系數(shù)法（三） 測(cè)序前的準(zhǔn)備工作3、 確定亞基種類及數(shù)目 根據(jù)分子量和N末端數(shù) SDS4、拆分多肽鏈，并分別分離純化非共價(jià)鍵結(jié)合：8mol/L

34、尿素， SDS二硫鍵結(jié)合： 過(guò)甲酸氧化： SS + HCOOOH SO3H 巰基乙醇還原5、 測(cè)定氨基酸組成酸水解的同時(shí)輔以堿水解。確定肽鏈中各種aa出現(xiàn)的頻率,便于選擇裂解方法及試劑。3、 確定亞基種類及數(shù)目6、 端基分析N端分析DNS-cl法：最常用，黃色熒光，靈敏度極高，DNS-多肽水解后的DNS-氨基酸不需要提取。 DNFB法：Sanger試劑，DNP-多肽，酸水解，黃色DNP-氨基酸，有機(jī)溶劑（乙酸乙酯）抽提分離，紙層析、薄層層析、液相等 PITC法：Edman法，逐步切下。無(wú)色PTH-氨基酸，有機(jī)溶劑抽提，層析，氣液色普。氨基酸自動(dòng)分析儀。20個(gè)以上的氨基酸。 氨肽酶法：外切酶。亮

35、氨酸氨肽酶，焦谷氨酸氨肽酶。6、 端基分析C端分析肼解法無(wú)水肼NH2NH2 100 5-10h。 苯甲醛沉淀氨基酸的酰肼，C端游離氨基酸留在上清中，可用層析法堅(jiān)定。Gln、Asn、Cys、Arg不能用此法。C端分析羧肽酶法（Pro不能測(cè)）：外切酶羧肽酶A：除Pro、Arg、Lys外的所有C端aa羧肽酶B：只水解Arg、Lys N H2N ValSerGly C圖 P118 羧肽酶法測(cè)C末端羧肽酶法（Pro不能測(cè)）：外切酶圖 P118 羧肽酶法測(cè)（四） 肽鏈的部分裂解和肽段的分離純化1、 化學(xué)裂解法 溴化氰 N MetX 產(chǎn)率85% 亞碘酰基苯甲酸 N TrpX 產(chǎn)率70-100% NTCB（2

36、-硝基-5-硫氰苯甲酸）N XCys 羥胺NH2OH N AsnGly,Asn-Leu,Asn-Ala 約150個(gè)氨基酸出現(xiàn)一次（四） 肽鏈的部分裂解和肽段的分離純化2、 酶法裂解胰蛋白酶 N Lys X (X Pro) N Arg X胰凝乳蛋白酶又叫糜蛋白酶 N TyrX (X Pro) NTrpX N PheX胃蛋白酶(專一性差點(diǎn)，兩側(cè)都是疏水氨基酸） Phe(Trp、 Try、 Leu)Phe(Trp、 Try、 Leu)Glu蛋白酶 GluXArg蛋白酶 ArgXLys蛋白酶 XLysPro蛋白酶 ProX凝血酶(專一性強(qiáng)） N ArgGly2、 酶法裂解3、 肽段的分離純化電泳法 根

37、據(jù)分子量大小分離離子交換層析法（DEAECellulose、DEAESephadex） 根據(jù)肽段的電荷特性分離反相法 根據(jù)肽段的極性分離凝膠過(guò)濾要求： 單帶 單峰 端單一（常用c l法）3、 肽段的分離純化（五） 肽段序列測(cè)定及肽鏈的拼接1、 Edman法 （1）耦聯(lián) PITC HNA-B-C-D pH89，40 PTCA-B-C-D（2）裂解無(wú)水三氟乙酸（TFA） ATZA + H2NB-C-D（3）轉(zhuǎn)化PTHAPTC肽：苯氨基硫甲酰肽ATZ：噻唑啉酮苯胺（一氨基酸）PTH：苯乙內(nèi)酰硫脲（一氨基酸）（五） 肽段序列測(cè)定及肽鏈的拼接2、 DNS-Edman法用DNS法測(cè)N末端，用Edman法提

38、供（n-1）肽段。 3、 有色Edman法熒光基-團(tuán)或有色試劑標(biāo)記的PITC試劑。4-N、N-二甲基氨基偶氮苯-4異硫氰酸酯。2、 DNS-Edman法4、 用自動(dòng)序列分析儀測(cè)序儀器原理：Edman法。1967液相測(cè)序儀 自旋反應(yīng)器，適于大肽段。1971固相測(cè)序儀表面接有丙氨基的微孔玻璃球，可耦連肽段的端。1981氣相測(cè)序儀 用Polybrene反應(yīng)器。 （聚陽(yáng)離子）四級(jí)銨鹽聚合物 液相：5nmol 20-40肽 97% 氣相：5pmol 60 肽 98%4、 用自動(dòng)序列分析儀測(cè)序6、 肽段拼接成肽鏈16肽，端H 端 法裂解：ONS PS EOVE RLA HOWT 法裂解：SEO WTON

39、VERL APS HO重疊法確定序列：HOWTONSEOVER LAPS6、 肽段拼接成肽鏈蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（六）二硫鍵、酰胺及其他修飾基團(tuán)的確定1、 二硫鍵的確定（對(duì)角線電泳法）碘乙酰胺封閉-SH胃蛋白酶水 解蛋白質(zhì)第一向電泳（PH6.5）過(guò)甲酸氧化SS生成-SO3H第二向電泳分離出含二硫鍵的兩條短肽，測(cè)序與拼接出的肽鏈比較，定出二硫鍵的位置。（六）二硫鍵、酰胺及其他修飾基團(tuán)的確定2、 酰胺的確定Asp Asn、Glu-Gln酶解肽鏈，產(chǎn)生含單個(gè)Asx或Glx的肽，用電泳法確定是Asp還是Asn舉例：Leu-Glx-Pro-Val肽在pH=6.0

40、時(shí)，電荷量是 Leu+ Pro0 Val- 此肽除Glx外，凈電荷為0，可根據(jù)此肽的電泳行為確定是Glu或是Gln。2、 酰胺的確定3、 糖、脂、磷酸基位置的確定糖類通過(guò)Asn、Ser與蛋白質(zhì)連接，-N-糖苷 -0-糖苷脂類：Ser、 Thr、Cys磷酸：Ser、 Thr、His經(jīng)驗(yàn)性序列： Lys(Arg)-Ser-Asn-Ser(PO4)Arg-Thr-Leu-Ser(PO4)Lys(Arg) Ala-Ser(PO4)3、 糖、脂、磷酸基位置的確定六、 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與生物功能（一） 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)和功能 六、 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與生物功能牛胰RNase變性一復(fù)性實(shí)驗(yàn)：124

41、個(gè)a.a殘基 4個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵。分子量：12600 (8M尿素+硫基乙醇)變性、失活透析后構(gòu)象恢復(fù)，活性恢復(fù)95%以上，而二硫鍵正確復(fù)性的概率是1/105。牛胰RNase變性一復(fù)性實(shí)驗(yàn)：蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（二） 同源蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的種屬差異與生物進(jìn)化同源蛋白質(zhì)：在不同的生物體內(nèi)行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)。如：血紅蛋白在不同的脊椎動(dòng)物中都具有輸送氧氣的功能，細(xì)胞色素在所有的生物中都是電子傳遞鏈的組分。（二） 同源蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的種屬差異與生物進(jìn)化同源蛋白質(zhì)的特點(diǎn)：同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列具有明顯的相似性（序列同源性）有許多位置的氨基酸對(duì)所有種屬來(lái)說(shuō)都是相同的，稱不變殘基，不變殘基高度保守

42、，是必需的。除不變殘基以外，其它位置的氨基酸對(duì)不同的種屬有很大變化，稱可變殘基，可變殘基中，個(gè)別氨基酸的變化不影響蛋白質(zhì)的功能。多肽鏈長(zhǎng)度相同或相近同源蛋白質(zhì)的特點(diǎn)：通過(guò)比較同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列的差異可以研究不同物種間的親源關(guān)系和進(jìn)化。親源關(guān)系越遠(yuǎn)，同源蛋白的氨基酸順序差異就越大。通過(guò)比較同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列的差異可以研究不同物種間的親源1、 細(xì)胞色素C 分子量：12500左右氨基酸殘基：100個(gè)左右，單鏈。細(xì)胞色素C的不變殘基35個(gè)。14，17兩個(gè)Cys與血紅素共價(jià)相連，18His,80Met與血紅素配位健相連，48Tyr,59Trp與血紅素氫健相連。親源關(guān)系越近的，其細(xì)胞色素C的差異越

43、小。親源關(guān)系越遠(yuǎn)的，其細(xì)胞色素C的差異越大。人與黑猩猩 0人與猴 1人與狗 10人與酵母 441、 細(xì)胞色素C 2、胰島素有24個(gè)氨基酸殘基位置始終不變：AB鏈上6個(gè)Cys 不變，其余18個(gè)氨基酸多數(shù)為非極性側(cè)鏈，對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)起重要作用。其它可變氨基酸對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)作用不大，但對(duì)免疫反應(yīng)起作用。豬與人接近，而狗則與人不同，因此可用豬的胰島素治療人的糖尿病。2、胰島素蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（三） 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的突變分子病分子?。夯蛲蛔円鸬哪硞€(gè)功能蛋白的某一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基發(fā)生了遺傳性替代從而導(dǎo)致整個(gè)分子的三維結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，功能部分或全部喪失。鐮刀形紅細(xì)胞貧血現(xiàn)象

44、是由于血紅蛋白發(fā)生了遺傳突變引起的鏈第6位的aa殘基由正常的Glu變成了疏水性的Val。人類有150多種。正常人血紅蛋白，.NGlu 6鐮刀型貧血 .NVal 6生理?xiàng)l件下電荷： Glu- Va10 親水 疏水治療：用NaCN,KCN使氮末端Val氨基氨甲酰化。 （三） 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的突變分子病蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（四） 一級(jí)結(jié)構(gòu)的部分切除與蛋白質(zhì)的激活1、 血液凝固的機(jī)理 凝血因子（凝血酶原致活因子）凝血酶原 凝血酶 纖維蛋白原A 纖維蛋白B 凝膠（四） 一級(jí)結(jié)構(gòu)的部分切除與蛋白質(zhì)的激活（1）、 凝血酶原（糖蛋白） 在凝血酶原致活因子催化下，凝血酶原

45、分子中的Arg274Thr275、Arg323Ile324斷裂，釋放出48個(gè)aa，產(chǎn)生活性凝血酶。 A鏈49 aa B鏈259 aa（1）、 凝血酶原（糖蛋白） 在凝血酶原致活因子（2）、 纖維蛋白原 22r2在凝血酶作用下，從二條鏈和二條鏈的N端各斷裂一個(gè)特定的肽鍵-ArgGly-，釋放出二個(gè)纖維肽A（19個(gè)氨基酸）和二個(gè)纖維肽B（21個(gè)氨基酸），它們含有較多的酸性氨基酸殘基。（2）、 纖維蛋白原 22r2A、B肽切除后，減少了蛋白質(zhì)分子的負(fù)電荷，促進(jìn)分子間聚集，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在凝血因子X(jué)IIIa（纖維蛋白穩(wěn)定因子）催化下，纖維蛋白質(zhì)單體間形成共價(jià)?。℅ln-Lys結(jié)合），生成交聯(lián)的纖維蛋白

46、。A、B肽切除后，減少了蛋白質(zhì)分子的負(fù)電荷，促進(jìn)分子間聚集，形2、 胰島素原的激活前胰島素原，含信號(hào)肽。信號(hào)肽：蛋白質(zhì)最初合成時(shí)在多肽鏈氮端含20個(gè)氨基酸殘基左右的一段肽段，主要作用是指導(dǎo)新合成的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的定向運(yùn)輸及定位。胰島素原，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，信號(hào)肽被信號(hào)肽酶切除?；钚砸葝u素，高爾基體，切除C肽和四個(gè)堿性氨基酸。2、 胰島素原的激活蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件七、 多肽與蛋白質(zhì)的人工合成 氨基保護(hù)：叔丁氧甲酰氯（BOC-Cl）、芐氧酰氯（CBZ-Cl）、對(duì)甲苯磺酰氯Tosyl-Cl）。羧基保護(hù)：芐酯、叔丁酯（成鹽、成酯）羧基活化：酰氯法（PCL5）、疊氮法、混合酸酐法、活化酯法。氨基活化

47、：三乙胺縮合劑：DCCI（二環(huán)己基碳二亞胺）直接接肽七、 多肽與蛋白質(zhì)的人工合成 多肽的固相合成 支持介質(zhì)：聚苯乙烯樹(shù)脂合成方向：C端 N端。合成程序：掛接去保護(hù)中和縮合斷裂與去保護(hù)多肽的固相合成 蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件第四節(jié)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和纖維狀蛋白質(zhì)第四節(jié)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和纖維狀蛋白質(zhì)一、 多肽主鏈折疊的空間限制從理論上講，一個(gè)多肽主鏈能有無(wú)限多種構(gòu)象。但是，只有一種或很少幾種天然構(gòu)象，且相當(dāng)穩(wěn)定。因?yàn)椋禾烊坏鞍踪|(zhì)主鏈上的單鍵并不能自由旋轉(zhuǎn)一、 多肽主鏈折疊的空間限制1、 肽鏈的二面角只有碳原子連接的兩個(gè)鍵（CN和C-C）是單鍵，能自由旋轉(zhuǎn)。扭角:環(huán)繞CN鍵旋轉(zhuǎn)的角度為,環(huán)繞CC

48、鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱?？尚D(zhuǎn)180度，一般呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)受H.O 原子以及R基的限制。多肽主鏈的構(gòu)象可以用每個(gè)a-C的一對(duì)扭角來(lái)描述。1、 肽鏈的二面角只有碳原子連接的兩個(gè)鍵（CN和當(dāng)()旋轉(zhuǎn)鍵兩側(cè)的主鏈呈順式時(shí)，規(guī)定() =0從C沿鍵軸方向看，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的 ()角為正值，反之為負(fù)值。當(dāng)()旋轉(zhuǎn)鍵兩側(cè)的主鏈呈順式時(shí)，規(guī)定() =02、拉氏構(gòu)象圖：可允許的和值和同時(shí)為0的構(gòu)象實(shí)際不存在二面角（、）所決定的構(gòu)象能否存在，主要取決于兩個(gè)相鄰肽單位中非鍵合原子間的接近有無(wú)阻礙。C上的R基的大小與帶電性影響和2、拉氏構(gòu)象圖：可允許的和值拉氏構(gòu)象圖：Ramachandran根據(jù)蛋白質(zhì)中非鍵合原子間的最小接觸

49、距離（范德華距離），確定了哪些成對(duì)二面角（、）所規(guī)定的兩個(gè)相鄰肽單位的構(gòu)象是允許的，哪些是不允許的，并且以為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)圖上標(biāo)出，該坐標(biāo)圖稱拉氏構(gòu)象圖。拉氏構(gòu)象圖：蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件實(shí)線封閉區(qū)域一般允許區(qū)，非鍵合原子間的距離大于一般允許距離，此區(qū)域內(nèi)任何二面角確定的構(gòu)象都是允許的，且構(gòu)象穩(wěn)定。虛線封閉區(qū)域是最大允許區(qū)，非鍵合原子間的距離介于最小允許距離和一般允許距離之間，立體化學(xué)允許，但構(gòu)象不夠穩(wěn)定。虛線外區(qū)域是不允許區(qū)，該區(qū)域內(nèi)任何二面角確定的肽鏈構(gòu)象，都是不允許的，此構(gòu)象中非鍵合原子間距離小于最小允許距離，斥力大，構(gòu)象極不穩(wěn)定。實(shí)線封閉區(qū)域蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培

50、訓(xùn)課件二、 二級(jí)結(jié)構(gòu)的基本類型二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽主鏈中各個(gè)肽段借助于相鄰氨基酸之間的氫鍵形成的構(gòu)象。主要有-螺旋、折疊、-轉(zhuǎn)角、無(wú)規(guī)卷曲。二、 二級(jí)結(jié)構(gòu)的基本類型1、 螺旋（1）、 螺旋的一般特征：多肽主鏈按右手或左手方向盤(pán)繞，形成右手螺旋或左手螺旋，相鄰的螺圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵構(gòu)成螺旋的每個(gè)C都取相同的二面角、。1、 螺旋蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件典型的螺旋有如下特征： 二面角：= -57, = - 48，是一種右手螺旋 每圈螺旋：3.6個(gè)aa殘基， 高度：0.54nm 每個(gè)殘基繞軸旋轉(zhuǎn)100，沿軸上升0.15nm 氨基酸殘基側(cè)鏈R基向外 相鄰螺圈之間形成鏈內(nèi)氫鏈

51、，氫鍵的取向幾乎與中心軸平行。 肽鍵上C=O氧與它后面（C端）第四個(gè)殘基上的N-H氫間形成鏈內(nèi)氫鍵。典型的螺旋有如下特征：典型的螺旋用3.613表示，3.6表示每圈螺旋包括3.6個(gè)殘基13表示氫鍵封閉的環(huán)包括13個(gè)原子。封閉環(huán)原子數(shù)=3n+4（n=1、2、）（n：后邊第n個(gè)aa）2.27螺旋（n=1）310 螺旋（n=2）3.613螺旋（n=3）4.316螺旋（n=4）2.27 310 3.613 4.316n=1 n=2 n=3 n=4典型的螺旋用3.613表示，（2）、 R側(cè)鏈對(duì)螺旋的影響1 多肽鏈上連續(xù)出現(xiàn)帶同種電荷基團(tuán)的氨基酸 殘基,(如Lys，或Asp，或Glu)，不能形成穩(wěn)定的螺旋

52、。如多聚Lys、多聚Glu。（電荷排斥不能形成氫?。? R基大（如Ile）不易形成螺旋3 Pro即脯氨酸中止螺旋，產(chǎn)生一個(gè)結(jié)（不能形成氫?。? R基較小，且不帶電荷的氨基酸利于螺旋的形成。如多聚丙氨酸在pH7的水溶液中自發(fā)卷曲成螺旋。（2）、 R側(cè)鏈對(duì)螺旋的影響（3）、pH對(duì)螺旋的影響(Glu,PI=3.22,Lys,PI=9.74)（3）、pH對(duì)螺旋的影響(Glu,PI=3.22,Ly（4）、 右手-螺旋與左手-螺旋右手螺旋比左手螺旋穩(wěn)定。蛋白質(zhì)中的螺旋幾乎都是右手，但在嗜熱菌蛋白酶中有很短的一段左手螺旋，由Asp-Asn-Gly-Gly（226-229）組成（+64、+42）。（4）、

53、右手-螺旋與左手-螺旋（5）、 -螺旋結(jié)構(gòu)的旋光性-螺旋結(jié)構(gòu)是一種不對(duì)稱的分子結(jié)構(gòu)：（1）碳原子的不對(duì)稱性，（2） 構(gòu)象本身的不對(duì)稱性。天然螺旋能引起偏振光右旋-螺旋的比旋不等于構(gòu)成其本身的氨基酸比旋的加和，而無(wú)規(guī)卷曲的肽鏈比旋則等于所有氨基酸比旋的加和。（5）、 -螺旋結(jié)構(gòu)的旋光性2、 -折疊兩條或多條幾乎完全伸展的多肽鏈（或同一肽鏈的不同肽段）側(cè)向聚集在一起，相鄰肽鏈主鏈上的NH和C=0之間形成氫健，這樣的多肽構(gòu)象就是-折疊片。（1）氫鍵與肽鏈的長(zhǎng)軸接近垂直。（2）多肽主鏈呈鋸齒狀折疊構(gòu)象（3）側(cè)鏈R基交替地分布在片層平面的兩側(cè)。（4）每個(gè)氨基酸殘基位移3.5埃。平行式：所有參與-折疊的肽

54、鏈的N端在同一方向。a-角蛋白伸展后的-角蛋白。反平行式：肽鏈的N端一順一倒排列，N端間隔相同。蠶絲蛋白。反平-折疊比平行的更穩(wěn)定。R基過(guò)大或帶相同電荷也 不能形成-折疊片。2、 -折疊蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件3、 -轉(zhuǎn)角（-turn）也稱-回折（reverse turn）、-彎曲（-bend）球狀蛋白質(zhì)分子中出現(xiàn)的180回折，在回折角上就是-轉(zhuǎn)角，由第一個(gè)aa殘基的C=O與第四個(gè)氨基酸殘基的N-H間形成氫鍵。轉(zhuǎn)角的特征：由多肽鏈上4個(gè)連續(xù)的氨基酸殘基組成。主鏈骨架以180返回折疊。第一個(gè)aa殘基的C=O與第四個(gè)aa殘基的N-H生成氫鍵C1與C4之間距離小于

55、0.7nm多數(shù)由親水氨基酸殘基組成。Pro,Gly常出現(xiàn)在此結(jié)構(gòu)中。常在蛋白質(zhì)表面。3、 -轉(zhuǎn)角（-turn）蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件5、 無(wú)規(guī)卷曲 即無(wú)序結(jié)構(gòu) 沒(méi)有規(guī)律的多肽鏈主鏈骨架構(gòu)象。往往與生物活性有關(guān)。-螺旋，-轉(zhuǎn)角，-折疊在拉氏圖上有固定位置，而無(wú)規(guī)卷曲的、二面角可存在于所有允許區(qū)域內(nèi)。5、 無(wú)規(guī)卷曲 即無(wú)序結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件三、 超二級(jí)結(jié)構(gòu)由若干個(gè)相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元（-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角及無(wú)規(guī)卷曲）組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的、在空間上能夠辨認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體。三、 超二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件1、 復(fù)繞-螺旋（結(jié)構(gòu) ）由兩股或三股

56、右手-螺旋彼此纏繞而成的左手超螺旋。存在于-角蛋白，肌球蛋白，原肌球蛋白和纖維蛋白原中。1、 復(fù)繞-螺旋（結(jié)構(gòu) ）2、 x結(jié)構(gòu)兩段平行式的-折疊通過(guò)一段連接鏈（x結(jié)構(gòu)）連接而形成的超二級(jí)結(jié)構(gòu)。c x為無(wú)規(guī)卷曲 x為-螺旋，最常見(jiàn)的是，稱Rossmann折疊，存在于蘋(píng)果酸脫氫酶，乳酸脫氫酶中。2、 x結(jié)構(gòu)3、 曲折（-meander）由三條（以上）相鄰的反平行式的-折疊鏈通過(guò)緊湊的-轉(zhuǎn)角連接而形成的超二級(jí)結(jié)構(gòu)。4、 回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（希臘鑰匙）3、 曲折（-meander）5、 -折疊桶由多條-折疊股構(gòu)成的-折疊層，卷成一個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)，筒上折疊可以是平行的或反平行的，一般由5-15條-折疊股組成。超氧

57、化物歧化酶的-折疊筒由8條-折疊股組成。筒中心由疏水氨基酸殘基組成。6、 -螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋兩個(gè)-螺旋通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)角連接在一起。噬菌體的阻遏蛋白含此結(jié)構(gòu) 5、 -折疊桶四、 纖維狀蛋白質(zhì)含大量的-螺旋，-折疊片，整個(gè)分子呈纖維狀廣泛分布于脊椎和無(wú)脊椎動(dòng)物體內(nèi)，起支架和保護(hù)作用。四、 纖維狀蛋白質(zhì)1、 角蛋白源于外胚層細(xì)胞，包括皮膚及皮膚的衍生物（發(fā)、毛、鱗、羽、甲、蹄、角、爪、絲）。-角蛋白，角蛋白。 1、 角蛋白（1）、 -角蛋白（外表皮以及毛發(fā)，指角等，哺動(dòng)物中）主要由-螺旋結(jié)構(gòu)組成三股右手-螺旋向左纏繞形成原纖維，原纖維排列成“9+2”的電纜式結(jié)構(gòu)稱微纖維，成百根微纖維結(jié)合成大纖維。 （1

58、）、 -角蛋白（外表皮以及毛發(fā)，指角等，哺動(dòng)物中）蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件（2）、 -角蛋白（絲心蛋白，鳥(niǎo)及爬行動(dòng)物）以-折疊結(jié)構(gòu)為主。片層結(jié)構(gòu)：反平行式-折疊片以平行的方式堆積。鏈間主要以氫鍵連接，層間主要靠范德華力維系。（2）、 -角蛋白（絲心蛋白，鳥(niǎo)及爬行動(dòng)物）以-折疊結(jié)構(gòu)2、 膠原蛋白（脊椎動(dòng)物中）：含羥脯氨酸和羥賴氨酸，基本單位是原膠原蛋白分子（由三條多肽鏈組成的三股右手螺旋，每條肽鏈?zhǔn)亲笫?螺旋。3、 彈性蛋白4、 肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白和微管蛋白2、 膠原蛋白（脊椎動(dòng)物中）：含羥脯氨酸和羥賴氨酸，基本第六節(jié) 結(jié)構(gòu)域、三級(jí)結(jié)構(gòu)與球狀蛋白質(zhì)第六節(jié) 結(jié)構(gòu)域、三級(jí)結(jié)構(gòu)與球狀蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)

59、構(gòu)：整條多肽鏈或亞基通過(guò)盤(pán)旋、折疊，形成緊密的、借各種次級(jí)鍵維持的球狀構(gòu)象。一、結(jié)構(gòu)域 domain，motif(模塊)在二級(jí)結(jié)構(gòu)及超二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步卷曲折疊，組裝成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的、近似球形的三維實(shí)體。三級(jí)結(jié)構(gòu)：整條多肽鏈或亞基通過(guò)盤(pán)旋、折疊，形成緊密的、借各種 結(jié)構(gòu)域是球狀蛋白的折疊單位較小的蛋白質(zhì)分子或亞基往往是單結(jié)構(gòu)域的。結(jié)構(gòu)域一般有氨基酸殘基。結(jié)構(gòu)域之間常常有一段柔性的肽段相連，形成所謂的鉸鏈區(qū)，使結(jié)構(gòu)域之間可以發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。結(jié)構(gòu)域承擔(dān)一定的生物學(xué)功能，幾個(gè)結(jié)構(gòu)域協(xié)同作用，可體現(xiàn)出蛋白質(zhì)的總體功能。例如，脫氫酶類的多肽主鏈有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，一個(gè)為NAD+結(jié)合結(jié)構(gòu)域，一個(gè)是起催

60、化作用的結(jié)構(gòu)域，兩者組合成脫氫酶的脫氫功能區(qū)。結(jié)構(gòu)域間的裂縫，常是酶的活性部位，也是反應(yīng)物的出入口 結(jié)構(gòu)域是球狀蛋白的折疊單位蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件蛋白質(zhì)化學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)講座培訓(xùn)課件EF手：鈣結(jié)合蛋白中，含有Helix-Loop-Lelix結(jié)構(gòu)鋅指：DNA結(jié)合蛋白中，2個(gè)His、2個(gè)Cys結(jié)合一個(gè)Zn亮氨酸拉鏈：DNA結(jié)合蛋白中，由亮氨酸倒鏈形成的拉鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，EF手：鈣結(jié)合蛋白中，含有Helix-Loop-Lelix二、 三級(jí)結(jié)構(gòu)：整個(gè)多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域的基礎(chǔ)上盤(pán)旋、折疊，形成的特定的整個(gè)空間結(jié)構(gòu)。三級(jí)結(jié)構(gòu)是多肽鏈中所有原子的空間排布。二、 三級(jí)結(jié)構(gòu)：1、 三級(jí)結(jié)構(gòu)有以下