蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)代謝

第四章蛋白質(zhì)一.蛋白質(zhì)是生命的表征，哪里有生命活動哪里就有蛋白質(zhì)酶：作為酶的化學(xué)本質(zhì)，溫順、快速、專一，任何生命活動之必需，酶的另一化學(xué)本質(zhì)是RNA，不過它比蛋白質(zhì)差遠了，種類、速度、數(shù)量。免疫系統(tǒng)：防范系統(tǒng)，抗原〔進入“體內(nèi)”的生物大分子和有機體〕，發(fā)炎。細胞免疫：T體液免疫：B細胞，釋放抗體，，免疫球蛋白〔Ig〕。肌肉：肌肉的伸張和收縮靠的是肌動蛋白和肌球蛋白互動的結(jié)果，體育生化。運輸和儲存氧氣：Hb和Mb。激素：含氮類激素，固醇類激素?；虮磉_調(diào)整：操縱子學(xué)說，阻遏蛋白。生長因子：EGF〔表皮生長因子〕，NGF〔神經(jīng)生長因子〕，促使細胞分裂。信息接收：激素的受體，糖蛋白，G蛋白。構(gòu)造成分：膠原蛋白〔肌腱、筋〕，角蛋白〔頭發(fā)、指甲〕，膜蛋白等。生物體就是蛋白質(zhì)積存而成，人的長相也是由蛋白質(zhì)打算的。精神、意識方面：記憶、苦痛、感情靠的是蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化，蛋白質(zhì)的構(gòu)象分類是目前熱門課題。蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)？只有不精準的少量證據(jù)。如庫魯病毒，怕蛋白酶而不怕核酸酶。二.構(gòu)成蛋白質(zhì)的元素共有的元素有C、H、O、N，其次S、稀有P其中N元素的含量很穩(wěn)定，16％，因此，測N量就能算出蛋白質(zhì)的量〔試驗四，修改預(yù)定表〕。三.構(gòu)造層次一級構(gòu)造：AA二級構(gòu)造：主干的空間走向三級構(gòu)造：肽鏈在空間的折疊和卷曲形成的外形，全部原子在空間的排布。四級構(gòu)造：多條肽鏈之間的作用?！?.氨基酸蛋白質(zhì)的構(gòu)造單位、水解產(chǎn)物一.氨基酸的構(gòu)造通式：P50α-碳原子，α-羧基，α-氨基氨基酸的構(gòu)型：自然選擇L型，D等極少數(shù)寡肽之中，沒有在蛋白質(zhì)中覺察。二.氨基酸的表示法20〔合成蛋白質(zhì)的原料〕，還有其它非根本氨基酸，20基酸的表示方法有以下幾種：中文名：X〔X〕氨酸，如甘氨酸、半胱氨酸。20種要會背。英文名：3字名，如Gly、Cys20按挨次演示，記憶技巧。AlaArgAspAsnCysGluGlnGlyHisIle丙精天天冬酰氨半谷谷氨酰氨甘組異亮LeuLysMetPheProSerThrTrpTyrVal亮賴甲硫苯丙脯絲蘇色酪纈三.氨基酸的具體構(gòu)造：20種全部記住，僅留意R。P51～53講解挨次：Gly〔最特別，唯一無旋光性〕、丙Ala〔顧名思義〕、苯丙Phe〔顧名思義〕。酪Tyr〔有β-苯酚基〕、半胱Cys〔β-巰基〕、絲Ser〔β-羥基〕、蘇Thr〔β-羥基〕、Asp〔酸性氨基酸，β-羧基〕、天冬酰氨Asn〔β-酰氨〕、色Trp〔βP66〕、His〔β-咪唑基P66〕。谷Glu〔酸性氨基酸，γ-羧基〕、谷氨酰氨Gln〔γ-酰氨〕、甲硫Met〔γ-甲硫基〕。Arg〔δ-胍基P66〕。Lys〔堿性氨基酸，ε-氨基〕。Val、亮Leu、異亮Ile：都是烷烴鏈。Pro〔亞氨基〕。四.氨基酸的分類1.構(gòu)造上<1>脂肪族氨基酸：酸性氨基酸〔21Glu、Asp〕，堿性氨基酸〔21Arg、Lys〕，中性氨基酸〔氨基羧基各一：很多〕<2>芳香族氨基酸：含苯環(huán)：Phe、Tyr<3>雜環(huán)氨基酸：His〔也是堿性氨基酸〕、Pro、Trp基的極性<1>極性氨基酸：親水氨基酸：溶解性較好，酸性氨基酸、堿性氨基酸、含巰基、羥基、酰胺基的氨基酸，Glu、Asp、Arg、Lys、His、Cys、Ser、Thr、Tyr、Gln、Asn<2ly、Ala、Leu、Ile、Val、Pro、Met、Trp3.養(yǎng)分價值<1>必需氨基酸：人和哺乳動物不行缺少但又不能合成的氨基酸，只能從食物中補充，共有8Leu、Lys、Met、Phe、Ile、Trp、Thr、Val<2>半必需氨基酸：人和哺乳動物雖然能夠合成，但數(shù)量遠遠達不到機體的需求，尤其是在胚胎發(fā)育以及嬰幼兒期間，根本上也是由食物中補充，只有2種：Arg、His。有時也不分必需和半必需，統(tǒng)稱必需氨基酸，這樣就共有10TipMTVHall<3>非必需氨基酸：人和哺乳動物能夠合成，能滿足機體需求的氨基酸，其余10種從養(yǎng)分價值上看，必需>半必需>非必需五.非根本氨基酸氨基酸的衍生物：蛋白質(zhì)化學(xué)修飾造成的，有P-Ser、P-Thr、P-Tyr、OH-Pro、OH-Lys，最為重要的是Cyss2分子CysP54非蛋白氨基酸：僅游離存在，瓜氨酸、鳥氨酸、β-丙氨酸D-氨基酸：纈氨霉素、短桿菌肽中含有。六.氨基酸的性質(zhì)物理性質(zhì)<1>紫外吸?。河泄曹楇p鍵的物質(zhì)都具有紫外吸取，在20種根本aa4雙鍵的，Trp、Tyr、Phe、His，其中His2Trp、Tyr、Phe3Trp3Aa〔氨基酸〕Λm〔最大吸取波長：nM〕E〔消光系數(shù)：A/Mol/L〕Phe2572*102Tyr275*103Trp280*103<2>旋光性：僅Gly19L-型。<3>溶解性：溶解于水，特別是稀酸稀堿溶液，不溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。<4>熔點：均大于200℃，也確實是說氨基酸都是固態(tài)，而一樣分子量的其它有機物那么是的，而不是以中性分子存在的。化學(xué)性質(zhì)<1>解離和等電點：P57，這樣，氨基酸在水溶液中就可能帶電，+或-，以及呈電中性，到底是什么狀況，完全由溶液PHPHPH等電點：PI。PI是氨基酸的重要常數(shù)之一，它的意義在于，物質(zhì)在PI處的溶解度最小，是分別純化物質(zhì)的重要手段。思考題：當溶液的PH>PI，aa+/-？當溶液的PH<PI，aa+/-？aaPH6aa的PI>=<6?aaPH8aa的PI>=<8?<2>等電點的計算：對于全部的R基團不解離的氨基酸而言〔即解離只發(fā)生在α-羧基和α-氨基上〕，計算起來超級簡潔：PI＝〔PK1’+PK2’〕/2假設(shè)是遇到R基團也解離的，氨基酸就有了多級解離，這個公式就不好用了，比方Lys、Glu、CysaaCysAspGluLysHisArgPK’α-羧基PK’α-氨基PK’-R-基團〔-SH〕〔β-COOH〕〔γ-COOH〕〔ε-NH2〕6〔咪唑基〕〔胍基〕在這種狀況下可以按下面的步驟來計算：<1>PK’值判定解離挨次，老是PK1’<PK2’<PK3’<…，即誰的PK’值小，誰就先解離。<2>依據(jù)解離挨次正確寫出解離方程式：簡式，留意解離基團的正確寫法。<3>找出呈電中性的物質(zhì)，其左右PK’值的平均值確實是氨基酸的等電點：PI＝〔PK’+PK〕/2Lys<3PH梯度的緩沖液，然后將氨基酸點樣，只要該處的PH與氨基酸的PIPH>PI時，aaPH<PIaaPH＝PI，氨基酸才呈電中性，不再移動，因此，可以測出PI。<4>氨基酸的重要化學(xué)反響反響基團試劑主要產(chǎn)物應(yīng)用Pα-NH2茚三酮紫色、紅色物對氨基酸顯色63α＝NH2茚三酮黃色物Proα-NH2HNO2N2等游離aa59α-NH2DNFB二硝基氟苯SangerDNP-aa二硝基苯黃色物蛋白質(zhì)N6181α-NH2PITC苯異硫氰酸酯EdmanPTC-aaPTH-aa蛋白質(zhì)N定一級構(gòu)造分析aa82α-NH2甲醛羥甲基-aa-aa甲醛滴定aa〔封鎖氨基〕60ArgαArgMet-S-CH3H2O2過氧化物吸煙有害，煙中的過氧化物，彈性蛋白酶，抑制劑Met，肺氣腫。Cys-SH碘代乙酸ICH2COOH過甲酸HCOOOH乙酸硫基HOOC-CH2-S-磺基HS3O-肽鏈拆分，作用與CYSS65HisPauly〔1His2〕鑒定His65-66Tyr的酚基重氮苯磺酸Pauly試劑桔黃色物鑒定TyrTyr的酚基磷鉬酸、磷鎢酸FolinTyrTrpTrp-OHSer、Thr、Tyr激酶、ATPP-aa調(diào)整酶的活性，測定酶的活性中心65§2.肽一.肽與肽鍵氨基酸的羧基與另一氨基酸氨基脫水縮合形成的化合物就是肽，其實就是一種酰胺化合物，其酰胺鍵就是肽鍵，它的特點是剛性平面、反式構(gòu)型。見補頁。肽中的氨基酸叫氨基酸殘基，幾個氨基酸殘基就叫幾肽。二.肽的種類寡肽：2-103多肽：10-5029蛋白質(zhì)：5051三.肽的表示法NCNα-氨基未參與肽鍵的形成，C端的氨基酸殘基的α-羧基未參與肽鍵的形成。寫法和讀法：規(guī)定書寫方法為N端→C端，例如：Ala-Gly-Phe，讀作：丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。留意有時會看到一些驚異的寫法，比方：NH2-Ala-Gly-Phe-COOH，或H-Ala-Gly-Phe-OH，均屬于畫蛇添足，但Ala-Gly-Phe-NH2C假設(shè)有必要從CN〔C〕Phe-Gly–Ala〔N〕四.肽的性質(zhì)2級解離，通常都有多級解離。因此，肽在水溶液中也能夠帶電，也有自己的等電點PI，其計算與測定完全同氨基酸的。例如：谷胱甘肽，Glu-Cys-GlyP72，留意Glu-Cys之間的肽鍵〔γ-，而不是正常的α-〕，各解離基團的PK’值見P72，PI＝〔+〕/2＝，很酸。雙縮脲反響：見筆記P33，雙縮脲〔相像于三肽，即2個肽鍵〕、堿性銅離子、紫紅色化合物。凡大于三肽的肽都能發(fā)生此反響，2水解反響：肽可以被酸、堿、酶所水解，其優(yōu)劣性如下：<1〔6NN＝M/價〔110℃以上〔24-36〕，污染，Trp<2>堿水解：濃堿〔6N〕，高溫〔100℃以上〕，6-OH-SH均受到破壞，Ser、Thr、Tyr、Cys，消旋，水解完全。<3>酶水解：胰酶，常溫常壓，常PH，不消旋、不破壞、不徹底。常用的蛋白酶，即工具酶：外切酶：氨肽酶：從N端開頭一個個水解肽鍵羧肽酶：從C羧肽酶A：Arg、Lys、Pro羧肽酶B：僅Arg、Lys羧肽酶C：全部的氨基酸殘基內(nèi)切酶：胰蛋白酶：僅作用于Arg、Lys的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。產(chǎn)物CArg、Lys糜蛋白酶：僅作用于含苯環(huán)的氨基酸的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。Trp、Tyr、Phe，產(chǎn)物為CTrp、Tyr、Phe五.肽的實例P72GluCys〔γ-，而不是正常的α-〕GSH和氧化型GSSG，多種酶的激活劑，參與體內(nèi)多項代謝，要緊作用是復(fù)原劑，排解體內(nèi)的自由基〔過氧化物，抽煙，黑坳〕。催產(chǎn)素和加壓素：9肽或環(huán)8肽，都是腦垂體后葉激素，構(gòu)造見《生化制藥工藝》P？都有升血壓、抗利尿、刺激子宮收縮、排乳的作用，催產(chǎn)素促進遺忘，加壓素增加記憶。3.短桿菌肽和纈氨霉素促甲狀腺素釋放因子：TRF，是個三肽，TRF→促甲狀腺素→甲狀腺素胰高血糖素：29肽，存在，見《生化制藥工藝》P？，上升血糖，作用同腎上腺素。§3.蛋白質(zhì)一.種類和性質(zhì)1.種類<1>組成上分：簡潔蛋白：僅由aa結(jié)合蛋白：簡潔蛋白與其它生物分子的結(jié)合物，糖蛋白〔共價〕、脂蛋白〔非共價〕<2>形態(tài)上分：球蛋白：長/寬≤3～4，血紅蛋白纖維蛋白：長/寬>10，血纖蛋白、絲蛋白<3>功能上分：酶、抗體、運輸?shù)鞍住⒓に氐?lt;4>理化性質(zhì)上分：HDL、VHDL、LDL、VLDL<5>構(gòu)象上分：國際上有蛋白質(zhì)構(gòu)象庫。2.性質(zhì)<1280nTrTyPhTr260n。<2>兩性解離：有PI，不能計算，只能測定〔等電聚焦〕。等電點沉淀法：PI<351aa5000D；在水中能兩性解離故而帶電，又親水，所以是膠體，分散好。有電泳、布朗運動、丁達爾現(xiàn)象、不能通過半透膜等等典型的膠體性質(zhì)。<4>沉淀反響：但凡能破壞水化膜以及能中和電荷的物質(zhì)均可使蛋白質(zhì)沉淀等電點沉淀：PH鹽析：高濃度的鹽溶液使蛋白質(zhì)沉淀，離子中和電荷，如(NH4)2SO4鹽溶：低濃度的鹽溶液使蛋白質(zhì)溶解，蛋清的溶解。有機溶劑沉淀：降低溶液的介電常數(shù)。<5>蛋白質(zhì)變性：蛋白質(zhì)在某些外界因素的影響下，理化性質(zhì)轉(zhuǎn)變、生物活性喪失的現(xiàn)象。這些因素包括熱、酸、堿、有機劑等。蛋白質(zhì)變性理論：吳憲，1931年提出。蛋白質(zhì)的功能直接由蛋白質(zhì)的構(gòu)象來打算，某些外〔即共價構(gòu)造〕。蛋白質(zhì)的變性與水解是不同的。當環(huán)境條件恢復(fù)時，蛋白質(zhì)的生物活性有可能也恢復(fù)，這就是蛋白質(zhì)的復(fù)性。這一理論在實踐中有很重要的指導(dǎo)意義，能夠解釋酶為什么有最適的PH和最適的溫度。<6>蛋白質(zhì)的顏色反響：可以用來定量定性測定蛋白質(zhì)雙縮脲反響：紅色，λm＝540nm黃色反響：與HNO3的反響，生成硝基苯，呈黃色。皮膚遇到HNO3的狀況，白→黃→橙黃。米倫氏反響：與HgNO3或HgNO2與乙醛酸的反響：紅色，Trp的吲哚基的特定反響。坂口反響：紅色，Arg福林反響：藍色，是Tyr的酚基與磷鉬酸和磷鎢酸的反響。印三酮反響：紫紅色PaulyHis二.蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造及其測定蛋白質(zhì)的構(gòu)造層次：1、2、超2、構(gòu)造域、3、4一級構(gòu)造：即蛋白質(zhì)的共價構(gòu)造或平面構(gòu)造，核心內(nèi)容就是aa的排列挨次，它的轉(zhuǎn)變涉及到蛋白質(zhì)共價鍵的破壞和重建。一級構(gòu)造的全部內(nèi)容包括：肽鏈的個數(shù)、aa的挨次、二硫鍵的位置、非aa成分。3.蛋白質(zhì)一級構(gòu)造的測定間接法：通過測定蛋白質(zhì)之基因的核苷酸挨次，用遺傳密碼來推斷aa的挨次。這是由于核苷酸的測序比蛋白質(zhì)的測序工作要更便利、更準確。直接法：用酶和特異性試劑直接作用于蛋白質(zhì)而測定出aa挨次。<1>第一步：前期預(yù)備分別純化蛋白質(zhì)：純度要到達97％以上才能分析準確。蛋白質(zhì)分子量的測定：滲透壓法、凝膠電泳法〔聚丙烯酰胺、SDS〕、凝膠過濾法、超離心法等aa4種，可用尿素或鹽酸胍等有機1<2>其次步：肽鏈的端點測定NSangerDNFB→DNP-肽→水解→乙醚萃取→層析鑒定EdmanPITC→PTC-肽→PTH-aa→層析鑒定CP83，唯有Caaaa，再通過Sanger來鑒定。Asn、Gln、Cys、Arg羧肽酶法：協(xié)作動力學(xué)掌握。羧肽酶A：Arg、Lys、Pro羧肽酶B：僅Arg、Lys羧肽酶C：全部的氨基酸殘基<3>每條肽鏈aaaa50aa100以上的aa殘基，所以，事先要將蛋白質(zhì)打斷成多肽甚至寡肽，再上機分2常用的工具酶和特異性試劑有：胰蛋白酶：僅作用于Arg、Lys的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。TrpTyr、PheCNBr：僅作用于Met的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。2aa84523→156987351256984523→1569984523<4>第四步：二硫鍵位置確實定：包括鏈內(nèi)和鏈間二硫鍵的位置，用對角線電泳來測。在肽泳，將產(chǎn)物分開。再用過甲酸、碘代乙酸、巰基乙醇處理，將二硫鍵打斷。最終進展其次向電泳，條件與第一向電泳完全一樣。選取偏離對角線的樣品〔多肽或寡肽〕，它們就是含二硫鍵的片段，上機測aa挨次，依據(jù)已測出的蛋白質(zhì)的aa找到二硫鍵的位置。如以下圖：4.蛋白質(zhì)一級構(gòu)造測定的意義<1>分子進化：將不同生物的同源蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造進展比較，以人的為最高級，從而確定化更加科學(xué)和準確。<2>證明白一個理論，即蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造打算高級構(gòu)造，最終打算蛋白質(zhì)的功能。<36Va三.蛋白質(zhì)的二級構(gòu)造1.二級構(gòu)造概論<1α-CP95。<2>二級構(gòu)造的內(nèi)容：空間走向以及維持這種走向的力氣：氫鍵和R基團的影響〔離子鍵、疏水鍵、空間障礙等〕<3>二級構(gòu)造的數(shù)學(xué)描述：ф角：肽平面繞N-Cα單鍵旋轉(zhuǎn)的角度ψ角：肽平面繞Cα-CP95。至于+-方向的規(guī)定，0度角的規(guī)定太簡單，不作要求。2〔ф,ψ〕都一樣，那么組成了規(guī)那么的空間走向，因此能夠用〔,ψ〕2.二級構(gòu)造的常見類型Pauling的奉獻，X光衍射法是爭論蛋白質(zhì)構(gòu)象的最好技術(shù)，羊毛蛋白和蠶絲蛋白，單調(diào)全都，諾貝爾化學(xué)獎。<1>α-右手螺旋α-螺旋即像彈簧一樣的螺旋，有右手與左手之分，自然選擇蛋白質(zhì)的α-螺旋為右手螺旋。示范。α-右手螺旋的數(shù)據(jù)：每一圈含有個aa〔或肽平面〕，見P96b，每一圈高?，即每aa?，1002〔ф,ψ〕＝〔-570，-480〕。維持α-右手螺旋的力氣是鏈內(nèi)氫鍵，它產(chǎn)生于一個肽平面的C=O與相鄰一圈的在空間上接近的另一個肽平面的N-H之間，見P96b，它的方向平行于螺旋軸，因此，α-右手螺旋的外觀是個筒狀的簾子，見P96c。每一個氫鍵串起的長度為個肽平面或個aa殘基，被氫鍵串起13α-右手螺旋也被稱為螺旋。R基團對α-右手螺旋的阻礙：破壞者Pro，該處折斷，由于亞氨基不能形成氫鍵；不穩(wěn)固者酸性、堿性、太大、過小：Glu、Asp、Arg、Lys、Gly、Ile。其它都是起穩(wěn)固作用的。分布：毛發(fā)中的α-角蛋白，例如頭發(fā)中的α-角蛋白。見沈同P155。<2>β-折疊：肽鏈在空間的走向為鋸齒折疊狀，見P97。跟纖維素的相像。二面角〔ф,ψ〕＝〔-119℃，+113℃〕。維持β-折疊的力氣：鏈間的氫鍵，它產(chǎn)生于一個肽平面的C=O與相鄰肽鏈的在空間上接近的另一個肽平面的N-HP98P97。β-折疊有平行式和反平行式兩種見P98。平行式：兩條鏈的走向一樣，N-CN-C反平行式：兩條鏈的走向相反，N-CC-N反平行式的β-折疊比平行式的更穩(wěn)固β-折疊，β-折疊不限于兩條肽鏈之間，多條肽鏈能夠形成很寬的β-折疊片層，片層與片層之間以范德華力彼此作用，形成厚厚的墊子。α-右手螺旋與ββ-折疊易拉斷，α-右手螺旋經(jīng)加熱后可變成β-折疊，長度增加，毛衣越洗越長也是這種轉(zhuǎn)變。<3>左手螺旋：存在于膠原蛋白中，aa〔-Gly-Pro-Y-〕，Y為HyPro或HyLys靠鏈間氫鍵和范德華力來維持。見沈同P158。<4>Uβ18004個aa殘基，其中的第三個為Gly，穩(wěn)固該構(gòu)造的力氣是第一和第四個aa鍵。在黑板上演示。<5>310螺旋：是α-右手螺旋的過渡形式，又廋又長，每一個氫鍵串起的長度為3個肽平面aa10<6>無規(guī)卷曲：無固定的走向，但也不是任意變動的，它的2〔ф,ψ〕有個轉(zhuǎn)變范圍。從構(gòu)造的穩(wěn)定性上看α-右手螺旋>β-折疊>U酶與蛋白質(zhì)的活性中心通常由無規(guī)卷曲充當，α-右手螺旋和β-折疊一樣只起支持作用。32<1>左手超螺旋：3根α-右手螺旋擰到一路形成一個左手超螺旋，如頭發(fā)中的角蛋白，見沈P155。<2>右手超螺旋：3根左手螺旋擰到一起形成一個右手超螺旋，如膠原蛋白，見沈同P158。本教材P103<3>αα：2α-右手螺旋擰到一路形成一個左手超螺旋，見P98。<4>β×β：2β折疊，平行式，那個連接鏈能夠很長。見P98。<5>βαβ：3β2α螺旋相間形成，見P98。<6>βββ：2段U3β折疊，反平行式。見P98。4.構(gòu)造域：長肽鏈〔150個aa〕，在二級構(gòu)造的根底上通過屢次折疊，在空間上形成一些半獨立的球狀構(gòu)造，叫構(gòu)造域，它是三級構(gòu)造的一局部，構(gòu)造域之間靠無規(guī)卷曲連接。也就是說將三級構(gòu)造拆開后首先看到的構(gòu)造。草圖顯示。四.蛋白質(zhì)的三級構(gòu)造和四級構(gòu)造1二硫鍵和次級鍵〔氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力〕維持。P99是肌紅蛋白的三級構(gòu)造。2.四級構(gòu)造：多條肽鏈通過非共價鍵〔氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力〕形成的聚合體的三級構(gòu)造，稱為亞基或亞單位，一般狀況下，具有四級構(gòu)造的蛋白質(zhì)含有的肽鏈不會太多，故稱這類蛋白質(zhì)為寡聚蛋白，如寡聚酶等。五.蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能1.蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能的關(guān)系<1>每一種蛋白質(zhì)都具有特定的構(gòu)造，也具有特定的功能。<2>蛋白質(zhì)的構(gòu)造打算了蛋白質(zhì)的功能。<3>蛋白質(zhì)的功能直接由其高級構(gòu)造〔構(gòu)象〕打算。例子，蛋白質(zhì)的變性現(xiàn)象。<4>蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造打算高級構(gòu)造〔構(gòu)象〕，因此，最終打算了蛋白質(zhì)的功能。例子，人工合成胰島素，A、B鏈分別合成，等比例混合后就有活性。而生物合成胰島素則是先合成一條長肽鏈，形成正確的二硫鍵，而后再剪去中間的C肽才形成胰島素的。草圖顯示。2.蛋白質(zhì)構(gòu)造與功能實例<1>免疫球蛋白G：即抗體G，IgG〔Immunoglobe〕，由免疫細胞B特異的結(jié)合抗原并消滅之，這就是免疫反響。IgG22〔L2H2〕，對稱排列，LHHL124條鏈間二硫鍵，見草圖。對其aaIgGV〔可變區(qū)〕和C〔恒定區(qū)〕。二級構(gòu)造：幾乎全是β折疊，由無規(guī)卷曲連接。12三級構(gòu)造：T型和Y沒有四級構(gòu)造。IgGVIgG2C責(zé)結(jié)合補體〔一種酶，可以水解抗原〕，也是2價，結(jié)合部位在寡糖鏈處的鉸鏈區(qū)。IgG的動態(tài)作用過程用人體演示。<2>肌紅蛋白：Mb〔Myoglobin〕，哺乳動物的肌肉中儲存氧氣的蛋白質(zhì)，水生的哺乳動物體內(nèi)尤為興旺〔如鯨魚〕，因此，它們可以憋氣很長時間，爭論用Mb一級構(gòu)造：單條肽鏈，153aa，其中的83個aa〔即同源蛋白質(zhì)均一樣，是打算功能的最重要序列P104Fe2+，血紅素通過Fe2+以配位鍵吊在肽鏈的HisO2Fe2+上。二級構(gòu)造：幾乎全是α-右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲和結(jié)來連接。三級構(gòu)造：扁平的菱形，見P99或沈同P172，屬于球蛋白。功能：儲存氧氣。其三級構(gòu)造在分子外表形成一個疏水的空穴，血紅素即藏在其中，該空穴O2Fe2+結(jié)合O2Fe2+→Fe3+。Mb結(jié)合氧氣的特征可以由氧合曲線來描述，見P104，為雙曲線形。其中的氧飽和度〔飽和百分數(shù)〕MbO2/〔MbO2+Mb〕，PO2Mb氣而不情愿放出氧氣，所以它的功能是儲存氧氣，只有在PO2極低的時候〔體內(nèi)缺氧的時候〕它才釋放出氧氣。另外，COO2Mb。<3>血紅蛋白：Hb〔Hemoglobin〕，在人體中有三種，HbA，HbA2，HbF〔僅存于胎兒中〕，三者的構(gòu)造和功能大同小異，此處以HbA一級構(gòu)造：4條鏈，α2β2。α141，β146，每條肽鏈都結(jié)合著一分子的血紅素，兩條β鏈之間還夾著一分子DPG〔二磷酸甘油酸〕，每條肽鏈都有保守序列。二級構(gòu)造：4條鏈均同Mb,幾乎全是α-右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲和結(jié)來連接。三級構(gòu)造：4Mb,扁平的菱形，見沈同P181，屬于球蛋白。四級構(gòu)造：444α鏈與一條β鏈形成二聚體，Hb2〔αβ〕2，在二聚體內(nèi)結(jié)合嚴密，在二聚體之間結(jié)合疏松。功能：運輸氧氣，4價。其三級構(gòu)造在每個肽鏈的分子外表形成一個疏水的空穴，血紅素即O2Fe2O2而避開了Fe2+→Fe3+。其氧合曲線見P104S形曲線，只有在PO2〔在肺部〕HbPO2〔在外周血管中〕，它就釋放O2，而此時的MbO2言，4Hb1Mb。Hb的氧合曲線外形與Mb不同是由于它有著Mb協(xié)同效應(yīng)：HbO2后，可以導(dǎo)致其構(gòu)象的變化，使其它幾條鏈結(jié)合O2的結(jié)合力量突然增加，表現(xiàn)出其氧合曲線為S形曲線。對Hb協(xié)同效應(yīng)的解釋為：在沒有結(jié)合氧氣時，HbTDPG〔位于2β鏈之間〕造成的，屏蔽了分子外表疏水的空穴，使Hb分子結(jié)合O2〔游離的α鏈和β鏈結(jié)合氧氣的力量與Mb一樣〕。當一條鏈結(jié)合了氧氣以后，鐵卟啉把His的咪〔牽一發(fā)而動全局〕破壞，Hb的四級構(gòu)造也隨之轉(zhuǎn)變，2個二聚體〔αβ〕之間發(fā)生錯位，擠出DPG，四級構(gòu)造R態(tài)，結(jié)合氧氣的力量得以增加。而轉(zhuǎn)變蛋白質(zhì)的生物活性。Hb的活性中心：Hb每個亞基上血紅素存在的那個疏水空穴是結(jié)合氧氣的地方，稱之為活性中心，也叫活性部位。HbH+、CO2、DPGO2，這些部位結(jié)合了效應(yīng)物之后，可以轉(zhuǎn)變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，進而影響到活性中心與氧氣的結(jié)合，Hb中是不重合的。效應(yīng)實際上就是一種別構(gòu)效應(yīng)。Mb只有活性中心沒有別構(gòu)中心，它的氧合曲線就是雙曲線形的。HbHCO2HbP105的方程式，表達為HCO2促進HbO2，這也解釋了Hb為什么在肺中吸氧排CO2,而在肌肉中吸CO2另外，DPG降低HbO21/2HbsHbO2HbsHb像紅細胞中的Hb一樣正常運輸O2。Hbs導(dǎo)致溶血的緣由在于其β6Val，正常的血紅蛋白的β6Glu，紅細胞外表的Hbs鐮刀形細胞貧血癥在非洲某些地區(qū)竟然是自然選擇的結(jié)果，是與瘧疾抗爭的產(chǎn)物。Hbsβ6Valβ6ValHbsβ6Gluβ6Val正常人β6Gluβ6Glu童年死，抗瘧疾死亡分布年齡廣，抗瘧疾長壽，一得瘧疾馬上死瘧疾桿菌只能利用正常人的Hb，不能利用Hbs，所以Hbs者是不感染瘧疾的。在該地，Hbs純合子和正常人都經(jīng)不起自然選擇，只有Hbs六.多肽的固相合成多肽的液相合成：aa1-aa2-aa3-aa4-aa5aa1+aa2→aa1-aa2+aa2-aa1+aa1+aa22aa1-aa2面，分別工作越困難。經(jīng)過保護和活化處理的多肽的液相合成：保護氨基aa1+aa2疼惜氨基aa1-aa2疼惜羧基+疼惜氨基aa1+aa22肽“疼惜氨基aa1-aa2aa3反映。得率提高，分別簡化，但仍舊很煩。多肽的固相合成：主要就是解決了分別提取方面的難題。整個過程見草圖，其中□表示疼惜，△表示活化，合成的方向為C→N，與生物合成多肽的方向相反。Solid-phasepeptidesynthesizewasbornhere!”布置本章作業(yè)：用以下試驗數(shù)據(jù)推導(dǎo)某肽鏈的一級構(gòu)造：<1>完全酸水解后產(chǎn)生的aaAla、Arg、2Ser、Lys、Phe、Met、Pro<2>用DNFB處理并水解得到DNP-Alaε-DNP-Lys<3>羧肽酶A和B<4>用CNBr2Pro、Trp、Ser<531個含有Pro、Ser1個含有Met、Trp；最終一個含Phe、Lys、Ser、Ala、Arg<631個含有Ala、Arg1個含有Lys、Ser；最終一個含Phe、Trp、Met、Ser、Pro依據(jù)書上P59給出的PK’值，計算正常的二肽Glu-LysLys-Glu的PI假設(shè)有時間就介紹一下參考書。見本講義P2第十二章蛋白質(zhì)的分解代謝食物中的蛋白質(zhì)在小腸被一系列的蛋白酶作用后，水解成AA，才能被小腸上皮細胞所吸取。AA在細胞內(nèi)可以通過以下途徑進一步分解，也可以重被合成，而蛋白質(zhì)的合成則放到后面去講。§的降解一.共同代謝途徑：氨基和羧基的處理。AAO2αAA〔有L-和D，輔酶為FAD或FM，但不產(chǎn)生能量?？偟姆从呈絇412，具體進程為見講義下P22。AA氧化酶數(shù)量少活性低，因此氧化脫氨不是多數(shù)AA的氨基要緊處置方式。但是有一種酶例外：L-Glu脫氫酶，其催化的反響見P413，要產(chǎn)生能量，該酶活性高，是GluAA的轉(zhuǎn)氨作用(附重申：進