第二章 蛋白質(zhì)教材

異構(gòu)體的命名-相對(duì)構(gòu)型

DL命名系統(tǒng)是生物化學(xué)慣用命名法，DL構(gòu)型的定義是以人為的規(guī)定的甘油醛構(gòu)型比較而得到的。并不是實(shí)際測(cè)出的，所以叫相對(duì)構(gòu)型。

與L-甘油醛相聯(lián)系的立體異構(gòu)體被指定為L(zhǎng)型。與D-甘油醛相聯(lián)系的立體異構(gòu)體被指定為D型。請(qǐng)大家記憶DL甘油醛L-絲氨酸D-絲氨酸異構(gòu)體的命名-絕對(duì)構(gòu)型

RS命名系統(tǒng)就是：最小的基團(tuán)位于觀測(cè)者的對(duì)面，手性中心連接的4個(gè)取代基按原子序數(shù)依次排列，從大到小基團(tuán)按順時(shí)針?lè)较蚺帕蟹Q為R型，而按逆時(shí)針?lè)较蚺帕姓叻Q為S型。

常見(jiàn)功能團(tuán)的優(yōu)先順序：

-SH>-OR>-OH>-NH2>-COOH>-CONH2>-CHO>CH2OH>-C6H5>-CH3>-H費(fèi)歇爾投影式注意事項(xiàng)：焦點(diǎn)表示不對(duì)稱C，四個(gè)端點(diǎn)連四個(gè)不同的基團(tuán)四個(gè)基團(tuán)的空間關(guān)系：“橫”前“豎”后請(qǐng)判斷RS構(gòu)型CH3CH3HOHHHCl第二章蛋白質(zhì)2.1蛋白質(zhì)概述一蛋白質(zhì)的概念二蛋白質(zhì)的功能三蛋白質(zhì)的分類四蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)攝入量過(guò)多或過(guò)少是否對(duì)人體產(chǎn)生影響？如何計(jì)算一天的蛋白質(zhì)需要量以下數(shù)字是不同年齡的人所需蛋白質(zhì)的指數(shù)：年齡1—34—67—1011—1415—1819以上指數(shù)1.801.491.210.990.880.79其計(jì)算方法為：先找出自己的年齡段指數(shù)；再用此指數(shù)乘以自己體重（公斤）；所得的答案就是一天所需要的蛋白質(zhì)克數(shù)。例如：體重50公斤，年齡25歲，其指數(shù)是0.79。0.79×50=39.5克。這就是一天所需要的蛋白質(zhì)的量。注意，早餐必須攝取充分的蛋白質(zhì)。小測(cè)試肽鍵將氨基酸與氨基酸頭尾相連二蛋白質(zhì)的功能生命體有各種各樣的功能，其功能的實(shí)現(xiàn)完全依賴于蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生物功能最直接的體現(xiàn)者。蛋白質(zhì)的功能生物催化作用（酶）免疫保護(hù)物質(zhì)運(yùn)輸運(yùn)動(dòng)與支持細(xì)胞間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)Theproteinkeratin（角蛋白）isthechiefstructuralcomponentsofhair,scales,horn,wool,nailsandfeathers.三蛋白質(zhì)的分類1按照功能分類：酶結(jié)構(gòu)蛋白營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存蛋白運(yùn)輸?shù)鞍资湛s運(yùn)動(dòng)蛋白激素蛋白受體蛋白防御蛋白細(xì)胞激動(dòng)素毒素蛋白

2按組成成分分類：簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)（單純蛋白）：僅僅由氨基酸構(gòu)成。綴合蛋白質(zhì)（復(fù)合蛋白）：除了氨基酸外還有其它構(gòu)成成分輔基。請(qǐng)給出輔基的定義：四蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)元素組成：

C、H、O、N四種元素（大量）S，P，F(xiàn)e、Cu等（微量）各種蛋白質(zhì)氮元素的含量都接近16%。樣品中蛋白質(zhì)含量/含氮量稱作蛋白質(zhì)系數(shù)。動(dòng)物材料的蛋白質(zhì)系數(shù)為6.25，植物材料的蛋白質(zhì)系數(shù)在5.7左右－微量凱氏定氮法的測(cè)定原理。蛋白含量=氮含量×6.25（5.7）請(qǐng)計(jì)算：某品系的100克小麥，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)含N量是1.6克，粗略估算該品系小麥的蛋白含量？小麥蛋白含量（%）=(1.6×5.7)/100=9.12%2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類二氨基酸的性質(zhì)三氨基酸的分離分析各種生物發(fā)現(xiàn)的氨基酸已經(jīng)近300種，但是組成蛋白質(zhì)的氨基酸（基本氨基酸）只有20種。一氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類側(cè)鏈α碳原子,不對(duì)稱碳原子二十種氨基酸除Gly外全是不對(duì)稱分子，為L(zhǎng)-構(gòu)型Halanine

丙氨酸

Ala Aarginine

精氨酸

Arg

Rasparagine

天冬酰胺

Asn

Asx

Nasparticacid 天冬氨酸

AspAsx

Dcystine

半胱氨酸

Cys Cglutamine 谷氨酰胺

Gln

Glx

Qglutamicacid 谷氨酸

Glu

Glx

Eglycine

甘氨酸

Gly GHistidine

組氨酸

His Hisoleucine

異亮氨酸

Ile Ileucine

亮氨酸

Leu Llysine 賴氨酸

Lys Kmethionine

甲硫氨酸

Met Mphenylalanine 苯丙氨酸

Phe

Fproline

脯氨酸

Pro Pserine 絲氨酸

Ser Sthreonine

蘇氨酸

Thr Ttryptophan 色氨酸

Trp

Wtyrosine 酪氨酸

Tyr Yvaline

纈氨酸

Val V20種基本氨基酸的名稱與符號(hào)（重點(diǎn)）20種基本氨基酸助記口訣纈亮丙甘異脂鏈絲蘇半蛋羥巰添天谷精賴組酸堿脯酪苯色雜芳環(huán)再加天谷兩酰胺20氨基酸也不難2氨基酸的分類我們按照氨基酸側(cè)鏈極性將20種氨基酸分為三大類：非極性氨基酸（脂肪族、芳香族）極性不帶電荷極性帶電荷的氨基酸（正電、負(fù)電）非極性脂肪族側(cè)鏈氨基酸甘氨酸丙氨酸纈氨酸亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈亮丙甘異脂鏈非極性芳香族側(cè)鏈氨基酸脯酪苯色雜芳環(huán)極性不帶電側(cè)鏈氨基酸絲蘇半蛋羥巰添再加天谷兩酰胺帶正電荷側(cè)鏈氨基酸賴氨酸精氨酸組氨酸天谷精賴組酸堿帶負(fù)電荷側(cè)鏈氨基酸天冬氨酸谷氨酸天谷精賴組酸堿由于這20種氨基酸的物理化學(xué)性質(zhì)（如極性、酸堿性、芳香性、體積、交聯(lián)能力、形成氫鍵能力、構(gòu)象柔性）的差異，導(dǎo)致所形成的蛋白質(zhì)性質(zhì)具有較大差別。蛋白質(zhì)中含有大量半胱氨酸，容易形成二硫鍵，比較穩(wěn)定；如果含有極性基團(tuán)較多，容易形成氫鍵，也比較穩(wěn)定；如果蛋白質(zhì)肽鏈相鄰地方含有兩個(gè)R基比較大的氨基酸，則發(fā)生折疊的時(shí)候彼此排斥力較大，基本上不能靠在一起。練習(xí)下列各種符號(hào)代表什么氨基酸？各種氨基酸以什么符號(hào)表示？Val，Ile，Phe，Thr，Trp，Cys，Tyr，Pro精氨酸、組氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、絲氨酸1含有S元素的氨基酸為_(kāi)_______2含有羥基的氨基酸有________3堿性氨基酸為_(kāi)______4極性帶負(fù)電的氨基酸為_(kāi)_______5沒(méi)有不對(duì)稱C原子的氨基酸為_(kāi)______半胱氨酸，甲硫氨酸絲氨酸，蘇氨酸，酪氨酸精氨酸，賴氨酸，組氨酸天冬氨酸，谷氨酸甘氨酸關(guān)于氨基酸的敘述哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？A.賴氨酸和精氨酸是堿性氨基酸B.酪氨酸和苯丙氨酸含苯環(huán)C.亮氨酸和纈氨酸是支鏈氨基酸D.谷氨酸和天冬氨酸含兩個(gè)氨基*必需氨基酸人和動(dòng)物維持正常生理功能所必需，而又不能自身合成的氨基酸稱為必需氨基酸（essentialaminoacids）。必需氨基酸包括賴氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、色氨酸、組氨酸和精氨酸，其中組氨酸和精氨酸，人雖然能合成，但效率低，尤其在嬰幼兒時(shí)期，需要由外界供給。口訣：異亮色蘇苯賴蛋纈（一兩色素本來(lái)淡些）二氨基酸的性質(zhì)

溶解性旋光性酸堿性吸光性1.氨基酸的溶解性、旋光性和光吸收無(wú)色晶體，熔點(diǎn)較高（200～300℃）。溶于水而不溶于非極性的有機(jī)溶劑，但不同的氨基酸在水中的溶解度差別很大。氨基酸的溶解性L－構(gòu)型與D－構(gòu)型氨基酸的旋光性半胱氨酸是否具有旋光性？

胱氨酸是否具有旋光性？酸堿的定義（質(zhì)子理論）酸(acid)：凡能給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)。堿(base)：凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)。即酸是質(zhì)子的給體，堿是質(zhì)子的受體。HCl

H++

Cl-

氨基酸的酸堿性酸堿質(zhì)子傳遞平衡和平衡常數(shù)K酸(HA)與堿(B-)的質(zhì)子傳遞反應(yīng)，達(dá)到平衡后反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度都不變，則有:HA

+

B-A-+

HB達(dá)到平衡時(shí)，產(chǎn)物濃度的乘積與反應(yīng)物濃度的乘積之比則為其質(zhì)子傳遞平衡常數(shù)K，即:

在一定溫度下，K值一定。值愈大，表示質(zhì)子從HA中轉(zhuǎn)移給B的能力愈強(qiáng)。1氨基酸是兩性電解質(zhì)兩性電解質(zhì)兩(兼)性離子或偶極離子兩性電解質(zhì)：在水溶液中，既可以做為酸放出H離子，又可以做為堿接受H離子，具有這樣性質(zhì)的物質(zhì)叫做兩性電解質(zhì)。兩性離子：帶相反電荷的極性分子叫做兩性離子（偶極離子）。主要指氨基酸在晶體中的存在形式。COO-H3N+水溶后等電荷狀態(tài)總電荷0加酸H+H+H+H總電荷“+”COO-H3N+水溶后等電荷狀態(tài)總電荷0加堿OH－OH－OH－總電荷“-”

H2NH2O氨基酸的兩性解離根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，氨基酸在水中的兼性離子既起酸的作用，也起堿的作用。當(dāng)氨基酸完全質(zhì)子化時(shí)，可看作是多元酸R基不解離的中性氨基酸，二元酸酸性和堿性氨基酸，三元酸

當(dāng)溶液為某一pH值時(shí)，

氨基酸分子中所含的正負(fù)

電荷數(shù)目正好相等，凈電荷為0。

這一pH值即為氨基酸的等電點(diǎn)（pI）。

Ka1Ka2思考：怎么計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)呢？

pK1＋pK2pI＝——————2甘氨酸的滴定曲線

pK1＋pK2pI＝—————2A側(cè)鏈不可電離氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算方法

pK1＋pK2pI＝——————2B側(cè)鏈可電離氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算方法賴氨酸的滴定曲線

pK2＋pK3pI＝——————2等電點(diǎn)只與兩性離子兩側(cè)的pKa值有關(guān)。知識(shí)的延伸利用各種氨基酸等電點(diǎn)不同，可進(jìn)行電泳分離(如Gly，Asp，Lys)請(qǐng)思考：等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸溶解度最小還是最大？結(jié)論1.氨基酸在等電點(diǎn)時(shí)，主要以__________離子形式存在，在pH＞pI的溶液中，大部分以________離子形式存在，在pH＜pI的溶液中，大部分以________離子形式存在。2.組氨酸的是pK1(α-COOH)值1.82，pK2(咪唑基)值是6.00，pK3(α-NH3+)值是9.17，它的等電點(diǎn)是__________。3.Asp的pK1=2.09，pK2=3.86，pK3=9.82，其pI等于________。中性氨基酸pI一般為6.0左右Question：為什么偏酸性？答案：-COOH解離程度略大于-NH2的得質(zhì)子能力Question：酸性氨基酸的pI(更偏酸,更偏堿)?更酸（3.0左右）堿性氨基酸pI

更堿（7.6~10.7)?提問(wèn)：

大多數(shù)氨基酸在中性（pH=7）時(shí)，帶

電？負(fù)*Henderson-Hasselbalch方程

亨德森-哈塞爾巴爾赫方程

pH=pKa+lg（[質(zhì)子受體]/[質(zhì)子供體]）例題1：計(jì)算Lys的ε–NH3+20％被解離時(shí)的溶液pH值。（ε–NH3+解離常數(shù)為10.53）例題2：計(jì)算0.25mol/L的His溶液在pH6.4時(shí)各種離子形式的濃度。（COOH，咪唑基，NH3+解離常數(shù)分別為1.82，6.00，9.17）（三）氨基酸的光吸收20種常見(jiàn)氨基酸在可見(jiàn)光區(qū)域無(wú)光吸收，但在遠(yuǎn)紫外有光吸收。在近紫外區(qū)域（λ200-400nm），酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸由于具有苯環(huán)共扼雙鍵因此有光吸收現(xiàn)象。摩爾吸光系數(shù)280nm5.6×103275nm1.4×103257nm2.0×102*比色法測(cè)定氨基酸或蛋白質(zhì)含量A＝lg(I0/I)=－lgT＝ε×c×l（比爾定律）A為吸光度或者光密度ε為摩爾吸光系數(shù)c為蛋白質(zhì)濃度mol/Ll為光程厚度cm1）氨基參加的反應(yīng)與HNO2的反應(yīng)與甲醛的反應(yīng)?；蜔N基化反應(yīng)2）羧基參加的反應(yīng)成酯與成鹽反應(yīng)酰氯化與酰胺化反應(yīng)3）氨基和羧基共同參加的反應(yīng)與茚三酮的反應(yīng)形成肽鍵4）側(cè)鏈具有的反應(yīng)形成二硫鍵成酯反應(yīng)氨基酸重要的化學(xué)反應(yīng)R-NH2+HNO2——R-OH+N2+H2O

在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定N2量，可以計(jì)算氨基酸的量請(qǐng)思考：分析化學(xué)中酸堿中和滴定，是用已知濃度的酸(或堿)來(lái)測(cè)定未知物質(zhì)的堿(或酸)量的方法叫做酸堿中和滴定。

那么溶液中氨基酸的量可否采用該方法來(lái)標(biāo)定？甲醛滴定測(cè)定氨基酸含量福爾馬林防腐丹磺酰氯（dansylchloride）是5-二甲基氨基萘-1-磺酰氯（5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonylchloride）的簡(jiǎn)稱。丹磺酰氯與氨基酸反應(yīng)生成熒光性質(zhì)強(qiáng)和穩(wěn)定的磺胺衍生物，用于多肽鏈NH3末端氨基酸的標(biāo)記

2,4-二硝基氟苯（2,4-dinitrofluorobenzene,DNFB）也叫做Sanger試劑。DNFB在弱堿性溶液中與氨基酸發(fā)生取代反應(yīng)，生成黃色化合物二硝基苯基氨基酸（dinitrophenylaminoacid,DNP氨基酸）用于多肽鏈NH3末端氨基酸的標(biāo)記苯異硫氰酸酯（phenylisothiocyanate,PITC）在弱堿性條件下，與氨基酸反應(yīng)生成苯乙內(nèi)酰硫脲（phenylthiohydantoin,PTH）衍生物，即PTH-氨基酸，此反應(yīng)又稱之Edman反應(yīng)，該反應(yīng)是蛋白質(zhì)測(cè)序常用的反應(yīng)與茚三酮的反應(yīng)與茚三酮的反應(yīng)茚三酮在弱酸性溶液中與氨基酸共熱，所有具有游離氨基的氨基酸都生成紫色化合物。脯氨酸是一個(gè)亞氨基酸，所以與茚三酮反應(yīng)生成的是亮黃色化合物。紫色脫氨，脫羧茚三酮還原茚三酮形成肽鍵肽鍵二硫鍵的生成2.3肽一肽的有關(guān)定義二肽的性質(zhì)三生物活性肽一肽的有關(guān)概念相關(guān)概念：主鏈、肽鍵、殘基及分子量（110）、肽平面、多肽和寡肽-N-Cα-C骨架殘基：多肽鏈中的氨基酸，由于其部分基團(tuán)參與了肽鍵的形成，剩余的結(jié)構(gòu)部分稱氨基酸殘基。

經(jīng)典例題：某蛋白質(zhì)分子含a條肽鏈，共有b個(gè)氨基酸殘基，如果氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量是c，則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量以及水解時(shí)需要的水的相對(duì)分子質(zhì)量分別是

b(c-18)+18a和18(b-a)肽鍵為剛性平面結(jié)構(gòu)

R1

OR2H2N—C—C—N—C—COOHHHH肽鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)，參與肽鍵的六個(gè)原子C、H、O、N、Cα1、Cα2不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，位于同一平面，此平面就是肽平面

寡肽和多肽含有幾個(gè)至十幾個(gè)氨基酸殘基的肽稱為寡肽，含有更多氨基酸殘基的肽稱為多肽。二肽的性質(zhì)1肽的兩性電離2能發(fā)生與氨基酸類似的反應(yīng)3雙縮脲反應(yīng)－蛋白質(zhì)（肽）特有反應(yīng)烴基化反應(yīng)

2,4-二硝基氟苯（2,4-dinitrofluorobenzene,DNFB）也叫做Sanger試劑。DNFB在弱堿性溶液中與氨基酸發(fā)生取代反應(yīng)，生成黃色化合物二硝基苯基氨基酸（dinitrophenylaminoacid,DNP氨基酸）烴基化反應(yīng)苯異硫氰酸酯（phenylisothiocyanate,PITC）在弱堿性條件下，與氨基酸反應(yīng)生成苯乙內(nèi)酰硫脲（phenylthiohydantoin,PTH）衍生物，即PTH-氨基酸，此反應(yīng)又稱之Edman反應(yīng)，該反應(yīng)是蛋白質(zhì)測(cè)序常用的反應(yīng)*雙縮脲反應(yīng)蛋白質(zhì)發(fā)生雙縮脲反應(yīng)后，其顏色深淺與蛋白質(zhì)含量有關(guān)，而與氨基酸組成及分子量無(wú)關(guān)。美國(guó)著名華裔科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者朱棣文博士說(shuō)：“二十一世紀(jì)的生物工程就是研究基因工程與蛋白質(zhì)工程，研究蛋白質(zhì)，從某種意義上講，就是研究多肽?！?/p>

美國(guó)的龍·格林博士說(shuō)：“肽幾乎被用于治療任何疾病，無(wú)藥可與其相比。”看似夸張的論調(diào)有著實(shí)足的科學(xué)依據(jù)，因?yàn)槿梭w吸收的任何養(yǎng)分幾乎都是從吸收肽而得來(lái)的。

※谷胱甘肽：γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸還原型谷胱甘肽GSH氧化型谷胱甘肽GSSGGSH；在紅細(xì)胞中作為巰基緩沖劑存在，維持血紅蛋白和其他紅細(xì)胞蛋白質(zhì)的半胱氨酸殘基處于還原態(tài)。又如：催產(chǎn)素和加壓素2.4蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)一蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)概述二蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)及測(cè)序三蛋白質(zhì)測(cè)序的意義一蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)概述單體蛋白多聚體蛋白

同多聚體蛋白雜多聚體蛋白一蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)概述2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次（重點(diǎn)）一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中氨基酸的序列二級(jí)結(jié)構(gòu)：肽鏈主鏈的有規(guī)律的折疊方式三級(jí)結(jié)構(gòu)：在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步折疊方式四級(jí)結(jié)構(gòu)：多聚蛋白亞基之間的空間關(guān)系是否所有蛋白質(zhì)都具有四級(jí)結(jié)構(gòu)？蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)形成動(dòng)畫二蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)及測(cè)序1.蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖氨基末端羧基末端每一種蛋白質(zhì)都具有唯一的氨基酸序列ThesequenceofribonucleaseA*核糖核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)Insulinconsistsoftwopolypeptidechains,AandB,heldtogetherbytwodisulfidebonds.TheAchainhas21residuesandtheBchainhas30residues.Thesequenceshownisthatofbovineinsulin（牛胰島素）.A鏈B鏈FrederickSanger

1953195819802一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)序方法

A－D－B－K－I－J－O－Y－C（未知序列）

A－D

酶aI－J－O－Y－CB－KA－D－B

酶bJ－O－Y－CK－I

酶切后分別測(cè)序得到已知序列的肽段對(duì)比酶切肽段的氨基酸序列，拼接出未知序列的氨基酸4.測(cè)定多肽鏈的氨基酸序列（1）N－末端氨基酸測(cè)定Sanger試劑（DNFB或FDNB）DNS（丹磺酰氯法）：PITC（苯異硫氰酸酯、Edman法）單肽鏈＋PITC

PTC－多肽

酸性有機(jī)溶劑中加熱

PTH－氨基酸

＋

余下的肽鏈

（2）C－末端分析肼解法：?jiǎn)坞逆湥珶o(wú)水肼

加熱

氨基酸肼＋C－末端氨基酸

加FDNB羧肽酶法羧肽酶A：能水解除Pro,Arg和Lys以外的所有C-末端氨基酸羧肽酶B：只能水解Arg和Lys為C-末端殘基的肽鍵。外切酶解法（表現(xiàn)出專一性）胰蛋白酶：水解Lys、Arg的羧基所形成的肽鍵。糜蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）：Phe、Trp、Tyr羧基所形成的肽鍵（芳香族側(cè)鏈氨基酸）葡萄球菌蛋白酶：Asp、Glu羧基所形成的肽鍵化學(xué)法溴化氰水解法(CNBr):Met的羧基所形成的肽鍵。

內(nèi)切例：有一個(gè)6肽，請(qǐng)大家根據(jù)下面的描述推測(cè)出該肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)：

1）水解得到：Ala、Arg、Ser、Glu、Phe、Met；2）當(dāng)6肽與FDNB試劑反應(yīng)后得：DNP-Ala；3）當(dāng)6肽用CNBr降解時(shí)得到：游離的Ser和一種肽

；4）當(dāng)6肽用胰蛋白酶降解時(shí)得到兩種肽：一種含Ala、Arg，另一種含其它氨基酸5）當(dāng)6肽用糜蛋白酶降解時(shí)得到兩種肽：一種含Met、Ser，另一種含其它氨基酸；問(wèn)該6肽的氨基酸排列順序如何？答：Ala－Arg－Glu－phe－Met－Ser3蛋白質(zhì)測(cè)序的意義（1）研究高級(jí)結(jié)構(gòu)的前提；（2）通過(guò)比較來(lái)源于不同物種間相似蛋白的氨基酸序列，洞悉蛋白質(zhì)功能；同時(shí)研究這些蛋白質(zhì)以及它們存在的生物體之間的進(jìn)化關(guān)系；（3）對(duì)于蛋白質(zhì)個(gè)別基因突變?cè)斐傻倪z傳疾病的診斷和治療有重大意義。*鐮刀細(xì)胞貧血癥（1910）正常紅細(xì)胞鐮刀型細(xì)胞*鐮刀細(xì)胞貧血癥正常人血紅蛋白為HbA，患者為HbS，結(jié)構(gòu)如圖HbS和HbA的α鏈?zhǔn)峭耆嗤?，所不同的只是β鏈上從N末端開(kāi)始的第6位的氨基酸殘基HbANH3+－Val－His－Leu－Thr－Pro－Glu－Glu－Lys－HbSNH3+－Val－His－Leu－Thr－Pro－Val－Glu－Lys－解釋：Glu－極性帶負(fù)電荷，Val－非極性，導(dǎo)致HbA（親水）—HbS（疏水），形成絲狀體造成細(xì)胞變形。

蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu):指蛋白質(zhì)多肽鏈本身的折疊和盤繞的方式。二級(jí)結(jié)構(gòu)主要有α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角。最常見(jiàn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)有α-螺旋和β-折疊。二級(jí)結(jié)構(gòu)是通過(guò)骨架上的羰基和酰胺基團(tuán)之間形成的氫鍵維持的，氫鍵是穩(wěn)定二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要作用力。

（1）-螺旋結(jié)構(gòu)

Pauling和Corey根據(jù)對(duì)一些簡(jiǎn)單化合物，例如氨基酸、二肽以及三肽的X-射線晶體圖的研究數(shù)據(jù)，在1951年提出了兩個(gè)周期性的多肽結(jié)構(gòu)：

-螺旋（

-helix）和

-折疊（

-sheet）結(jié)構(gòu)它們是許多纖維蛋白和球蛋白的主要的二級(jí)結(jié)構(gòu)。請(qǐng)大家思考：1.poly-Ile，PH=7;poly-Ala,PH=7,哪個(gè)能形成α螺旋？2.poly-lys在PH=7是能形成α螺旋么？PH=12呢？3.在生理?xiàng)l件下，多聚賴氨酸呈隨機(jī)卷曲的構(gòu)象。在什么條件下它可以形成α-螺旋？

4.假如一條多肽鏈完全由丙氨酸構(gòu)成，什么樣的環(huán)境促使它可能形成α-螺旋，是疏水環(huán)境還是親水環(huán)境，為什么？（2）-折疊

反平行參數(shù)：重復(fù)周期0.70nm

-折疊平行參數(shù)：重復(fù)周期0.65nm

-折疊的性質(zhì)主鏈、側(cè)鏈、氫鍵、存在方式。主鏈：多肽主鏈取鋸齒狀折疊構(gòu)象；側(cè)鏈：側(cè)鏈Ｒ基團(tuán)交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)上下方氫鍵：所有肽鍵都參與形成氫鍵，氫鍵與肽鏈基本上垂直；纖維狀蛋白中，β折疊主要是反平行式；而在球狀蛋白中，平行與反平行同樣廣泛的存在。（3）-轉(zhuǎn)角

-轉(zhuǎn)角的性質(zhì)A非重復(fù)結(jié)構(gòu)，這點(diǎn)不同于α螺旋與β折疊片；BGly和Pro很容易出現(xiàn)，是因?yàn)镚ly位阻小，Pro環(huán)狀結(jié)構(gòu)利于β轉(zhuǎn)角的形成。（1）角蛋白－螺旋的螺旋存在于高等脊椎動(dòng)物中機(jī)械上耐用，化學(xué)性質(zhì)不活潑分為兩種：α角蛋白β角蛋白

二級(jí)結(jié)構(gòu)舉例（2）絲心蛋白絲心蛋白(fibroin)這是蠶絲和蜘蛛絲的一種蛋白質(zhì)。一蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)概述2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次（重點(diǎn)）一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中氨基酸的序列二級(jí)結(jié)構(gòu)：肽鏈主鏈的有規(guī)律的折疊方式三級(jí)結(jié)構(gòu)：在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步折疊方式四級(jí)結(jié)構(gòu)：多聚蛋白亞基之間的空間關(guān)系是否所有蛋白質(zhì)都具有四級(jí)結(jié)構(gòu)？四蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)

概念蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)(TertiaryStructure)是指在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團(tuán)相互作用在空間進(jìn)一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。1肽鍵的硬度2帶正電或負(fù)電的R基團(tuán)3肽鏈中疏水基和親水基位置和數(shù)目蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的形成是多肽鏈上各單鍵的旋轉(zhuǎn)自由度受到多種限制的總結(jié)果。氫鍵-側(cè)鏈間形成范德華力（分子間作用力，受彼此距離影響）疏水鍵-“非極性基團(tuán)被極性水分子排擠相互聚攏”作用力。離子鍵（或鹽鍵）維持三級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力一個(gè)完整蛋白的三維結(jié)構(gòu)可以說(shuō)，三級(jí)結(jié)構(gòu)指的是五蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)(QuaternaryStructure)是指由多條各自具有一、二、三級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵連接起來(lái)的結(jié)構(gòu)形式；各個(gè)亞基在這些蛋白質(zhì)中的空間排列方式及亞基之間的相互作用關(guān)系。這種蛋白質(zhì)分子中，最小的單位通常稱為亞基或亞單位，它一般由一條肽鏈構(gòu)成，無(wú)生理活性；維持亞基之間的化學(xué)鍵主要是疏水力。四級(jí)締合在結(jié)構(gòu)和功能上的優(yōu)越性（1）遺傳經(jīng)濟(jì)和高效性（2）亞基匯聚處可構(gòu)成催化中心；（3）協(xié)同性（4）具有別構(gòu)調(diào)節(jié)效應(yīng)

別構(gòu)效應(yīng)(allostery)：在生物體內(nèi)，當(dāng)某種物質(zhì)特異地與蛋白質(zhì)分子的某個(gè)部位結(jié)合，觸發(fā)該蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生一定變化，從而導(dǎo)致其功能活性的變化，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的別構(gòu)效應(yīng)。

蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性變性的定義（小重點(diǎn)）天然蛋白質(zhì)因受理化因素的影響，次級(jí)鍵被破壞，天然構(gòu)象解體，生物活性喪失，這種現(xiàn)象叫做變性。本質(zhì)：高級(jí)結(jié)構(gòu)解體，但不影響蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)變性后表現(xiàn)

A生物活性喪失，比如酶失去催化作用；B理化性質(zhì)改變，原來(lái)藏在分子內(nèi)部不易起化學(xué)反應(yīng)的基團(tuán)，由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)松散而暴露，導(dǎo)致發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)，使蛋白質(zhì)粘度、擴(kuò)散系數(shù)、旋光性等方面發(fā)生變化；思考：為什么熟食容易消化？變性的因素化學(xué)因素：強(qiáng)酸、堿、尿素、胍、去污劑等醫(yī)療器械的消毒滅菌物理因素：加熱、紫外線、超聲波、輻射等不同的蛋白質(zhì)對(duì)各種因素的敏感程度不同。破壞氫鍵改變電荷破壞疏水力還有一些生存能力超強(qiáng)的微生物--嗜極菌，能在高濃度的鹽湖中、被重金屬污染的強(qiáng)酸性尾礦中以及核反應(yīng)堆廢料池中生存。

復(fù)性

核糖核酸酶中四對(duì)二硫鍵及其氫鍵。在β—巰基乙醇和8M尿素作用下，發(fā)生變性，失去生物學(xué)活性，變性后如經(jīng)過(guò)透析去除尿素，β—巰基乙醇，并設(shè)法使疏基氧化成二硫鍵，酶蛋白又可恢復(fù)其原來(lái)的構(gòu)象，生物學(xué)活性也幾乎全部恢復(fù)，此稱變性核糖核酸酶的復(fù)性。綜上，可見(jiàn)一級(jí)結(jié)構(gòu)攜帶了蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的所有信息；空間三維結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的功能

本小節(jié)重點(diǎn)1.蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)定義以及維持力2.二級(jí)結(jié)構(gòu)主要有α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角3.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性2.6蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

與功能的關(guān)系進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)兩個(gè)重要的氧結(jié)合蛋白質(zhì)：肌紅蛋白和血紅蛋白Oxygenbindingproteins肌紅蛋白（Mb）MyoglobinInmuscles儲(chǔ)藏氧氣倉(cāng)庫(kù)？單體血紅蛋白(Hb)HemoglobinInredbloodcells運(yùn)輸氧氣貨車？四聚體1*肌紅蛋白肌紅蛋白相對(duì)較小，由一條多肽鏈（珠蛋白）和一個(gè)血紅素輔基構(gòu)成，由153AA殘基組成。多肽主鏈由8各長(zhǎng)短不一的螺旋組成，分別命名為A、B……H，這些螺旋靠非螺旋區(qū)連接。肌紅蛋白結(jié)構(gòu)與功能而血紅素輔基處在由螺旋E、F形成的疏水口袋中，這種疏水環(huán)境保證了血紅素中心的鐵原子只能和小分子物質(zhì)結(jié)合：如氧氣。這種結(jié)構(gòu)的鐵原子并非只能與氧氣結(jié)合，除了氧以外，CO、NO、H2S等也能和血紅素結(jié)合，并且結(jié)合力比氧高，因此具有毒性。血紅素血紅素輔基的卟啉環(huán)與亞鐵離子結(jié)合。Fe2+Fe3+X血紅素結(jié)合部位的兩個(gè)組氨酸殘基在結(jié)合氧氣功能中起關(guān)鍵作用。第一個(gè)組氨酸殘基是HisF8,稱為近端組氨酸第二個(gè)組氨酸殘基是HisE7,稱為遠(yuǎn)端組氨酸第五配體血紅素在蛋白中的位置ProximalHis近端DistalHis遠(yuǎn)端Fe-O鍵軸2*血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能四亞基（兩條α鏈+兩條β鏈）組成的四級(jí)結(jié)構(gòu)，亞基三級(jí)結(jié)構(gòu)與肌紅蛋白類似，每個(gè)亞基結(jié)合一個(gè)血紅素輔基。整個(gè)蛋白質(zhì)可結(jié)合4分子氧。4個(gè)亞基間靠鹽鍵連接。其中有兩個(gè)亞基（beta）之間含有1分子2、3－BPG（二磷酸甘油酸。疏水環(huán)境血紅蛋白四級(jí)結(jié)構(gòu)帶來(lái)兩個(gè)肌紅蛋白所沒(méi)有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1亞基之間的接觸界面2亞基之間的“空穴”

2、3－BPG（二磷酸甘油酸。HemoglobinbindsoxygencooperativelyO2aaaabbbbT態(tài)R態(tài)O2HemoglobinbindsoxygencooperativelyO2O2O2O2O