《生物化學(xué)：第二章 蛋白質(zhì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物化學(xué)：第二章 蛋白質(zhì)（287頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第八節(jié)第八節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)簡介（自學(xué)）蛋白質(zhì)組學(xué)簡介（自學(xué)）引言：蛋白質(zhì)概述引言：蛋白質(zhì)概述一、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成一、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成二、蛋白質(zhì)的大小和分子量二、蛋白質(zhì)的大小和分子量三、三、蛋白質(zhì)功能的多樣性蛋白質(zhì)功能的多樣性一、一、 蛋白質(zhì)的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的化學(xué)組成1.1.元素組成：元素組成：蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物，除含，除含有碳、氫、氧外，還有有碳、氫、氧外，還有氮氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、鉬、鋅和銅含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、鉬、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：等。這些元素在蛋白質(zhì)

2、中的組成百分比約為： 碳碳 5050-55%-55% 氫氫 6.5-7.36.5-7.3 氧氧 19-2419-24 氮氮 16%16% 硫硫 0-30-3 其他其他 微微 量量蛋白質(zhì)的含氮量蛋白質(zhì)的含氮量大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于16%16%，這是這是蛋白質(zhì)元素組成的一個特點，也是蛋白質(zhì)元素組成的一個特點，也是凱氏凱氏（KjedahlKjedahl）定氮法）定氮法測定蛋白質(zhì)含量的計測定蛋白質(zhì)含量的計算基礎(chǔ)。算基礎(chǔ)。所以，可以根據(jù)生物樣品中的含氮量來計算蛋白質(zhì)的大概含量：樣品中蛋白質(zhì)含量樣品中蛋白質(zhì)含量= =蛋白氮蛋白氮 6.256.256.256.25為為蛋白質(zhì)系數(shù)

3、蛋白質(zhì)系數(shù)，即，即1 1克氮所代表的蛋克氮所代表的蛋白質(zhì)量（克數(shù)）白質(zhì)量（克數(shù)）2.2.分子組成：分子組成： 經(jīng)酸、堿和酶處理蛋白質(zhì)經(jīng)酸、堿和酶處理蛋白質(zhì)，使其徹底水解，使其徹底水解得到產(chǎn)物為氨基酸，組成蛋白質(zhì)的常見得到產(chǎn)物為氨基酸，組成蛋白質(zhì)的常見2020種氨種氨基酸中除基酸中除脯氨酸脯氨酸外，均為外，均為 - -氨基酸：氨基酸：C O O HCHH2NR不變部分不變部分可變部分可變部分二、蛋白質(zhì)的大小與分子量二、蛋白質(zhì)的大小與分子量蛋白質(zhì)是分子量很大的生物分子。對任蛋白質(zhì)是分子量很大的生物分子。對任一種給定的蛋白質(zhì)來說，它的所有分子一種給定的蛋白質(zhì)來說，它的所有分子在氨基酸的組成和順序以及

4、肽鏈的長度在氨基酸的組成和順序以及肽鏈的長度方面都應(yīng)該是相同的，即所謂均一的蛋方面都應(yīng)該是相同的，即所謂均一的蛋白質(zhì)。白質(zhì)。1 D = 1.66033 1 D = 1.66033 1010-27-27 Kg Kg對于對于只含有多肽鏈的只含有多肽鏈的簡單蛋白質(zhì)：簡單蛋白質(zhì)：氨基酸殘基的數(shù)目氨基酸殘基的數(shù)目= =蛋白質(zhì)的分子量蛋白質(zhì)的分子量 / 110/ 110 （氨基酸殘基平均分子量（氨基酸殘基平均分子量 110110）三、蛋白質(zhì)功能的多樣性三、蛋白質(zhì)功能的多樣性1. 1.催化催化2.2. 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)3.3. 受體受體4.4. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運5.5. 貯存貯存6.6. 運動運動7.7. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分

5、 8.8. 防御防御9.9. 異常功能異常功能 催化代謝反應(yīng)。這是蛋催化代謝反應(yīng)。這是蛋白質(zhì)的一個最重要的生白質(zhì)的一個最重要的生物學(xué)功能物學(xué)功能 調(diào)節(jié)蛋白參與基因表調(diào)節(jié)蛋白參與基因表達的調(diào)控。它們激活或達的調(diào)控。它們激活或抑制遺傳信息轉(zhuǎn)錄為抑制遺傳信息轉(zhuǎn)錄為RNA激素參與代謝調(diào)節(jié)激素參與代謝調(diào)節(jié)1. 1. 催化催化2.2. 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)3.3. 受體受體4.4. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運5.5. 貯存貯存6.6. 運動運動7.7. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分 8.8. 防御防御9.9. 異常功能異常功能調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)基因基因操縱操縱基因基因乳糖結(jié)構(gòu)基因乳糖結(jié)構(gòu)基因PLacZLacYLacamRNA 阻遏蛋白阻遏蛋白（有活性（有活

6、性）基基 因因 關(guān)關(guān) 閉閉啟啟動動子子OR1. 1. 催化催化2.2. 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)3.3. 受體受體4.4. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運5.5. 貯存貯存6.6. 運動運動7.7. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分 8.8. 防御防御9.9. 異常功能異常功能受體蛋白起接受和傳遞受體蛋白起接受和傳遞信息的作用。信息的作用。1. 1. 催化催化2.2. 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)3.3. 受體受體4.4. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運5.5. 貯存貯存6.6. 運動運動7.7. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分 8.8. 防御防御9.9. 異常功能異常功能 某些蛋白質(zhì)具有轉(zhuǎn)運功能，某些蛋白質(zhì)具有轉(zhuǎn)運功能，攜帶各種小分子、離子等攜帶各種小分子、離子等從一處到另一處。從一處到另一處。有些

7、蛋白質(zhì)有貯藏氨基酸的作用，用有些蛋白質(zhì)有貯藏氨基酸的作用，用作有機體生長發(fā)育的氮源。作有機體生長發(fā)育的氮源。如蛋類中的卵清蛋白為鳥類胚胎發(fā)育如蛋類中的卵清蛋白為鳥類胚胎發(fā)育提供氮素提供氮素小麥種子中的醇溶蛋白為種子發(fā)芽提小麥種子中的醇溶蛋白為種子發(fā)芽提供氮素。供氮素。1. 1. 催化催化2.2. 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)3.3. 受體受體4.4. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運5.5. 貯存貯存6.6. 運動運動7.7. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分 8.8. 防御防御9.9. 異常功能異常功能1. 1. 催化催化2.2. 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)3.3. 受體受體4.4. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運5.5. 貯存貯存6.6. 運動運動7.7. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分 8.8. 防

8、御防御9.9. 異常功能異常功能人和動物的運動，靠肌肉的收人和動物的運動，靠肌肉的收縮來實現(xiàn)，參與肌肉收縮的主縮來實現(xiàn)，參與肌肉收縮的主要成分是要成分是肌球和肌動蛋白肌球和肌動蛋白，沒，沒有肌球蛋白和肌動蛋白，就沒有肌球蛋白和肌動蛋白，就沒有人和動物的運動。有人和動物的運動。 構(gòu)建和維持生物體的結(jié)構(gòu)，這類蛋構(gòu)建和維持生物體的結(jié)構(gòu)，這類蛋白稱為結(jié)構(gòu)蛋白。白稱為結(jié)構(gòu)蛋白。細胞的片層結(jié)構(gòu)，如細胞膜、線粒細胞的片層結(jié)構(gòu)，如細胞膜、線粒體膜、葉綠體膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等都是體膜、葉綠體膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜等都是由不溶性蛋白與脂類組成的。由不溶性蛋白與脂類組成的。在高等動物里，膠原蛋白參與結(jié)締在高等動物里，膠原蛋白參與結(jié)

9、締組織和骨骼的形成，作為身體的支組織和骨骼的形成，作為身體的支架。架。 動物的毛發(fā)和指甲都是由角蛋白構(gòu)動物的毛發(fā)和指甲都是由角蛋白構(gòu)成的。成的。1. 1. 催化催化2.2. 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)3.3. 受體受體4.4. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運5.5. 貯存貯存6.6. 運動運動7.7. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分 8.8. 防御防御9.9. 異常功能異常功能有些蛋白質(zhì)具有主動的防護功能，抵有些蛋白質(zhì)具有主動的防護功能，抵抗外界不利因素對生物體的干擾?？雇饨绮焕蛩貙ι矬w的干擾。如脊椎動物體內(nèi)的免疫球蛋白（抗如脊椎動物體內(nèi)的免疫球蛋白（抗體），能中和外來有害物質(zhì)（抗原）。體），能中和外來有害物質(zhì)（抗原）?？箖龅鞍祝耗蠘O水域中某

10、些魚類血液抗凍蛋白：南極水域中某些魚類血液中含有，保護血液不被凍凝。中含有，保護血液不被凍凝。蛇毒和蜂毒的溶血蛋白和神經(jīng)毒蛋白蛇毒和蜂毒的溶血蛋白和神經(jīng)毒蛋白以及一些植物毒蛋白（蓖麻蛋白）等以及一些植物毒蛋白（蓖麻蛋白）等少量可引起高等動物產(chǎn)生強烈毒性反少量可引起高等動物產(chǎn)生強烈毒性反應(yīng)。應(yīng)。1. 1. 催化催化2.2. 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)3.3. 受體受體4.4. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運5.5. 貯存貯存6.6. 運動運動7.7. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分 8.8. 防御防御9.9. 異常功能異常功能應(yīng)樂果甜蛋白有著極高的甜度，應(yīng)樂果甜蛋白有著極高的甜度，作甜味劑。作甜味劑。某些海洋生物如貝類，分泌一某些海洋生物如貝類，分

11、泌一類膠質(zhì)蛋白，能將貝殼牢固地類膠質(zhì)蛋白，能將貝殼牢固地粘在巖石或其他硬表面上粘在巖石或其他硬表面上1. 1. 催化催化2.2. 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)3.3. 受體受體4.4. 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運5.5. 貯存貯存6.6. 運動運動7.7. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分 8.8. 防御防御9.9. 異常功能異常功能綜上所述綜上所述：蛋白質(zhì)存在于所有的生物細蛋白質(zhì)存在于所有的生物細胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。功能物質(zhì)。 蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動過程。與了幾乎所有的生命活動過程。第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位蛋白

12、質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位氨基酸氨基酸 （amino acidamino acid）一、蛋白質(zhì)的水解一、蛋白質(zhì)的水解二、氨基酸的分類二、氨基酸的分類三、氨基酸的理化性質(zhì)三、氨基酸的理化性質(zhì)四、氨基酸的分析分離（后講）四、氨基酸的分析分離（后講）一、蛋白質(zhì)的水解一、蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣可以被酸堿或蛋白酶催化水解，酸或堿能可以被酸堿或蛋白酶催化水解，酸或堿能夠?qū)⒍嚯耐耆?，酶水解一般是部分水夠?qū)⒍嚯耐耆猓杆庖话闶遣糠炙饨? .完全水解得到各種氨基酸的混合物，部完全水解得到各種氨基酸的混合物，部分水解通常得到多肽片段。分水解通常得到多

13、肽片段。所以，氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元所以，氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元。大多數(shù)的蛋白質(zhì)都是由大多數(shù)的蛋白質(zhì)都是由2020種氨基酸組成。種氨基酸組成。這這2020種氨基酸被稱為種氨基酸被稱為基本氨基酸基本氨基酸。酶解時間長酶解時間長不破壞不破壞aa不引起消不引起消旋旋肽段和氨基肽段和氨基酸混合物酸混合物生理溫度、生理溫度、pH酶水解酶水解引起消旋；引起消旋；Arg 脫氨基脫氨基生成鳥氨酸生成鳥氨酸不破壞不破壞TrpL-aa 和和D-aa混合物混合物5M NaOH共煮共煮20hrs堿水解堿水解Trp被破壞；被破壞；一部分羥基一部分羥基aa (Ser,Thr) 被分解；被分解；Asn 和和Gl

14、n 的酰的酰胺基被水解胺基被水解下來下來不引起消不引起消旋旋L-aa6M HCl 或或4M H2SO4共煮共煮20hrs酸水解酸水解缺點缺點優(yōu)點優(yōu)點產(chǎn)物產(chǎn)物反應(yīng)條件反應(yīng)條件水解方法水解方法Table1-1根據(jù)來源分：根據(jù)來源分：內(nèi)源氨基酸和外源氨基酸內(nèi)源氨基酸和外源氨基酸從營養(yǎng)學(xué)角度分：從營養(yǎng)學(xué)角度分：必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸和非必需氨基酸Ile Met Val Leu Trp Phe Thr LysIle Met Val Leu Trp Phe Thr Lysa.a. 家家 寫寫 兩兩 三三 本本 書書 來來His ArgHis Arg根據(jù)是否組成蛋白質(zhì)來分：根據(jù)是否組成蛋白質(zhì)來分

15、：蛋白質(zhì)中常見氨基酸、蛋白質(zhì)中常見氨基酸、蛋白質(zhì)中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸蛋白質(zhì)中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸 1 1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu) 甘氨酸甘氨酸 Glycine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸H2NCH CHOHO氨基乙酸氨基乙酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸H2NCH CCH3OHO甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine - -氨基丙酸氨基丙酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine纈氨酸纈氨酸 Valine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸H2NCH CCHOHOCH3CH3 - -氨

16、基異戊酸氨基異戊酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine纈氨酸纈氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸H2NCH CCH2OHOCH CH3CH3 - -氨基異己酸氨基異己酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine纈氨酸纈氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine異亮氨酸異亮氨酸 Ileucine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸 - -氨基氨基- - - -甲基戊酸甲基戊酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine纈氨酸纈氨酸 Va

17、line亮氨酸亮氨酸 Leucine異亮氨酸異亮氨酸 Ileucine脯氨酸脯氨酸 Proline 亞氨基酸亞氨基酸HNCOHO - -吡咯烷基吡咯烷基- - - -羧酸羧酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine纈氨酸纈氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine異亮氨酸異亮氨酸 Ileucine脯氨酸脯氨酸 Proline甲硫氨酸甲硫氨酸 Methionine 含硫氨基酸含硫氨基酸H2NCHCCH2OHOCH2SCH3 - -氨基氨基- - - -甲硫基丁酸甲硫基丁酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phenyl

18、alanineH2NCHCCH2OHO - -氨基氨基- - - -苯基丙酸苯基丙酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸酪氨酸TyrosineH2NCHCCH2OHOOH - -氨基氨基- - - -對羥苯基丙酸對羥苯基丙酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸酪氨酸Tyrosine色氨酸色氨酸 TryptophanTrpH2NCHCCH2OHOHN - -氨基氨基- - - -吲哚基丙酸吲哚基丙酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 堿性氨基酸堿性氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine

19、H2NCHCCH2OHOCH2CH2NHCNH2NH - -氨基氨基- - - -胍基戊酸胍基戊酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 堿性氨基酸堿性氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine賴氨酸賴氨酸 LysineH2NCH CCH2OHOCH2CH2CH2NH2 ， - -二氨基己酸二氨基己酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 堿性氨基酸堿性氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine賴氨酸賴氨酸 Lysine組氨酸組氨酸 HistidineH2NCH CCH2OHONNH - -氨基氨基- - - -咪唑基丙酸咪唑基丙酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 天冬氨酸天冬氨酸 Aspartate 酸性氨基酸酸性氨基酸H2NCH CCH

20、2OHOCOHO - -氨基丁二酸氨基丁二酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 天冬氨酸天冬氨酸 Aspartate 谷氨酸谷氨酸 Glutamate 酸性氨基酸酸性氨基酸H2NCH CCH2OHOCH2COHO - -氨基戊二酸氨基戊二酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 絲氨酸絲氨酸 Serine 含羥基氨基酸含羥基氨基酸H2NCH CCH2OHOOH - -氨基氨基- - - -羥基丙酸羥基丙酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 絲氨酸絲氨酸 Serine 蘇氨酸蘇氨酸 Threonine 含羥基氨基酸含羥基氨基酸H2NCH CCHOHOOHCH3 - -氨基氨基- - - -羥基丁酸羥基丁酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu)

21、 天冬酰胺天冬酰胺 Asparagine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸H2NCH CCH2OHOCNH2O氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 天冬酰胺天冬酰胺 Asparagine谷酰胺谷酰胺 Glutamine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸H2NCHCCH2OHOCH2CNH2O 按按R R基極性分類基極性分類2020種常見氨基酸種常見氨基酸 (1)(1)非極性非極性R R基團氨基酸：基團氨基酸：8 8種種Ala Ala Val Leu Ile Val Leu Ile Phe Pro Met Trp Phe Pro Met Trp (2)(2)極性不帶電荷極性不帶電荷R R基團氨基酸：基團氨基酸：7 7種種S

22、er Thr Asn Ser Thr Asn Gln Gln TryTry Cys Cys GlyGly(3)(3)帶負電荷帶負電荷R R基團氨基酸：基團氨基酸：2 2種種Asp GluAsp Glu(4)(4)帶正電荷帶正電荷R R基團氨基酸：基團氨基酸：3 3種種Lys Arg HisLys Arg His 丙氨酸（丙氨酸（Ala） 纈氨酸（纈氨酸（Val） 亮氨酸（亮氨酸（Leu） 異亮氨酸（異亮氨酸（Ile） 脯氨酸（脯氨酸（Pro） 苯丙氨酸（苯丙氨酸（Phe） 色氨酸（色氨酸（Trp） 甲硫氨酸（甲硫氨酸（Met） 非極性非極性R R基團氨基酸基團氨基酸 （8 8種）：種）： 特點

23、：不易溶于水特點：不易溶于水AlaValLeuIleMetPheTrpProR R基疏水性大小基疏水性大小 Ala Met Pro Val Leu Ile Phe Trp這類氨基酸這類氨基酸R R基的疏水性，在維持蛋白質(zhì)的三基的疏水性，在維持蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)中起著重要作用。維結(jié)構(gòu)中起著重要作用。ProPro是唯一的一種是唯一的一種-亞氨基酸，它在蛋白亞氨基酸，它在蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中具有極重要的作用，一般出現(xiàn)質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中具有極重要的作用，一般出現(xiàn)在兩段在兩段-螺旋之間的拐角處螺旋之間的拐角處. .HNCOHO甘氨酸（甘氨酸（Gly） 絲氨酸（絲氨酸（Ser） 蘇氨酸（蘇氨酸（Thr） 半胱氨酸（半

24、胱氨酸（Cys） 酪氨酸（酪氨酸（Tyr） 天冬酰胺（天冬酰胺（Asn） 谷氨酰胺（谷氨酰胺（Gln）極性不帶電荷極性不帶電荷R R基團氨基酸（基團氨基酸（7 7種）：種）：特點：特點：側(cè)鏈含極性基團，在生理條件下不解離，側(cè)鏈含極性基團，在生理條件下不解離，易溶于水，易溶于水，R R側(cè)鏈能與水形成氫鍵。側(cè)鏈能與水形成氫鍵。GlySerThrCysAsnGlnTyrGlyGly是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性。此不具旋光性。CysCys中中R R含巰基（含巰基（-SH-SH），兩），兩個個CysCys的巰基氧化生成二硫的巰基氧化生成二硫鍵，鍵，二硫鍵在

25、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)二硫鍵在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中具有重要意義中具有重要意義 CysssCysCysssCys天冬氨酸（天冬氨酸（Asp） 谷氨酸（谷氨酸（Glu）AspGlu在生理條件下在生理條件下, ,側(cè)鏈羧基完全解側(cè)鏈羧基完全解離，帶負電荷。離，帶負電荷。 R R基團帶負電荷氨基酸：基團帶負電荷氨基酸：*為酸性氨基酸為酸性氨基酸味精即為谷氨酸的鈉鹽 常見常見2020種蛋白質(zhì)氨基酸都有對應(yīng)的種蛋白質(zhì)氨基酸都有對應(yīng)的遺傳遺傳密碼。密碼。近年發(fā)現(xiàn)谷胱甘肽過氧化物酶中存在近年發(fā)現(xiàn)谷胱甘肽過氧化物酶中存在硒硒代半胱氨酸代半胱氨酸，有證據(jù)表明此氨基酸由終，有證據(jù)表明此氨基酸由終止密碼止密碼UGAUGA編碼，可能是第

26、編碼，可能是第2121種蛋白質(zhì)氨種蛋白質(zhì)氨基酸?；?。HSe-CHHSe-CH2 2-CH-COOH-CH-COOHNHNH2 2硒代半胱氨酸硒代半胱氨酸2.2.蛋白質(zhì)中幾種重要的稀有氨基酸蛋白質(zhì)中幾種重要的稀有氨基酸在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見的氨基酸，通常稱在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見的氨基酸，通常稱為為不常見蛋白質(zhì)氨基酸。不常見蛋白質(zhì)氨基酸。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來的。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來的。其中重要的有其中重要的有4-4-羥基脯氨酸、羥基脯氨酸、5-5-羥基賴氨酸、羥基賴氨酸、N-N-甲基甲基賴氨酸、和賴氨酸、和3,5-3,5-二碘酪氨酸等。這些

27、不常見蛋白質(zhì)氨二碘酪氨酸等。這些不常見蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)如下（基酸的結(jié)構(gòu)如下（P15P15）。）。NHHOCOOH4-羥基脯氨酸H2NCH2CHCH2CH2CHCOOHOHNH25-羥基賴氨酸NH2CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH6-N-甲基賴氨酸HOIICH2CHCOOHNH23,5-二碘酪氨酸 3.3.非蛋白氨基酸非蛋白氨基酸 廣泛存在于各種細胞和組織中，呈游離或廣泛存在于各種細胞和組織中，呈游離或結(jié)合態(tài)，但并不存在蛋白質(zhì)中的一類氨基結(jié)合態(tài)，但并不存在蛋白質(zhì)中的一類氨基酸，大部分也是蛋白質(zhì)氨基酸的衍生物。酸，大部分也是蛋白質(zhì)氨基酸的衍生物。 （1 1）大多數(shù)是）大多數(shù)是L-L-

28、型型氨基酸的衍生物氨基酸的衍生物 L-L-瓜氨酸瓜氨酸（CitCit） 、L-L-鳥氨酸鳥氨酸（OrnOrn）（2 2）-、-、-氨基酸氨基酸 -Ala-Ala、-氨基丁酸氨基丁酸結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 特特 點點（3 3）D-D-型氨基酸型氨基酸 D-GluD-Glu、D-AlaD-Ala（肽聚糖中）（肽聚糖中） D-PheD-Phe（短桿菌肽（短桿菌肽S S） 非蛋白氨基酸存在的意義非蛋白氨基酸存在的意義：1.1.作為細菌細胞壁中肽聚糖的組分：作為細菌細胞壁中肽聚糖的組分：D-Glu D-AlaD-Glu D-Ala2.2.作為一些重要代謝物的前體或中間體作為一些重要代謝物的前體或中間體: : - -

29、丙氨酸丙氨酸（V VB3B3）、鳥氨酸（）、鳥氨酸（OrnOrn）、胍氨酸（）、胍氨酸（CitCit）( (尿素尿素) )3.3.作為神經(jīng)傳導(dǎo)的化學(xué)物質(zhì)：作為神經(jīng)傳導(dǎo)的化學(xué)物質(zhì)： - -氨基丁酸氨基丁酸4.4.有些氨基酸只作為一種有些氨基酸只作為一種N N素的轉(zhuǎn)運和貯藏載體素的轉(zhuǎn)運和貯藏載體 （刀豆氨酸）（刀豆氨酸）5.5.殺蟲防御作用殺蟲防御作用: :如種子中高濃度的刀豆氨酸和如種子中高濃度的刀豆氨酸和5-5-羥色氨羥色氨酸能防止毛蟲的危害，高精氨酸能抑制細菌的生長。酸能防止毛蟲的危害，高精氨酸能抑制細菌的生長。絕大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。絕大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。三、三、 氨

30、基酸的理化性質(zhì)氨基酸的理化性質(zhì) 除甘氨酸外，氨基酸含有一個手性除甘氨酸外，氨基酸含有一個手性 - -碳原子，因此碳原子，因此都具有旋光性都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)。之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)。 旋光性：旋光性：旋光物質(zhì)使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋光物質(zhì)使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的能力。使偏振面向右旋的，稱右旋光物旋轉(zhuǎn)的能力。使偏振面向右旋的，稱右旋光物質(zhì)，記為質(zhì)，記為“+ +”，使偏振面向左旋的，稱左旋光，使偏振面向左旋的，稱左旋光物質(zhì)，記為物質(zhì)，記為“- -”。氨基酸的旋光性是由它們的結(jié)構(gòu)決定的。氨基酸的旋

31、光性是由它們的結(jié)構(gòu)決定的。除甘氨酸外，其它氨基酸的除甘氨酸外，其它氨基酸的 -C-C原子都與四個原子都與四個不同的原子和基團連接，因而是不對稱不同的原子和基團連接，因而是不對稱C C原子。原子。手性中心手性中心（chiral centerchiral center）：當(dāng)一個）：當(dāng)一個C C原子有原子有四個不同的取代基同它連接形成一個不對稱碳四個不同的取代基同它連接形成一個不對稱碳原子時，這個碳原子就是一個不對稱中心或稱原子時，這個碳原子就是一個不對稱中心或稱做手性中心。做手性中心。2.2.氨基酸的光吸收氨基酸的光吸收構(gòu)成蛋白質(zhì)的構(gòu)成蛋白質(zhì)的2020種氨基酸種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，在可見

32、光區(qū)都沒有光吸收，但在但在遠紫外區(qū)遠紫外區(qū)(220nm)(220nm)均均有光吸收。有光吸收。在在近紫外區(qū)近紫外區(qū)(220-300nm)(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。色氨酸有吸收光的能力。酪氨酸的酪氨酸的 maxmax275nm275nm，苯丙氨酸的苯丙氨酸的 maxmax257nm257nm， 色氨酸的色氨酸的 maxmax280nm280nm，3.3.高熔點高熔點4.4.一般均溶于水，溶于強酸、強堿；不溶于乙一般均溶于水，溶于強酸、強堿；不溶于乙醚。醚。5.5.氨基酸一般有味氨基酸一般有味（二）（二）氨基酸的兩性性質(zhì)和等電點氨基酸的

33、兩性性質(zhì)和等電點1.1.氨基酸的兼性離子形式氨基酸的兼性離子形式( (證據(jù)證據(jù)) ) 氨基酸的兩個重要性質(zhì)：氨基酸的兩個重要性質(zhì)：氨基酸晶體的熔點高氨基酸晶體的熔點高（ 200200 C C）；氨基酸使水的介電常數(shù)增高。）；氨基酸使水的介電常數(shù)增高。 H H H H3 3N N+ +-C-COO-C-COO- - R R兼性離子兼性離子: :指在同一氨基酸分子上含有正負兩種電荷指在同一氨基酸分子上含有正負兩種電荷. .晶格中質(zhì)點間的作用力是強大的異性電荷之間的作用，比分子晶格質(zhì)點間的范德華力大的多。水在20C時介電常數(shù)是80，而1mol的氨基酸介電常數(shù)為102-108，已知極性分子的介電常數(shù)大

34、，所以氨基酸在水中是強極性分子。2 2、氨基酸的兩性解離性質(zhì)及等電點、氨基酸的兩性解離性質(zhì)及等電點 pH = pI 凈電荷凈電荷=0 pH pI凈電荷為負凈電荷為負CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3+ + H+ OH- + H+ OH-(K 1)(K 2)當(dāng)外液當(dāng)外液pHpH為某一為某一pHpH值時，氨基酸分子中所含的值時，氨基酸分子中所含的- -NHNH3 3+ +和和-COO-COO- -數(shù)目正好相等，凈電荷為數(shù)目正好相等，凈電荷為0 0。這一。這一pHpH值值即為氨基酸的即為氨基酸的等電點，簡稱等電點，簡稱pIpI。在等電點時，氨在等電點時，氨基酸既不向正極也不向

35、負極移動，即氨基酸處于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)。兩性離子狀態(tài)。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 在反應(yīng)中它可以提供質(zhì)子，起酸的作用：在反應(yīng)中它可以提供質(zhì)子，起酸的作用： N+H3 NH2 R C COO- R C COO- + H+ H H 也可以接受質(zhì)子，起堿的作用：也可以接受質(zhì)子，起堿的作用： N+H3 N+H3 R C COO- + H+ R C COOH H H 因此氨基酸是兩性電解質(zhì)。因此氨基酸是兩性電解質(zhì)。+OH+OH- -當(dāng)當(dāng)GlyGly處于處于pIpI時，時，AlaAla+ +=Ala

36、=Ala- - GlyGly + +HH+ + GlyGly + + K K2 2 K K1 1 HH+ + =- - -HH+ + 2 2=K K1 1 K K2 2 pI=(pKpI=(pK 1 1+ pK+ pK 2 2)/2)/2甘氨酸甘氨酸 pI=(2.34+9.60) /2=5.97pI=(2.34+9.60) /2=5.97側(cè)鏈不含解離基側(cè)鏈不含解離基團的中性氨基酸，團的中性氨基酸，其等電點是它的其等電點是它的pKpK1 1和和pKpK2 2的算術(shù)的算術(shù)平均值平均值氨基酸的解離常數(shù)可以用測定氨基酸的解離常數(shù)可以用測定滴定曲線的實驗方法求得。滴定曲線的實驗方法求得。甘氨酸的滴定曲線

37、：甘氨酸的滴定曲線：當(dāng)當(dāng)1mol1mol的甘氨酸溶于水的甘氨酸溶于水時，溶液的時，溶液的pHpH約為約為6 6，此時，此時甘氨酸為兼性離子狀態(tài)甘氨酸為兼性離子狀態(tài)A A0 0 。若用標準若用標準NaOHNaOH滴定，已滴定，已加入的加入的NaOHNaOH摩爾數(shù)對摩爾數(shù)對pHpH作作圖，得滴定曲線圖，得滴定曲線B,B,在在pH9.60pH9.60處有一拐點（滴定處有一拐點（滴定中點中點) )。 0 H + OH-A0ABA+ A0 A- 0 H + OH- A A0 0作為酸，由作為酸，由N N+ +H H3 3提供質(zhì)提供質(zhì)子，逐漸變?yōu)樽樱饾u變?yōu)锳-,A-,滴定中滴定中點時有一半點時有一半A

38、A0 0變?yōu)樽優(yōu)锳 A- -, ,即即 AA0 0=A=A- - ，K 2 = A- H+A0則則 K 2 = H+pK 2=pH(拐點處）拐點處）pKpK 2 2就是就是A A0 0 的的N N+ +H H3 3 50% 50%解離時溶解離時溶液的液的pHpH值，值，K K 2 2就是此時溶液的就是此時溶液的HH+ + A-A0A0=A-A+ABA+ A0 A-帶有可解離帶有可解離R R基的氨基酸，基的氨基酸，相當(dāng)于三元酸，相當(dāng)于三元酸，有有3 3個個pKpKpp氨基酸有時被用作緩沖劑，緩沖劑是當(dāng)加氨基酸有時被用作緩沖劑，緩沖劑是當(dāng)加入酸或堿時具有抗入酸或堿時具有抗pHpH改變的溶液，改變的

39、溶液，緩沖劑緩沖劑起作用的起作用的pHpH范圍稱為緩沖范圍，范圍稱為緩沖范圍，通常定義通常定義為為pK+1pK+1至至pK-1pK-1。生理生理pHpH條件下那些氨基酸具有緩沖作用？條件下那些氨基酸具有緩沖作用？2020種基本氨基酸中只有種基本氨基酸中只有組氨酸的咪唑基的組氨酸的咪唑基的pKpK最接近生理最接近生理pHpH值（游離氨基酸中為值（游離氨基酸中為6.006.00，在，在多肽鏈中為多肽鏈中為7.35 7.35 ） ，是在生理，是在生理pHpH條件下唯條件下唯一具有緩沖能力的氨基酸。（一具有緩沖能力的氨基酸。（血紅蛋白血紅蛋白） 賴氨酸：賴氨酸： H+ OH- COOH COO- CO

40、O- COO- K1 K2 KRH3N+ C H H3N+ C H H2N C H H2N C H 2.18 8.95 10.53 ( CH2 )4 ( CH2 )4 ( CH2)4 ( CH2)4 N+H3 N+H3 N+H3 NH2Lys+ Lys+- Lys+- Lys- pI=(pK 2+pK R) /2=(8.95+10.53)=9.74 小小 結(jié)結(jié)1.1.當(dāng)外液當(dāng)外液pHpH為某一為某一pHpH值時，氨基酸分子中所含的值時，氨基酸分子中所含的- -NHNH3 3+ +和和-COO-COO- -數(shù)目正好相等，凈電荷為數(shù)目正好相等，凈電荷為0 0。這一。這一pHpH值即為氨基酸的值即為

41、氨基酸的等電點，簡稱等電點，簡稱pIpI。2.2.某氨基酸的等電點即為該氨基酸某氨基酸的等電點即為該氨基酸兩性離子兩性離子兩邊兩邊的的pKpK值和的一半。值和的一半。3.3.在氨基酸等電點以上任何在氨基酸等電點以上任何pHpH，AAAA帶凈的負電荷，帶凈的負電荷，在電場中向陽極移動；在氨基酸等電點以下任何在電場中向陽極移動；在氨基酸等電點以下任何pHpH，AAAA帶凈的正電荷，在電場中向陰極移動。帶凈的正電荷，在電場中向陰極移動。4.4.在一定在一定pHpH范圍中，溶液的范圍中，溶液的pHpH離離AAAA等電點愈遠，等電點愈遠，AAAA帶凈電荷愈多。帶凈電荷愈多。 （三）氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)（

42、三）氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)C O O HCHH2NR亞硝酸鹽反應(yīng)亞硝酸鹽反應(yīng)烴基化反應(yīng)烴基化反應(yīng)?；磻?yīng)?；磻?yīng)脫氨基反應(yīng)脫氨基反應(yīng)西佛堿反應(yīng)西佛堿反應(yīng)成鹽成酯反應(yīng)成鹽成酯反應(yīng)成酰氯反應(yīng)成酰氯反應(yīng)脫羧基反應(yīng)脫羧基反應(yīng)疊氮反應(yīng)疊氮反應(yīng)側(cè)鏈反應(yīng)（側(cè)鏈反應(yīng)（-SH-SH-OH-OH等）等）1 1、氨基酸與茚三酮反應(yīng)、氨基酸與茚三酮反應(yīng) -氨基和氨基和-羧基共同參與的反應(yīng)羧基共同參與的反應(yīng)水合茚三酮水合茚三酮(無色無色)NH3CO2 RCHO+還原性茚三酮還原性茚三酮+(弱酸弱酸)加熱加熱水合茚三酮水合茚三酮3H20紫色化合物紫色化合物570nm+ 2NH3 +還原性茚三酮還原性茚三酮茚三酮茚三酮CCC

43、OOOHOHH2OH2O水合茚三酮水合茚三酮CCCOOO脯氨酸與脯氨酸與茚三酮反應(yīng)的產(chǎn)物：茚三酮反應(yīng)的產(chǎn)物：N N+ +黃色化合物黃色化合物HNCOHO（ max=440nm）DNFB+ DNFB+ 多肽多肽 蛋白蛋白弱堿弱堿DNP-DNP-多肽多肽DNP-DNP-蛋白蛋白+ HF+ HF酸解酸解DNP-AADNP-AA（有機相）（有機相） + + 游離游離AAAA（水相）（水相）sangersanger反應(yīng)反應(yīng)鑒定多肽或蛋白質(zhì)鑒定多肽或蛋白質(zhì)NH2末端末端氨基酸氨基酸.用途用途：是多肽和蛋白質(zhì)生物合成的基本反應(yīng)。是多肽和蛋白質(zhì)生物合成的基本反應(yīng)。H2NCR1HCOHOH NHCCOOHR2H

44、+H2ONHCCOOHR2HH2NCR1HCO-肽鍵4 4、氨基酸與苯異硫氰酸酯（、氨基酸與苯異硫氰酸酯（PITCPITC）的反應(yīng)）的反應(yīng)（EdmanEdman反應(yīng)）反應(yīng)）PITC（phenylisothiocyanate）+苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物(PTH-AA、無色無色) （phenylisothiohydantion-AA）弱鹼中弱鹼中(400 C)(硝基甲烷硝基甲烷 400 C)H+苯氨基硫甲酰氨基酸苯氨基硫甲酰氨基酸用途用途：可以用來鑒定多肽或蛋白質(zhì)可以用來鑒定多肽或蛋白質(zhì)NH2末端氨基酸末端氨基酸. 弱堿弱堿PITC+ PITC+ 多肽多肽 蛋白蛋白 PTCPTC多肽多

45、肽 蛋白蛋白無水甲酸無水甲酸或或HFHFPTH-AA + PTH-AA + 少一個少一個AAAA的多肽或蛋白的多肽或蛋白（乙酸乙酯）（乙酸乙酯）EdmanEdman反應(yīng)反應(yīng)鑒定多肽或蛋白質(zhì)鑒定多肽或蛋白質(zhì)NH2末端氨基酸末端氨基酸.應(yīng)用：多肽順序自動分析儀應(yīng)用：多肽順序自動分析儀N(CH3)2SO2ClH2N CH CROHN CH CROSO2N(CH3)2+水解N(CH3)2SO2HN CH CROOH+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用途用途：可以用來鑒定多肽或蛋白質(zhì)可以用來鑒定多肽或蛋白質(zhì)NH2末端氨基酸末端氨基酸.DNS +DNS + AA AA 多肽多肽 蛋白

46、蛋白弱堿弱堿DNS-DNS-AA AA 多肽多肽 蛋白蛋白酸酸DNS-AA +DNS-AA +游離游離AAAA（乙醚抽提，有熒光）（乙醚抽提，有熒光）N(CH3)2SO2ClH2N CH CROHN CH CROSO2N(CH3)2+水解N(CH3)2SO2HN CH CROOH+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6側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)(1) (1) 巰基（巰基（-SH-SH）的性質(zhì)）的性質(zhì)作用：作用：這些反應(yīng)可用于巰基的保護這些反應(yīng)可用于巰基的保護。-OOCCHCH2SHNH3+ICH2CNH2OCH2CNH2O-OOCCHCH2SNH3+ICHICH2

47、2COOHCOOH6側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)（1 1） 巰基（巰基（-SH-SH）的性質(zhì)）的性質(zhì)作用：作用：與金屬離子的螯合性質(zhì)可用于體內(nèi)解毒與金屬離子的螯合性質(zhì)可用于體內(nèi)解毒-OOCCHCH2SHNH3+COO-HO-Hg+-OOCCHCH2SNH3+Hg+COO-對羥汞苯甲酸對羥汞苯甲酸6側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)( (1) 巰基（-SH）的性質(zhì)作用：作用：氧化還原反應(yīng)可使蛋白質(zhì)分子中二硫鍵形成或氧化還原反應(yīng)可使蛋白質(zhì)分子中二硫鍵形成或打開打開。-OOCCHCH2SHNH3+-OOCCHCH2SHNH3+-OOCCHNH3+CH2SSCH2NH3+CH-OOC胱氨酸胱氨酸6側(cè)鏈基團的化

48、學(xué)性質(zhì)側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)（2）羥基的性質(zhì)）羥基的性質(zhì)作用：可用于修飾蛋白質(zhì)。作用：可用于修飾蛋白質(zhì)。FPOCH(CH3)2OOCH(CH3)2+-OOCCHCH2ONH3+POCH( CH3)2OOCH( CH3)2-OOCCHCH2OHNH3+二異丙基氟磷酸酯二異丙基氟磷酸酯6側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)（3）咪唑基的性質(zhì)）咪唑基的性質(zhì)組氨酸含有咪唑基，它的組氨酸含有咪唑基，它的pKpK2 2值為值為6.06.0，在生理條件下具有緩沖作用。在生理條件下具有緩沖作用。組氨酸中的咪唑基能夠發(fā)生多種化學(xué)反組氨酸中的咪唑基能夠發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)?？梢耘c應(yīng)?？梢耘cATPATP發(fā)生磷酰化反應(yīng)，形成

49、磷發(fā)生磷?；磻?yīng)，形成磷酸組氨酸，從而使酶活化。酸組氨酸，從而使酶活化。組氨酸的咪唑基也能發(fā)生烷基化反應(yīng)。組氨酸的咪唑基也能發(fā)生烷基化反應(yīng)。生成烷基咪唑衍生物，并引起酶活性的生成烷基咪唑衍生物，并引起酶活性的降低或喪失降低或喪失作用：作用：判斷酶的活性中心判斷酶的活性中心 蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾：蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾：是指在較溫和的條是指在較溫和的條件下，以可控制的方式使蛋白質(zhì)與某種試件下，以可控制的方式使蛋白質(zhì)與某種試劑（稱化學(xué)修飾劑）起特異反應(yīng)，以引起劑（稱化學(xué)修飾劑）起特異反應(yīng)，以引起蛋白質(zhì)中個別氨基酸側(cè)鏈或功能團發(fā)生共蛋白質(zhì)中個別氨基酸側(cè)鏈或功能團發(fā)生共價化學(xué)改變。價化學(xué)改變。 小小 結(jié)結(jié)AA的

50、結(jié)構(gòu)通式的結(jié)構(gòu)通式AA的分類的分類AA的理化性質(zhì)的理化性質(zhì) 一般物理性質(zhì)一般物理性質(zhì) AA的兩性解離的兩性解離( (等電點及其計算等電點及其計算) ) AA的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)（蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾）（蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾）鑒定多肽或蛋白質(zhì)鑒定多肽或蛋白質(zhì)NH2末端氨基酸末端氨基酸SangerSanger反應(yīng)反應(yīng)與丹磺酰氯的反應(yīng)與丹磺酰氯的反應(yīng)EdmanEdman反應(yīng)反應(yīng)DNP-AADNP-AA（有機相）（有機相） + + 游離游離AAAA（水相）（水相） PTH-AA+ PTH-AA+ 少一個少一個AAAA的多肽或蛋白的多肽或蛋白（乙酸乙酯）（乙酸乙酯）DNS-AADNS-AA（熒光）（熒光） +

51、+游離游離AAAA第八節(jié)第八節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)簡介（自學(xué)）蛋白質(zhì)組學(xué)簡介（自學(xué)） 第二節(jié)第二節(jié) 肽（肽（peptidepeptide）一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基之間一個氨基酸的氨基之間失水形成的酰胺鍵稱為失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物肽鍵，所形成的化合物稱為肽。稱為肽。由兩個氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個氨基酸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。為氨基酸殘基。 肽鍵肽鍵（peptide bondpeptide bond）： 0.127nm0.127nm鍵長

52、鍵長=0.132nm=0.132nm 0.148nm0.148nm肽平面：構(gòu)成肽鍵的四肽平面：構(gòu)成肽鍵的四個原子（個原子（C C、O O、N N、H H）和與之相連的兩個和與之相連的兩個碳碳原子都處在同一個平面原子都處在同一個平面內(nèi)，此剛性結(jié)構(gòu)的平面內(nèi)，此剛性結(jié)構(gòu)的平面稱肽平面或酰氨平面。稱肽平面或酰氨平面。肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與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。羰基具有明顯的共軛作用。肽鍵中的肽鍵中的C-NC-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。肽鍵肽鍵肽鍵中的肽鍵中的C-NC-N鍵具有部分鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋雙鍵性

53、質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。在大多數(shù)情況下，以反在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在式結(jié)構(gòu)存在。CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽鍵在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為列順序稱為氨基酸順序氨基酸順序通常在多肽鏈的一端含有一個游離的 - -氨基，稱為氨氨基，稱為氨基端或基端或N-N-端；端；在另一端含有一個游離的 - -羧基，稱為羧基，稱為羧基端或羧基端或C-C-端。端。氨基酸的順序是從N-N-端的氨基酸殘

54、基開始，以端的氨基酸殘基開始，以C-C-端氨端氨基酸殘基為終點基酸殘基為終點的排列順序。如上述五肽可表示為： Ser-Val-Tyr-Asp-Gln二、肽鏈中二、肽鏈中AAAA的排列順序和命名的排列順序和命名 從肽鏈的從肽鏈的N-N-末端開始，殘基用末端開始，殘基用酰酰稱呼。稱呼。 例如：絲氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸例如：絲氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸, , 簡寫：簡寫：Ser-Gly-Tyr - Ala - LeuSer-Gly-Tyr - Ala - Leu， 書寫時，通常把書寫時，通常把NHNH2 2末端末端AAAA殘基放在左邊，殘基放在左邊，COOHCOOH末端末端AAAA殘基放在右

55、邊。殘基放在右邊。 共價主鏈共價主鏈：肽鏈的骨干是由：肽鏈的骨干是由-N -C -C -序列重復(fù)排序列重復(fù)排列而成，稱為共價主鏈。列而成，稱為共價主鏈。肽的命名肽的命名四肽的結(jié)構(gòu)四肽的結(jié)構(gòu)三、肽的重要理化性質(zhì)三、肽的重要理化性質(zhì)1.每種肽也有其晶體，晶體的熔點都很高。每種肽也有其晶體，晶體的熔點都很高。2.在在pH0-14范圍內(nèi)，肽的酸堿性質(zhì)主要來自游離范圍內(nèi)，肽的酸堿性質(zhì)主要來自游離末端末端 -NH2和游離末端和游離末端 -COOH以及側(cè)鏈上可以及側(cè)鏈上可解離的基團解離的基團。3.每一種肽都有其相應(yīng)的等電點，計算方法與每一種肽都有其相應(yīng)的等電點，計算方法與AA一致且復(fù)雜。一致且復(fù)雜。 B2+

56、B B+ +B BB B- -B B2-2-K K 1 1K K 2 2K K 3 3K K 4 4pI=pKpI=pK2 2+ pK+ pK3 3/2/24. 肽的化學(xué)反應(yīng)：也能發(fā)生茚三酮反應(yīng)、肽的化學(xué)反應(yīng)：也能發(fā)生茚三酮反應(yīng)、 Sanger反應(yīng)、反應(yīng)、DNS反應(yīng)和反應(yīng)和Edman反應(yīng)；反應(yīng)；還可發(fā)生雙縮脲反應(yīng)。還可發(fā)生雙縮脲反應(yīng)。四、四、 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在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。白質(zhì)的亞單位。但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。態(tài)存在。這類多肽通常都

57、具有特殊的生理功能，這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽常稱為活性肽（active peptideactive peptide）。）。如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。胱甘肽；蛇毒多肽等。NHCOCH2NHCOCHNHCOCH3CHCHOHCH2OHCHHNCNHCHCNHCH2CCOCHNHHOCH2NHNHCHCHCH3CH2CH3COOOOCH2CH2SOOH鵝膏覃堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)與真核生物的與真核生物的RNARNA聚合酶聚合酶 和和牢固結(jié)合牢固結(jié)合CysTyrILeGlnAsnCysProLeuGlyNH2SS牛催

58、產(chǎn)素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加壓素 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO- +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO- Met-腦啡肽 Leu-腦啡肽 L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-Val L-Orn L-Orn L-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leu 短桿菌肽短桿菌肽S(S(環(huán)十肽環(huán)十肽) ) 由細菌分泌的多肽，有時也都含有由細菌分泌的多肽，有時也都含有D-D-氨基酸和氨基酸和一些非蛋白氨基酸。如鳥氨酸（一些非蛋白氨基酸。如鳥氨酸（OrnOrnithine, ithine, 縮寫為縮寫為 OrnO

59、rn）。）。 能抗革蘭氏陽性菌，對陰性細菌如綠膿桿菌、能抗革蘭氏陽性菌，對陰性細菌如綠膿桿菌、變性菌也有效。臨床上用于治療和預(yù)防化膿性病變性菌也有效。臨床上用于治療和預(yù)防化膿性病癥。癥。 AAAA的重要性質(zhì)：的重要性質(zhì)：等電點與化學(xué)反應(yīng)等電點與化學(xué)反應(yīng)活性多肽：活性多肽：第八節(jié)第八節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)簡介（自學(xué)）蛋白質(zhì)組學(xué)簡介（自學(xué)）一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)和纖維狀蛋白二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)和纖維狀蛋白三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽( (pol

60、ypeptide) )鏈以特殊方式結(jié)合而成鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。的生物大分子。蛋白質(zhì)與多肽并無嚴格的界線，通常是蛋白質(zhì)與多肽并無嚴格的界線，通常是將分子量在將分子量在60006000道爾頓以上的多肽稱為道爾頓以上的多肽稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大, , 從大約從大約60006000到到10000001000000道爾頓甚至更大。道爾頓甚至更大。一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)1. 定義定義 1969年，國際年，國際純化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)委員會純化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)委員會（IUPAC） 規(guī)定：規(guī)定：蛋白蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)

61、多肽連中肽連中AA的排列順序，包的排列順序，包括二硫鍵的位置。括二硫鍵的位置。其中最其中最重要的是多肽鏈的氨基重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。物功能的基礎(chǔ)。胰島素（胰島素（insulin insulin ）的一級結(jié)構(gòu)：）的一級結(jié)構(gòu)：胰島素的分子量為胰島素的分子量為57345734道爾頓，由道爾頓，由5151個氨基酸組個氨基酸組成。成。含含A A、B B兩條鏈，（兩條鏈，（A A鏈：鏈：2121肽肽 ，B B鏈：鏈：3030肽）。肽）。 A A鏈和鏈和B B鏈之間由兩個鏈間二硫鍵（鏈之間由兩個鏈間二硫鍵（A7-B7,A20-A7-B7,A20-B19)B

62、19)連接，連接，A A鏈本身第鏈本身第6 6位和第位和第1111位的位的2 2個個CysCys殘基之殘基之間形成一個鏈內(nèi)二硫鍵。間形成一個鏈內(nèi)二硫鍵。胰島素是動物胰臟胰島素是動物胰臟細胞分泌的一種分子量較小的激素蛋白，主細胞分泌的一種分子量較小的激素蛋白，主要功能是降低體內(nèi)血糖含量。要功能是降低體內(nèi)血糖含量。 2.2.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定蛋白質(zhì)氨基酸順序的測定是蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)氨基酸順序的測定是蛋白質(zhì)化學(xué)研究的基礎(chǔ)。自從研究的基礎(chǔ)。自從19531953年年F.SangerF.Sanger測定測定了胰島素的一級結(jié)構(gòu)以來，現(xiàn)在已經(jīng)有了胰島素的一級結(jié)構(gòu)以來，現(xiàn)在已經(jīng)有上千種不同

63、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)被測定。上千種不同蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)被測定。 測定蛋白質(zhì)氨基酸順序的重要意義測定蛋白質(zhì)氨基酸順序的重要意義：測定蛋白質(zhì)中的測定蛋白質(zhì)中的AAAA順序，是走向闡明其生物功順序，是走向闡明其生物功能基礎(chǔ)中的很重要步驟。順序可以給出更多的能基礎(chǔ)中的很重要步驟。順序可以給出更多的信息。信息。為了了解多肽鏈折疊成三維構(gòu)象所受到的限制，為了了解多肽鏈折疊成三維構(gòu)象所受到的限制，順序測定是必須的。順序測定是必須的。AAAA順序的改變可以導(dǎo)致異常的功能和疾病，所順序的改變可以導(dǎo)致異常的功能和疾病，所以順序測定是以順序測定是分子病理學(xué)分子病理學(xué)的一個重要部分。的一個重要部分。蛋白質(zhì)中的蛋白質(zhì)中的A

64、AAA順序很能指明它的進化史。順序很能指明它的進化史。 核苷酸序列分析的不足核苷酸序列分析的不足a a、樣品必需純（、樣品必需純（97%97%以上）；以上）；b b、知道蛋白質(zhì)的分子量；、知道蛋白質(zhì)的分子量；可以預(yù)測可以預(yù)測AAAA數(shù)數(shù)目，工作量大小。目，工作量大小。c c、知道蛋白質(zhì)由幾個亞基組成；、知道蛋白質(zhì)由幾個亞基組成；（1 1）測定蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的要求）測定蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的要求 (2) 測定步驟測定步驟A.測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目和種類。測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目和種類。 通過測定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋白通過測定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋白質(zhì)分子量之間的關(guān)系，即可確定多肽鏈

65、的數(shù)質(zhì)分子量之間的關(guān)系，即可確定多肽鏈的數(shù)目。目。B.多肽鏈的拆分。多肽鏈的拆分。 由多條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子，必須先進行拆分。B.多肽鏈的拆分。多肽鏈的拆分。 幾條多肽鏈借助非共價鍵連接在一起，稱為幾條多肽鏈借助非共價鍵連接在一起，稱為寡寡聚蛋白質(zhì)，聚蛋白質(zhì)，如，血紅蛋白為四聚體，烯醇化酶為如，血紅蛋白為四聚體，烯醇化酶為二聚體；可用二聚體；可用8mol/L8mol/L尿素尿素或或6mol/L6mol/L鹽酸胍鹽酸胍處理，處理，即可分開多肽鏈即可分開多肽鏈( (亞基亞基).).尿素和鹽酸胍與蛋白質(zhì)的尿素和鹽酸胍與蛋白質(zhì)的可能作用方式可能作用方式：a.a.與肽鏈競爭氫鍵與肽鏈競爭氫鍵b.b.

66、增加非極性側(cè)鏈在增加非極性側(cè)鏈在 水中的溶解度水中的溶解度（NHNH）脲或胍脲或胍C. 幾條多肽鏈通過二硫鍵交聯(lián)在一起。幾條多肽鏈通過二硫鍵交聯(lián)在一起?？稍诳稍?mol/L8mol/L尿素或尿素或6mol/L6mol/L鹽酸胍存在下，鹽酸胍存在下，用過量的用過量的 - -巰基乙醇巰基乙醇( (還原法還原法) )處理，使處理，使二硫鍵還原為巰基，然后用烷基化試劑二硫鍵還原為巰基，然后用烷基化試劑（ICHICH2 2COOHCOOH）保護生成的巰基，以防止保護生成的巰基，以防止它重新被氧化。它重新被氧化。SH-CHSH-CH2 2-CH-CH2 2-OH-OH可以通過加入鹽酸胍方法解離多肽鏈之可以通過加入鹽酸胍方法解離多肽鏈之間的非共價力；應(yīng)用間的非共價力；應(yīng)用過甲酸氧化法過甲酸氧化法拆分拆分多肽鏈間的二硫鍵。多肽鏈間的二硫鍵。s ss sHcoooHHcoooHSOSO3 3H HSOSO3 3H HS SS SS SS SS SS S胰島素胰島素HO-CHHO-CH2 2-CH-CH2 2-SH-SHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSCHSCH2 2C00HC00H S