《生物化學(xué)：第二章 蛋 白 質(zhì)》由會(huì)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)（253頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、蛋白質(zhì)概述蛋白質(zhì)概述第二章第二章 蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì) proteinProteins are linear polymers of 20 different amino acids. The 20 amino acids bestow specific functional properties on the polymer (protein).They are the embodiment of the transition from one-dimensional world of sequences to the three dimensional world of molecules c

2、apable of diverse activities.Proteins at work.They function as catalysts, they transport and store nutriment, they provide mechanical support and immune protection,they generate movement,they transmit nerve impulses, they control growth and differentiation,.n蛋白質(zhì)參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程。蛋白質(zhì)參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程。nTher

3、efore，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，它是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)和功能物質(zhì)。功能物質(zhì)。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、蛋白質(zhì)的分類(lèi)三、蛋白質(zhì)的分類(lèi)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： 碳碳 50 50-55%-55% 氫氫 6.5-7.3 6.5-7.3 氧氧 19-24 19-24 氮氮 16% 16% 硫硫 0-3 0-3 其他其他 微微 量量蛋白質(zhì)的含量測(cè)定蛋白質(zhì)的含量測(cè)定v凱氏（凱氏（KjedahlKjedahl）定氮法定氮法：根據(jù)生

4、物樣品中的含氮量來(lái)計(jì)算蛋白質(zhì)的大概含量：蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含量= =蛋白氮蛋白氮 6.25 6.256.256.25為蛋白質(zhì)系數(shù)，即為蛋白質(zhì)系數(shù)，即1 1克氮所代表的蛋白克氮所代表的蛋白質(zhì)量（克數(shù)）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)，使其徹底水解得，使其徹底水解得到產(chǎn)物為氨基酸，組成蛋白質(zhì)的常見(jiàn)到產(chǎn)物為氨基酸，組成蛋白質(zhì)的常見(jiàn)2020種氨基種氨基酸（基本酸（基本AAAA）中除脯氨酸外，均為）中除脯氨酸外，均為 - -氨基酸：氨基酸：COOHCHH2NR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l蛋白質(zhì)分子量

5、：約蛋白質(zhì)分子量：約60006000到到10000001000000道爾頓（道爾頓（DaDa）或更大。或更大。l有些寡聚蛋白質(zhì)的分子量可高有些寡聚蛋白質(zhì)的分子量可高達(dá)數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)。達(dá)數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)。三、蛋白質(zhì)的分類(lèi)三、蛋白質(zhì)的分類(lèi)一）一） 依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類(lèi)依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類(lèi)nGlobular proteinGlobular protein和和fibrous proteinfibrous proteinn球狀蛋白質(zhì)：球狀蛋白質(zhì)：globular proteinglobular protein外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類(lèi)。n纖維狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白

6、質(zhì)：fibrous proteinfibrous protein分子類(lèi)似纖維或細(xì)棒。分子分子軸比軸比( (長(zhǎng)軸短軸長(zhǎng)軸短軸) )大于大于1010二）依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類(lèi)二）依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類(lèi)n簡(jiǎn)單蛋白簡(jiǎn)單蛋白( (simple protein)simple protein)：n結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白( (conjugated protein)conjugated protein)prosthetic group第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位氨基酸氨基酸（Building blocks of proteinsamino acidamino acid）一、氨基酸的分類(lèi)一、氨基酸

7、的分類(lèi)二、氨基酸的理化性質(zhì)二、氨基酸的理化性質(zhì)一、氨基酸的分類(lèi)一、氨基酸的分類(lèi)（一）根據(jù)來(lái)源分：（一）根據(jù)來(lái)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（二）從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度分：（二）從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度分：必需氨基酸和非必需氨必需氨基酸和非必需氨基酸基酸Ile Met Lys Val Ile Met Lys Val LeuLeu TrpTrp PhePhe ThrThr 一一 家家 來(lái)來(lái) 寫(xiě)寫(xiě) 兩兩 三三 本本 書(shū)書(shū)（三）根據(jù)是否組成蛋白質(zhì)來(lái)分：（三）根據(jù)是否組成蛋白質(zhì)來(lái)分：蛋白質(zhì)中常見(jiàn)蛋白質(zhì)中常見(jiàn)氨基酸、蛋白質(zhì)中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸氨基酸、蛋白質(zhì)中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸 1 1、蛋白質(zhì)中、

8、蛋白質(zhì)中2020常見(jiàn)氨基酸的結(jié)構(gòu)常見(jiàn)氨基酸的結(jié)構(gòu) 甘氨酸甘氨酸 Glycine(G) 中性氨基酸中性氨基酸H2NCH CHOHO氨基乙酸氨基乙酸1)脂肪族氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 中性氨基酸中性氨基酸H2NCH CCH3OHO甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine (A) - -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 (V) 中性氨基酸中性氨基酸H2NCH CCHOHOCH3CH3 - -氨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 Al

9、anine纈氨酸纈氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine (L) 中性氨基酸中性氨基酸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 (I) 中性氨基酸中性氨基酸 - -氨基氨基- - - -甲基戊甲基戊酸酸 中性氨基酸中性氨基酸R基為中性烷基（基為中性烷基（Gly為為H ），），對(duì)對(duì)分子酸堿性影響很小，幾乎有相同的等電點(diǎn)分子酸堿性影響很小，幾乎有相同的等電點(diǎn)（6 .0）。）。 從從Gly至

10、至Ile，R基團(tuán)疏水性增加，基團(tuán)疏水性增加，Ile是這是這20種氨種氨基酸中脂溶性最強(qiáng)的之一（除基酸中脂溶性最強(qiáng)的之一（除Phe 、Trp、Tyr 以以外）。外）。 中性氨基酸中性氨基酸一般位于在蛋白質(zhì)內(nèi)部，側(cè)鏈不被一般位于在蛋白質(zhì)內(nèi)部，側(cè)鏈不被修飾。修飾。 中性氨基酸中性氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 甲硫氨酸甲硫氨酸 Methionine (M) 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Met中含有甲硫基（中含有甲硫基（-SCH3 ），），硫原子有硫原子有親核性，易發(fā)生極化。親核性，易發(fā)生極化。 在生物合成中是一在生物合成

11、中是一種重要的種重要的甲基供體甲基供體。氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 甲硫氨酸甲硫氨酸 Methionine半胱氨酸半胱氨酸 Cysteine (C) 含硫氨基酸含硫氨基酸 - -氨基氨基- - - -巰基丙巰基丙酸酸Cys的的R基中含基中含-SH，兩兩個(gè)個(gè)Cys的的-SH氧化生成二氧化生成二硫鍵，生成胱氨酸。硫鍵，生成胱氨酸。 Cys -SH+ Cys -SH Cys-S-S- Cys 二硫鍵利于蛋白質(zhì)結(jié)二硫鍵利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。構(gòu)的穩(wěn)定。氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 絲氨酸絲氨酸 Serine （S） 含羥基含羥基氨基酸氨基酸H2NCH CCH2OHOOH - -氨基氨基- - - -羥基丙羥基

12、丙酸酸Ser的的-OH基是一個(gè)極基是一個(gè)極性基團(tuán)，易與其它基性基團(tuán)，易與其它基團(tuán)形成氫鍵，具有重團(tuán)形成氫鍵，具有重要的生理意義。要的生理意義。在大在大多數(shù)酶的活性中心都多數(shù)酶的活性中心都發(fā)現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)有Ser殘基。殘基。 -OH易發(fā)生磷酸化修飾，易發(fā)生磷酸化修飾，以此調(diào)節(jié)酶的活性。以此調(diào)節(jié)酶的活性。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（T） 含羥基含羥基氨基酸氨基酸H2NCH CCHOHOOHCH3 - -氨基氨基- - - -羥基丁羥基丁酸酸Thr 中的中的-OH是仲是仲醇，具有親水性，醇，具有親水性，但但-OH形成氫鍵的形成氫鍵的能力較弱，在蛋

13、白能力較弱，在蛋白質(zhì)活性中心中很少質(zhì)活性中心中很少出現(xiàn)。出現(xiàn)。 氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 堿性堿性氨基酸氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine（R）H2NCHCCH2OHOCH2CH2NHCNH2NH - -氨基氨基- - - -胍基戊胍基戊酸酸Arg是是堿性最強(qiáng)堿性最強(qiáng)的的氨基酸，氨基酸，pKa值為值為12.48，生理?xiàng)l件，生理?xiàng)l件下完全質(zhì)子化。下完全質(zhì)子化。氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 堿性堿性氨基酸氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine賴氨酸賴氨酸 Lysine（K）H2NCHCCH2OHOCH2CH2CH2NH2 ， - -二氨基己酸二氨基己酸Lys側(cè)鏈氨基的側(cè)鏈氨基的pKa為為10.53，生

14、理?xiàng)l件下，生理?xiàng)l件下側(cè)鏈帶一個(gè)正電荷側(cè)鏈帶一個(gè)正電荷。此外，它的側(cè)鏈有此外，它的側(cè)鏈有4個(gè)個(gè)C的直鏈，柔性較的直鏈，柔性較大，使側(cè)鏈的氨基反大，使側(cè)鏈的氨基反應(yīng)活性增大。應(yīng)活性增大。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（D） 酸性氨基酸酸性氨基酸H2NCH CCH2OHOCOHO - -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（E） 酸性氨基酸酸性氨基酸H2NCH CCH2OHOCH2COHO - -氨基戊二酸氨基戊二酸Asp、Glu側(cè)鏈羧基側(cè)鏈羧基pKa分別為分別為3.86和和4.25。它們

15、在生理?xiàng)l件下它們?cè)谏項(xiàng)l件下帶有負(fù)電荷。帶有負(fù)電荷。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 (Asn；N) 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谷氨酰胺谷氨酰胺 Glutamine (Gln；Q) 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸H2NCHCCH2OHOCH2CNH2O Asp和和Gln易發(fā)生易發(fā)生氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，轉(zhuǎn)氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)在生物合氨基反應(yīng)在生物合成和代謝中有重要成和代謝中有重要意義。意義。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Phenylalan

16、ine（F）H2NCHCCH2OHO - -氨基氨基- - - -苯基丙苯基丙酸酸2)芳香族氨基酸氨基酸的結(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（Y）H2NCHCCH2OHOOH - -氨基氨基- - - -對(duì)羥苯基丙對(duì)羥苯基丙酸酸氨基酸的結(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 Tryptophan（Trp；W）H2NCHCCH2OHOHN - -氨基氨基- - - -吲哚基丙吲哚基丙酸酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸都具有共軛都具有共軛電子

17、體系，易與其它缺電子電子體系，易與其它缺電子體系或體系或電子體系形成電荷轉(zhuǎn)電子體系形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物移復(fù)合物( charge-transfer complex)，在分子相互識(shí)別在分子相互識(shí)別過(guò)程中具有重要作用。過(guò)程中具有重要作用。它們?cè)谧贤鈪^(qū)有特征吸收峰。它們?cè)谧贤鈪^(qū)有特征吸收峰。氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 組氨酸組氨酸 Histidine（H）H2NCH CCH2OHONNH - -氨基氨基- - - -咪唑基丙咪唑基丙酸酸3）雜環(huán)族氨基酸是側(cè)鏈?zhǔn)莻?cè)鏈pKa值最接近值最接近生理生理pH值的一種值的一種aa，在接近中性在接近中性pH時(shí)，時(shí)，可離解平衡，具有緩可離解平衡，具有緩沖能力。沖能力。氨基

18、酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu) 脯氨酸脯氨酸 Proline (P)HNCOHO - -吡咯烷基吡咯烷基- - - -羧酸羧酸3）雜環(huán)族氨基酸Pro的的-亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)。它在蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中具有極重要的作用，結(jié)構(gòu)。它在蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中具有極重要的作用， Pro殘基處在骨架方向發(fā)生變化的位置。殘基處在骨架方向發(fā)生變化的位置。 按按R R基極性分類(lèi)基極性分類(lèi)2020種常見(jiàn)氨基酸種常見(jiàn)氨基酸(1)(1)非極性非極性R R基氨基酸：基氨基酸：8 8種種Ala Val Ala Val LeuLeu Ile Ile PhePhe TrpTrp Pro

19、 Met Pro Met(2)(2)不帶電荷的極性不帶電荷的極性R R基氨基酸：基氨基酸：7 7種種Ser Ser ThrThr Tyr Tyr AsnAsn GlnGln CysCys GlyGly(3)(3)帶負(fù)電荷帶負(fù)電荷R R基氨基酸：基氨基酸：2 2種種Asp Asp GluGlu(4)(4)帶正電荷帶正電荷R R基氨基酸：基氨基酸：3 3種種Lys Lys ArgArg His His非極性氨基酸一般位于蛋白質(zhì)的疏水核心，帶電荷非極性氨基酸一般位于蛋白質(zhì)的疏水核心，帶電荷的氨基酸和極性氨基酸位于蛋白質(zhì)表面。的氨基酸和極性氨基酸位于蛋白質(zhì)表面。 酶的活性中心：酶的活性中心：HisHi

20、s、SerSer2.2.蛋白質(zhì)中的稀有氨基酸蛋白質(zhì)中的稀有氨基酸n有些氨基酸雖然不常見(jiàn)但在某些蛋白質(zhì)中存在。這些有些氨基酸雖然不常見(jiàn)但在某些蛋白質(zhì)中存在。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來(lái)的。氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來(lái)的。n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。其結(jié)構(gòu)如下：二碘酪氨酸等。其結(jié)構(gòu)如下：NHHOCOOH4-羥基脯氨酸H2NCH2CHCH2CH2CHCOOHOHNH25-羥基賴氨酸NH2CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH6-N-甲基賴氨酸HOI

21、ICH2CHCOOHNH23,5-二碘酪氨酸 3.3.非蛋白氨基酸非蛋白氨基酸 廣泛存在于各種細(xì)胞和組織中，呈游離或結(jié)合廣泛存在于各種細(xì)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(lèi)氨基酸（態(tài)，但并不存在蛋白質(zhì)中的一類(lèi)氨基酸（150多多種），大部分也是蛋白質(zhì)氨基酸的衍生物。種），大部分也是蛋白質(zhì)氨基酸的衍生物。 H H2 2N-CHN-CH2 2-CH-CH2 2-COOH H-COOH H2 2N-CHN-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-COOH-COOH - -丙氨酸丙氨酸 - -氨基丁酸氨基丁酸 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(xì)菌細(xì)胞壁中

22、肽聚糖的組分：作為細(xì)菌細(xì)胞壁中肽聚糖的組分：D-D-GluGlu D-Ala 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: : - -丙氨酸丙氨酸（V VB3B3）、）、鳥(niǎo)氨酸（鳥(niǎo)氨酸（OrnOrn）、）、胍氨酸（胍氨酸（CitCit）( (尿素尿素) )3.3.是神經(jīng)傳導(dǎo)的化學(xué)介質(zhì)：是神經(jīng)傳導(dǎo)的化學(xué)介質(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(yùn)和貯藏載體素的轉(zhuǎn)運(yùn)和貯藏載體 （刀豆氨酸）（刀豆氨酸）5.5.防御作用：防御作用：D-D-環(huán)環(huán)Ser(Ser(抗生素）抗生素）絕大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。絕大部

23、分非蛋白氨基酸的功能不清楚。二、二、 氨基酸的理化性質(zhì)氨基酸的理化性質(zhì) 氨基酸都含有一個(gè)手性氨基酸都含有一個(gè)手性 - -碳原子碳原子( (Gly 除外）除外），具有旋光性，具有旋光性，有兩種光學(xué)異構(gòu)體：有兩種光學(xué)異構(gòu)體：L L型、型、D D型型。 構(gòu)成構(gòu)成proteinprotein的氨基酸均屬的氨基酸均屬L-L-型型( (除除GlyGly）。）。2.2.氨基酸的光吸收氨基酸的光吸收2020種氨基酸在可見(jiàn)光區(qū)都種氨基酸在可見(jiàn)光區(qū)都沒(méi)有光吸收，但在沒(méi)有光吸收，但在遠(yuǎn)紫外遠(yuǎn)紫外區(qū)區(qū)(220(3.5pH3.5，-羧基以羧基以- -COOCOO- -形式存在。形式存在。-NH-NH2 2 pK pK2

24、 2在在9.49.4左右，當(dāng)左右，當(dāng)pH8.0pH pI時(shí)，氨基酸帶負(fù)電荷，向正時(shí)，氨基酸帶負(fù)電荷，向正極移動(dòng)。極移動(dòng)。 pH = pI時(shí)，氨基酸凈電荷為零。時(shí)，氨基酸凈電荷為零。 pH pI時(shí)，氨基酸帶正電荷，向負(fù)時(shí)，氨基酸帶正電荷，向負(fù)極移動(dòng)。極移動(dòng)。中性氨基酸（中性氨基酸（R R基不解離），其基不解離），其pIpI是它的是它的pKpK1 1和和pKpK2 2的的算術(shù)平均值：算術(shù)平均值：pIpI = (pK = (pK1 1 + pK + pK2 2)/2 )/2 同樣，同樣， R R基解離的氨基酸，其基解離的氨基酸，其pIpI值也決定于值也決定于兩兩性離子兩邊的性離子兩邊的pKpK值值的

25、算術(shù)平均值。的算術(shù)平均值。 酸性氨基酸：酸性氨基酸： pIpI = (pK = (pK1 1 + + pKpK R-COOR-COO- - )/2 )/2 堿性氨基酸：堿性氨基酸： pIpI= (pK= (pK2 2 + pK + pKR-NH2 R-NH2 )/2)/2氨基酸等電點(diǎn)（氨基酸等電點(diǎn)（pI）的計(jì)算：）的計(jì)算：22233RNHRCOOHNHCOOHpKpKpIpKpKpIpKpKpI堿性氨基酸酸性氨基酸中性氨基酸實(shí)際上：實(shí)際上： 丙氨酸的滴定曲線：丙氨酸的滴定曲線： 1.00.500.51.013 2. 酸堿滴定曲線酸堿滴定曲線(Titration) Gly的兩性解離和滴定曲線的兩

26、性解離和滴定曲線 H+ OH- 起點(diǎn)：起點(diǎn)：100% Gly+ 凈電荷：凈電荷：+1第一拐點(diǎn)：第一拐點(diǎn)：50%Gly + 和和50%Gly 平均凈電荷：平均凈電荷：+0.5 pH=pK1+lgGly/Gly+ = pK1 = 2.34 第二拐點(diǎn)：第二拐點(diǎn)：100%Gly 凈電荷：凈電荷：0 等電點(diǎn)等電點(diǎn)pI=5.97第三拐點(diǎn)：第三拐點(diǎn)：50%Gly 和和50%Gly- 平均凈電荷：平均凈電荷：-0.5 pH=pK2+lgGly-/Gly=pK2=9.6 終點(diǎn)：終點(diǎn)： 100% Gly- 凈電荷：凈電荷：-1應(yīng)用：應(yīng)用：（1）pH = pK 時(shí)，緩沖能力最大，等電點(diǎn)時(shí)緩沖時(shí)，緩沖能力最大，等電點(diǎn)

27、時(shí)緩沖能力最小。能力最小。（2）氨基酸）氨基酸pI的計(jì)算。的計(jì)算。（3）不同）不同pH下的組成分析和電泳行為下的組成分析和電泳行為 （4）利用）利用pI和和pK確定各種氨基酸適合的酸堿緩沖確定各種氨基酸適合的酸堿緩沖范圍。范圍。（5）計(jì)算氨基酸水溶液的）計(jì)算氨基酸水溶液的pH值。值。 根據(jù)根據(jù)P133頁(yè)表頁(yè)表3-3中中Glu的數(shù)據(jù)（的數(shù)據(jù)（pK1-COOH 2.19，pK2-N+H3 9.67，pKR R-COOH 4.25，pI 3.22）Glu-和和Glu=各一半時(shí)的各一半時(shí)的pH值。值。Glu總是帶正電荷的總是帶正電荷的pH范圍。范圍。 Glu和和Glu-能作為緩沖液使用的能作為緩沖液使

28、用的pH范圍。范圍。作業(yè)：作業(yè)： （三）氨基酸參與的化學(xué)反應(yīng)（三）氨基酸參與的化學(xué)反應(yīng)1 1、-NH2-NH2和和-COOH-COOH共同參加的反應(yīng)共同參加的反應(yīng)1 1）成肽反應(yīng)）成肽反應(yīng) 2 2）與茚三酮反應(yīng)）與茚三酮反應(yīng) 茚三酮在弱酸中茚三酮在弱酸中與與-氨基酸共熱，引起氨基氨基酸共熱，引起氨基酸的氧化脫氨、脫羧反應(yīng)。最后，茚三酮與反應(yīng)酸的氧化脫氨、脫羧反應(yīng)。最后，茚三酮與反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)物氨及還原茚三酮反應(yīng)，生成紫色物質(zhì)。氨及還原茚三酮反應(yīng)，生成紫色物質(zhì)。（max=570nmmax=570nm，Pro max=440nmPro max=440nm） 氨基酸分析定性、定量。氨基酸分析定性、定量。

29、CCCOOO茚三酮茚三酮CCCOOOHOHH2OH2O水合茚三酮水合茚三酮+ +NH3NH3弱酸弱酸紫色物質(zhì)紫色物質(zhì)圖圖 氨基酸與茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮反應(yīng)1 1）?；磻?yīng)）?；磻?yīng) 酰化試劑：芐氧酰氯、叔丁氧甲酰氯（?；噭浩S氧酰氯、叔丁氧甲酰氯（BOCBOC）、）、苯二甲酸酐、對(duì)苯二甲酸酐、對(duì)- -甲苯磺酰氯。多肽和甲苯磺酰氯。多肽和proteinprotein的的人工合成中被用作氨基保護(hù)劑。人工合成中被用作氨基保護(hù)劑。 丹磺酰氯（丹磺酰氯（DNS-DNS-ClCl，5 5二甲基氨基萘二甲基氨基萘-1-1-磺酰氯）磺酰氯）2、-NH2參加的反應(yīng)參加的反應(yīng)圖圖 DNS-氨基酸氨基酸弱堿強(qiáng)

30、酸DNS-DNS-ClCl可用于多肽鏈可用于多肽鏈NHNH2 2末端氨基酸的標(biāo)記。末端氨基酸的標(biāo)記。 GlyGlyAlaAlaSerSerLeuLeuPhePhe DNS DNSGlyGlyAlaAlaSerSerLeuLeuPhePhe 水解產(chǎn)物：水解產(chǎn)物：DNSDNSGlyGly、 AlaAla、 SerSer、 LeuLeu、 PhePhe DNS-DNS-氨基酸氨基酸被紫外光激發(fā)后發(fā)被紫外光激發(fā)后發(fā)黃綠色熒光黃綠色熒光。2 2） 烷基化反應(yīng)烷基化反應(yīng) -氨基中的氮是一個(gè)親核中心，能發(fā)生親核氨基中的氮是一個(gè)親核中心，能發(fā)生親核取代反應(yīng)。取代反應(yīng)。 A. 2.4A. 2.4二硝基氟苯反應(yīng)（

31、二硝基氟苯反應(yīng)（DNFBDNFB、FDNBFDNB） SangerSanger反應(yīng)反應(yīng)有機(jī)相（黃色）有機(jī)相（黃色）水相水相OH-B. 異硫氰酸苯酯反應(yīng)（異硫氰酸苯酯反應(yīng)（ PITC Edman 反應(yīng)反應(yīng)）有機(jī)相有機(jī)相268nmEdmanEdman用此反應(yīng)來(lái)鑒定多肽和用此反應(yīng)來(lái)鑒定多肽和proteinprotein的的NHNH2 2末端氨末端氨基酸?，F(xiàn)用于蛋白質(zhì)序列自動(dòng)分析?；帷，F(xiàn)用于蛋白質(zhì)序列自動(dòng)分析。例如：例如：GlyAlaSerLeuPhe PTCGlyAlaSerLeuPhe 無(wú)水強(qiáng)酸裂解：無(wú)水強(qiáng)酸裂解：PTHGly、 AlaSerLeuPhe（1）耦聯(lián)）耦聯(lián) PITC HNA-B-C

32、-D pH8-9，40 PTCA-B-C-D （2）裂解裂解 PTCA-B-C-D + TFA 無(wú)水無(wú)水三氟乙酸三氟乙酸 ATZA + H2NB-C-D （3）轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 ATZA PTHA（層析法分離）層析法分離）Edman 反應(yīng)步驟：反應(yīng)步驟：一次水解一個(gè)端氨基酸一次水解一個(gè)端氨基酸3 3）生成西佛堿的反應(yīng)（）生成西佛堿的反應(yīng)（SchiffSchiff） 氨基酸氨基酸的的氨基與醛類(lèi)反應(yīng)，生成西佛堿。氨基與醛類(lèi)反應(yīng)，生成西佛堿。 西佛堿是某些酶促反應(yīng)的中間產(chǎn)物（如轉(zhuǎn)氨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）?；磻?yīng)的中間產(chǎn)物）。 3 3、-羧基參加的反應(yīng)羧基參加的反應(yīng) 1 1）

33、成鹽、成酯）成鹽、成酯 分別與堿、醇作用。分別與堿、醇作用。2 2）成酰氯的反應(yīng)（使羧基活化）成酰氯的反應(yīng)（使羧基活化） 氨基被保護(hù)后，羧基可與二氯亞砜或五氯化氨基被保護(hù)后，羧基可與二氯亞砜或五氯化磷反應(yīng)，生成酰氯。磷反應(yīng)，生成酰氯。 此反應(yīng)使氨基酸的羧基活化，易與另一個(gè)氨此反應(yīng)使氨基酸的羧基活化，易與另一個(gè)氨基酸的氨基結(jié)合，在多肽的人工合成中常用。基酸的氨基結(jié)合，在多肽的人工合成中常用。4 4、側(cè)鏈、側(cè)鏈R R基參加的反應(yīng)基參加的反應(yīng) 用于用于proteinprotein的化學(xué)修飾的化學(xué)修飾 protein的化學(xué)修飾：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

34、某種試劑件下，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)，以引起蛋白（稱化學(xué)修飾劑）起特異反應(yīng)，以引起蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸側(cè)鏈或功能基團(tuán)發(fā)生共價(jià)化質(zhì)中個(gè)別氨基酸側(cè)鏈或功能基團(tuán)發(fā)生共價(jià)化學(xué)改變。學(xué)改變。 第二節(jié)第二節(jié) 肽（肽（peptidepeptide） P P162162n一個(gè)氨基酸的一個(gè)氨基酸的羧基羧基與另與另一個(gè)氨基酸的一個(gè)氨基酸的氨基氨基之間之間失水形成的酰胺鍵稱為失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵肽鍵，所形成的化合物，所形成的化合物稱為稱為肽肽。由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基酸由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)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

35、稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為為氨基酸殘基氨基酸殘基。 肽鍵肽鍵（peptide bondpeptide bond）：n肽鍵的特點(diǎn)是氮原子上的孤對(duì)電子與羰基具有明肽鍵的特點(diǎn)是氮原子上的孤對(duì)電子與羰基具有明顯的共顯的共振振作用，作用，形成共振雜化體，穩(wěn)定性高形成共振雜化體，穩(wěn)定性高。n肽鍵中的肽鍵中的C-NC-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。 0.1250.125nmnm鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng)=0.133=0.133nmnm 0.145nm0.145nm肽鍵肽鍵n組成肽鍵的組成肽鍵的6 6個(gè)原子處于個(gè)原子處于同一平面（酰氨平面）。同一平面（酰氨平面）。n在大多數(shù)情況下

36、，以反式在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)存在, ,而而ProPro的肽鍵可的肽鍵可能出現(xiàn)能出現(xiàn)順、反兩種構(gòu)型。順、反兩種構(gòu)型。CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽鍵n在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排在多肽鏈中，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n通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)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(gè)游離的；在另

37、一端含有一個(gè)游離的 - -羧基，稱為羧基，稱為羧基端或羧基端或C-C-端。端。n氨基酸的順序是從氨基酸的順序是從N-N-端的氨基酸殘基開(kāi)始，以端的氨基酸殘基開(kāi)始，以C-C-端氨端氨基酸殘基為終點(diǎn)基酸殘基為終點(diǎn)的排列順序。如上述五肽可表示為：的排列順序。如上述五肽可表示為： Ser-Val-Tyr-Asp-Ser-Val-Tyr-Asp-GlnGln二、肽鏈中二、肽鏈中AA的排列順序和命名的排列順序和命名四肽的結(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(diǎn)都很高。、每種肽也有其晶體，晶體的熔點(diǎn)都很高。2、肽的酸堿性質(zhì)主要來(lái)自游離末端、肽的酸堿性質(zhì)主要來(lái)自游

38、離末端 -NH2和游和游離末端離末端 -COOH以及側(cè)鏈上可解離的基團(tuán)以及側(cè)鏈上可解離的基團(tuán)。3、肽的等電點(diǎn)計(jì)算方法以及在溶液中所帶電荷、肽的等電點(diǎn)計(jì)算方法以及在溶液中所帶電荷的判斷方法與的判斷方法與AA一致，但復(fù)雜。一致，但復(fù)雜。 A2+A A+ +A A0 0A A- -A A2-2-K K1 1K K2 2K K3 3 K K4 4pIpI=pK=pK2 2+ pK+ pK3 3/2/24、肽的化學(xué)反應(yīng)肽的化學(xué)反應(yīng)：肽的肽的-羧基，羧基，-氨基和氨基和側(cè)鏈側(cè)鏈R R基上的活性基團(tuán)都能發(fā)生與游離氨基基上的活性基團(tuán)都能發(fā)生與游離氨基酸相似的反應(yīng)。如：酸相似的反應(yīng)。如：也能發(fā)生茚三酮反應(yīng)、也能

39、發(fā)生茚三酮反應(yīng)、Sanger反應(yīng)、反應(yīng)、DNSCl反應(yīng)和反應(yīng)和Edman反反應(yīng)；還可發(fā)生雙縮脲反應(yīng)。應(yīng)；還可發(fā)生雙縮脲反應(yīng)。多肽的雙縮脲反應(yīng)多肽的雙縮脲反應(yīng) 雙縮脲反應(yīng)雙縮脲反應(yīng)是指雙縮脲是指雙縮脲(NH2-CO-NH-CO-NH2)在堿性溶液中可與銅離子產(chǎn)生紫紅色的絡(luò)合物。在堿性溶液中可與銅離子產(chǎn)生紫紅色的絡(luò)合物。多肽或蛋白質(zhì)中有多個(gè)肽鍵多肽或蛋白質(zhì)中有多個(gè)肽鍵,也能與銅離子發(fā)生雙也能與銅離子發(fā)生雙縮脲反應(yīng)，縮脲反應(yīng)，游離氨基酸無(wú)此反應(yīng)。游離氨基酸無(wú)此反應(yīng)。四、四、 天然存在的重要多肽天然存在的重要多肽n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

40、單位。白質(zhì)的亞單位。多肽與蛋白質(zhì)區(qū)別？多肽與蛋白質(zhì)區(qū)別？n 但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。這類(lèi)多肽通常都具有特殊的生理功狀態(tài)存在。這類(lèi)多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為能，常稱為活性肽活性肽（active peptideactive peptide）。）。 活性肽活性肽具有人體代謝和生理調(diào)節(jié)功能具有人體代謝和生理調(diào)節(jié)功能, ,易消化吸易消化吸收收, ,有促進(jìn)免疫、激素、酶抑制劑、抗菌、抗病毒、有促進(jìn)免疫、激素、酶抑制劑、抗菌、抗病毒、降血脂等作用降血脂等作用, ,食用安全性及高食用安全性及高, ,是當(dāng)前國(guó)際食品界是當(dāng)前國(guó)際食品界和醫(yī)學(xué)界

41、最熱門(mén)的研究課題之一，是極具發(fā)展前景和醫(yī)學(xué)界最熱門(mén)的研究課題之一，是極具發(fā)展前景的功能因子。的功能因子。 n CO-NH-CH-CO-NH-CH2-COOHCHCH2 2CHCH2 2CHNHCHNH2 2COOHCOOHCH2CH2SHSH 谷胱甘肽谷胱甘肽存在與動(dòng)、植物及微生物中：存在與動(dòng)、植物及微生物中： 在細(xì)胞內(nèi)參與氧化還原過(guò)程，清除內(nèi)源在細(xì)胞內(nèi)參與氧化還原過(guò)程，清除內(nèi)源性過(guò)氧化物和自由基，保護(hù)細(xì)胞膜。維護(hù)性過(guò)氧化物和自由基，保護(hù)細(xì)胞膜。維護(hù)proteinprotein活性中心的巰基處于還原狀態(tài)?；钚灾行牡膸€基處于還原狀態(tài)。2 2GSHGSHGS-SGGS-SG1. 谷胱甘肽谷胱甘肽

42、GluCysGly - -谷氨酰半光氨酰甘氨酸谷氨酰半光氨酰甘氨酸 由細(xì)菌分泌的多肽，有時(shí)含有由細(xì)菌分泌的多肽，有時(shí)含有D-D-氨基酸和一些非蛋白氨基酸和一些非蛋白氨基酸。如鳥(niǎo)氨酸（氨基酸。如鳥(niǎo)氨酸（OrnOrnithineithine）。）。 具有抗菌作用。具有抗菌作用。 L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-Val L-Orn L-Orn L-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leu 短短桿菌肽桿菌肽S(S(環(huán)十肽環(huán)十肽) ) 2 2、短桿菌肽（抗生素）、短桿菌肽（抗生素） 3. 3. 腦啡肽腦啡肽 5 5肽，具有鎮(zhèn)痛作用，已發(fā)現(xiàn)幾十種。肽，具有鎮(zhèn)痛作用，已發(fā)現(xiàn)幾十種。 Met-Met

43、-腦啡肽：腦啡肽： TyrTyrGlyGlyGlyGlyPhePheMetMet LeuLeu-腦啡肽：腦啡肽： TyrTyrGlyGlyGlyGlyPhePheLeuLeu LeuLeu-腦啡肽，既有鎮(zhèn)痛作用又不會(huì)象嗎啡那樣腦啡肽，既有鎮(zhèn)痛作用又不會(huì)象嗎啡那樣使人上癮。使人上癮。 某些某些“腦肽腦肽”與機(jī)體的學(xué)習(xí)記憶、睡眠、食欲和行為都與機(jī)體的學(xué)習(xí)記憶、睡眠、食欲和行為都有密切關(guān)系。有密切關(guān)系。 NHCOCH2NHCOCHNHCOCH3CHCHOHCH2OHCHHNCNHCHCNHCH2CCOCHNHHOCH2NHNHCHCHCH3CH2CH3COOOOCH2CH2SOOH鵝膏覃堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)

44、4 4、鵝膏蕈堿、鵝膏蕈堿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牛催產(chǎn)素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加壓素 5 5、肽類(lèi)激素、肽類(lèi)激素一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和纖維狀蛋白二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和纖維狀蛋白三、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的構(gòu)象蛋白質(zhì)的構(gòu)象蛋白質(zhì)是氨基酸連接成的多肽鏈。蛋白質(zhì)是氨基酸連接成的多肽鏈。 每一種天然蛋白質(zhì)都有自己特有的空間結(jié)每一種天然蛋白質(zhì)都有

45、自己特有的空間結(jié)構(gòu)，這種空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的（天然）構(gòu)象構(gòu)，這種空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的（天然）構(gòu)象（conformation）。）。Protein的結(jié)構(gòu)層次的結(jié)構(gòu)層次 一級(jí)結(jié)構(gòu)（氨基酸順序）一級(jí)結(jié)構(gòu)（氨基酸順序）Primary 二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu) Secondary 超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu) Super 構(gòu)象構(gòu)象 結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 Domain 高級(jí)結(jié)構(gòu)高級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)(球狀結(jié)構(gòu)球狀結(jié)構(gòu)) Tertiary 四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)(多亞基聚集多亞基聚集) Quaternary一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)1. 定義定義 1969年，國(guó)際年，國(guó)際純化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)委員會(huì)純化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)委員會(huì)（I

46、UPAC） 規(guī)定：規(guī)定：蛋白蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽連中肽連中AA的排列順序，的排列順序，包包括二硫鍵的位置括二硫鍵的位置。其中其中最重要的是多肽鏈的最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。 2. 2. Sequence primary structure 意義：意義： protein一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)(序列序列)中含有形成高級(jí)中含有形成高級(jí)結(jié)構(gòu)全部必需的信息，結(jié)構(gòu)全部必需的信息， 一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)及功一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)及功能。能。 推斷推斷 氨基酸序列（一級(jí)結(jié)構(gòu)）氨基酸序列（一級(jí)結(jié)構(gòu)） 空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu) 預(yù)測(cè)預(yù)

47、測(cè) 空間結(jié)構(gòu)（高級(jí)結(jié)構(gòu)）空間結(jié)構(gòu)（高級(jí)結(jié)構(gòu)） 功能功能 圖圖 一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu) （1 1） 測(cè)定測(cè)定proteinprotein分子中多肽鏈的數(shù)目分子中多肽鏈的數(shù)目 （2 2） 拆分拆分proteinprotein分子中的多肽鏈分子中的多肽鏈 （3 3） 斷裂鏈內(nèi)二硫鍵斷裂鏈內(nèi)二硫鍵 （4 4） 分析多肽鏈的分析多肽鏈的N N末端和末端和C C末端末端 （5 5） 多肽鏈部分裂解成肽段多肽鏈部分裂解成肽段 （6 6） 測(cè)定各個(gè)肽段的氨基酸順序測(cè)定各個(gè)肽段的氨基酸順序 （7 7） 確定肽段在多肽鏈中的順序確定肽段在多肽鏈中的順序 （8 8） 確定多肽鏈中二硫鍵的位置確定多

48、肽鏈中二硫鍵的位置1 1）proteinprotein測(cè)序的一般步驟測(cè)序的一般步驟 對(duì)于一個(gè)純對(duì)于一個(gè)純proteinprotein，理想的方法是從理想的方法是從N N端端 直接測(cè)至直接測(cè)至C C端，目前只能測(cè)端，目前只能測(cè)6060個(gè)個(gè)N N端氨基酸。端氨基酸。 1.1.直接法（測(cè)直接法（測(cè)proteinprotein的序列）的序列） 兩種以上特異性裂解法：兩種以上特異性裂解法： N N C C A A法裂解法裂解 A1 A1 A2 A2 A3 A3 A4 A4 B B法裂解法裂解 B1B1 B2 B2 B3 B3 B4 B4 2.2.間接法（測(cè)定核酸序列，推斷氨基酸序列）間接法（測(cè)定核酸序列

49、，推斷氨基酸序列） 2 2）proteinprotein測(cè)序的基本策略測(cè)序的基本策略 4)蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定步驟蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定步驟A.測(cè)定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目。測(cè)定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目。 方法：方法：DNS-DNS-ClCl、 8 8mol/Lmol/L尿素尿素和和SDS-PAGESDS-PAGEB.B.多肽鏈的拆分多肽鏈的拆分（多肽鏈或多亞基組成的蛋白質(zhì)）（多肽鏈或多亞基組成的蛋白質(zhì)） 可用可用8 8mol/Lmol/L尿素或尿素或6 6mol/Lmol/L鹽酸胍鹽酸胍處處理理。C.過(guò)甲酸氧化過(guò)甲酸氧化 S SS S + HCOOOH + HCOOOH SOSO3 3H H

50、或或巰基乙醇還原。巰基乙醇還原。 D.D.分析多肽鏈的分析多肽鏈的N-N-末端和末端和C-C-末端。末端。n肽鏈末端氨基酸分為兩類(lèi)：肽鏈末端氨基酸分為兩類(lèi)：N-N-端氨基酸端氨基酸和和C-C-端氨基酸。端氨基酸。 DNS- DNS-ClCl法：法：最常用，黃綠色熒光，靈敏度最常用，黃綠色熒光，靈敏度高。薄層層析，方法簡(jiǎn)便。高。薄層層析，方法簡(jiǎn)便。 DNFBDNFB法：法：SangerSanger試劑，試劑，DNP-DNP-多肽，酸水解，多肽，酸水解，黃色黃色 DNP-DNP-氨基酸。有機(jī)溶劑（乙酸乙酯）氨基酸。有機(jī)溶劑（乙酸乙酯）抽提分離。紙層析、薄層層析、液相色譜抽提分離。紙層析、薄層層析、

51、液相色譜等。等。 PITCPITC法：法：EdmanEdman法，逐步切下。無(wú)色法，逐步切下。無(wú)色PTH-PTH-氨基酸，有機(jī)溶劑抽提，液相色譜分析。氨基酸，有機(jī)溶劑抽提，液相色譜分析。N N端分析端分析n多肽與肼在無(wú)水條件下加熱，多肽與肼在無(wú)水條件下加熱，C-C-端氨基酸即從肽鏈上解離端氨基酸即從肽鏈上解離出來(lái)，其余的氨基酸則變成肼化物。出來(lái)，其余的氨基酸則變成肼化物。肼化物能夠與苯甲醛肼化物能夠與苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)縮合成不溶于水的物質(zhì)而與而與C-C-端氨基酸分離。端氨基酸分離。C端分析端分析H2NCH CROHNCH CROORnCCHHNOHn-1N-端氨基酸 C-端氨基酸ORn

52、CCHH2NOHH2NCH CRONHNH2+H+NH2NH2氨基酸酰肼C-端氨基酸n羧肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的羧肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的C-C-端逐個(gè)的水解端逐個(gè)的水解AAAA。根據(jù)不同的反應(yīng)時(shí)間測(cè)出酶。根據(jù)不同的反應(yīng)時(shí)間測(cè)出酶水解所釋放出的氨基酸種類(lèi)和數(shù)量，從而知道水解所釋放出的氨基酸種類(lèi)和數(shù)量，從而知道蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的C-C-末端殘基順序。末端殘基順序。（ProPro不能用此方法）不能用此方法）n羧肽酶羧肽酶A A：除除ProPro、ArgArg、LysLys外的所有外的所有C C端氨基酸端氨基酸 羧肽酶羧肽酶B B：只水解只水解ArgArg、LysLys H H

53、2 2N N Val ValSerSerGlyGlyC端分析端分析b、E.E.多肽鏈斷裂成多個(gè)肽段多肽鏈斷裂成多個(gè)肽段可采用兩種或多種不同的斷裂方法將多可采用兩種或多種不同的斷裂方法將多肽樣品斷裂成兩套或多套肽段，并將其肽樣品斷裂成兩套或多套肽段，并將其分離開(kāi)來(lái)。分離開(kāi)來(lái)。多肽鏈斷裂法：多肽鏈斷裂法：酶解法和化學(xué)法酶解法和化學(xué)法 酶解法酶解法: :n胰蛋白酶胰蛋白酶，糜蛋白酶，胃蛋白酶，嗜熱，糜蛋白酶，胃蛋白酶，嗜熱菌蛋白酶等菌蛋白酶等nTrypsinase ：R R1 1=Lys=Lys和和ArgArg側(cè)鏈（專一性較側(cè)鏈（專一性較強(qiáng)，水解速度快）。強(qiáng)，水解速度快）。R R2 2=Pro =P

54、ro 水解受抑。水解受抑。NH CH COR4NH CH COR3NH CH COR2NH CH COR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)胰蛋白酶胰蛋白酶- -HN-CH-CO-NH-CH-CO-HN-CH-CO-NH-CH-CO-R1R1R2R2n或胰凝乳蛋白酶（或胰凝乳蛋白酶（C Chymotrypsinhymotrypsin）：）：R R1 1= =PhePhe, , Trp,TyrTrp,Tyr時(shí)水解快時(shí)水解快; ; R R1 1= = LeuLeu，MetMet和和HisHis水解稍慢。水解稍慢。nR R2 2=Pro =Pro 水解受抑。水解受抑。NH CH COR4NH CH COR3NH

55、CH COR2NH CH COR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)糜蛋白酶糜蛋白酶nP Pepsinepsin：R R1 1和和R R2 2Phe, Phe, TrpTrp, Tyr; , Tyr; 以及其它疏水性氨基酸以及其它疏水性氨基酸。nR R1 1=Pro =Pro 水解受抑。水解受抑。NH CH COR4NH CH COR3NH CH COR2NH CH COR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)胃蛋白酶胃蛋白酶nthermolysinthermolysin：R R2 2= =PhePhe, , TrpTrp, Tyr; , Tyr; 以及其它疏水性強(qiáng)的氨基酸水解速以及其它疏水性強(qiáng)的氨基酸水解速度較快。度較快

56、。nR R2 2=Pro=Pro或或GlyGly 不水解。不水解。nR R1 1或或R R3 3=Pro =Pro 水解受抑。水解受抑。NH CH COR4NH CH COR3NH CH COR2NH CH COR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)嗜熱菌蛋白酶嗜熱菌蛋白酶n谷氨酸蛋白酶：谷氨酸蛋白酶： R R1 1= =GluGlu和和AspAspn精氨酸蛋白酶：精氨酸蛋白酶： R R1 1= =ArgArgNHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)谷氨酸蛋白酶和精氨酸蛋白酶谷氨酸蛋白酶和精氨酸蛋白酶 化學(xué)法：化學(xué)法：可獲得較大的肽段可獲得較大的肽段溴化氰溴化氰(

57、 (CyanogenCyanogen bromide) bromide)水解法，它水解法，它能選擇性地切割由能選擇性地切割由MetMet的羧基的羧基所形成所形成的肽鍵。的肽鍵。 化學(xué)法：化學(xué)法：可獲得較大的肽段可獲得較大的肽段羥胺（羥胺（NHNH2 2OHOH）：）：專一性斷裂專一性斷裂- -Asn-GlyAsn-Gly- -之之間的肽鍵（間的肽鍵（約約150150個(gè)氨基酸出現(xiàn)一次）個(gè)氨基酸出現(xiàn)一次）。也能部分裂解也能部分裂解- -Asn-LeuAsn-Leu- -之間的肽鍵以之間的肽鍵以及及- -AsnAsn-Ala-Ala- -之間的肽鍵。之間的肽鍵。F.F.分離肽段分離肽段測(cè)定每個(gè)肽段的

58、氨基酸順序測(cè)定每個(gè)肽段的氨基酸順序肽段分離方法：肽段分離方法：電泳法電泳法 SDS-PAGESDS-PAGE離子交換離子交換/ /凝膠過(guò)濾層析法凝膠過(guò)濾層析法法法 根據(jù)肽段的極性分離根據(jù)肽段的極性分離每個(gè)肽段的氨基酸順序的測(cè)定每個(gè)肽段的氨基酸順序的測(cè)定： Edman法法（苯異硫氰酸酯法）苯異硫氰酸酯法）每每段段肽鏈的氨基肽鏈的氨基酸組成測(cè)定酸組成測(cè)定sequencerG.G.確定肽段在多肽鏈中的次序確定肽段在多肽鏈中的次序。 利用兩套或多套肽段的氨基酸順序彼此間利用兩套或多套肽段的氨基酸順序彼此間的交錯(cuò)重疊肽（的交錯(cuò)重疊肽（overlapingoverlaping peptidepeptide

59、），拼，拼湊出整條多肽鏈的氨基酸順序。湊出整條多肽鏈的氨基酸順序。1616肽，肽，N N端端H H，端。端。 法裂解：法裂解：ONS PS EOVE RLA HOWTONS PS EOVE RLA HOWT 法裂解：法裂解：SEO WTON VERL APS HOSEO WTON VERL APS HO 重疊法確定序列：重疊法確定序列：HOWTONSEOVERLAPSHOWTONSEOVERLAPSH.H.確定原多肽鏈中二硫鍵的位置確定原多肽鏈中二硫鍵的位置n碘乙酰胺封閉碘乙酰胺封閉- -SHSHn胃蛋白酶處理含有二硫鍵的多肽鏈胃蛋白酶處理含有二硫鍵的多肽鏈( (切點(diǎn)多；酸切點(diǎn)多；酸性環(huán)境下防

60、止二硫鍵發(fā)生交換性環(huán)境下防止二硫鍵發(fā)生交換) )。n將所得的肽段利用將所得的肽段利用BrownBrown及及HartlayHartlay的對(duì)角線電的對(duì)角線電泳技術(shù)泳技術(shù)進(jìn)行分離：進(jìn)行分離：第一向電泳第一向電泳 HCOOH HCOOH 氧化氧化-S-S-S-S-生成生成- -SOSO3 3H H 第二向電泳第二向電泳 分離出含二硫鍵的兩條短肽，測(cè)分離出含二硫鍵的兩條短肽，測(cè)序序 與拼接出的肽鏈比較，定出二硫鍵的位置與拼接出的肽鏈比較，定出二硫鍵的位置。+ +- -+ +- -第二向第二向第一向第一向a ab bBrownBrown和和HartlayHartlay對(duì)角線電泳圖解對(duì)角線電泳圖解pH6

61、.5pH6.5圖中圖中a a、b b兩個(gè)斑點(diǎn)是兩個(gè)斑點(diǎn)是由一個(gè)二硫鍵斷裂由一個(gè)二硫鍵斷裂產(chǎn)生的肽段產(chǎn)生的肽段nThe determination of the AA sequence of insulin (1953) is a landmark in biochemistry because it showed for the first time that a protein has a precisely defined AA sequence. 3.蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)生物功能蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)生物功能 1 )蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)舉例：蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)舉例： （1）胰島素（）胰島素（Insulin）MW

62、MW：5700 5700 daltondalton，5151個(gè)氨基酸殘基，個(gè)氨基酸殘基，A A鏈鏈2121個(gè)殘基，個(gè)殘基，B B鏈鏈3030個(gè)殘基。個(gè)殘基。A A鏈內(nèi)有鏈內(nèi)有1 1個(gè)個(gè)2 2硫鍵硫鍵 CysCys 6 6 CysCys 11 11A.BA.B鏈間有鏈間有2 2個(gè)個(gè)2 2硫鍵硫鍵 A.CysA.Cys 7 7B.Cys 7B.Cys 7 A.CysA.Cys 20 20 B.CysB.Cys 19 19 （2 2）牛胰核糖核酸酶（）牛胰核糖核酸酶（RNaseRNase） 一條多肽鏈，一條多肽鏈，124124AAAA殘基組成，四殘基組成，四 個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵，分子量個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵，分子量

63、12600.12600.它是測(cè)出一它是測(cè)出一級(jí)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)酶分子。級(jí)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)酶分子。RNaseRNase同源蛋白質(zhì)（同源蛋白質(zhì)（homologous proteinhomologous protein）：）： 不同的生物體內(nèi)具有同一功能的蛋白質(zhì)，由同不同的生物體內(nèi)具有同一功能的蛋白質(zhì)，由同一祖先進(jìn)化而來(lái)。如：一祖先進(jìn)化而來(lái)。如：hemoglobinhemoglobin具有輸送氧氣具有輸送氧氣的功能，的功能，cytochromecytochrome在所有的生物中都是電子傳在所有的生物中都是電子傳遞鏈的組成部分。遞鏈的組成部分。2)2)同源蛋白質(zhì)種屬差異與生物進(jìn)化同源蛋白質(zhì)種屬差異與生物進(jìn)化

64、（一級(jí)結(jié)構(gòu)的種屬差異）（一級(jí)結(jié)構(gòu)的種屬差異）Homologous proteinHomologous protein的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：多肽鏈長(zhǎng)度相同或相近。多肽鏈長(zhǎng)度相同或相近。 氨基酸順序中有許多位置的氨基酸對(duì)所有種屬氨基酸順序中有許多位置的氨基酸對(duì)所有種屬來(lái)說(shuō)都是相同的，稱來(lái)說(shuō)都是相同的，稱不變殘基不變殘基（invariant residue）。）。 不變殘基高度保守，是必需殘基。不變殘基高度保守，是必需殘基。除不變殘基以外，其它位置的氨基酸對(duì)不同的除不變殘基以外，其它位置的氨基酸對(duì)不同的 種屬有很大變化，稱種屬有很大變化，稱可變殘基可變殘基（variable residue）。）?？勺儦埢?/p>

65、中，個(gè)別氨基酸的變化可變殘基中，個(gè)別氨基酸的變化不影響蛋白質(zhì)的功能。不影響蛋白質(zhì)的功能。 通過(guò)比較通過(guò)比較homologous protein homologous protein 的氨基酸序列的氨基酸序列（amino acid sequenceamino acid sequence）的差異可以研究不同的差異可以研究不同物種間的親源關(guān)系和進(jìn)化物種間的親源關(guān)系和進(jìn)化( (evolvement)evolvement)。 親源關(guān)系越遠(yuǎn)，親源關(guān)系越遠(yuǎn)，homologous proteinhomologous protein的的amino amino acid sequenceacid sequence

66、差異就越大。差異就越大。如：細(xì)胞色素如：細(xì)胞色素C C（cytochromecytochrome c c） 氨基酸殘基：氨基酸殘基：100100個(gè)左右，單鏈。個(gè)左右，單鏈。BlastBlast比較比較aaaa差異：差異： 人與黑猩猩人與黑猩猩 0 0 人與猴人與猴 1 1 人與狗人與狗 10 10 人與酵母人與酵母 44 44www.ncbi.nlm.nih.gov/GenBank/BlastPIR (Protein Information Resouce)EMBL（European Molecular Biology Laboratory Data Bank)（1 1）分子?。┓肿硬≈傅鞍踪|(zhì)分子中由于指蛋白質(zhì)分子中由于AAAA排列順序與正常蛋排列順序與正常蛋白質(zhì)不同而發(fā)生的一種遺傳病白質(zhì)不同而發(fā)生的一種遺傳病( (基因突變?cè)斐傻幕蛲蛔冊(cè)斐傻? )。(DNA sequence amino acids sequence) 鐮刀型紅細(xì)胞貧血（鐮刀型紅細(xì)胞貧血（sickle-cell anemiasickle-cell anemia）：）：是由于是由于hemoglobinhemoglobi