2012生物化学免费辅导讲义【蛋白质】.doc

NBF考研辅导班与生技论坛联合免费辅导生物化学计划首先感谢NBF辅导班的赞助此次讲课的全部费用。请大家注意一点这个生物化学辅导班与NBF推出的农学生物化学辅导班不一样。本课程主要以王镜岩的第三版和第四版进行讲解。本次辅导班限招500人报班条件：1、您需要每月汇报一次学习进度；2、您需要在学校内张贴一次NBF考研海报(免费快递)；3、您需要在你的博客，微博，校内，腾讯空间等等（任选1个）推广NBF课程信息，如发布一个“我参加了NBF的免费辅导”之类的信息均可4.帮着NBF在校内做宣传，帮着NBF辅导班提出意见等等5.帮着生技论坛宣传生技网。 解答讲义问题： 本辅导班不提供讲义。因为很多人都不需要讲义，如果很多人需要讲义试情况可以印刷纸质的。 在线辅导形式：在知识宝库考研社区和生技论坛同时开着在线答疑解决问题。本着有问必答形式给大家最大的帮助。第一章 蛋白质化学非极性R基带负电荷R基本章结构简图 不带电荷极性R基 稀有氨基酸常见氨基酸20种带正电荷R基种类 构件分子氨基酸酸碱性质-等电点光吸收特性化学性质性质分配柱离子交换纸层析Rf薄层层析分离一级结构超二级结构高级结构二级结构蛋白质三级结构结构与功能结构域四级结构结构与功能关系分子大小溶解度蛋白质性质：酸碱；大小；胶体性质电荷蛋白质分离：不同原理分离分析蛋白质鉴定：分子量；纯度；浓度吸附能力生物学亲和力 第一节 蛋白质通论 一、蛋白质的功能多样性蛋白质是原生质的主要成分，任何生物都含有蛋白质。自然界中最小、最简单的生物是病毒，它是由蛋白质和核酸组成的。没有蛋白质也就没有生命。自然界的生物多种多样，因而蛋白质的种类和功能也十分繁多。概括起来，蛋白质主要有以下功能：1.催化功能 生物体内的酶都是由蛋白质构成的，它们有机体新陈代谢的催化剂。没有酶，生物体内的各种化学反应就无法正常进行。例如，没有淀粉酶，淀粉就不能被分解利用。2.结构功能 蛋白质可以作为生物体的结构成分。在高等动物里，胶原是主要的细胞外结构蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体的支架，占蛋白总量的1/4。细胞里的片层结构，如细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等都是由不溶性蛋白与脂类组成的。动物的毛发和指甲都是由角蛋白构成的。3.运输功能 脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动物体内的血蓝蛋白在呼吸过程中起着运输氧气的作用。血液中的载脂蛋白可运输脂肪，转铁蛋白可转运铁。一些脂溶性激素的运输也需要蛋白，如甲状腺素要与甲状腺素结合球蛋白结合才能在血液中运输。4.贮存功能 某些蛋白质的作用是贮存氨基酸作为生物体的养料和胚胎或幼儿生长发育的原料。此类蛋白质包括蛋类中的卵清蛋白、奶类中的酪蛋白和小麦种子中的麦醇溶蛋白等。肝脏中的铁蛋白可将血液中多余的铁储存起来，供缺铁时使用。5.运动功能 肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白是运动系统的必要成分，它们构象的改变引起肌肉的收缩，带动机体运动。细菌中的鞭毛蛋白有类似的作用，它的收缩引起鞭毛的摆动，从而使细菌在水中游动。6.防御功能 高等动物的免疫反应是机体的一种防御机能，它主要也是通过蛋白质（抗体）来实现的。凝血与纤溶系统的蛋白因子、溶菌酶、干扰素等，也担负着防御和保护功能。7.调节功能 某些激素、一切激素受体和许多其他调节因子都是蛋白质。8.信息传递功能 生物体内的信息传递过程也离不开蛋白质。例如，视觉信息的传递有视紫红质参与，感受味道需要味觉蛋白。视杆细胞中的视紫红质，只需1个光子即可被激发，产生视觉。9.遗传调控功能 遗传信息的储存和表达都与蛋白质有关。DNA在储存时是缠绕在蛋白质（组蛋白）上的。有些蛋白质，如阻遏蛋白，与特定基因的表达有关。半乳糖苷酶基因的表达受到一种阻遏蛋白的抑制，当需要合成半乳糖苷酶时经过去阻遏作用才能表达。10.其他功能 某些生物能合成有毒的蛋白质，用以攻击或自卫。如某些植物在被昆虫咬过以后会产生一种毒蛋白。白喉毒素可抑制生物蛋白质合成。二、蛋白质的水解【常见考点】氨基酸是蛋白质的基本结构单位，这个发现是从蛋白质的水解得到的。蛋白质的水解主要有三种方法：1.酸水解 用6MHCl或4MH2SO4，105回流20小时即可完全水解。酸水解不引起氨基酸的消旋，但色氨酸完全被破坏，丝氨酸和苏氨酸部分破坏，天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解。如样品含有杂质，在酸水解过程中常产生腐黑质，使水解液变黑。用3mol/L对甲苯磺酸代替盐酸，得到色氨酸较多，可像丝氨酸和苏氨酸一样用外推法求其含量。2.碱水解 用5MNaOH，水解1020小时可水解完全。碱水解使氨基酸消旋，许多氨基酸被破坏，但色氨酸不被破坏。常用于测定色氨酸含量。可加入淀粉以防止氧化。3.酶水解 酶水解既不破坏氨基酸，也不引起消旋。但酶水解时间长，反应不完全。一般用于部分水解，若要完全水解，需要用多种酶协同作用。 第二节 氨基酸 一、 20种氨基酸简述名称英文三字符单字符结构特性甘氨酸glycineGlu G无手性C丙氨酸alanineAla A缬氨酸valine Val V大脂肪侧链亮氨酸leucineLeu L异亮氨酸isoleucine Ile I甲硫氨酸methionineMet M脯氨酸prolinePro P唯一成环氨基酸，氨基酸的侧链既与a-碳原子结合又与a-氨基N-原子结合，缺少H-bond donor，无法形成螺旋结构苯丙氨酸phenylalaninePhe F侧链有芳香环,疏水氨基酸酪氨酸tyrosine Tyr Y酪氨酸的芳香环有一个羟基。与其他氨基酸侧链呈化学惰性相比，酪氨酸的羟基有化学反应性，疏水性弱。色氨酸tryptophanTrp W吲哚基团替代丙氨酸侧链的氢原子。吲哚基团有的两个环融合在一起，一个环有NH基团。有NH故疏水性弱。丝氨酸serineSer S侧链有极性但不带电荷。侧链有羟基与脂肪链相连。亲水，其反应活性比丙氨酸和缬氨酸大得多。苏氨酸threonineThrT侧链有极性但不带电荷。侧链有羟基与脂肪链相连。亲水，其反应活性比丙氨酸和颉氨酸大得多。有第二个不对称碳原子，但蛋白质的苏氨酸只有一种构型。天冬酰胺asparagineAspA极性但不带电荷。含酰胺的极性氨基酸谷氨酰胺glutamine Gln Q极性但不带电荷。含酰胺的极性氨基酸半胱氨酸cystein eCys C极性不带电。结构上类似苏氨酸，但是用巯基替代了羟基。巯基比羟基活泼。一对巯基靠近可以形成二硫键，稳定蛋白质的结构。赖氨酸lysineLys K带电荷的氨基酸，高度亲水，侧链长，末端是氨基，在中性pH时侧链末端带正电荷。精氨酸arginineArg R带电荷，高度亲水，侧链长，末端是胍基，在中性pH时侧链末端带正电荷。组氨酸histidineHis H带电荷，高度亲水，侧链含有咪唑基，咪唑基是芳香环，可质子化后带正电荷。咪唑的pKa值接近于6，在中性pH附近的溶液中咪唑基既可质子化也可不带电荷，取决于咪唑基团所在的局部环境。组氨酸常在酶的活性中心。在酶促反应中咪唑环既可结合质子，又可释放质子。天冬氨酸aspartate Asp D酸性氨酸。常被称为天冬氨酸盐，主要是强调在生理pH溶液中侧链基团解离，因此带负电荷。在有些蛋白质中这两种氨基酸的作用是接受质子，对蛋白质功能起重要作用。谷氨酸glutamate Glu E酸性氨酸。主要是强调在生理pH溶液中侧链基团解离，因此带负电荷。在有些蛋白质中这两种氨基酸的作用是接受质子，对蛋白质功能起重要作用。 1.按照R 基的化学结构分类（1）R 为脂肪烃的氨基酸（5 种）：Gly、Ala、Val、Leu、IleA. R 基为中性烷基（Gly 为H ），对分子酸碱性影响很小，几乎有相同的等电点（6 .0）B. 从Gly 至Ile，R 基团疏水性增加，Ile 是这20 种3氨基酸中脂溶性最强的之一（除Phe 2.5、Trp3.4 、Tyr 2.3 以外）C.一般位于在蛋白质内部，侧链不被修饰（2）R 中含有羟基的氨基酸（2 种）：Ser 和ThrA. Ser 的-OH 基是极性基团，易与其它基团形成氢键，具有重要的生理意义，在大多数酶的活性中心都发现有Ser 残基B. Thr 中的-OH 是仲醇，具有亲水性，但形成氢键的能力较弱，在酶的活性中心很少出现（3）R 中含硫的氨基酸（2 种）：Cys、MetA. Cys（半胱氨酸）R 中含巯基-SH 两个Cys 的-SH 氧化生成二硫键，生成胱氨酸。Cys -SH+ Cys -SH Cys-S-S- Cys ，二硫键利于蛋白质结构的稳定B. Met 中含有甲硫基（-S-CH3 ）在生物合成中是一种重要的甲基供体（4）R 中含有acidic group 的氨基酸（2 种）：Asp、Glu Asp 侧链羧基pKa（-COOH）为3.86；Glu 侧链羧基pKa（-COOH）为4.25 它们在生理条件下带有负电荷（5）R 中含有酰胺基团的氨基酸（2 种）：Asn、Gln易发生氨基转移反应，转氨基反应在生物合成和代谢中有重要意义。（6）R 中含氨基的氨基酸（2 种）：Basic amino acids，Lys、ArgA. Lys 的R 侧链上含有一个氨基，pKa 为10.53，生理条件下Lys 侧链带有一个正电荷。此外，它的侧链有4 个C，柔性较大，使侧链氨基的反应活性增大B. Arg 是碱性最强的氨基酸，pKa 为12.48，生理条件下完全质子化（7）R 中含有芳香基的氨基酸（2 种）：Phe、Tyr都具有共轭 电子体系， 易与其它缺电子体系或 电子体系形成电荷转移复合物( charge-transfer complex)，在分子相互识别过程中具有重要作用。这2 种氨基酸在紫外区有特征吸收峰。（8）R 为杂环的氨基酸（3 种）：Trp 、His、ProA. 在280nm，Trp 吸收最强，Tyr 次之，Phe 最弱B. His 的咪唑环pKa 在游离氨基酸中和在多肽链中不同，前者pKa 为6.00，后者为7.35，它是20 种氨基酸中侧链pKa 值最接近生理pH 值的一种，在接近中性pH 时，可离解平衡，具有缓冲能力C. Pro 是唯一的一种环状结构的氨基酸，它的-亚氨基是环的一部分，因此具有特殊的刚性结构。多肽链中，Pro 残基所在的位置必然发生骨架方向的变化，它在蛋白质空间结构中具有极重要的作用。2. 按照R 基的极性可以分为4 类（1）非极性氨基酸Nonpolar amino acids（8 种）Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Met、Pro，在水中溶解度较小，在维持蛋白质的三维结构中起着重要作用。（2）不带电荷的极性氨基酸Polar, uncharged amino acids（7 种）Ser、Thr、Tyr、Cys、Asn、Gln 、Gly，这类氨基酸的侧链都能与水形成氢键，因此很容易溶于水。（3）带负电荷的氨基酸（酸性氨基酸）Acidic amino acids（2 种）：Glu 和Asp（4）带正电荷的氨基酸（碱性氨基酸）Basic acids（3 种）Arg、Lys、His非极性氨基酸一般位于蛋白质的疏水核心，带电荷的氨基酸和极性氨基酸位于蛋白质表面。酶的活性中心：His、Ser二、肽peptide（一）肽和肽键的结构一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基脱水缩合而成的化合物。其中的氨基酸单位称氨基酸残基。肽键：氨基酸间脱水后形成的酰氨键。两个氨基酸形成的肽二肽。少于10 个氨基酸的肽寡肽。多于10 个氨基酸的肽多肽。肽键的结构特点：（1）酰胺氮上的孤对电子与相邻羰基之间的共振作用，形成共振杂化体，稳定性高。（2）肽键具有部分双键性质，不能自由旋转，具有平面性，个原子几乎处在同一平面内（酰氨平面）。（3）肽键亚氨基在pH 0-14 内不解离（4）肽链中的肽键一般是反式构型，而Pro 的肽键可能出现顺、反两种构型（二）肽的重要性质1. 旋光性：一般短肽的比旋光度等于其各个氨基酸的旋光度的总和2. 肽的酸碱性质在pH 014 范围内，肽键中的亚氨基不解离。肽的酸碱性质主要取决于端2和端COOH 以及侧链上可解离的基团。在长肽或protein 中，可解离的基团主要是side groups（侧基）。3. 肽的化学反应肽的-羧基，-氨基和侧链R 基上的活性基团都能发生与游离氨基酸相似的反应。凡是有肽键结构的化合物都会发生双缩脲反应，且可用于定性、定量分析。双缩脲反应是peptide 和protein 特有的反应，游离氨基酸无此反应。CuSO4 与双缩脲反应，生成紫红色或蓝紫色复合物。（三）天然存在的活性肽活性肽：生物体内有很强生物活性的寡肽或多肽1. 谷胱甘肽GluCysGly在细胞内参与氧化还原过程，清除内源性过氧化物和自由基。维护protein 活性中心的巯基处于还原状态。2GSH GSSGH2O2 + 2GSH 2H2O + GSSG2. 短杆菌肽（抗生素）由短杆菌产生的10 肽环，抗菌。L-OrnL-LeuD-PheL-ProL-ValL-OrnL-LeuD-PheL-ProL-VaOrn鸟氨酸3. 脑啡肽（5 肽，具有镇痛作用，已发现几十种。）Met-脑啡肽： TyrGlyGlyPheMetLeu-脑啡肽： TyrGlyGlyPheLeuLeu-脑啡肽，既有镇痛作用又不会象吗啡那样使人上瘾。4. 生物体内寡肽的来源：（1）合成蛋白质的剪切、修饰（2）酶专一性逐步合成（如谷胱甘肽）（3）动物肠道可吸收寡肽三、Sequence primary structure（一级结构序列，共价结构）一级结构意义：protein 一级结构（序列）中含有形成高级结构全部必需的信息， 一级结构决定高级结构及功能。推断：氨基酸序列（一级结构）空间结构预测：空间结构（高级结构） 功能蛋白质测序步骤（一）protein 测序的一般步骤1. 测定protein 分子中多肽链的数目2. 拆分protein 分子中的多肽链3. 测定多肽链的氨基酸组成4. 断裂链内二硫键5. 分析多肽链的N 末端和C 末端6. 多肽链部分裂解成肽段7. 测定各个肽段的氨基酸顺序8 . 确定肽段在多肽链中的顺序9 . 确定多肽链中二硫键的位置（二）protein 测序的基本策略对于一个纯protein，理想的方法是从N 端直接测至C 端，目前只能测60 个N 端氨基酸。1. 直接法（测protein 的序列）两种以上特异性裂解法：N CA 法裂解A1 A2 A3 A4B 法裂解B1 B2 B3 B42. 间接法（测定核酸序列，推断氨基酸序列）（三）测序前的准备工作1. protein 的纯度及均一性鉴定要求：纯度97%以上，均一两种以上纯度鉴定方法才可靠聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)要求一条带DNS-Cl（二甲氨基萘磺酰氯）测N 端氨基酸2. 测定分子量用于估算氨基酸残基数n = M/110方法：SDS-PAGE、凝胶过滤法、沉降系数法、渗透压法3. 确定亚基种类及数目拆离四级结构：SDS-PAGE 测亚基分子量， 8mol/L 尿素，SDS拆离二硫键过甲酸氧化SS + HCOOOH SO3H 或巯基乙醇还原举例：血红蛋白(22)分子量：M 拆亚基：M1、M2 两条电泳带拆二硫键：M1 、M2 两条电泳带分子量关系： M = 2M1 + 2M24. 测定氨基酸组成酸水解、碱水解确定肽链中各种氨基酸出现的频率，便于选择裂解方法及试剂5. 端基分析N 端分析DNS-Cl 法：黄绿色荧光，灵敏度高，薄层层析，方法简便DNFB 法：Sanger 试剂，DNP-多肽，酸水解，黄色DNP-氨基酸，液相色谱等PITC 法：Edman 法，逐步切下，无色PTH-氨基酸，液相色谱分析C 端分析A肼解法H2N-A-B-C-D-COOH无水肼NH2NH2，100，5-10hA-NHNH2、B-NHNH2、C-NHNH2、D-COOH 氨基酸的酰肼，用苯甲醛沉淀，C 端在上清中，Gln、Asn、Cys、Arg 不能用此方法B羧肽酶法（Pro 不能用此方法）羧肽酶A：除Pro、Arg、Lys 外的所有C 端氨基酸羧肽酶B：只水解Arg、Lys（四）肽链的部分裂解和肽段的分离纯化1. 化学裂解法溴化氰MetX 产率85%亚碘酰基苯甲酸TrpX 产率70-100%NTCB（2-硝基-5-硫氰苯甲酸）XCys羟胺NH2OH AsnGly 约150 个_氨基酸出现一次2.酶法裂解胰蛋白酶LysX (X Pro)，ArgX_胰凝乳蛋白酶TyrX (X Pro)TrpX，PheX胃蛋白酶Phe(Trp、Tyr、Leu)Phe(Trp、Tyr、Leu)Glu 蛋白酶GluXArg 蛋白酶ArgXLys 蛋白酶XLysPro 蛋白酶ProX3.肽段的分离纯化电泳法根据分子量大小分离离子交换层析法（DEAECellulose、DEAESephadex）：根据肽段的电荷特性分离反相法：根据肽段的极性分离凝胶过滤根据分子量大小分离4. 肽段纯度鉴定分离得到的每一个肽段，需分别鉴定纯度。常用Cl 法要求： 单带、单峰、端单一（五）肽段的序列测定及肽链的拼接1. Edman 法：一次水解一个端氨基酸（1）耦联PITC HNA-B-C-D pH8-9，40PTCA-B-C-D（2）裂解PTCA-B-C-D + TFA 无水三氟乙醇ATZA + H2NB-C-D（3）转化ATZA PTHAPTC 肽：苯氨基硫甲酰肽ATZ：噻唑啉酮苯胺（-氨基酸）PTH：苯乙内酰硫脲（-氨基酸）2. DNS-Edman 法用DNS 法测N 末端，用Edman 法提供（n-1）肽段肽3. 有色Edman 法荧光基团或有色试剂标记的PITC 试剂4.自动序列分析仪测序仪器原理：Edman 法，可测6070 肽1967 液相测序仪，自旋反应器，适于大肽段1971 固相测序仪，表面接有丙氨基的微孔玻璃球，可耦连肽段的端1981 气相测序仪，用Polybrene 反应器（聚阳离子）四级铵盐聚合物液相：5nmol 20-40 肽97%气相：5pmol 60 肽98%5. 肽段拼接成肽链16 肽，N 端H，端法裂解：ONS PS EOVE RLA HOWT法裂解：SEO WTON VERL APS HO重叠法确定序列：HOWTONSEOVERLAPS（六）二硫键、酰胺及其它修饰基团的确定1. 二硫键的确定（双向电泳法）碘乙酰胺封闭-SH 胃蛋白酶酶解protein第一向电泳：过甲酸氧化SS生成-SO3H第二向电泳：分离出含二硫键的两条短肽，测序。与拼接出的肽链比较，定出二硫键的位置。2. 酰胺的确定AspAsn、GluGln酶解肽链，产生含单个Asx 或Glx 的肽，用电泳法确定是Asp 还是Asn举例：Leu-Glx-Pro-Val 肽在pH=6.0 时，电荷量是Leu+ Pro0 Val-此肽除Glx 外，净电荷为0，可根据此肽的电泳行为确定是Glu 或是Gln3. 糖、脂、磷酸基团位置的确定糖类通过Asn、Ser 与protein 连接，-N-糖苷-0-糖苷脂类：Ser、Thr、Cys磷酸：Ser、Thr、His经验性序列：Lys(Arg)-Ser-Asn-Ser(PO4)，Arg-Thr-Leu-Ser(PO4)Lys(Arg) Ala-Ser(PO4)第五节 多肽与蛋白质的人工合成氨基用叔丁氧甲酰基（BOC）保护C 端 N 端挂接去保护中和缩合（去保护中和缩合）n 多肽_第三节蛋白质的高级结构一、蛋白质的二级结构和纤维状蛋白质（一）肽链的构象（conformation）多肽链上-碳原子都参与形成单键，一个多肽主链可能有无限多种构象。已知一个蛋白质的多肽链在生物体内只有一种或很少几种稳定构象，这种构象称天然构象。天然构象蛋白质具有生物活性，主链上的单键不能自由旋转。1. 肽链的二面角（dihedral angle）碳原子连接的两个键（-N1 和-C2）是单键，能自由旋转。绕N1 键旋转的角度为 绕C2 键旋转的角度称当的旋转键C-N1 两侧的N1-C1 和C-C2 呈顺式时，规定=0。当的旋转键C-C2 两侧的C-N1 和C2-N2 呈顺式时，规定=0。从C向N1 看，顺时针旋转C-N1 键形成的角为正值，反之为负值。从C向C2 看，顺时针旋转C- C2 键形成的角为正值，反之为负值。2. 多肽链折叠的空间限制和同时为0 的构象实际不存在。二面角（、）所决定的构象能否存在，主要取决于两个相邻肽单位中非键合原子间的接近有无阻碍。C上的R 基的大小与带电性影响和。蛋白质中非键合原子间的最小接触距离。拉氏构象图：Ramachandran 根据蛋白质中非键合原子（non-covelently-bonded atom）间的最小接触距离，确定了哪些二面角（、）所确定的两个相邻肽单位的构象是允许的，哪些是不允许的，并且以为横坐标，以为纵坐标在坐标图上标出，该坐标图称拉氏构象图。实线封闭区域（一般允许区）：非键合原子间的距离大于一般允许距离，此区域内任何二面角确定的构象都是允许的，且构象稳定。虚线封闭区域（最大允许区）：非键合原子间的距离介于最小允许距离和一般允许距离之间，立体化学允许但构象不够稳定。虚线外区域（不允许区）：该区域内任何二面角确定的肽链构象非键合原子间距离小于最小允许距离。（二）二级结构的基本类型： 驱使蛋白质折叠的主要动力熵效应 主要有两点：第一暴露在溶剂中的疏水基团降低至最少程度。第二要保持处于伸展状态的多肽链和周围水分子间形成的氢键相互作用的有利能量状态。1. 螺旋（ -helix）（1）特征：多肽主链按右手或左手方向盘绕，形成右手螺旋或左手螺旋，相邻的螺圈之间形成链内氢键，构成螺旋的每个C都有相同的二面角、。典型螺旋（3.613）的特征： 二面角= -57,= - 48，右手螺旋； 每圈3.6 个氨基酸残基， 高度0.54nm； 每个残基绕轴旋转100，沿轴上升0.15nm； 氨基酸残基侧链向外； 相邻螺圈之间形成链内氢链，氢键的取向几乎与中心轴平行；肽键上N-H 氢与它后面（N 端）第四个残基上的C=0 氧间形成氢键典型的螺旋用3.613 表示，3.6 表示每圈螺旋包括3.6 个残基，13 表示氢键封闭的环包括13 个原子。封闭环原子数3n+4（n=1、2、.）（2）R 侧链对-螺旋稳定性的影响R 侧链的大小和电荷决定了-螺旋的稳定性 多肽链上连续出现带同种电荷的氨基酸残基，不能形成稳定的-螺旋,如多聚Lys、多聚Glu Gly 的角和角可取较大范围，在肽中连续存在时，不易形成-螺旋 R 基大不易形成-螺旋，例如Ile R 基较小，且不带电荷的氨基酸利于-螺旋的形成,如多聚Phe，在pH7 的水溶液中自发卷曲成-螺旋 Pro 中止-螺旋（3）pH 对-螺旋的影响多聚L-Glu 和多聚L-Lys（4）右手-螺旋与左手-螺旋 右手螺旋比左手螺旋稳定 蛋白质中的-螺旋几乎都是右手。但也有例外，在嗜热菌蛋白酶中有很短的一段左手 -螺旋，由Asp-Asn-Gly-Gly（226-229）组成（+64、+42）。（5）-螺旋结构的旋光性由于-螺旋结构是一种不对称的分子结构，因而具有旋光性。. 碳原子的不对称性. 构象本身的不对称性天然-螺旋能引起偏振光右旋-螺旋的比旋不等于构成其本身的氨基酸比旋的加和，而无规卷曲的短肽链比旋则等于所有氨基酸比旋的加和。2. -pleated sheet（折叠）两条或多条伸展的多肽链侧向聚集，相邻肽链主链上的NH 和C=0 之间形成氢链。-折叠中所有的肽链都形成链间氢键，侧链R 基交替地分布在片层平面的两侧。Parallel：-折叠肽链的N 端在同一侧。=-119，=+113Antiparallel：肽链的极性颠倒，N 端间隔相同。=-139，=+135纤维状蛋白质中，-折叠主要是反平行式，球状蛋白质中两种方式都存在。在纤维状蛋白质的-折叠中，氢键主要是在肽链之间形成；而在球状蛋白质中，-折叠既可在不同肽链间形成，也可在同一肽链的不同部分之间形成。3.-turn（-回折（reverse turn）、-弯曲（-bend）肽链出现的180回折，由第一个氨基酸残基的C=O 与第四个氨基酸残基的N-H 间形成氢键。转角的特征：A. 4 个连续的氨基酸残基组成；B. 主链骨架180折叠C. 第一个氨基酸残基的C=O 与第四个氨基酸残基的N-H 形成氢键D. C1与C4之间距离小于0.7nm E. 多数由亲水氨基酸残基组成4.无规卷曲没有规律的多肽链主链骨架构象，往往与生物活性有关。-螺旋、-折叠在拉氏构象图上有固定的位置，而无规卷曲的、二面角可存在于所有允许区域内。三、超二级结构（super-secondary structure）由若干个相邻的二级结构单元（-螺旋、-折叠、-转角及无规卷曲）组合在一起，形成有规则的二级结构组合体。1. 复绕-螺旋（结构）由两股或三股右手-螺旋彼此缠绕形成的左手旋，存在于-角蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和纤维蛋白原中。2. x结构两个平行式的-折叠通过一段连接链（x 结构）连接而形成的超二级结构。c x 为无规卷曲 x 为-螺旋，最常见的是，存在于苹果酸脱氢酶和乳酸脱氢酶中3.曲折（-meander）由三条（以上）相邻的反平行式的-折叠链通过紧凑的-转角连接而形成的超二级结构。4. 回形拓扑结构（希腊钥匙）5. -折叠桶多条-折叠构成的-折叠层，卷成一个筒状结构，筒上折叠可以是平行的或反平行的，一般由5-15 条-折叠股组成。超氧化物歧化酶的-折叠筒由8 条-折叠股组成。筒中心由疏水氨基酸残基组成。6.-螺旋-转角-螺旋两个-螺旋通过一个转角连接在一起。噬菌体的阻遏蛋白含此结构。四、纤维状蛋白质轴比大于10，含大量的-螺旋或-折叠片，整个分子呈纤维状，广泛分布于动物体内，占脊椎动物体内蛋白质总量的50%以上，起支架和保护作用。1.角蛋白源于外胚层细胞，包括皮肤及皮肤的衍生物，可分成角蛋白和角蛋白。（1）角蛋白（毛发）主要由-螺旋组成，三股右手-螺旋向左缠绕形成原纤维，原纤维排列成“9+2”的电缆式结构称微纤维，成百根微纤维结合成大纤维。Cys 含量较高，结构稳定性由二硫键保证。-角蛋白在湿热条件下可伸展转变成-构象。（2）-角蛋白（丝心蛋白）以-折叠结构为主。反平行式-折叠片的堆积，链间主要以氢键结合，层间主要靠范德华力维系。富含Gly、Ala、Ser。2. 胶原蛋白3. 弹性蛋白4. 肌球蛋白、肌动蛋白和微管蛋白第六节 蛋白质的性质及应用一、蛋白质的酸碱性质可解离基团主要是侧链基团，少数N 端-NH2 和C 端-COOH。1. 蛋白质的等电点等电点与蛋白质中所含的酸性氨基酸、碱性氨基酸的比例有关。在等电点条件下，蛋白质的电导性、溶解度和粘度最小。2. 蛋白质的电泳分离聚丙烯酰胺凝胶电泳PAGE（荷质比不同）SDS-PAGE（荷质比相同，分子量不同）3. 离子交换层析分离蛋白质与氨基酸分离原理相似二、胶体性质与蛋白质的沉淀蛋白质分子直径1-100nm，在水溶液是中具有胶体性质（布朗运动，丁达尔现象，不能通过半透膜）。透析：将含小分子杂质的蛋白质放入透析袋，置水中，小分子杂质不断从袋中出来，大分子蛋白质仍留在袋中。蛋白质的溶解度取决于氨基酸侧链基团的极性，离子化基团的数量。1.稳定蛋白质胶体溶液的主要因素A.蛋白质表面极性基团形成水化膜B.非等电状态时，同种电荷的互相排斥2. 沉淀蛋白质的方法A.盐析法高浓度的中性盐（NH4）2SO4、Na2SO4、NaCl，使蛋白质脱去水化层而聚集沉淀B.有机溶剂沉淀法：破坏水化膜，降低介电常数C.重金属盐沉淀与重金属离子（Hg2+. Pb2+. Cu2+ 等）生成不溶性沉淀D. 生物碱和某些酸类沉淀法pH 小于等电时，蛋白质带正电荷，易与生物碱试剂和酸类的负离子