第二章 蛋白质化学.ppt

第一章蛋白质化学,学习要求,氨基酸,肽,蛋白质的一级结构及其测定,蛋白质的分子构象,蛋白质的重要作用,蛋白质的结构与功能,蛋白质的性质及纯化,思考?,学习要求,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,1.了解蛋白质生物功能、分类。,2.了解氨基酸分类、结构、重要化学反应和分离、分析方法，重点弄清楚它的两性性质,pI和pk。,4.了解蛋白质的重要理化性质。,3.弄清楚蛋白质的一级结构及其序列分析方法。了解二、三和四级结构基本概念。,5.了解蛋白质分离、纯化方法及其理论依据。,章首,一、蛋白质的重要作用,二、蛋白质组成与分类,1.1蛋白质在生命过程中的重要作用,章首,一、蛋白质的重要作用,蛋白质作为生命现象的物质基础之一，构成一切细胞和组织结构的最重要的组成成分，参与生物体内许多方面的重要功能。,节首,蛋白质的重要作用,（一）酶的催化作用（二）转运和贮存功能（三）运动功能（四）结构支持作用（五）免疫作用（六）生物膜功能,节首,（七）接受和传递信息（八）代谢调节功能（九）控制生长和分化（十）感染和毒性作用（十一）其他作用,蛋白质的重要作用,节首,二、蛋白质组成与分类,蛋白质的元素组成主要的：CHONS5055%68%2023%1518%04%微量的：PFeCuZnMoISe大多数蛋白质含氮量较恒定，平均16%，即1g氮相当于6.25g蛋白质。6.25称为蛋白质系数。样品中蛋白质含量=样品中的含氮量6.25,节首,二、蛋白质组成与分类,蛋白质的分子组成蛋白质月示胨多肽二肽氨基酸104d5103d2103d1035102d2102d102d,蛋白质的其他组分简单蛋白质结合蛋白质氨基酸部分非氨基酸部分糖脂核酸辅因子,节首,蛋白质的常见分类方法,1根据蛋白质的化学组成2根据蛋白质的溶解性和组成3根据蛋白质分子形状4根据蛋白质生物功能,简单蛋白质和结合蛋白质,分类表,球状蛋白质和纤维状蛋白质,活性蛋白质和非活性蛋白质,节首,1.2氨基酸,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,二、氨基酸的理化性质,三、氨基酸的分离与分析,四、氨基酸的制备和应用状况,章首,一、氨基酸的结构与分类,一、氨基酸的结构与分类,组成蛋白质的基本单位是氨基酸（aminoacid）。如将天然的蛋白质完全水解，最后可得到约20种不同的氨基酸。这些氨基酸中，大部分属于L-氨基酸。其中，脯氨酸属于L-亚氨基酸，而甘氨酸则属于-氨基酸。,节首,氨基酸的结构,-氨基酸有两种构型:D构型和L构型它们是与甘油醛或乳酸相比较而决定的。凡是与L甘油醛（或L乳酸）构型相同的，就定义为L氨基酸，反之为D氨基酸。,节首,氨基酸的结构,节首,氨基酸的结构,节首,氨基酸的结构,节首,氨基酸的结构,节首,氨基酸的结构,节首,氨基酸的结构,节首,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,根据氨基酸R基侧链的极性，可将氨基酸分为,疏水性氨基酸（非极性氨基酸）,亲水性氨基酸（极性氨基酸）,氨基酸的分类,不带电荷的极性氨基酸,带正电荷的碱性氨基酸,带负电荷的酸性氨基酸,AspGlu,LysArgHis,SerThrTyrAsnGlnCysGly,AlaValIleLeuProMetpheTrp,节首,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,根据生物体的需要，可将氨基酸分为,必需氨基酸,半必需氨基酸,氨基酸的分类,非必需氨基酸,其余氨基酸,ArgHis,Lys、ValIleLeupheMetTrpThr,节首,非编码氨基酸,属于氨基酸的衍生物，也称为修饰氨基酸。如：胱氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸、L-甲状腺素等,节首,非编码氨基酸（胱氨酸）,节首,非蛋白质氨基酸,不是蛋白质的组成成分以游离或结合的形式存在于生物界大都是常见氨基酸的衍生物还有些是-,-,-,和D-型氨基酸一些是代谢中间产物，如瓜氨酸、鸟氨酸；-氨基丁酸等,节首,二、氨基酸的理化性质,(一)一般物理性质,(二)氨基酸的酸碱性质,(三)氨基酸的光吸收性,(四)氨基酸的化学反应,节首,(一)、一般物理性质,氨基酸为无色晶体，不同氨基酸其晶体形状不相同。,氨基酸熔点一般在200300C。,氨基酸的溶解度,各种氨基酸有不同的味感,氨基酸的比旋光度,返回,节首,(二)、氨基酸的酸碱性质,氨基酸在水溶液中或在晶体状态时主要是以两性离子的形式存在。,节首,溶液pH值与氨基酸等电点的关系,氨基酸的等电点pI,pI的概念：当溶液处于某一特定pH时，氨基酸主要以两性离子存在，其净电荷为零，在电场中既不向正极也不向负极移动，这时溶液的pH值叫该氨基酸的等电点，用pI表示。pI的计算:对氨基酸而言，等电点就是它的等离点，即正负离子相等时的pH值。中性氨基酸：PI=1/2（pk1+pK2)酸性氨基酸：PI=1/2（pk1+pKR)碱性氨基酸：PI=1/2（pk2+pKR),节首,(二)、氨基酸的酸碱性质,以谷氨酸为例:,pI=1/2（pK1+pKR）1/2(2.19+4.25)=3.22,节首,在等电点以上的任何pH，氨基酸带净负电荷，在电场中将向正极移动；,结论：,在低于等电点的任何pH，氨基酸带净正电荷，在电场中将向负极移动。,在一定pH范围内，氨基酸溶液的pH离等电点愈远，氨基酸所携带的净电荷愈大。,节首,返回,(二)、氨基酸的酸碱性质,（三）氨基酸的光吸收性,芳香族侧链有紫外吸收，所以280nm处吸收的测定，是定量蛋白质浓度最常用的方法。,紫外吸收性受溶液pH的影响,节首,返回,（四）氨基酸的化学反应,（1）与茚三酮反应,-氨基酸与水合茚三酮试剂共热，可发生反应生成蓝紫化合物。,节首,茚三酮反应要点：A.该反应由NH2与COOH共同参与；B.茚三酮是强氧化剂；C.该反应非常灵敏，可在570nm测定吸光值；D.测定范围：0.550g/ml；E.脯氨酸与茚三酮直接生成黄色物质（不释放NH3）茚三酮反应应用：A.氨基酸定量分析（先用层析法分离）B.氨基酸自动分析仪：用阳离子交换树脂，将样品中的氨基酸分离，自动定性定量，记录结果。,节首,（2）与亚硝酸反应,含游离-氨基的氨基酸能与亚硝酸起反应，定量地放出氮气，氨基酸被氧化成羟酸。,含亚氨酸的脯氨酸则不能与亚硝酸反应,节首,（四）氨基酸的化学反应,测定N2的体积，即可算出氨基酸的含量。VanSlyke氨基氮测定法就是根据此反应原理,节首,（四）氨基酸的化学反应,（3）与甲醛反应,氨基酸在溶液中有如下平衡：,节首,甲醛滴定法不仅用于测定氨基酸含量，也常用来测定蛋白质水解程度。,节首,（4）与荧光胺反应,氨基酸可与荧光胺反应，产生荧光产物，可用荧光分光光度计测定氨基酸含量。,节首,返回,(5)与2,4-二硝基氟苯（DNFB）反应,节首,（DNFB）反应特点A.为-NH2的反应B.氨基酸-NH2的一个H原子可被烃基取代(卤代烃)C.在弱碱性条件下，与DNFB发生芳环取代，生成二硝基苯氨基酸应用：鉴定多肽或蛋白质的N-末端氨基酸A.虽然多肽侧链上的-NH2、酚羟基也能与DNFB反应，但其生成物，容易与-DNP氨基酸区分和分离,节首,1纸层析法,2薄层层析法,3离子交换柱层析法,4高效液相层析法,5纸电泳,节首,三、氨基酸的分离与分析,（一）氨基酸的用途,蛋白质的基本组成,对生物体具有其他特殊的生理作用，参与许多代谢作用，不少已用来治疗疾病。,用于食品强化剂、调味剂、着色剂、甜味剂和增味剂,用于饲料添加剂,调节皮肤pH值和保护皮肤的功能,节首,返回,四、氨基酸的制备和应用状况,(二)氨基酸的制备,制备氨基酸有4种途径：,从蛋白质水解液中分离提取；,应用发酵法生产；,应用酶的催化反应生成氨基酸；,有机合成法。,适宜于中小规模的生产,可大规模生产,节首,1.3肽,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,章首,肽的基本概念,肽命名,动植物体内重要的肽谷胱甘肽（简称GSH）,肽类的应用和发展前景,一.肽的基本概念,一分子氨基酸的-羧基与另一分子氨基酸-氨基脱水缩合的化合物叫做肽，氨基酸之间通过酰胺键（蛋白质化学中将这类酰胺键专称为肽键）连接而成。,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,节首,寡肽少数几个氨基酸组成的肽,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,二肽,三肽,举例,节首,多肽链,肽链中的氨基酸不是原来完整的分子，多肽链中的氨基酸单位称为氨基酸残基。多肽链具有方向性，头端为氨基端（N端），尾端为羧基端（C端）。,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,肽键,链状结构,节首,二.肽命名多肽化合物的名称，通常按照肽内氨基酸残基的排列顺序，以残基名称（如某某氨酰）从N端依次阅读到C端，并以C端残基全名结束肽的名称。,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,节首,命名举例,氨基末端,羧基末端,下列五肽命名为丙氨酰谷氨酰亮氨酰缬氨酰组氨酸：,节首,注意：,在开链肽的N端和C端可以有游离的氨基和羧基，而有的开链肽的N端或C端的游离的氨基或羧基被别的基团结合（如烷基化、酰化等）或N端残基自身环化。,节首,三.谷胱甘肽,由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸组成,它的分子中有一个特殊的肽键，是由谷氨酸的羧基与半胱氨酸的氨基缩合而成。由于GSH中含有一个活泼的巯基很容易氧化，二分子GSH脱氢以二硫键相连成氧化型的谷胱甘肽（GSSG）。,节首,谷胱甘肽重要的生物功能,维护蛋白质活性中心的巯基参与二硫化合物相互转化某些酶的辅酶，在体内氧化还原过程中起重要的作用,节首,四.肽类应用研究和发展前景,节首,激素,抗生素,活性肽,应用及展望,种类较多，生理功能各异。多肽类激素主要见于下丘脑及垂体分泌的激素，如催产素（9肽）、加压素（9肽）、促肾上腺皮质激素（39肽）、促甲状腺素释放激素（3肽）。神经肽主要与神经信号转导作用相关，包括脑啡肽（5肽）、-内啡肽（31肽）、强啡肽（17肽）等。,多肽类激素及神经肽,抗生素,节首,活性肽,生物的生长、发育、细胞分化、大脑活动、肿瘤病变、免疫防御、生殖控制、抗衰老、生物钟规律及分子进化等均涉及到活性肽。生物活性肽是机体内传递信息、调节代谢和协调器官活动的重要化学信使。,return,节首,肽的应用及发展,近年来，多肽的分离纯化、结构分析、化学合成、生物、放射免疫测定、免疫细胞化学以及遗传工程等新技术的应用，新的活性肽不断发现，对活性肽功能认识不断增长，促使这一领域迅速发展。,return,节首,举例,肌肉中存在着鹅肌肽和肌肽都是二肽，前者是-丙氨酰-1-甲基组氨酸，后者是-丙氨酰组氨酸，它们在骨骼肌中含量很高。功能是抗氧化作用、自由基清除剂、抗交联剂、抗金属离子螫合等作用。,return,节首,蛋白质与多肽的区别：,凡氨基酸残基数目在50个以上，且具有特定空间结构的肽称蛋白质；凡氨基酸残基数目在50个以下，且无特定空间结构者称多肽。,蛋白质是由许多氨基酸单位通过肽键连接起来的，具有特定分子结构的高分子化合物。由于蛋白质的分子结构非常复杂，为了便于研究、描述和理解，故根据丹麦科学家Linderstrom-Lang的建议，人为将蛋白质的分子结构划分为一、二、三、四级结构四个结构层次。,1.4蛋白质分子的一级结构及其测定,一级结构,组成多肽链的氨基酸残基的连接方式和排列顺序,二硫键,章首,一级结构是研究高级结构的基础。从分子水平阐明蛋白质的结构与功能的关系(例）。为生物进化理论提供依据（例）。为人工合成蛋白质提供参考顺序。,测定蛋白质一级结构的主要意义：,镰刀状红细胞贫血Hb-链一级结构的改变,在镰刀状红细胞贫血患者中，由于基因突变导致血红蛋白-链第六位氨基酸残基由谷氨酸改变为缬氨酸，血红蛋白的亲水性明显下降，从而发生聚集，使红细胞变为镰刀状。,细胞色素c的一级结构与生物进化的关系,蛋白质分子的一级结构测定方法,一.氨基酸组成分析,二氨基酸末端分析,三.蛋白质中肽链的拆离,四.肽链的部分降解及肽片断的分离,五肽段氨基酸顺序测定及肽段重叠,六.二硫键的定位,章首,N-末端分析,C-末端分析,二.氨基酸末端分析,节首,二硝基氟苯法（FDNB法，Sanger法）,二甲基氨基萘磺酰氯法（DNS-Cl法）,异硫氰酸苯酯法（Edman法）,N-末端分析,节首,return,二硝基氟苯法（FDNB法）,1945年由Sanger发明此法,曾用此方法测定了胰岛素的N-末端。,节首,return,A.肽分子与DNFB反应，得DNP-肽B.水解DNP-肽，得DNP-N端氨基酸及其他游离氨基酸C.分离DNP-氨基酸D.层析法定性DNP-氨基酸，得出N端氨基酸的种类、数目,二硝基氟苯法（FDNB法）,节首,return,此法的特点是能够不断重复循环，将肽链N-端氨基酸残基逐一进行标记和解离。,异硫氰酸苯酯法（Edman法）,节首,return,二甲基氨基萘磺酰氯法（DNS-Cl法）,1956年hartley等提出,灵敏度较高（比FDNB法提高100倍）,样品量小于1毫微摩尔,DNS-氨基酸稳定性较高,此法优点,节首,return,C-末端分析,肼解法,还原法,羧肽酶法,氨基酸末端分析,节首,return,肼解法,氨基酸末端分析,节首,return,还原法,氨基酸末端分析,节首,羧肽酶法,A-B,氨基酸末端分析,节首,主要方法,肽链间的结合,非共价键,血红蛋白（四聚体）烯醇化酶（二聚体）,共价键结合,胰岛素免疫球蛋白等,三.蛋白质中肽链的拆离,节首,非共价键连接的多肽链,温和条件下可以解离,通过二硫键连接的多肽链,需要较强的条件将二硫键切断,还原法,氧化法,蛋白质中肽链的拆离,节首,还原法,将二硫键还原成巯基,蛋白质中肽链的拆离,节首,还原法,蛋白质中肽链的拆离,节首,还原法,为防止巯基重新氧化，可用碘乙酸、碘乙酰胺等使其烷化,蛋白质中肽链的拆离,节首,氧化法,二硫键用过甲酸氧化为磺酸基而拆开,蛋白质中肽链的拆离,节首,return,化学裂解法,酶水解法,溴化氰法,酶水解法,四.肽链的部分降解及肽片断的分离,节首,溴化氰法,溴化氰对甲硫氨酸羧基形成的肽键特异,肽链的部分降解及肽片断的分离,节首,酶水解法,常用的酶有:,胰蛋白酶(Lys.Arg),胰凝乳蛋白酶(Phe.Tyr.Trp),胃蛋白酶(苯.亮.色.酪.疏),嗜热菌蛋白酶等,优越性:,较高专一性,水解产率较高,肽链的部分降解及肽片断的分离,节首,return,Edman降解法,DNS-Edman方法,顺序分析的最主要的方法,五.肽段氨基酸顺序测定及肽段重叠,节首,使测定灵敏度，进一步提高,六.二硫键的定位,节首,用对角线电泳测定。在肽链未拆分的情况下用酶水解之，可以得到连着二硫键的多肽产物。先进行第一向电泳，将产物分开。再用过甲酸、碘代乙酸、巯基乙醇处理，将二硫键打断。再进行第二向电泳。选取偏离对角线的样品（多肽或寡肽），它们就是含二硫键的片段，上机测aa顺序，根据已测出的蛋白质的aa顺序，对这些片段进行定位，就能找到二硫键的位置。,1.5蛋白质的分子构象,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,章首,一、蛋白质的二级结构,二、超二级结构,三、结构域,四、蛋白质的三级结构,五、蛋白质的四级结构,六、维持蛋白质分子构象的化学键,一、蛋白质的二级结构,是指蛋白质分子中多肽链骨架的折叠方式，包括螺旋、折叠和转角等。维系蛋白质二级结构的主要化学键是氢键。,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,（二）二级结构的基本构象,（一）蛋白质立体结构原则,节首,（一）蛋白质立体结构原则：,1.由于C=O双键中的电子云与N原子上的未共用电子对发生“电子共振”，使肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转（图）。2.与肽键相连的六个原子构成刚性平面结构。但由于-碳原子与其他原子之间均形成单键，因此两相邻的平面结构可以作相对旋转。,肽键平面由于肽键具有部分双键的性质，使参与肽键构成的六个原子被束缚在同一平面上，这一平面称为肽键平面（酰胺平面，肽单元）。,肽键平面的形成,肽键平面示意图,（二）二级结构的基本构象,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,1螺旋结构,2折叠,3转角,4无规卷曲,节首,return,螺旋结构,左,右,手螺旋结构,螺旋结构表示法,SN,多肽链主链的螺旋结构中以螺旋（也称3.613螺旋）结构最为常见。,节首,return,左手螺旋与右手螺旋,return,蛋白质-螺旋结构特点,结构特点：其骨架为N-C-C重复单位构成的一条右旋的肽链，R基不构成螺旋，靠主链内氢键维持其结构稳定性基本数据：直径-5；螺圈-每3.6个氨基酸螺旋上升一圈螺距：5.4（0.54nm)；氨基酸间相距5.4/3.6=1.5，且沿中轴旋转100旋转方向：右旋为主，也有左旋R基的影响:存在空间位阻,同种电荷的互斥效应,亚氨基酸不能形成,节首,折叠结构,平行折叠,节首,return,折叠结构,反平行折叠,节首,return,折叠结构,折叠片示意图,节首,肽链伸展，且按层排列，相邻肽链的长轴相互平行，链间氢键与长轴接近垂直，靠相邻肽链间氢键维持结构稳定性，氨基酸残基的轴心距为3.5,转角,节首,return,肽链在某处回折一百八十度所形成的结构。转角结构通常负责各种二级结构单元之间的连接作用，它对于确定肽链的走向起着决定性的作用。,-转角是多肽链180回折部分所形成的一种二级结构，其结构特征为：主链骨架本身以大约180回折;回折部分通常由四个氨基酸残基构成;构象依靠第一残基的-CO基与第四残基的-NH基之间形成氢键来维系。,无规卷曲,多肽链主链不规则随机盘曲形成的卷曲构象.对于特定的蛋白质分子而言，其无规卷曲部分的构象则是特异的。,无规卷曲与生物活性有关,对外界理化因子极为敏感。,节首,return,核糖核酸酶分子中的二级结构,二、超二级结构,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,超二级结构是指二级结构的基本结构单位（螺旋、折叠等）相互聚集，形成有规律的二级结构的聚集体。超二级结构在结构层次上高于二级结构，但没有聚集成具有功能的结构域,三级结构的构件,（1）,（2）,（3）迂回,（4）折叠桶,(5)螺旋-转角-螺旋,节首,（1）,复绕螺旋,节首,return,（2）,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,单元的手性,节首,return,（3）迂回,指示:删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下:在Word中创建文档.返回PowerPoint在“插入”菜单中选择“对象.”单击“从文件创建”定位“文件”框中的文件名确认选中“显示为图标”。单击“确定”选择图标从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”单击“对象动作”，并选择“编辑”单击“确定”,A.迂回B.希腊钥匙C.双希腊钥匙,节首,return,（4）折叠桶,反平行折叠桶,折叠桶的各种形式,节首,return,（5）螺旋-转角-螺旋,螺旋-转角-螺旋与DNA的结合,A.噬菌体B.噬菌体P22,节首,return,三、结构域,结构域的定义,多肽链上由相邻二级结构单元联系而成的局部性区域，结构域通常是几个超二级结构的组合，对于较小的蛋白质分子，结构域与三级结构等同，即这些蛋白为单结构域。,是多肽链的独立折叠单位,节首,结构域,木瓜蛋白酶内的2个结构域,彼此很不相同,节首,结构域,弹性蛋白酶的二个结构域,彼此非常相似,节首,return,四、蛋白质的三级结构,节首,指多肽链在二级结构的基础上进一步盘旋、折叠，从而生成特定的空间结构。包括主链和侧链的所有原子的空间排布一般非极性侧链埋在分子内部，形成疏水核，极性侧链在分子表面。,肌红蛋白的三级结构,节首,五、蛋白质的四级结构,指亚基的种类、数量以及各个亚基在寡聚蛋白质中的空间排布和亚基间的相互作用。如，血红蛋白的四级结构要点为：球状寡聚蛋白，含四个亚基，两条链，两条链，22,其中链：141个残基；链：146个残基，分子量65000,含四个血红素辅基,亲水性侧链基团在分子表面，疏水性基团在分子内部,节首,六、维持蛋白质分子构象的化学键,维持蛋白质分子构象的化学键有,氢键,疏水键,范德华力,盐键,二硫键,节首,维系蛋白质分子的一级结构：肽键、二硫键维系蛋白质分子的二级结构：氢键维系蛋白质分子的三级结构：疏水相互作用力、氢键、范德华力、盐键维系蛋白质分子的四级结构：范德华力、盐键,a盐键（离子键）b氢键c疏水相互作用力d范德华力e二硫键f酯键,节首,氢键、范德华力、疏水相互作用力、盐键，均为次级键氢键、范德华力虽然键能小，但数量大疏水相互作用力对维持三级结构特别重要盐键数量小二硫键对稳定蛋白质构象很重要，二硫键越多，蛋白质分子构象越稳定,离子键,氢键,范德华力,疏水相互作用力,节首,1.6蛋白质结构与功能的关系,一.一级结构与功能的关系1.一级结构反映种属特异性和亲缘关系2.一级结构的变化造成功能的变化（分子病）3.肽链的局部断裂使蛋白前体激活二.构象与功能的关系构象的改变造成功能的改变（如酶、血红蛋白等）,章首,蛋白质一级结构与功能的关系,1.种属差异,蛋白质一级结构的种属差异十分明显，但相同部分氨基酸对蛋白质的功能起决定作用。根据蛋白质结构上的差异，可以断定它们在亲缘关系上的远近。,节首,镰刀型红细胞贫血的分子基础,HbA:Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-LysHbS:Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys链12345678,结果：荷负电的Glu变为疏水性的Val，使HbS分子表面的负电荷减少，亲水基团变为疏水基团，使HbS分子聚合，溶解度降低，红细胞变形，呈镰刀状，并易于破裂溶血。治疗：体外，KCNO共价修饰链N端Val残基，使亲水性增加，可防止HbS分子间的缔合,节首,图,（二）蛋白质构象与功能的关系,1.别（变）构作用：含亚基的蛋白质由于一个亚基的构象改变而引起其余亚基和整个分子构象、性质和功能发生改变的作用。,节首,2.蛋白质构象改变与疾病,蛋白质构象疾病:若蛋白质的折叠发生错误,尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病的发生。,节首,构象改变导致疾病的机理：有些蛋白质错误折叠后，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。这类疾病包括：老年痴呆症、亨停顿舞蹈病、疯牛病等,疯牛病中的蛋白质构象改变疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。正常的PrP富含-螺旋，称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为-折叠的PrPsc，从而致病。,节首,一.两性性质及等电点二.胶体性质三.沉淀反应四.变性作用五.水解反应（完全水解/不完全水解）六.颜色反应1.双缩脲反应2.酚试剂反应3.茚三酮反应,1.7蛋白质的性质,章首,由于蛋白质分子中氨基酸残基的侧链上存在游离的氨基和游离的羧基，因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离的性质，因而也具有特定的等电点。,一蛋白质的两性解离与等电点：,节首,二蛋白质的胶体性质,蛋白质分子的颗粒直径已达1100nm，处于胶体颗粒的范围。因此，蛋白质具有亲水溶胶的性质。蛋白质分子表面的水化膜和表面电荷是稳定蛋白质亲水溶胶的两个重要因素。,节首,蛋白质颗粒的表面电荷和水化膜,节首,二、胶体性质1、透析2、盐析3、凝胶过滤,节首,蛋白质分子相互聚集而从溶液中析出的现象称为沉淀。变性后的蛋白质由于疏水基团的暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋白质不一定都是变性后的蛋白质。加热使蛋白质变性并凝聚成块状称为凝固。因此，凡凝固的蛋白质一定发生变性。,三.沉淀反应,节首,1.盐析：在蛋白质溶液中加入大量中性盐，以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋白质从溶