生物化学：第04章 蛋白质II：蛋白质的结构与功能 第01节

1、第四章 蛋白质II：蛋白质的结构与功能 蛋白质结构决定其功能 第一节 蛋白质的一级结构 (primary structure ) 一、蛋白质一级结构的定义 蛋白质一级结构是指多肽链共价主链的氨 基酸顺序及二硫键的位置. 二、肽键（peptide bond） （一）什么是肽键 一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的 -氨基脱去一分子水，形成酰胺键 （amide bond），这种酰胺键就叫肽键。 肽链中的酰胺基（-CO-NH-）称为肽 基（peptide unit；peptide group）. （二）肽基的结构特点 1. 肽基为反式结构 2. 肽基为刚性平面结构(酰胺平面) （rigid, plan

2、ar structure） 肽键 具有 部分双键性质 三、肽（peptide） 肽为AA链。 多肽链中的一个AA单位称为AA残 基（residue）。 （一）肽的结构特点 1. 肽链为不分支的线性结构，有方向性 2. 一般有两个末端：氨基末端，羧基末端 3. 不同肽链，其共价主链结构相同 （肽基C肽基C肽基C） （二）肽的命名 二肽，三肽(小于12AA) 寡肽（oligopeptide） 1220AA 多肽（polypeptide） 肽的命名： 某氨基酰某氨基酰某氨基酸 （三）天然活性肽 还原型谷胱甘肽（glutathione）GSH 三肽（-Glu-Cys-Gly ），广泛存在于动植物、微

3、生物。 含有活性基团巯基，极易被氧化。可以保持一些 巯基酶的活性。 2GSHGSSG （四）肽的性质 酸碱性质 等电点（pI） 桑格反应 Edman反应 茚三酮反应 肽的特征化反应： 双缩脲反应 肽键的水解 四、蛋白质一级结构的测定 （一）蛋白质测序（直接法） （1）测定蛋白质分子中多肽链的数目 （2）拆分蛋白质分子的多肽链 （3）断开多肽链内的二硫键 （4） 分析每一多肽链的氨基酸组成 水解多肽链，利用离子交换柱层析测定氨基酸 组成 （5）鉴定多肽链N-末端和C-末端残基 常用于N末端的测定方法： 1. DNFP法（桑格反应） 2. PITC法（艾德曼反应） 3. 氨肽酶法（专一性的从氨基末

4、端将肽 键切断） 常用于C末端测定方法： 1. 肼解法（无水肼, 100C） 多肽C-末端氨基酸 + 各种氨基酸的酰肼 2. 还原法（硼氢化锂） C-末端氨基酸被还原成氨基醇 3. 羧肽酶法（专一性的从羧基末端将肽键切 断） （6）用两种以上方法裂解多肽链成较 小的片段（酶法、化学法） ，得到几套 肽段。 （7）测定各肽段的氨基酸序列（艾德 曼降解法）。 （8）利用重叠肽段重建完整多肽链的一级 结构 （9）确定原来多肽链中二硫键的位置 （二）蛋白质测序（推定法） 蛋白质抗体多核糖体 mRNA cDNA 核苷酸序列推测氨基酸序列 （三）蛋白质测序（质谱法） 蛋白质酶解蛋白质离子化(电喷射电离 带

5、正电荷“质子”) 气相 分离寡肽 离子碎片 图谱分析 (四)蛋白质序列数据库 蛋白质信息库(Protein Information Resource, PIR) GenBank EMBL(European Molecular Biology Laboratory) 五、蛋白质的氨基酸序列与生物功能 （一）同源蛋白质(homologous protein) 在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质 为同源蛋白质。 同源蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性 (序列同源) 可变残基(variable residue) 不变残基(invariant residue) 保守氨基酸残基 CytC (28/1

6、00多) 细胞色素C分 子系统树 物种间同源蛋 白质的氨基酸 序列差异越大, 进化位置越远. 说明: 生物功能是由一级结构决定的; 蛋白质一级结构中保守氨基酸对蛋白质 的生物功能致关重要. （二）镰刀状细胞贫血病（sickle-cell anemia） 亚基 Glu6Val 正常：H2NVal-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys- 病人：H2NVal-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys- 说明一个关键氨基酸的突变有可能导致蛋白 质功能的失常。 思考题 蛋白质序列测定策略 常见分析氨基酸氨基末端的方法 常见分析氨基酸羧基末端的方法 举例说明蛋白质一级结构与功能的关系 名词：肽键 多肽链 艾德曼降解 是非题与填空： 蛋白质一级结构是指多肽链的氨基酸组成和二硫键的位 置。（） 还原型谷