new 第4章 蛋白质的共价结构

第4章蛋白质的共价结构2009.7.290一、蛋白质通论二、肽三、蛋白质一级结构的测定四、蛋白质的氨基酸序列与生物学功能蛋白质、多肽、寡肽蛋白质与多肽可以通用有时也以胰岛素（51个氨基酸，MW=5807）作为一个分界线，大于称为蛋白质，小于为多肽寡肽通常指2-10个氨基酸的小分子肽一、蛋白质通论（三）蛋白质构象和蛋白质结构的组织层次（二）蛋白质的形状和大小（一）蛋白质的分类N末端C末端牛核糖核酸酶一、蛋白质通论蛋白质的分类依据蛋白质的外形分类球状蛋白质：globularprotein，外形接近球形或椭圆形，溶解性较好，能形成结晶，大多数蛋白质属于这一类。球状蛋白的长度与直径之比一般小于10纤维状蛋白质：fibrousprotein，分子类似纤维或细棒。它又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。依据蛋白质的组成分类结合蛋白(conjugatedprotein)简单蛋白(simpleprotein)单纯蛋白质：这类蛋白质只含由

-氨基酸组成的肽链，不含其它成分清蛋白和球蛋白albuminandglobulin由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成含量57-672-54-96.2-1212-20抗体（丙种球蛋白）注意等电点及分子量1937年Tiselius和Kabat的电泳方法色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成。如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞膜中的糖蛋白等。脂蛋白：由简单蛋白与脂类结合而成。如血清

-，

-脂蛋白等。核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。如DNA拓扑异构酶、病毒的DNA或RNA复制过程中等。结合蛋白共价通过丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸的侧链羟基经磷酸二酯键连接到DNA或RNA的3′或5′端（二）蛋白质的形状和大小纤维蛋白质、球状蛋白质、膜蛋白质长度/直径>10蛋白质分子量变化范围很大,从大约6000到1,000,000道尔顿甚至更大。（二）蛋白质的形状和大小（三）蛋白质构象和蛋白质结构的组织层次化学结构（construct,构造

)：是指组成分子的原子种类+数量以及它们之间的键合(化学键)形式

C2H5OH乙醇 CH3OCH3乙醚

构型(configuration)：在给定的化学结构下，分子中原子在键合时所形成的不同的空间排列（可分离）旋光异构顺反异构构象(conformation)：在化学结构和configuration相同的分子中，其原子由于单键的内旋转(internaltotation)而在空间形成的不同的构象体可以相互转化

一种物质它的构造和构型只有一种，但它的构象可以有许多种！蛋白质的结构层次分一级结构、二级结构、三级结构和四级结构在二、三级结构之间又分出二个亚层次：超二级结构和结构域。空间结构=三维结构=蛋白质的构象二、肽

1、肽的基本概念2、肽命名3、动植物体内重要的肽4、肽的物理和化学性质1、肽的基本概念

一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸α-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”肽键性质1：肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转。肽键性质2：在大多数情况下，以反式结构存在。相邻2个氨基酸的侧链R形成反式构型

组成肽键的原子（4+2）处于同一平面－肽平面。

-H2O二肽：丙氨酰甘氨酸

N——C2、肽命名

寡肽——少数几个氨基酸

组成的肽丝氨酸甘氨酸酪氨酸丙氨酸亮氨酸多肽链、蛋白质就是由几十个到几百个甚至几千个氨基酸分子借肽键相互连接起的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

无论肽链有多长，在链的两端一端有游离的氨基（-NH2），称为N端；链的另一端有游离的羧基（-COOH），称为C端。

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。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注意：在开链肽的N端和C端可以有游离的α氨基和α羧基，而有的开链肽的N端或C端的游离的α氨基或α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。例如促甲状腺素释放激素的N端残基是谷氨酸，此残基易于自身环化成焦谷氨酰基（α氨基与谷氨酸的γ羧基脱水缩和而成）。在生物体中，多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位。但是，也有许多分子量比较小的多肽以游离状态存在。这类多肽通常都具有特殊的生理功能，常称为活性肽。如：脑啡肽；激素类多肽；抗生素类多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。活性肽——激素肽或神经肽3、动植物体内重要的肽

1）、谷胱甘肽

γ-肽键

GSH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）谷胱甘肽是某些酶的辅酶，在体内氧化还原过程中起重要作用。2）、促肾上腺皮质激素（ACTH）

大脑分泌的ACTH参与意识行为的调控；腺垂体分泌的ACTH主要作用于肾上腺皮质

3）、脑啡肽

Leu-脑啡肽

Met-脑啡肽

神经递质，有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物吗啡是鸦片中最主要的生物碱（含量约10-15%），1806年法国化学家F·泽尔蒂纳首次从鸦片中分离出来。分离得到的白色粉末在狗和自己身上进行实验，结果狗吃下去后很快昏昏睡去，用强刺激法也无法使其兴奋苏醒；他本人吞下这些粉末后也长眠不醒。据此他用希腊神话中的睡眠之神吗啡斯（Morphus）的名字将这些物质命名为“吗啡”。脑啡肽（endorphin），是一种内成性（脑下垂体分泌）的类吗啡生物化学合成物激素。它能与吗啡受体結合，产生跟吗啡、鸦片剂一样有止痛和欣快感。等同天然的镇痛剂。

runner'shigh

1975年，两个小组分别自猪脑和牛脑中发现2008年3月《Science》4）、胰高血糖素——29肽

4、肽的物理和化学性质离子晶体，熔点高，两性离子。1、双缩脲反应（biuretreaction）是肽和蛋白质所特有的一个反应。一般含有两个或两个以上的肽键的化合物与CuSO4碱性溶液都能发生双缩脲反应面生成紫红色或兰紫色复合物利用这个反应可以以分光光度计法测定蛋白质含量（非蛋白质特异性）肽的等电点如何求出？2、两性离子+H3N—His—Glu—Val—COO-COO-查P133pK9.17pK6.00pK4.25pK2.322.324.256.009.17+-+2+10-1-2pK=4.25*6/2=5.125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蛋白质的一级结构：(Primarystructure)组成蛋白质的多肽链数目多肽链的氨基酸顺序多肽链内或链间二硫键的数目和位置1，样品必需纯（>97%以上）；2，知道蛋白质的分子量；3，知道蛋白质由几个亚基组成；4，测定蛋白质的氨基酸组成；并根据分子量计算每种氨基酸的个数。5，测定水解液中的氨量，计算酰胺的含量。测定蛋白质的一级结构的要求三、蛋白质一级结构的测定1.氨基酸组成分析

2．氨基酸末端分析

3.蛋白质中肽链的拆离4.肽链的部分降解及肽片断的分离5．肽段氨基酸顺序测定及肽段重叠6.二硫键与酰胺基的定位

1.氨基酸组成分析N-末端分析C-末端分析2.氨基酸末端分析N末端测定方法比C末端更加成熟、可靠和准确，N-末端分析二硝基氟苯法（FDNB法）二甲基氨基萘磺酰氯法（DNS-Cl法）异硫氰酸苯酯法（Edman法）氨基酸末端分析2.氨基酸末端分析N-末端分析二硝基氟苯法（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。2.氨基酸末端分析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2.氨基酸末端分析异硫氰酸苯酯法（Edman法）2.氨基酸末端分析生成PTH-氨基酸非常稳定，在268nm处有强吸收峰C-末端分析肼解法还原法羧肽酶法2.氨基酸末端分析可与苯甲醛作用形成不溶的二亚苄基衍生物而除去溶于上清中2.还原法2.氨基酸末端分析硼氢化锂还原成α-氨基醇。完全水解后分析α-氨基醇3.羧肽酶法主要方法

根据不同的反应时间测出酶水解所释放的氨基酸种类和数量，从而知道蛋白质的C末端残基顺序。实际应用时，由于羧肽酶对不同的C末端氨基酸作用的速度不同，而且反应是连续的，不能停在某一步上，因此给正确判断氨基酸的顺序造成了一定的困难。2.氨基酸末端分析肽链外切酶自多肽链的C端逐个的水解氨基酸4种常用羧肽酶：羧肽酶来源专一性CpA胰脏能释放除pro、Arg和Lys以外的所有C端氨基酸CpB胰脏主要水解C端为Arg或Lys的肽键CpC植物或微生物相当广泛，几乎能释放C端的所有氨基酸CpY面包酵母可释放C端所有氨基酸羧肽酶A、B均不作用于C-末端第二位为Pro的C-末端的残基的肽键-AA-AA-Lys-AA-AA-Arg-AA-AA-Pro-AA-AA-pro-AA羧肽酶A不作用-AA-AA-Lys-AA-AA-Arg羧肽酶B只作用羧肽酶A、B均不作用羧肽酶Y设计自动化序列仪return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3、蛋白质中肽链的拆离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3、蛋白质中肽链的拆离拆分二硫键结构是半胱氨酸残基经氧化作用而形成胱氨酸残基。还原法氧化法3、蛋白质中肽链的拆离主要二种方法：1.过甲酸氧化法巯基（-SH）和二硫键（-S-S-）同时氧化成磺基，生成的磺酸基很稳定，肽链不再重新形成二硫键，便于肽链分离二硫桥的断裂巯基乙醇8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍二硫桥的断裂2.巯基化合物还原法蛋白质变性二硫键暴露可以用碘乙酸等烷基化试剂保护生成的半胱氨酸的-SH+HI+巯基保护试剂

由于氨基酸顺序测定多数采用Edman降解法，它一次能分析肽链长度约10余个氨基酸残基，所以分离得到的单链如果太长，须将长的肽链断裂成易分析的较短肽链。

肽链部分降解的方法要求选择性强、裂解点少、反应率高，一般采用化学裂解和酶解法两种。4.肽链的部分降解及肽片断的分离1）．化学裂解法

溴化氰（CNBr）与肽链中Met残基侧链的硫醚基发生反应，生成环化的溴化亚氨内酯，此产物水解后，产生高丝氨酸内酯，使蛋氨酸羧基端的肽键断裂。这一方法的优点是产率高（可达85%）、专一性强，故实际应用较多。甲硫氨酸,人体唯一的含硫必需AA氰化物，带有氰基（CN）的化合物cyanide['saiə,naid]叁键给予氰基以相当高的稳定性，使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。该基团具有和卤素类似的化学性质，常被称为拟卤素。

有机氰化物可分类为腈jīng（C-CN）异腈（C-NC）

苦杏仁中毒机理主要是由于苦杏仁苷被肠道菌群中的β-葡萄糖苷酶水解，产生氢氰酸而被吸收。氰离子能与细胞色素氧化酶的三价铁（Fe3+）结合，