《肽的结构和功能》PPT课件.ppt

1、第三节 肽 (peptide),肽键(peptide bond)：是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。,一、肽键,1. 定义,二、肽单元 (peptide unit),参与组成肽键的6个原子位于同一平面，又叫酰胺平面或肽键平面。它是蛋白质构象的基本结构单位。,1. 定义,H,H,H,H,多肽链：通过可旋转的C连接的酰胺平面链 这种旋转是受到限制的, 和= 0时的主链构象,2. 肽平面的性质,肽平面键长和键角一定 肽键有40%的双键性质，相关的6个原子 处在同一平面 （肽平面、酰胺平面） 肽键的原子排列呈反式构型 相邻的肽平面构成两面角,三 、 肽的命名,1）以氨

2、基酸残基的数量命名,2-12个：二肽、三肽、四肽,12-20个: 寡肽 20个：多肽,2）以氨基酸残基的名称命名 从N端开始，连续读出氨基酸残基的名称，并将“酸”改为“酰”。 举例：丝氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸,四、肽的书写,NH2末端（N端）放在左边，COOH末端（C端）放在右边，用连字符将氨基酸从N端到C端连接起来,举例： Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu,S-G-Y-A-L,1) 已知氨基酸序列,2）未知氨基酸序列,将氨基酸及数量写在括号内，并以逗号间隔,举例： （Ala, Cys2, Gly),N 末端：多肽链中有自由氨基的一端 C 末端：多肽链中有自由羧基的一端,多肽链有两端

3、,* 多肽链(polypeptide chain)是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。,多肽链中AA残基按一定顺序排列：氨基酸顺序 含游离-氨基的一端：氨基端或N-端 含游离-羧基的一端：羧基端或C-端 AA顺序是从N-端开始以C-端氨基酸残基为终点 如上述五肽：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln,N末端,C末端,牛核糖核酸酶,1、肽的酸碱性质 短肽在晶体和水溶液中是以偶极离子形式存在。 肽的酸碱性质取决于端和端COOH以及侧链上可解离的基团。 在长肽或蛋白质中，可解离的基团主要是侧链基团。,五、肽的重要性质,2、 旋光性 一般短肽的旋光度等于其各个氨基酸的旋光度的总和。,肽末端-

4、羧基pKa值比游离AA中的大。 肽末端-氨基pKa值比游离AA中的小。,3、 解离系数,六、生物活性肽（BAP）,定义 调节生物体的生命活动或具有某些生理活性的寡肽和多肽的总称,2.作用： 调节酶类，保障代谢，影响蛋白质合成,1）谷胱甘肽(glutathione, GSH),结构:,3.常见生物活性肽,GSH过氧化物酶,GSH还原酶,NADPH+H+,NADP+,GSH的转化:,GSH是细胞内十分重要的还原剂,SH为活性基团，参与氧化还原过程，清除内源性过氧化物和自由基，维护蛋白质活性中心的巯基处于还原状态； 为酸性肽； 红细胞中的巯基缓冲剂。,谷胱甘肽的功能,多肽类激素主要见于垂体及下丘脑分

5、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。,2）多肽类激素及神经肽,催产素： 促平滑肌收缩、催产、排乳、促进遗忘,加压素： 升高血压、抗利尿、促进记忆,3）促肾上腺皮质激素（ACTH),腺垂体分泌，作用于肾上腺皮质 刺激肾上腺皮质的生长和肾上腺皮质激素的合成和分泌 可用于关节炎、皮肤和眼睛炎症的治疗,4）脑啡肽（5肽） Met- 脑啡肽： TyrGlyGlyPheMet Leu-脑啡肽： TyrGlyGlyPheLeu（已人工合成） 具有镇痛

6、作用。,生物体内活性肽的来源,体内途径：非活性的蛋白质前体经特殊的酶系加工形成。 肽链+信号肽,内质网（激素原前体）,高尔基体,肽链选择性酶切（位点为成对碱性氨基酸，以Lys-Arg为主）,体外途径： 分离纯化天然活性肽 化学合成 生物合成 酶法水解,第四节 蛋白质的结构,蛋白质的分子结构包括 一级结构 二级结构 超二级结构 结构域 三级结构 四级结构,空间结构,一、蛋白质的一级结构,蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。 其中最重要的是多肽链的氨基酸顺序，它是蛋白质生物功能的基础。,2、主要的化学键,二硫键的位置属于一级结构研究范畴。,肽键，有些蛋白质还包括二硫键,1、定义,一级结构是

7、蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。,胰岛素的一级结构,二、蛋白质的空间结构,1、定义 蛋白质分子中所有原子在三维空间的分布和肽链的走向 方法：X射线衍射法，核磁共振法,2、空间结构中的作用力,次级键（氢键、盐键）、疏水作用、范德华力,氢键：一个电负性原子上共价连接的氢，与另一个电负性原子间的静电作用力。,盐键：不同电荷间的相互作用力,疏水作用：氨基酸疏水侧链相互聚集形成的作用力 位于蛋白质内部的AA侧链全为疏水的。,范德华力：由瞬间偶极诱导的静电相互作用形成的,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,二、蛋白质的二级结构,2、主要的化学键： 氢键 （稳定因素）

8、,蛋白质二级结构的主要形式,-螺旋 ( -helix ) -折叠 ( -pleated sheet ) -转角 ( -turn ) 无规卷曲 ( random coil ),（一） -螺旋（最常见的结构）,-螺旋结构要点: 多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧。 每圈螺旋含3.6个氨基酸，螺距为0.54nm。 每个肽键的亚氨氢和第四个肽键的羰基氧形成的氢键保持螺旋稳定。氢键与螺旋长轴基本平行。 -螺旋有左手螺旋和右手螺旋两种，天然蛋白质的-螺旋绝大多数都是右手螺旋，仅在嗜热菌蛋白酶的晶体结构中发现左手螺旋。右手螺旋较稳定。,氨基酸侧链所带电荷 、大小及形状。,影响-螺旋形成的因素

9、：,多肽链中有Pro（或羟脯氨酸）时螺旋中断 多肽键中存在大量Gly、Ser、Thr也不利于形成-螺旋,（三）-折叠（由Pauling,Corey1951年提出）,多肽链充分伸展，相邻肽单元之间折叠成锯齿状结构，侧链位于锯齿结构的上下方。 两段以上的 -折叠结构平行排列 ，两链间可顺向平行，也可反向平行 。 两链间的肽键之间形成氢键，以稳固 -折叠结构。氢键与螺旋长轴垂直。, -折叠形成条件： 要求氨基酸侧链较小。,-折叠,平行-折叠：多见于大结构,反平行-折叠,（四）-转角和无规卷曲,-转角（多见于球状蛋白）,1. 肽链内形成180回折。 2. 在-转角部分，由四个氨基酸残基组成. 3. 四个形成转角的残基中，第二个氨基酸残基常为 Pro。第三个一般均为