生物化學(xué)王鏡巖第四章蛋白質(zhì)的共價結(jié)構(gòu)課件.

1、第二章蛋白質(zhì)第一節(jié)蛋白質(zhì)通論P157一、妥白質(zhì)的定義1838年，J. J. Berzelius提出，由 proteios衍生而來第一重要，首要的物質(zhì).蛋白質(zhì)：是一切生物體中普遍存在的, 由天然氨基酸通過肽鍵連接而成的 生物大分子；是表達(dá)生物遺傳性狀 的一類主要物質(zhì).二.蛋白質(zhì)在生命中的重要性1蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)必不可少的重要成分蛋白質(zhì)占干重廠人體 45%細(xì)菌 50% - 80%J 真菌 14%-52%酵母菌 14%-50%白地菌50%人體中(中年人)c 水55%蛋白質(zhì)19%J脂肪19%糖類1%、無機(jī)鹽7%2.蛋白質(zhì)是生物功能的主要體現(xiàn)者(1) 酶的催化作用(2) 調(diào)節(jié)作用(3) 運輸功能(4)

2、運動功能(5 )免疫保護(hù)作用(6) 遺傳信息的控制(7) 接受、傳遞信息(8) 結(jié)構(gòu)蛋白參與細(xì)胞和組織的建成三蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與分類1.元素組成:50%7%23%16%0-3%磷.鐵.銅、碘、鋅蛋白質(zhì)中元素的組成百分比約為:碳?xì)溲醯蚱渌⒘吭?*蛋白質(zhì)含量的測定：凱氏定氮法優(yōu)點：對原料無選擇性，儀器簡單， 方法也簡單；缺點：易將無機(jī)氮（如核酸中的氨）都?xì)w入蛋白質(zhì)中不精確.»蛋白質(zhì)含量氮的量x6252分類 P158 表4-1表4-2表4-3(1 )按組成:簡單蛋白：水解為a氨基酸結(jié)合蛋白二簡單蛋白+輔基(2 )按分子外形的對稱程度：球狀蛋白質(zhì).纖維狀蛋白質(zhì)、膜蛋白質(zhì) (3)按功能分

3、：酶.轉(zhuǎn)運蛋白.調(diào)節(jié)蛋白、貯存蛋白、 受體蛋白.運動蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白.支架 蛋白等.3,蛋白質(zhì)的分類(1).依據(jù)外形分類 球狀蛋白質(zhì)：globular protein纖維狀蛋白質(zhì)：fibrous protein膜蛋白質(zhì)：membra neprotein(2)、依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類簡單蛋白 simple protein單純蛋白，僅由氨基酸組成結(jié)合蛋白 conjugated protein由簡單蛋白與其它非蛋白成分結(jié)合而成E簡單蛋白清蛋白和球蛋白albumin and globulin廣泛存在于動物組織谷蛋白和醇溶谷蛋白glutelin andprolamin植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸/堿 精蛋

4、白和組蛋白堿性蛋白存在于細(xì)胞核 硬蛋白結(jié)合蛋白色蛋白：簡單蛋白+色素物質(zhì) 糖蛋白：簡單蛋白十糖類物質(zhì) 脂蛋白：簡單蛋白十脂類結(jié)合 核蛋白：簡單蛋白+核酸蛋白質(zhì)與多肽無嚴(yán)格的界線通常將6000Dr以上的多肽稱為蛋 白質(zhì).蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大少于50個氨基酸的低分子量氨基酸多聚物稱為肽，多于12個少于20個的稱寡肽，多于20個的稱多肽.多于50個氨基酸(AA)的稱為蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子量=AA數(shù)目拿110對任一種給定的蛋白質(zhì)，其所有分 子在AA組成和順序以及肽鏈的長度 方面都應(yīng)是相同的，即所謂均一的 蛋白廣處蛋白質(zhì)的構(gòu)象與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組織層次每一種天然蛋白質(zhì)都有自己特有的空間結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)特有的這種

5、天然空間結(jié)構(gòu)稱為構(gòu)象.一級結(jié)構(gòu)：氨基酸順序二級結(jié)構(gòu)：a螺旋、0折疊.B轉(zhuǎn)角， 無規(guī)卷曲三級結(jié)構(gòu)：a螺旋、0折疊.B轉(zhuǎn)角 松散肽段借次級鍵形成球狀四級結(jié)構(gòu)：多亞基聚集PrimuryBlructureSecotMuirydructurTertiarytrtrixiur*QuaternaryUructun1.nfcAmino "吹 曲皿 出Polypepii 血:haxAfBembkd suludls第二節(jié)蛋白質(zhì)的共價結(jié)構(gòu)_肽和肽鍵二蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)層次一級結(jié)構(gòu)（氨基酸順序、共價主鏈結(jié)構(gòu)）I二級結(jié)構(gòu)I超二級結(jié)構(gòu)I結(jié)構(gòu)域（高級結(jié)構(gòu)）I三級結(jié)構(gòu)（球狀結(jié)構(gòu)）I四級結(jié)構(gòu)（多亞基聚集體）圖3

6、-28 蛋白質(zhì)給構(gòu)的層次一.肽和肽鍵）概念肽：氨基酸的?；土硪粋€氨基酸的氨 基脫水縮合而成的化合物.多肽的線性結(jié)構(gòu)叫肽鏈其中的氨基酸單位稱氨基酸殘基.肽鍵:氨基酸間脫水后形成的共價鍵稱肽鍵（酰氨鍵）肽鍵：氨基酸間脫水后形成的共價鍵稱肽鍵（酰氨鍵）(b) Bcrc AngH «rd fcnglhs（二）肽和肽鍵的結(jié)構(gòu)5肽老稱：絲氨?？嚢滨＠野滨Ｌ於滨９劝滨０?寫法：N Ser-VaiTry-Asp In或 S V Y D Q2 肽鍵的結(jié)構(gòu):Glycylalanirve肽鍵的結(jié)構(gòu)特點：(1 )組成肽鍵的4個原子和2個C a幾乎處 在同一平面內(nèi)(酰氨平面)(2) 肽鍵中的C-N鍵具有部

7、分雙鍵性質(zhì)， 不能自由旋轉(zhuǎn)；而Ca-C與Coc-N鍵 是單鍵，可自由旋轉(zhuǎn).(3) 肽鍵亞氨基在pHO14內(nèi)不解離.(4) 在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存 在.而Pro的肽鍵可能出現(xiàn)順.反兩 種構(gòu)型.H反式構(gòu)訊廉式楨P16 5圖4- 4冇脯拭酸爹與形成的肽it(b)多肽鏈可以看成由Ca串聯(lián)起來的無數(shù) 個酰朕平面組成3.肽平面與肽單位 P164肽平面：連接在肽鍵上的六個原子共 處于一個平面上（酰氨平面） 肽單位：肽鏈主鏈上的重復(fù)結(jié)構(gòu)，C a CO - NH - C a «（三）肽的重要性質(zhì)：1. 旋光性一般短肽的旋光度等于其各個氨基酸的 旋光度的總和.2. 酸堿性質(zhì)偶極離子形式存在.pHO

8、-14范圍內(nèi)，肽鍵中的亞氨基不解離 酸堿性質(zhì)主要取決于：N： a - NH2C: a -COOH側(cè)鏈R上可解離的基團(tuán). 肽末端a -馥基pK&值比游離AA中的大 肽來端a-氨基pKa值比游離AA審的小.3. 肽的化學(xué)反應(yīng)肽的a 幾基，a 氨基和側(cè)鏈R 基上的活性基團(tuán)都能發(fā)生與游離氨 基酸相似的反應(yīng).(四)天然存在的活性肽活性肽(active peptide): 生物體內(nèi)存在大量的多 肽和寡肽有彳艮強(qiáng)的生物 活性，稱活性肽.1.谷胱甘肽：Glu-Cys-GlySHCOOHOCH2HI»|H2hbCI+YH2CH2CNCH? COOHLJ I I IJHOt;y-谷氨Wl半腕氮般

9、甘氛鵬谷眇甘舷（GSH）2GSHf、GS-SG氣化型CH<SHG-SH + HS-GIgl ,7亍2 /1 /CH2半胱氮酸甘氨醴2H-谷氨酸ch-nh2J1tCO-NH-CH-CO-NH-CHrCOOH2HCOOHG-S-S-G谷胱甘肽GSH細(xì)胞內(nèi)繭要的還原刑有一個特殊的Y 肽鍵，(2) 有一個活潑的SH-,很容易氧化，兩 分子GSH以二硫鍵相連成氧化性的谷 胱甘肽(GSSG)參與細(xì)胞內(nèi)氧化還原過程，作為某些氧 化還原酶的輔因子，清除內(nèi)源性過氧化 物和自由基，防止過氧化物積累維護(hù)疏 基酶活性中心的疏基處于還原狀態(tài)2腦啡肽（5肽）Met 腦啡肽：TyrGly lyPheMetLeu腦啡肽

10、：TyrC1 yG1 yPheLeu具類嗎啡的鎮(zhèn)痛作用催產(chǎn)素:使子宮和乳腺 平滑肌收縮，具有催產(chǎn)和使乳腺排乳的作用。升壓素：使血管平滑肌 收縮，升高血壓，并 有減少排尿的作用，也 稱抗利尿激素CysCysi+yrTyrILe SPhe S6ln iGin $AsnAsnCysCys ProProLeuArgGly-NH2Gly-NHST催產(chǎn)素牛加壓素OHch3 ch-ch2ohCH OOch2o HN-CH-C-NH- CH- C-NH-CH2NH ch3 CH CHHOCH2CH3O CH2 H ou=OC-CH2 NH-C-CH-NH-C-CH2 NHCT鵝膏覃堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)二蛋白質(zhì)的一級結(jié)

11、構(gòu)P168(Primary structure)(一)一級結(jié)構(gòu)的內(nèi)容1 組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目朋 2.多肽鏈的氨基酸順序，I3多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位JL&二*2? (二)前提” 1 樣品必需純(>97%以上) 2 知道蛋白質(zhì)的分子量! 3 知道蛋白質(zhì)由幾個亞基組成； 4.測定蛋白質(zhì)的AA組成并根據(jù)分子量 計算每種AA的個數(shù) 5 測定水解液中的氨量計算酰胺的含量(三)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)的測定1測定內(nèi)容： (1)測定多肽鏈的數(shù)目(2) 拆分多肽鏈.(3) 斷裂鏈內(nèi)二硫鍵 (4)分析多肽鏈的N末端和C末端. (5)測定多肽鏈的氨基酸組成.拿(6)多肽鏈部分裂解成肽段. (7)測定

12、各個肽段的氨基酸順序 (8)確定肽段在多肽鏈中的順序。(9)確定多肽鏈中二硫鍵的位置2.測定步驟 測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目:測定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋白質(zhì) 的相對分子量比較. 多肽鏈的拆分: 尿素：8mol/L或 鹽晚瓜：6mol/L 處理，即可分開 多肽鏈（亞基）. 二硫鍵的斷裂：8mol/L 尿素或 6mol/L 鹽酸脈存在下： 過量的0-疏基乙醇還 原二硫鍵為疏基， 烷基化試劑保護(hù)琉基.疏基的保護(hù)nh3o 測定每條多肽鏈的氨基酸組成, 并計算出氨基酸成分的分子比： 酸水解的同時輔以堿水解， 確定肽鏈中各種aa出現(xiàn)的頻率,分析多肽鏈的N-末端和C-末端 末端氨基酸的測定：主要是N-

13、 端氨基酸分析法.N末端氨基酸測定的主要方法P169A.二硝基氟苯（DNFB）法：Sanger試劑, DNP-多肽，酸水解，黃色DNP-氨基酸, 有機(jī)溶劑（乙酸乙酯）抽提分離.層 旃、鑒定.B.丹橫酰氯法:在堿性條件下，丹橫酰氯（二甲氨基I酰氯）可以與N-端氨基酸的游離氨基反應(yīng).檢測靈敏度可以達(dá)到lxlO'9mol.SO2-HN-CH-C-OHR 0C Edman法（PITC法）：逐步切下，無色PTH-氨基酸，有機(jī)溶劑 抽提，層析.D.氨肽酶法：氨肽聲是一科肽鏈外切酶，從多肽鏈的 卜端逐個的向里水解.扌艮據(jù)不同的反 應(yīng)時間測出酶水解所釋放出的氨基酸 種類和數(shù)量，按反應(yīng)時間和氨基酸殘 基釋放量作動力學(xué)曲線，從而知道蛋 白質(zhì)的N-末端殘基順序.C端分析A.耕解法：多肽與無水MNH2NH2在loot加熱 5-1 Oh. C-端氨基酸從肽鏈上解離 出來，其余的氨基酸則變成耕化 物（氨基酸酰耕），駢化物能夠