第三章-蛋白質(zhì)化學(xué)

第三章

蛋白質(zhì)化學(xué)

ProteinChemistry10/18/2023110/18/20232

認(rèn)識蛋白質(zhì)

十八世紀(jì)，人們根據(jù)物質(zhì)受熱后的性質(zhì)變化，將物質(zhì)分為二類，一是受熱后其性質(zhì)保持不變的，稱為無機物（如金屬、鹽類、水等）；另一類受熱后發(fā)生質(zhì)的變化，因其大部分直接或間接來自有機體，故稱為有機物。1777年，法國化學(xué)家馬凱（MacquerP.J.）將加熱后能凝固的物質(zhì)稱為“蛋白性物質(zhì)”。十九世紀(jì)三十年代，荷蘭生理學(xué)家米勒（MüllerG.J.）用元素分析法對血清、蛋清、蠶絲等進行分析發(fā)現(xiàn)，它們的元素組成很都很相似，可用化學(xué)式C40H62N10O12來表示。而且，他發(fā)現(xiàn)可用此化學(xué)式表示的物質(zhì)在生物體無所不在，認(rèn)為這種物質(zhì)對生物體是最重要的，于是命名為proteid。同時，瑞典化學(xué)家柏齊力烏斯（Berzelius）稱之為protein，此詞來自希臘語，意思是“最重要的”、“第一位的”。這就是我們中國人所稱之為的蛋白質(zhì)。10/18/20233蛋白質(zhì)在生命中的重要性恩格斯曾指出：“生命是蛋白體的存在方式，這種存在方式本質(zhì)上就在于這些蛋白體的化學(xué)組成部分的不斷的自我更新?！?/p>

第一，蛋白體是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)；第二，生命是物質(zhì)運動的特殊形式，是蛋白體的存在方式；第三，這種存在方式的本質(zhì)就是蛋白體與其外部自然界不斷的新陳代謝。10/18/20234Nat.CellBiol.：英國發(fā)現(xiàn)“餓死”癌細(xì)胞方法研究人員發(fā)現(xiàn)一種名為NF－kB的蛋白質(zhì)控制著其能量供應(yīng)方式的轉(zhuǎn)換，如果抑制這種蛋白質(zhì)的功能，癌細(xì)胞就不能按需轉(zhuǎn)換能量供應(yīng)方式，會進入能量供應(yīng)不足的狀態(tài)甚至“餓死”。10/18/20235JACS：劍橋大學(xué)將第21種氨基酸引入線蟲細(xì)胞秀麗隱桿線蟲10/18/20236Firefliesemitlightcatalyzedbyluciferase（熒光素酶）withATP10/18/2023710/18/20238Erythrocytes（紅細(xì)胞）containalargeamountofhemoglobins（血紅蛋白）,theoxygen-transportingprotein.10/18/20239Theproteinkeratin（角蛋白）isthechiefstructuralcomponentsofhair,horn,wool,nailsandfeathers.10/18/202310什么是蛋白質(zhì)？蛋白質(zhì)是一切生物體中普遍存在的，由20種左右天然α-氨基酸通過肽鍵相連形成的高分子含氮化合物；其種類繁多，具有一定的相對分子量、復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)和特定生物學(xué)功能；是表達(dá)生物遺傳形狀的一類主要物質(zhì)。10/18/202311導(dǎo)學(xué)了解蛋白質(zhì)的分類；區(qū)別蛋白質(zhì)的各級分子結(jié)構(gòu)及其功能；重點掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)特點、氨基酸的兩性解離與等電點以及蛋白質(zhì)序列測定；掌握蛋白質(zhì)的性質(zhì)；掌握蛋白質(zhì)的各級結(jié)構(gòu)及其作用力；掌握蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

10/18/20231210/18/20231310/18/202314第一節(jié)、蛋白質(zhì)概述10/18/202315一、蛋白質(zhì)的分類按形狀分：纖維狀蛋白

Fibrousproteins球狀蛋白質(zhì)

Globularproteins膜蛋白

Membraneproteins按組成分

簡單蛋白（simpleprotein）

結(jié)合蛋白（conjugatedprotein）按功能分酶、運輸?shù)鞍?、營養(yǎng)和貯存蛋白、激素、受體蛋白、運動蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白、防御蛋白10/18/202316簡

單

蛋

白清蛋白和球蛋白albuminandglobulin廣泛存在于動物組織谷蛋白和醇溶谷蛋白glutelinandprolamin植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸/堿精蛋白和組蛋白堿性蛋白存在于細(xì)胞核硬蛋白

10/18/202317結(jié)

合

蛋

白金屬蛋白：簡單蛋白+金屬元素糖蛋白：簡單蛋白+糖類物質(zhì)脂蛋白：簡單蛋白+脂類結(jié)合核蛋白：簡單蛋白+核酸10/18/2023181.催化功能-酶2.調(diào)節(jié)功能-激素、基因調(diào)控因子3.轉(zhuǎn)運功能-膜轉(zhuǎn)運蛋白、血紅/血清蛋白4.貯存功能-乳、蛋、谷蛋白5.運動功能-鞭毛、肌肉蛋白6.結(jié)構(gòu)成分-皮、毛、骨、牙、細(xì)胞骨架7.支架作用-接頭蛋白8.防御功能-免疫球蛋白9.記憶、識別二、蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能10/18/202319

一、蛋白質(zhì)的元素組成

二、氨基酸—蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位

三、氨基酸的主要理化性質(zhì)第二節(jié)、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成10/18/202320一、蛋白質(zhì)的元素組成10/18/202321蛋白氮占生物組織所有含氮物質(zhì)的絕大部分。大多數(shù)蛋白質(zhì)含氮量接近于16%

蛋白質(zhì)含量=每克樣品中含氮的克數(shù)

6.25凱氏定氮法10/18/202322——蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位具有氨基的羧酸二、氨基酸AminoAcid(AA)*

氨基酸的結(jié)構(gòu)

氨基酸的分類

稀有氨基酸

非蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸的性質(zhì)10/18/202323蛋白質(zhì)和多肽可被催化水解蛋白質(zhì)——月示——胨——多肽——肽——AA1*1045*1032*1031000200100酸/堿能將蛋白完全水解得到各種AA的混合物酶水解一般是部分水解得到多肽片段和AA的混合物氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位1、蛋白質(zhì)的水解10/18/2023242、氨基酸的結(jié)構(gòu)自然界氨基酸有300種，蛋白質(zhì)氨基酸有20種，構(gòu)成蛋白質(zhì)的AA都是L-構(gòu)型，天然AA都是α-AA。α-氨基酸結(jié)構(gòu)通式10/18/202325什么是α-氨基酸？----C-C-C-C-COOH

γβα----C-C-C-C(NH2)-COOHα-氨基酸氨基和羧基均與α碳原子相連10/18/202326知識點回顧1、常見AA的結(jié)構(gòu)通式2、常見AA的分類10/18/2023273、氨基酸的分類（1）中性氨基酸（1—NH2，1—COOH）a.脂肪族氨基酸甘氨酸丙氨酸纈氨酸亮氨酸異亮氨酸10/18/202328b.含羥基或硫氨基酸絲氨酸半胱氨酸蘇氨酸甲硫（蛋）氨酸巰基甲硫基10/18/202329胱氨酸10/18/20233010/18/202331c.芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸酚基吲哚基10/18/202332d.亞氨基酸脯氨酸吡咯環(huán)10/18/202333（2）酸性氨基酸及其酰胺（1—NH2，2—COOH）天冬氨酸谷氨酸天冬酰胺谷氨酰胺酰胺基10/18/202334（3）堿性氨基酸（2—NH2，1—COOH）賴氨酸精氨酸組氨酸呱基咪唑基10/18/202335思考題根據(jù)R側(cè)鏈的極性該如何給氨基酸分類？10/18/202336

人體所需的八種必需氨基酸

賴氨酸(Lys)，纈氨酸(Val)，蛋氨酸(Met)

色氨酸(Trp)，亮氨酸(Leu)，異亮氨酸(Ile)

蘇氨酸(Thr)，苯丙氨酸(Phe)必需氨基酸10/18/2023374、稀有氨基酸

由常見aa經(jīng)修飾而來。410/18/20233810/18/20233910/18/20234010/18/2023415、非蛋白質(zhì)氨基酸

200多種多是蛋白質(zhì)中L型α-AA衍生物有一些是β-，γ-，δ-aa有些是D-型aa10/18/20234210/18/20234310/18/20234410/18/20234510/18/2023461、元素組成：大多數(shù)蛋白質(zhì)含氮量接近于16%，凱氏定氮法2、氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類中性氨基酸a.脂肪族氨基酸:Gly,Ala,Val,Leu,Ileb.含羥基或硫氨基酸:Ser,Thr,Cys,Metc.芳香族氨基酸:Phe,Tyr,Trpd.亞氨基酸:Pro酸性氨基酸及其酰胺:Glu,Gln,Asp,Asn堿性氨基酸:Lys,Arg,His10/18/2023474、氨基酸的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)：除Gly外，氨基酸均含有一個手性

-碳原子，因此都具有旋光性。

10/18/202348Trp279nmTyr278nmPhe259nm蛋白質(zhì)含量測定280nm各種氨基酸在可見區(qū)都沒有光吸收，Trp、Try、Phe有紫外吸收。10/18/202349（2）氨基酸的兩性解離與等電點（難點）兩性電解質(zhì)偶極離子10/18/202350氨基酸的等電點（Isoelectricpoint,pI）：氨基酸所帶凈電荷為零時溶液的pH值。[RO][R+][R—]中性及酸性氨基酸：pI=(pK1+pK2)/2堿性AA：pI=(pK2+pK3)/2

10/18/202351Ka1*Ka2=……側(cè)鏈不含離解基團的中性AApI=(pK’1+pK’2)/210/18/202352甘氨酸滴定曲線10/18/202353酸性AA：pI=(pK1+pKR-COO—)/210/18/202354堿性AA：pI=(pK2+pKR-NH2)/2

10/18/202355思考題：氨基酸溶液pH與pI的關(guān)系以及氨基酸的電泳行為？pH>pI時，氨基酸帶負(fù)電荷，-COOH解離成-COO-，向正極移動。

pH=pI時，氨基酸凈電荷為零pH<pI時，氨基酸帶正電荷，-NH2解離成-NH3+，向負(fù)極移動。10/18/2023561、紫外吸收法（280nm）定量測定蛋白質(zhì)時其主要依據(jù)是因為大多數(shù)可溶性蛋白質(zhì)分子中含有（）、（）、（）。2、側(cè)鏈含有咪唑基的氨基酸是（）A、甲硫氨酸B、半胱氨酸C、精氨酸D、組氨酸3、pH為8時，帶正電的氨基酸為（）A、GluB、LysC、SerD、Asn4、精氨酸的pK1=2.17、pK2=9.04（

-NH3）pK3=12.48（胍基）pI=（）A、1/2(2.17+9.04)B、1/2(2.17+12.48)C、1/2(9.04+12.48)D、1/3（2.17+9.04+12.48）5、谷氨酸的pK1=2.19(

-COOH)、pK2=9.67(

-NH3)、pK3=4.25(

-COOH)pI=（）A、1/2（2.19+9.67）B、1/2（9.67+4.25）C、1/2(2.19+4.25)D、1/3(2.17+9.04+9.67)

10/18/202357按Ｒ基的極性性質(zhì)分類：１、非極性Ｒ基aa10/18/202358２、不帶電荷的極性Ｒ基aa10/18/2023593、帶正電荷的Ｒ基aa10/18/2023604、帶負(fù)電荷的Ｒ基aa10/18/202361（3）氨基酸的化學(xué)反應(yīng)α-氨基參加的反應(yīng)與亞硝酸反應(yīng)與酰化試劑反應(yīng)與二硝基氟（DNFB）苯反應(yīng)形成Schiff’s堿反應(yīng)脫氨基反應(yīng)與甲醛反應(yīng)10/18/202362

NH2OHRCHCOOH+HNO2RCHCOOH+H2O+N2VanSlyke

法測氨基氮（體積）的基礎(chǔ)。N2中的1/2為氨基氮。

氨基酸定量和蛋白質(zhì)水解程度的測定。①與亞硝酸反應(yīng)10/18/202363卞氧酰氯卞氧酰氯氨基酸堿性條件用途：用于保護氨基以及肽鏈的氨基端測定等。②與?；噭┓磻?yīng)10/18/202364NO2FO2N+H2N—CH—COOHRNO2O2NHN—CH—COOHR+HF弱堿性DNP-氨基酸（黃色）DNFBSanger法測定N末端氨基酸基礎(chǔ)③與二硝基氟苯反應(yīng)（Sanger反應(yīng)）10/18/202365Schiff’s堿用途：是多種酶促反應(yīng)的中間過程。形成Schiff’s堿反應(yīng)10/18/202366在生物體內(nèi)經(jīng)AA氧化酶催化即脫去α-氨基而轉(zhuǎn)變?yōu)橥帷Ｃ摪被磻?yīng)10/18/202367由于甲醛與氨基作用，形成羥甲基氨基酸、二羥甲基氨基酸，降低了氨基的堿性，pK2減少2-3pH單位，相對地增強了氨基酸的酸性解離。與甲醛反應(yīng)10/18/202368α-羧基參加的反應(yīng)成鹽和成酯反應(yīng)10/18/202369α-羧基和α-氨基都參加的反應(yīng)與茚三酮反應(yīng)成肽反應(yīng)10/18/202370與茚三酮反應(yīng)10/18/20237110/18/202372反應(yīng)要點A.該反應(yīng)由—NH2與—COOH共同參與，-氨基酸特有的反應(yīng)；B.該反應(yīng)非常靈敏，可在570nm測定吸光值；C.測定范圍：0.5~50μg/ml；D.Pro與茚三酮直接生成黃色物質(zhì)，在440nm測定（不釋放NH3），Gln和Asn與茚三酮直接生成棕色物質(zhì)。應(yīng)用：A.氨基酸定量分析（先用層析法分離）B.氨基酸自動分析儀：用陽離子交換樹脂，將樣品中的氨基酸分離，自動定性定量，記錄結(jié)果。10/18/202373成肽反應(yīng)AA-NH2與另一AA-COOH間失水形成的酰胺鍵稱肽鍵，所形成的化合物稱肽。10/18/202374氨基酸的化學(xué)反應(yīng)α-氨基參加的反應(yīng)與亞硝酸反應(yīng)；與二硝基氟苯反應(yīng)；與甲醛反應(yīng)α-羧基參加的反應(yīng)成鹽和成酯反應(yīng)α-羧基和α-氨基都參加的反應(yīng)與茚三酮反應(yīng)；成肽反應(yīng)10/18/202375第三節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)10/18/20237610/18/202377一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中的AA排列順序。從左到右：N端→C端。AA-NH2與另一AA-COOH間失水形成的酰胺鍵稱肽鍵，所形成的化合物稱肽。酰胺鍵—肽鍵穩(wěn)定一級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵10/18/202378肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。肽鍵具有平面性，組成肽鍵的4個原子和2個Cα（—Cα—CO—NH—Cα）幾乎處在同一平面內(nèi)（酰氨平面、肽平面）。10/18/202379由兩個AA組成的肽稱為二肽。由多個AA組成的肽則稱為多肽。組成多肽的AA單元稱為氨基酸殘基。N-端C-端10/18/20238010/18/202381N末端C末端牛核糖核酸酶10/18/202382谷胱甘肽(glutathione,GSH)結(jié)構(gòu):三肽谷氨酸的-羧基形成肽鍵－SH為活性基團為酸性肽是體內(nèi)重要的還原劑10/18/202383GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+主要功能:10/18/202384一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。10/18/202385細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層上G蛋白偶聯(lián)受體的計算機模擬圖10/18/202386二、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定（重點與難點）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。一級結(jié)構(gòu)包括：肽鏈的數(shù)目、末端組成、AA組成及排列順序、二硫鍵的位置維系一級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵：肽鍵、二硫鍵10/18/202387N末端C末端牛核糖核酸酶10/18/20238810/18/2023891.樣品必需純（>97%以上）2.知道蛋白質(zhì)的相對分子量3.知道蛋白質(zhì)由幾個亞基組成4.測定蛋白質(zhì)的AA組成前提10/18/202390與AA相關(guān)的重要化學(xué)反應(yīng)1、與HNO2反應(yīng)2、與DNFB反應(yīng)3、與茚三酮反應(yīng)4、成肽反應(yīng)知識點復(fù)習(xí)10/18/202391蛋白質(zhì)測序策略1、測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目2、拆分多肽鏈3、分析多肽鏈的N-末端和C-末端4、多肽鏈斷裂成多個肽段5、測定每個肽段的氨基酸順序6、確定肽段在多肽鏈中的次序7、確定原多肽鏈中二硫鍵的位置10/18/2023921、測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目通過測定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋白質(zhì)分子量之間的關(guān)系，即可確定多肽鏈的數(shù)目。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定10/18/2023932、多肽鏈的拆分可用8mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍處理，即可分開多肽鏈(亞基)。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定10/18/202394斷開二硫鍵在8mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍存在下，用過量的

-巰基乙醇處理，使二硫鍵還原為巰基，然后用烷基化試劑保護生成的巰基，防止重新被氧化。用發(fā)煙甲酸（過甲酸）氧化蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定10/18/20239510/18/202396N-端氨基酸DNFB（Sanger）法、Edman化學(xué)降解C-端氨基酸肼解法、羧肽酶法3、末端氨基酸殘基測定10/18/202397Sanger法N末端分析

二硝基氟苯（DNFB）法★O2NFNO2+

H2NCHCROHNCHCROO2NNO2H+H2OO2NNO2HNCHCROOHDNFBN-端氨基酸DNP-肽鏈DNP-氨基酸3、末端氨基酸殘基的鑒定堿性條件二硝基苯衍生物黃色10/18/202398PITCPTC-肽②苯異硫氰酸酯（PITC)法★10/18/202399DNS-AA有強熒光，檢測靈敏度高③丹磺酰氯（DNS）法3、末端氨基酸殘基的鑒定N末端分析(DNS-aa)10/18/2023100肽鏈外切酶:從多肽鏈N-端逐個向里水解最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶（LAP）

—水解以Leu殘基為N-末端的肽鍵速度最大。④氨肽酶法3、末端氨基酸殘基的鑒定N末端分析10/18/2023101①

肼解法★3、末端氨基酸殘基的鑒定C末端分析10/18/2023102肽鏈外切酶:從多肽鏈C-端逐個水解根據(jù)不同反應(yīng)時間釋放出的AA種類和數(shù)量四種羧肽酶：A,B,C和Y；A和B(胰臟)、C(柑桔葉)、Y(面包酵母)∽A:除Pro/Arg/Lys/外所有C-末端AA殘基∽B:只水解Arg和Lys為C-末端殘基的肽鍵

②羧肽酶法3、末端氨基酸殘基的鑒定C末端分析10/18/20231031、酶解法:內(nèi)切酶：★胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶、嗜熱菌蛋白酶外切酶：羧肽酶和氨肽酶多肽鏈的選擇性降解4、多肽鏈的部分裂解和肽段混合物的分離純化10/18/202310410/18/20231052、化學(xué)裂解法①溴化氰水解法(Cyanogenbromide)——選擇性地切割由Met羧基形成的肽鍵。4、多肽鏈的部分裂解和肽段混合物的分離純化多肽鏈的選擇性降解10/18/2023106②NH2OH斷裂：較專一性斷裂Asn-Gly之間的肽鍵Asn-Leu及Asn-Ala鍵也能部分?jǐn)嗔?/p>

10/18/2023107N-端分析法

特點：能夠不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈N-端氨基酸殘基逐一進行標(biāo)記和解離。

(1)、Edman法5、肽段氨基酸序列的測定（苯異硫氰酸酯法）Edman于1950年首先提出。10/18/2023108（2）、氨肽酶法或羧肽酶法（3）、質(zhì)譜法（MS）

靈敏度高、所需樣品少、測定速度快10/18/202310910/18/202311010/18/2023111核糖體蛋白質(zhì)鏈（4）根據(jù)核苷酸序列的推定法10/18/202311210/18/20231136、肽段在多肽鏈中次序的決定重疊肽（overlapingpeptide）10/18/2023114對角線電泳用過甲酸斷開二硫鍵，含有-S-S-的肽段帶電性質(zhì)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)向90°二次電泳，曾含二硫鍵的肽段遷移率發(fā)生變化然后同其它方法分析的肽段進行比較，確定二硫鍵的位置7、二硫鍵位置的確定10/18/202311510/18/202311610/18/2023117一級結(jié)構(gòu)測序舉例10/18/202311810/18/202311910/18/202312010/18/2023121蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫

ProteinInformationResourcePIR(由美國國家生物基金會支持）GeneSequenceDataBank(美國政府支持）EuropeanMolecularBiologyLaboratoryDataBank(歐洲分子生物學(xué)實驗室數(shù)據(jù)庫）10/18/2023122三、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)指組成蛋白質(zhì)的多肽鏈盤繞和折疊的方式。主要化學(xué)鍵：氫鍵。主要有-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角、無規(guī)卷曲。10/18/2023123（一）

-螺旋（-helix）10/18/2023124

-螺旋的結(jié)構(gòu)要點★1、多為右手螺旋2、肽平面鍵長鍵角一定3、肽鍵的原子排列呈反式構(gòu)型10/18/20231254、相鄰肽平面構(gòu)成二面角10/18/20231265、螺旋參數(shù)每圈含3.6個AA殘基，螺距0.54nm，每個AA殘基占0.15nm，繞軸旋轉(zhuǎn)100°6、肽鏈內(nèi)形成氫鍵每個肽鍵的羰基氧和第四個肽鍵的亞氨氫形成的氫鍵保持螺旋穩(wěn)定。氫鍵與螺旋長軸基本平行。又稱3.613－螺旋10/18/2023127①R基大?、赗基的電荷性質(zhì)③Pro影響

-螺旋形成的因素10/18/2023128游戲玩家破解蛋白質(zhì)謎題，艾滋病研究有望獲重大突破在一款名叫Foldit的游戲中，玩家可以預(yù)測逆轉(zhuǎn)錄病毒蛋白酶的結(jié)構(gòu)，這種酶在艾滋病毒復(fù)制過程中起到了關(guān)鍵作用。從理論上講，解開這種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以幫助科學(xué)家開發(fā)阻止蛋白酶傳布的藥物。

10/18/20231292015年生物制造將實現(xiàn)萬億產(chǎn)值

據(jù)世界經(jīng)合組織（OECD）今年8月預(yù)測：至2030年，35%的化學(xué)品和其他工業(yè)產(chǎn)品將來自生物制造。全球超過GDP約40%的工業(yè)可以成為生物制造業(yè)發(fā)展的空間。生物制造產(chǎn)業(yè)“十二五”期間的發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)明確：將以培育生物基材料、發(fā)展生物化工產(chǎn)業(yè)和做強現(xiàn)代發(fā)酵產(chǎn)業(yè)為重點，大力推進酶工程、發(fā)酵工程技術(shù)和裝備創(chuàng)新；突破非糧原料與纖維素轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)，培育發(fā)展生物醇、酸、酯等生物有機化工原材料、推進生物塑料、生物纖維等生物材料產(chǎn)業(yè)化；大力推動綠色生物工藝在化工、制漿、印染、制革等行業(yè)中關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)的應(yīng)用示范；繼續(xù)推進工程微生物與清潔發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用，提升大宗發(fā)酵新產(chǎn)品的國際競爭力。酶制劑是生物制造產(chǎn)業(yè)“十二五”期間發(fā)展的重要內(nèi)容。我國已批準(zhǔn)的有木瓜蛋白酶、α—淀粉酶制劑、精制果膠酶、β—葡萄糖酶等6種。

10/18/20231301、蛋白質(zhì)分子中的肽鍵能夠自由旋轉(zhuǎn)。2、在蛋白質(zhì)和多肽分子中，只有一種連接氨基酸共價鍵——肽鍵。3、蛋白質(zhì)構(gòu)象的改變是由于內(nèi)共價鍵的斷裂所致。4、有一七肽，Asp-Arg-Cys-Lys-Tyr-Ile-Gly，經(jīng)胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶共同處理將產(chǎn)生A．三肽和兩個二肽B．三個二肽和TyrC．一個二肽和一個五肽D．Asp、Lys、一個二肽和一個三肽5、溴化氰(CNBr)作用于____________A.甲硫氨酰-XB.精氨酰-XC.X-色氨酸D.X-組氨酸10/18/20231316、人的頭發(fā)每年能生長20cm。請問α-螺旋的AA以怎么樣的速度生長？（AA/秒）0.2×109nm/0.15nm/365/24/60/60=4210/18/2023132大纖維鱗狀細(xì)胞皮層細(xì)胞微纖維微纖維初原纖維α螺旋10/18/2023133卷發(fā)(燙發(fā))的生物化學(xué)基礎(chǔ)10/18/2023134由兩/多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成?！?/p>

（二）

-折疊10/18/2023135①C

總是處于折疊的角上②AA的R基團處于折疊的棱角上并與之垂直③兩個AA的軸心距為0.35nm。④氫鍵主要在鏈間/同一肽鏈不同部分間形成，氫鍵與鏈的長軸接近垂直⑤有平行和反平行之分

-折疊結(jié)構(gòu)特點10/18/202313610/18/202313710/18/2023138-角蛋白10/18/2023139絲蛋白的結(jié)構(gòu)10/18/2023140（三）

-轉(zhuǎn)角1、β轉(zhuǎn)角（βturn/bend/hairpinstructure）肽鏈主鏈骨架180°的回折結(jié)構(gòu)特點：由4個連續(xù)的AA殘基組成第一個殘基C=O第四個殘基N—H形成氫鍵10/18/2023141主要存在于球狀蛋白分子中多數(shù)處在蛋白質(zhì)分子的表面10/18/2023142超二級結(jié)構(gòu)

若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)單元按照一定規(guī)律有規(guī)則組合在一起、相互作用，形成在空間構(gòu)象上可彼此區(qū)別的二級結(jié)構(gòu)組合單位。10/18/2023143結(jié)構(gòu)域——二級或者超二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成的三級結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)10/18/2023144——指多肽鏈在一級、二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，再進行三維多向性盤曲形成近似球狀的構(gòu)象。

維系力有氫鍵/疏水作用力/離子鍵/范德華力，主要是疏水作用力四、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)10/18/202314510/18/2023146蝦紅素

10/18/2023147木瓜蛋白酶

組織蛋白酶10/18/2023148★球狀蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)主要特征：1、含多個二級結(jié)構(gòu)單元2、緊密的球狀或橢球狀實體3、疏水基團在內(nèi)；親水基團在外4、分子表面內(nèi)陷形成凹穴10/18/2023149五、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)——指由兩條或兩條以上的具有三維結(jié)構(gòu)的多肽鏈相互締合而成的特定的空間構(gòu)象。

亞基：球狀蛋白質(zhì)分子中具有一、二、三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈。寡聚蛋白質(zhì)：由兩個及以上亞基構(gòu)成的蛋白質(zhì)。亞基數(shù)目及排布、亞基之間的作用維系力：非共價鍵（疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范德華力等）10/18/202315010/18/2023151總結(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)定義指蛋白質(zhì)多肽鏈中的AA排列順序組成蛋白質(zhì)的多肽鏈盤繞和折疊的方式多肽鏈在一級、二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，再進行三維多向性盤曲形成近似球狀的構(gòu)象。兩條或兩條以上的具有三維結(jié)構(gòu)的多肽鏈相互締合而成的特定的空間構(gòu)象表現(xiàn)形式多肽α-螺旋，β-折疊，β-轉(zhuǎn)角等球狀蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特征亞基，寡聚蛋白化學(xué)鍵肽鍵（主要）二硫鍵氫鍵疏水鍵、離子鍵、范德華力、氫鍵疏水鍵（主要）、離子鍵、氫鍵10/18/2023152第四節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系10/18/202315310/18/2023154同源蛋白質(zhì)：來自不同生物體、執(zhí)行同一/相似功能的蛋白質(zhì)

結(jié)構(gòu)基本相同，差異可能僅表現(xiàn)其種數(shù)特異性

例：胰島素一、一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（一）同源蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)中AA順序的變化反映了種數(shù)差異與物種進化10/18/2023155胰島素來源氨基酸順序的部分差異A8A9A10B30人蘇絲異亮蘇豬蘇絲異亮丙狗蘇絲異亮丙兔蘇絲異亮絲牛丙絲纈丙羊丙甘