生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)

1、蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程。v一：蛋白質(zhì)概述v二：氨基酸v三：肽與肽鍵v四：蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)v五：蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系v六：蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)v七：蛋白質(zhì)的分類(lèi)1.1.蛋白質(zhì)？蛋白質(zhì)？ 蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)： pr(protein)pr(protein)是以氨基酸為組成單位的經(jīng)肽鍵連接是以氨基酸為組成單位的經(jīng)肽鍵連接 而成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物高分子。而成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物高分子。protein： a word coined by jons j. berzelius in 1838 to emphasi

2、ze the importance of this class molecules. derived from the greek word proteios,which means “of the first rank.” 一、蛋白質(zhì)概述一、蛋白質(zhì)概述 “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)組成部分的不斷地自我更新”。 恩格斯反杜林論(18781878年年) )蛋白體蛋白體核酸核酸prpr （結(jié)合蛋白質(zhì)（結(jié)合蛋白質(zhì): :核蛋白）核蛋白）2.2.蛋白體？蛋白體？含量多：含量多： 濕重：約占體重的濕重：約占體重的171722%22% ； 干重：約占細(xì)胞干重：約占細(xì)胞干

3、重干重45%45%3. 3. 為什么說(shuō)：蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)？為什么說(shuō)：蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)？種類(lèi)多：種類(lèi)多：一個(gè)大腸桿菌：一個(gè)大腸桿菌：30003000種種 一個(gè)真核細(xì)胞：數(shù)千種一個(gè)真核細(xì)胞：數(shù)千種 人體內(nèi)蛋白質(zhì)：人體內(nèi)蛋白質(zhì)： 1010萬(wàn)種萬(wàn)種 生物界：約生物界：約1 1百億種百億種主要表現(xiàn)在：主要表現(xiàn)在： 參與構(gòu)成各種細(xì)胞及組織參與構(gòu)成各種細(xì)胞及組織 參與體內(nèi)的物質(zhì)代謝、細(xì)胞信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)參與體內(nèi)的物質(zhì)代謝、細(xì)胞信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo) 及生理功能的及生理功能的調(diào)節(jié)控制調(diào)節(jié)控制 特殊功能特殊功能: : 催化、催化、運(yùn)輸運(yùn)輸、儲(chǔ)存、凝血與、儲(chǔ)存、凝血與 纖溶、識(shí)別、免疫等等纖溶、識(shí)別、免疫等等 氧化供能

4、氧化供能: :17.15kj/g17.15kj/g蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)功能多：功能多：參與物質(zhì)代謝調(diào)控參與物質(zhì)代謝調(diào)控：蛋白激酶a,蛋白激酶c,磷酸化酶a,鈣調(diào)蛋白,g蛋白,腺苷酸環(huán)化酶等。參與生理功能調(diào)控參與生理功能調(diào)控： 多種生長(zhǎng)因子，如表皮生長(zhǎng)因子等蛋白質(zhì)類(lèi)激素，如胰島素等。參與基因調(diào)控：參與基因調(diào)控： 組蛋白、非組蛋白、阻遏蛋白、 基因激活蛋白等。調(diào)控功能：調(diào)控功能： 二二. .蛋白質(zhì)的分子組成蛋白質(zhì)的分子組成元素組成元素組成： 1、主要元素：、主要元素：碳、氫、氧、氮和硫，有些蛋白碳、氫、氧、氮和硫，有些蛋白質(zhì)還含有少量磷和金屬元素。質(zhì)還含有少量磷和金屬元素。 碳碳 50 氫氫 7 氧氧 2

5、3 氮氮 16% 硫硫 04 其他其他 微微 量量(磷、鐵、碘、鋅和銅磷、鐵、碘、鋅和銅)l2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均含氮量為平均含氮量為16%。l3、定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量：、定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量：l 蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含量6.25樣品含氮量樣品含氮量 應(yīng)用應(yīng)用：微量凱氏定氮法：微量凱氏定氮法 凱氏定氮法凱氏定氮法l實(shí)驗(yàn)原理：蛋白質(zhì)是含氮的化合物。食品與濃硫酸和催化劑共同加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，產(chǎn)生的氨與硫酸結(jié)合生成硫酸銨，留在消化液中，然后加堿蒸餾使氨游離，用硼酸吸收后，再用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)酸的消耗量來(lái)乘以蛋白質(zhì)換算系數(shù)，即得蛋白質(zhì)含量。微

6、量凱氏定氮裝置1、電爐； 2、水蒸氣發(fā)生器（2l平底燒瓶）；3、螺旋夾a；4、小漏斗及棒狀玻璃塞（樣品入口處）；5、反應(yīng)室；6、反應(yīng)室外層；7、橡皮管及螺旋夾b；8、冷凝管；9、蒸餾液接收瓶。( (一一) )、 氨基酸的通式氨基酸的通式( (二二) )、二十種常見(jiàn)的蛋白質(zhì)氨基酸分類(lèi)、結(jié)構(gòu)二十種常見(jiàn)的蛋白質(zhì)氨基酸分類(lèi)、結(jié)構(gòu)及三字符號(hào)及三字符號(hào)( (三三) )、氨基酸的性質(zhì)氨基酸的性質(zhì)蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣可以被酸堿或蛋白酶催化水解，酸或堿能可以被酸堿或蛋白酶催化水解，酸或堿能夠?qū)⒍嚯耐耆?，酶水解一般是部分水夠?qū)⒍嚯耐耆?，酶水解一般是部分?/p>

7、解解. .完全水解得到各種氨基酸的混合物，部完全水解得到各種氨基酸的混合物，部分水解通常得到多肽片段。最后得到各分水解通常得到多肽片段。最后得到各種氨基酸的混合物。種氨基酸的混合物。所以，所以，氨基酸氨基酸是蛋白質(zhì)的是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元基本結(jié)構(gòu)單元。大多數(shù)的蛋白質(zhì)都是由大多數(shù)的蛋白質(zhì)都是由2020種氨基酸組成。種氨基酸組成。這這2020種氨基酸被稱(chēng)為種氨基酸被稱(chēng)為基本氨基酸?；景被?。 1.1.氨基和羧基的位置氨基和羧基的位置: : 分為分為-、-氨基酸等氨基酸等. .2.2.連接在手性碳原子上各原子或基團(tuán)在空間分布連接在手性碳原子上各原子或基團(tuán)在空間分布 分為分為l-l-氨基酸或氨基酸或

8、d-d-氨基酸氨基酸. .3.3.氨基的不同氨基的不同, , 分為氨基酸和亞氨基酸分為氨基酸和亞氨基酸 4.4.是否有密碼：編碼和非編碼氨基酸是否有密碼：編碼和非編碼氨基酸分類(lèi)與分類(lèi)與依據(jù)：依據(jù)：(一一)、氨基酸的結(jié)構(gòu)、氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸是蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物，是組成蛋白質(zhì)的基本單位。從蛋白質(zhì)水解物中分離出來(lái)的氨基酸有二十種，除脯氨酸外，這些天然氨基酸在結(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)為：與羧基相鄰的與羧基相鄰的-碳原子上都有一個(gè)氨基，因而稱(chēng)為碳原子上都有一個(gè)氨基，因而稱(chēng)為-氨基酸氨基酸 coohh2n ch -碳原子基團(tuán) r r基團(tuán)-氨基酸基本結(jié)構(gòu)通式l除甘氨酸外，氨基酸除甘氨酸外，氨基酸均含有一個(gè)手性均含

9、有一個(gè)手性 - -碳碳原子，因此都具有旋原子，因此都具有旋光性光性。比旋光度是氨比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)基酸的重要依據(jù) 手性碳原子手性碳原子：連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)。：連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)。手性分子手性分子：與自身鏡像不能重疊的分子。：與自身鏡像不能重疊的分子。旋光度旋光度：偏振光旋轉(zhuǎn)的角度：偏振光旋轉(zhuǎn)的角度。比旋光度比旋光度： lbt b lt：旋光度：旋光度：質(zhì)量濃度：質(zhì)量濃度(g/ml)(g/ml)：測(cè)定時(shí)的溫度：測(cè)定時(shí)的溫度：光源的波長(zhǎng)：光源的波長(zhǎng)：盛液管的長(zhǎng)度（：盛液管的長(zhǎng)度（dmdm） 構(gòu)型和命名法構(gòu)型

10、和命名法d,l-d,l-構(gòu)型表示法：構(gòu)型表示法： 羥基在碳鏈右邊的為羥基在碳鏈右邊的為 d d 型，它的對(duì)映體為型，它的對(duì)映體為 l l 型。型。ohch2ohchohhoch2ohchohd-d-甘油醛甘油醛 l-l-甘油醛甘油醛凡可以從凡可以從d-甘油醛通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而得到的化合物，或可甘油醛通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而得到的化合物，或可以轉(zhuǎn)變成以轉(zhuǎn)變成d-甘油醛的化合物，甘油醛的化合物，都具有與都具有與d-甘油醛相同的構(gòu)型，即甘油醛相同的構(gòu)型，即d型。與型。與l-甘油醛的甘油醛的相同構(gòu)型的化合物則是相同構(gòu)型的化合物則是l型。型。l除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下結(jié)構(gòu)通

11、結(jié)構(gòu)通式式。各種氨基酸的區(qū)別在于側(cè)鏈各種氨基酸的區(qū)別在于側(cè)鏈r r基的不同?；牟煌?。coohchh2nr -氨基酸氨基酸可變部可變部分分不變部不變部分分 甘氨酸甘氨酸 glycine （1）中性氨基酸）中性氨基酸h2nch choho1、脂肪族氨基酸、脂肪族氨基酸 （1）中性氨基酸）中性氨基酸h2nch cch3oho甘氨酸甘氨酸 glycine 丙氨酸丙氨酸 alanine 甘氨酸甘氨酸 glycine 丙氨酸丙氨酸 alanine纈氨酸纈氨酸 valine（1）中性氨基酸）中性氨基酸h2nch cchohoch3ch3 甘氨酸甘氨酸 glycine 丙氨酸丙氨酸 alanine纈氨酸纈氨

12、酸 valine亮氨酸亮氨酸 leucine （1）中性氨基酸）中性氨基酸h2nch cch2ohoch ch3ch3 甘氨酸甘氨酸 glycine 丙氨酸丙氨酸 alanine纈氨酸纈氨酸 valine亮氨酸亮氨酸 leucine異亮氨酸異亮氨酸 ileucine （1）中性氨基酸）中性氨基酸h2nch cchohoch3ch2ch3 甘氨酸甘氨酸 glycine 丙氨酸丙氨酸 alanine纈氨酸纈氨酸 valine亮氨酸亮氨酸 leucine異亮氨酸異亮氨酸 ileucine甲硫氨酸甲硫氨酸 methionine （2）含硫氨基酸）含硫氨基酸h2nchcch2ohoch2sch3 甘氨酸

13、甘氨酸 glycine 丙氨酸丙氨酸 alanine纈氨酸纈氨酸 valine亮氨酸亮氨酸 leucine異亮氨酸異亮氨酸 ileucine甲硫氨酸甲硫氨酸 methionine半胱氨酸半胱氨酸 cysteine （2）含硫氨基酸）含硫氨基酸h2nch cch2ohosh 絲氨酸絲氨酸 serine （3） 含羥基氨基酸含羥基氨基酸h2nch cch2ohooh 絲氨酸絲氨酸 serine 蘇氨酸蘇氨酸 threonine （3）含羥基氨基酸）含羥基氨基酸h2nch cchohoohch3 （4）堿性氨基酸）堿性氨基酸精氨酸精氨酸 arginineh2nchcch2ohoch2ch2nhcnh

14、2nh （4）堿性氨基酸）堿性氨基酸精氨酸精氨酸 arginine賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸 lysineh2nch cch2ohoch2ch2ch2nh2 天冬氨酸天冬氨酸 aspartate 酸性氨基酸酸性氨基酸h2nch cch2ohocoho（5）酸性氨基酸及其酰胺）酸性氨基酸及其酰胺 天冬氨酸天冬氨酸 aspartate 谷氨酸谷氨酸 glutamateh2nch cch2ohoch2coho酸性氨基酸酸性氨基酸（5）酸性氨基酸及其酰胺）酸性氨基酸及其酰胺 天冬酰胺天冬酰胺 asparagine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸h2nch cch2ohocnh2o（5）酸性氨基酸及其酰胺）酸性氨基酸及其酰

15、胺 天冬酰胺天冬酰胺 asparagine谷氨酰胺谷氨酰胺 glutamine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸h2nchcch2ohoch2cnh2o（5）酸性氨基酸及其酰胺）酸性氨基酸及其酰胺 2、芳香族氨基酸、芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸phenylalanineh2nchcch2oho 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸phenylalanine酪氨酸酪氨酸t(yī)yrosineh2nchcch2ohooh 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸phenylalanine酪氨酸酪氨酸t(yī)yrosine色氨酸色氨酸 trytophanh2nchcch2ohohn 堿性氨基酸堿性氨基酸組氨酸組氨酸

16、 histidineh2nch cch2ohonnh3、雜環(huán)氨基酸、雜環(huán)氨基酸 脯氨酸脯氨酸 proline（-吡咯烷基吡咯烷基-羧酸）羧酸） 亞氨基酸亞氨基酸hncoho組氨酸組氨酸 histidine3、雜環(huán)氨基酸、雜環(huán)氨基酸 芳香族氨基酸芳香族氨基酸組氨酸組氨酸 histidine脯氨酸脯氨酸 proline色氨酸色氨酸 trytophanh2nchcch2ohohn3、雜環(huán)氨基酸、雜環(huán)氨基酸甘氨酸甘氨酸 （gly,g）丙氨酸丙氨酸 （ala,a）纈氨酸纈氨酸 （val,v）亮氨酸亮氨酸 （lue,l）異亮氨酸異亮氨酸 （ile,i）含羥基或硫脂肪族氨基酸含羥基或硫脂肪族氨基酸絲氨酸絲氨

17、酸 （ser,s）蘇氨酸蘇氨酸 （thr,t）半胱氨酸半胱氨酸 （cys,c）甲硫氨酸甲硫氨酸 （met,m）天冬氨酸天冬氨酸 （asp,d）谷氨酸谷氨酸 （glu,e）天冬酰胺天冬酰胺 （asn,n）谷氨酰胺谷氨酰胺 （gln,q）賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸 （lys,k）精氨酸精氨酸 （arg,r）組氨酸組氨酸 （his,h）雜環(huán)雜環(huán)苯丙氨酸苯丙氨酸 （phe,f）酪氨酸酪氨酸 （tyr,y）色氨酸色氨酸 （trp,w）組氨酸組氨酸 （his,h）脯氨酸脯氨酸 （pro,p） 20種氨基酸的名稱(chēng)及縮寫(xiě)代號(hào)l在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見(jiàn)的氨基酸，通常稱(chēng)在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見(jiàn)的氨基酸，通常稱(chēng)為不常

18、見(jiàn)蛋白質(zhì)氨基酸。為不常見(jiàn)蛋白質(zhì)氨基酸。l這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來(lái)的。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來(lái)的。l其中重要的有其中重要的有4-4-羥基脯氨酸、羥基脯氨酸、5-5-羥基賴(lài)氨酸、羥基賴(lài)氨酸、n-n-甲基甲基賴(lài)氨酸、和賴(lài)氨酸、和3,5-3,5-二碘酪氨酸等。這些不常見(jiàn)蛋白質(zhì)氨二碘酪氨酸等。這些不常見(jiàn)蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)如下?；岬慕Y(jié)構(gòu)如下。nhhocooh4-羥基脯氨酸h2nch2chch2ch2chcoohohnh25-羥基賴(lài)氨酸nh2ch3nhch2chch2ch2chcooh6-n-甲基賴(lài)氨酸hoiich2chcoohnh23,5-二碘酪氨酸 據(jù)營(yíng)養(yǎng)據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)分類(lèi)學(xué)

19、分類(lèi) 必需必需非必需非必需據(jù)據(jù)r基團(tuán)化基團(tuán)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi) 脂肪族脂肪族a a（中性、含羥基或硫、酸性、堿性）（中性、含羥基或硫、酸性、堿性）芳香族芳香族a(phea(phe、tyrtyr，trp)trp)雜環(huán)雜環(huán)(his(his、pro pro 、trp) )據(jù)據(jù)r基團(tuán)基團(tuán)極性分類(lèi)極性分類(lèi)極性極性r基團(tuán)基團(tuán)aa非極性非極性r基團(tuán)基團(tuán)aa（9種）種）不帶電荷（不帶電荷（6種）種）帶電荷：正電荷（種）負(fù)電荷（種）帶電荷：正電荷（種）負(fù)電荷（種）據(jù)氨基、羧據(jù)氨基、羧基數(shù)分類(lèi)基數(shù)分類(lèi)一氨基一羧基一氨基一羧基一氨基二羧基一氨基二羧基(glu(glu、asp)asp)二氨基一羧基二氨基一羧基(ly

20、s(lys、hishis、arg)arg)人的必需氨基酸人的必需氨基酸lyslystrptrpphephevalvalmetmetleuleuileilethrthrargarg、hishisn蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位：蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位：l 氨基酸氨基酸n 氨基酸：脯氨酸（亞氨基酸）除外氨基酸：脯氨酸（亞氨基酸）除外n l氨基酸：甘氨酸（無(wú)不對(duì)稱(chēng)氨基酸：甘氨酸（無(wú)不對(duì)稱(chēng)c）除外）除外n 氨基酸結(jié)構(gòu)通式：氨基酸結(jié)構(gòu)通式：rch(nh2)coohn 常見(jiàn)氨基酸種類(lèi)：常見(jiàn)氨基酸種類(lèi)：20種。種。小結(jié)2、氨基酸分類(lèi)：、氨基酸分類(lèi)：按其側(cè)鏈按其側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)分類(lèi)的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)分類(lèi)非極性、疏水氨基酸非

21、極性、疏水氨基酸(非極性非極性r基氨基酸基氨基酸)： ala, val, leu, ile（支鏈）；（支鏈）；gly（無(wú)旋光異構(gòu)）；（無(wú)旋光異構(gòu)）；met（含硫）；（含硫）；phe ,trp （芳香族）；（芳香族）；pro（亞氨基）（亞氨基）極性氨基酸極性氨基酸(不帶電荷的極性不帶電荷的極性r基氨基酸基氨基酸) ： ser, thr（含羥基）；（含羥基）；tyr（芳香族）；（芳香族）；cys（含巰（含巰基）；基）；gln, asn（含酰胺）（含酰胺） 酸性氨基酸（含有兩個(gè)羧基）：酸性氨基酸（含有兩個(gè)羧基）： glu（含（含羧基）、羧基）、asp（含（含羧基）羧基） 堿性氨基酸（含有兩個(gè)以上氨基

22、）：堿性氨基酸（含有兩個(gè)以上氨基）： arg（胍基）、（胍基）、his（咪唑基）、（咪唑基）、lys（氨基）氨基）n含硫氨基酸：含硫氨基酸：met、cysn芳香族氨基酸：芳香族氨基酸：phe、tyr、trp據(jù)據(jù)r基團(tuán)化基團(tuán)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi) 脂肪族脂肪族a a（中性、含羥基或巰基、酸性、堿性）（中性、含羥基或巰基、酸性、堿性）芳香族芳香族a(phea(phe、tyrtyr，trp)trp)雜環(huán)雜環(huán)(his(his、pro pro 、trp) )據(jù)據(jù)r基團(tuán)基團(tuán)極性分類(lèi)極性分類(lèi)極性極性r基團(tuán)基團(tuán)aa非極性非極性r基團(tuán)基團(tuán)aa（9種）種）不帶電荷（不帶電荷（6種）種）帶電荷：正電荷（種）負(fù)電荷（

23、種）帶電荷：正電荷（種）負(fù)電荷（種）1 1一般物理性質(zhì)一般物理性質(zhì)2 2兩性解離和兩性解離和等電點(diǎn)等電點(diǎn) 3 3重要化學(xué)反應(yīng)重要化學(xué)反應(yīng) 與與2,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯(dnfb)(dnfb)的反應(yīng)的反應(yīng)（sangersanger反應(yīng)）反應(yīng)）: :用用于蛋白質(zhì)于蛋白質(zhì)n-n-端測(cè)定端測(cè)定. . 與異硫氰酸苯酯（與異硫氰酸苯酯（pitcpitc）的反應(yīng)）的反應(yīng)（edmanedman反應(yīng)）：反應(yīng)）： 用用于蛋白于蛋白n-n-端測(cè)定，蛋白質(zhì)順序測(cè)定儀設(shè)計(jì)原理的依據(jù)。端測(cè)定，蛋白質(zhì)順序測(cè)定儀設(shè)計(jì)原理的依據(jù)。 與茚三酮反應(yīng)與茚三酮反應(yīng): :用于氨基酸定量定性測(cè)定用于氨基酸定量定性測(cè)定 與與甲醛

24、反應(yīng)甲醛反應(yīng)：測(cè)定蛋白質(zhì)的水解速度測(cè)定蛋白質(zhì)的水解速度1.一般物理性質(zhì)一般物理性質(zhì) 常見(jiàn)氨基酸均為無(wú)色結(jié)晶,其形狀因構(gòu)型而異(1)溶解性：溶解性：各種氨基酸在水中的溶解度差別很大，并能溶解于稀酸或稀堿中，但不能溶解于有機(jī)溶劑。通常酒精能把氨基酸從其溶液中沉淀析出。 (2) 熔點(diǎn)：熔點(diǎn)：氨基酸的熔點(diǎn)極高，一般在200以上。(3) 味感：味感：其味隨不同氨基酸有所不同，有的無(wú)味、有的為甜、有的味苦，谷氨酸的單鈉鹽有鮮味，是味精的主要成分。(4)旋光性：旋光性：除甘氨酸外，氨基酸都具有旋光性，能使偏振光平面向左或向右旋轉(zhuǎn)，左旋者通常用（-）表示，右旋者用（+）表示。(5)光吸收：光吸收：構(gòu)成蛋白質(zhì)的

25、20種氨基酸在可見(jiàn)光區(qū)都沒(méi)有光吸收，但在遠(yuǎn)紫外區(qū)(pi .帶負(fù)電帶負(fù)電 phpi .不帶電不帶電 phpi .帶負(fù)電帶負(fù)電 phpi .不帶電不帶電 phpi .帶正電帶正電 n等電點(diǎn)計(jì)算等電點(diǎn)計(jì)算側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性氨基酸，其等電點(diǎn)是它側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性氨基酸，其等電點(diǎn)是它的的pk1和和pk2的算術(shù)平均值的算術(shù)平均值：pi=(pk1+pk2) 同樣，對(duì)于側(cè)鏈含有可解離基團(tuán)的氨基酸，其同樣，對(duì)于側(cè)鏈含有可解離基團(tuán)的氨基酸，其pi值值也決定于兩性離子兩邊的也決定于兩性離子兩邊的pk值的算術(shù)平均值。值的算術(shù)平均值。酸性氨基酸酸性氨基酸(glu、asp)及及cys：pi=(pk1+pk2)堿性

26、氨基酸堿性氨基酸(賴(lài)、精、組賴(lài)、精、組)：pi=(pk2+pk3)重要化學(xué)反應(yīng)重要化學(xué)反應(yīng) 與與2,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯(dnfb)(dnfb)的反應(yīng)的反應(yīng)（sangersanger反應(yīng)）反應(yīng)）: :用用于蛋白質(zhì)于蛋白質(zhì)n-n-端測(cè)定端測(cè)定. . 與異硫氰酸苯酯（與異硫氰酸苯酯（pitcpitc）的反應(yīng)）的反應(yīng)（edmanedman反應(yīng)）：反應(yīng)）： 用用于蛋白于蛋白n-n-端測(cè)定，蛋白質(zhì)順序測(cè)定儀設(shè)計(jì)原理的依據(jù)。端測(cè)定，蛋白質(zhì)順序測(cè)定儀設(shè)計(jì)原理的依據(jù)。 與茚三酮反應(yīng)與茚三酮反應(yīng): :用于氨基酸定量定性測(cè)定用于氨基酸定量定性測(cè)定 與與甲醛反應(yīng)甲醛反應(yīng)：測(cè)定蛋白質(zhì)的水解速度測(cè)定蛋白質(zhì)的

27、水解速度l蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽( (polypeptide) )鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。l蛋白質(zhì)與多肽并無(wú)嚴(yán)格的界線(xiàn)，通常是蛋白質(zhì)與多肽并無(wú)嚴(yán)格的界線(xiàn)，通常是將分子量在將分子量在60006000道爾頓以上的多肽稱(chēng)為道爾頓以上的多肽稱(chēng)為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。l蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大, , 從大約從大約60006000到到10000001000000道爾頓甚至更大。道爾頓甚至更大。l示例示例蝦紅素蝦紅素木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶組織蛋白酶組織蛋白酶一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)p

28、rimary structureprimary structuresecondary structuresecondary structuretertiary structuretertiary structurequaternary structurequaternary structure超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 supersecondary structuresupersecondary structurestructure domainstructure domainl蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(primary structure) )包包括組成蛋白質(zhì)的多肽鏈括組成蛋白質(zhì)

29、的多肽鏈數(shù)目數(shù)目. .l多肽鏈的氨基酸順序，多肽鏈的氨基酸順序，l以及多肽鏈內(nèi)或鏈間二以及多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。硫鍵的數(shù)目和位置。l其中其中最重要的是多肽鏈最重要的是多肽鏈的氨基酸順序的氨基酸順序，它是蛋，它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。n一級(jí)結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物信息：一級(jí)結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物信息：20n .多樣多樣n一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)及生物活性的基礎(chǔ)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)及生物活性的基礎(chǔ).特異特異n一級(jí)結(jié)構(gòu)的連接鍵：肽鍵（主要）、二硫鍵一級(jí)結(jié)構(gòu)的連接鍵：肽鍵（主要）、二硫鍵ccnccnccnccncch2chch2ch2ch2coo-ohco2hch2conh2ohch3h3n+ooo

30、ohhhhhhhhhservaltyraspglnch3n-端c-端肽鍵l在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱(chēng)為氨基酸順序列順序稱(chēng)為氨基酸順序l通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的 - -氨基，稱(chēng)為氨氨基，稱(chēng)為氨基端或基端或n-n-端；端；在另一端含有一個(gè)游離的 - -羧基，稱(chēng)為羧基，稱(chēng)為羧基端或羧基端或c-c-端。端。l氨基酸的順序是從n-n-端的氨基酸殘基開(kāi)始，以端的氨基酸殘基開(kāi)始，以c-c-端氨端氨基酸殘基為終點(diǎn)基酸殘基為終點(diǎn)的排列順序。如上述五肽可表示為：l ser-val-tyr-asp-glnl肽鍵、肽肽鍵、肽l氨基酸殘基氨基酸殘基l

31、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)l一級(jí)結(jié)構(gòu)的連接鍵一級(jí)結(jié)構(gòu)的連接鍵l蛋白質(zhì)氨基酸順序的測(cè)定是蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)氨基酸順序的測(cè)定是蛋白質(zhì)化學(xué)研究的基礎(chǔ)。自從研究的基礎(chǔ)。自從19531953年年f.sangerf.sanger測(cè)定測(cè)定了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)以來(lái)，現(xiàn)在已經(jīng)有了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)以來(lái)，現(xiàn)在已經(jīng)有上千種不同蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)被測(cè)定。上千種不同蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)被測(cè)定。 基本戰(zhàn)略基本戰(zhàn)略：片段重疊法氨基酸順序直測(cè)法：片段重疊法氨基酸順序直測(cè)法 將肽段順序進(jìn)行疊聯(lián)以確定完整的順序?qū)㈦亩雾樞蜻M(jìn)行疊聯(lián)以確定完整的順序 將肽段分離并測(cè)出順序?qū)㈦亩畏蛛x并測(cè)出順序?qū)Ｒ恍粤呀鈱?zhuān)一性裂解末端氨基酸測(cè)定末端氨基酸測(cè)定二硫鍵

32、拆開(kāi)二硫鍵拆開(kāi)純蛋白質(zhì)純蛋白質(zhì)l(1)，多肽鏈的拆分，測(cè)定多肽鏈數(shù)目多肽鏈的拆分，測(cè)定多肽鏈數(shù)目。l由多條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子，必須先進(jìn)行拆分。l多肽鏈的拆分。l幾條多肽鏈借助非共價(jià)鍵連接在一起，幾條多肽鏈借助非共價(jià)鍵連接在一起，稱(chēng)為寡聚蛋白質(zhì)，如，血紅蛋白為四聚稱(chēng)為寡聚蛋白質(zhì)，如，血紅蛋白為四聚體，烯醇化酶為二聚體；可用體，烯醇化酶為二聚體；可用8mol/l8mol/l尿尿素或素或6mol/l6mol/l鹽酸胍處理，即可分開(kāi)多肽鹽酸胍處理，即可分開(kāi)多肽鏈鏈( (亞基亞基).).l測(cè)定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目測(cè)定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目。l通過(guò)測(cè)定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋通過(guò)測(cè)定末端氨基酸

33、殘基的摩爾數(shù)與蛋白質(zhì)分子量之間的關(guān)系，即可確定多肽白質(zhì)分子量之間的關(guān)系，即可確定多肽鏈的數(shù)目。鏈的數(shù)目。l(2)，二硫鍵的斷裂l幾條多肽鏈通過(guò)二硫鍵交聯(lián)在一起。可幾條多肽鏈通過(guò)二硫鍵交聯(lián)在一起?？稍谠?mol/l8mol/l尿素或尿素或6mol/l6mol/l鹽酸胍存在下，鹽酸胍存在下，用過(guò)量的用過(guò)量的 - -巰基乙醇處理，使二硫鍵還巰基乙醇處理，使二硫鍵還原為巰基，然后用烷基化試劑保護(hù)生成原為巰基，然后用烷基化試劑保護(hù)生成的巰基，以防止它重新被氧化。的巰基，以防止它重新被氧化。胰島素胰島素 -巰基乙醇巰基乙醇碘乙酸碘乙酸l(3)(3)測(cè)定測(cè)定每條多肽每條多肽鏈的氨基鏈的氨基酸組成，酸組成，并

34、計(jì)算出并計(jì)算出氨基酸成氨基酸成分的分子分的分子比；比；l(4)(4)分析多肽鏈的分析多肽鏈的n-n-末端和末端和c-c-末端末端l多肽鏈端基氨基酸分為兩類(lèi)：多肽鏈端基氨基酸分為兩類(lèi)：n-n-端氨基端氨基酸酸(amino-terminal)(amino-terminal)和和c-c-端氨基酸。端氨基酸。l在肽鏈氨基酸順序分析中，最重要的是在肽鏈氨基酸順序分析中，最重要的是n-n-端氨基酸分析法。端氨基酸分析法。n端端 sanger法（二硝基氟苯反應(yīng)）法（二硝基氟苯反應(yīng)） dns法法（丹磺酰氯反應(yīng)）（丹磺酰氯反應(yīng)） edman法（異硫氰酸苯脂反應(yīng)）法（異硫氰酸苯脂反應(yīng)） 氨肽酶法氨肽酶法 c端端

35、肼解法肼解法 還原法還原法 羧肽酶法羧肽酶法lsangersanger法。法。2,4-2,4-二硝基氟苯在堿性條件下，能夠與肽鏈二硝基氟苯在堿性條件下，能夠與肽鏈n-n-端的端的游離氨基作用，生成二硝基苯衍生物（游離氨基作用，生成二硝基苯衍生物（dnpdnp）。）。l在酸性條件下水解，得到黃色在酸性條件下水解，得到黃色dnp-dnp-氨基酸。該產(chǎn)物能夠用乙醚氨基酸。該產(chǎn)物能夠用乙醚抽提分離。不同的抽提分離。不同的dnp-dnp-氨基酸可以用色譜法進(jìn)行鑒定。氨基酸可以用色譜法進(jìn)行鑒定。o2nfno2+ h2nchcrohnchcroo2nno2h+h2oo2nno2hnchcrooh+氨基酸dn

36、fbn-端氨基酸dnp衍生物dnp-氨基酸l在堿性條件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以與在堿性條件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以與n-n-端氨端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰- -氨基酸。氨基酸。l此法的優(yōu)點(diǎn)是丹磺酰此法的優(yōu)點(diǎn)是丹磺酰- -氨基酸有很強(qiáng)的熒光性質(zhì)，檢測(cè)靈敏度氨基酸有很強(qiáng)的熒光性質(zhì)，檢測(cè)靈敏度可以達(dá)到可以達(dá)到1 1 1010-9-9molmol。n(ch3)2so2clh2nchcrohnchcroso2n(ch3)2+水解n(ch3)2so2hnchcrooh+氨基酸丹磺酰氯多肽n-端丹磺酰n-端氨基酸丹磺酰氨基酸l氨肽酶是一種肽鏈外切

37、酶，它能從多肽氨肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的鏈的n-n-端逐個(gè)的向里水解。端逐個(gè)的向里水解。l最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶，水解最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶，水解以亮氨酸殘基為以亮氨酸殘基為n-n-末端的肽鍵速度最大。末端的肽鍵速度最大。 l羧肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的羧肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的c-c-端逐個(gè)的水解。根據(jù)不同的反應(yīng)時(shí)間測(cè)出端逐個(gè)的水解。根據(jù)不同的反應(yīng)時(shí)間測(cè)出酶水解所釋放出的氨基酸種類(lèi)和數(shù)量，從而酶水解所釋放出的氨基酸種類(lèi)和數(shù)量，從而知道蛋白質(zhì)的知道蛋白質(zhì)的c-c-末端殘基順序。末端殘基順序。l目前常用的羧肽酶有四種：目前常用的羧肽酶有四種：a,b,

38、ca,b,c和和y y；a a和和b b來(lái)自胰臟；來(lái)自胰臟；c c來(lái)自柑桔葉；來(lái)自柑桔葉；y y來(lái)自面包酵母。來(lái)自面包酵母。l羧肽酶羧肽酶a a能水解除能水解除pro,argpro,arg和和lyslys以外的所有以外的所有c-c-末端氨基酸殘基；末端氨基酸殘基；b b只能水解只能水解argarg和和lyslys為為c-c-末末端殘基的肽鍵。端殘基的肽鍵。l(5)(5)多肽鏈斷裂成多個(gè)肽段，可采用兩多肽鏈斷裂成多個(gè)肽段，可采用兩種或多種不同的斷裂方法將多肽樣品斷種或多種不同的斷裂方法將多肽樣品斷裂成兩套或多套肽段或肽碎片，并將其裂成兩套或多套肽段或肽碎片，并將其分離開(kāi)來(lái)。分離開(kāi)來(lái)。酶解法酶解法

39、：如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶：如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶化學(xué)法：如溴化氰法化學(xué)法：如溴化氰法 羥胺法羥胺法（phe.tyr.trp）（arg.lys）（脂肪族）（脂肪族）胰凝乳胰凝乳蛋白酶蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶羧肽酶胰蛋白酶胰蛋白酶氨肽酶氨肽酶羧肽酶羧肽酶（phe. trp）l(6)(6)測(cè)定每個(gè)肽段的氨基酸順序。測(cè)定每個(gè)肽段的氨基酸順序。ledmanedman（異硫氰酸苯酯法）氨基酸順序分析法實(shí)際上（異硫氰酸苯酯法）氨基酸順序分析法實(shí)際上也是一種也是一種n-n-端分析法。此法的特點(diǎn)是能夠不斷重復(fù)端分析法。此法的特點(diǎn)是能夠不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈循環(huán)，將肽鏈n-n-端氨基酸殘

40、基逐一進(jìn)行標(biāo)記和解離。端氨基酸殘基逐一進(jìn)行標(biāo)記和解離。(7)(7)確定肽段在多肽鏈中的次序確定肽段在多肽鏈中的次序。 利用兩套或多套肽段的氨基酸順序利用兩套或多套肽段的氨基酸順序彼此間的交錯(cuò)重疊，拼湊出整條多肽鏈彼此間的交錯(cuò)重疊，拼湊出整條多肽鏈的氨基酸順序。的氨基酸順序。 所得資料所得資料： 氨基末端殘基氨基末端殘基 h 羧基末端殘基羧基末端殘基 s 第一套肽段第一套肽段 第二套肽段第二套肽段 ous seo ps wtou eove verl rla aps howt ho末端殘基末端殘基 h s末端肽段末端肽段 howt aps第一套肽段第一套肽段 howt ous eove rla p

41、s第二套肽段第二套肽段 ho wtou seo verl aps 推斷全順序推斷全順序 howtouseo verlaps(8)(8)確定原多肽鏈中二硫鍵的位置確定原多肽鏈中二硫鍵的位置蛋白質(zhì)測(cè)序的一般步驟 l（1）拆分蛋白質(zhì)分子中的多肽鏈，）拆分蛋白質(zhì)分子中的多肽鏈， 測(cè)定多肽鏈數(shù)目。測(cè)定多肽鏈數(shù)目。（2） 測(cè)定多肽鏈的氨基酸組成。測(cè)定多肽鏈的氨基酸組成。（3） 斷裂鏈內(nèi)二硫鍵。斷裂鏈內(nèi)二硫鍵。（4） 分析多肽鏈的分析多肽鏈的n末端和末端和c末端。末端。（5） 多肽鏈部分裂解成肽段。多肽鏈部分裂解成肽段。（6） 測(cè)定各個(gè)肽段的氨基酸順序測(cè)定各個(gè)肽段的氨基酸順序（7） 確定肽段在多肽鏈中的順序

42、。確定肽段在多肽鏈中的順序。（8） 確定多肽鏈中二硫鍵的位置。確定多肽鏈中二硫鍵的位置。蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（純純） 測(cè)定分子量，估計(jì)測(cè)定分子量，估計(jì)aa殘基數(shù)（除殘基數(shù)（除120）氨基酸自動(dòng)分析儀氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定測(cè)定aa數(shù)量、種類(lèi)和比例數(shù)量、種類(lèi)和比例肽鏈拆開(kāi)肽鏈拆開(kāi)次級(jí)鍵：用次級(jí)鍵：用8mol/l脲脲 或或6mol/l 鹽酸胍鹽酸胍二硫鍵：過(guò)甲酸；巰基乙醇；二硫鍵：過(guò)甲酸；巰基乙醇；1，4二硫代蘇糖醇二硫代蘇糖醇肽鏈末端分析肽鏈末端分析n端：端：二硝基氟苯二硝基氟苯; 丹磺酰氯法丹磺酰氯法c端：端：肼解法肼解法；羧肽酶法；羧肽酶法肽鏈選擇性裂解肽鏈選擇性裂解化學(xué)法：化學(xué)法：溴化氰裂解溴化氰裂

43、解；羥胺法；羥胺法酶解法：胃蛋白酶、酶解法：胃蛋白酶、胰蛋白酶胰蛋白酶、糜蛋、糜蛋 白酶、木瓜蛋白酶等白酶、木瓜蛋白酶等肽段分離肽段分離凝膠過(guò)濾凝膠過(guò)濾離子交換層析離子交換層析氨基酸順序分析：氨基酸順序分析：edman法法（異硫氰酸苯降解法異硫氰酸苯降解法）；酶解法）；酶解法多多肽肽鏈鏈中中氨氨基基酸酸序序列列分分析析的的主主要要步步驟驟（二）蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)l蛋白質(zhì)的構(gòu)象蛋白質(zhì)的構(gòu)象（conformation）：指蛋白質(zhì)分子中所有原子的三維空間排列分布和肽鏈的走向。l肽鍵的特點(diǎn)是氮原子上的孤對(duì)電子與羰基具有明顯的共軛作用。l組成肽鍵的原子處于同一平面。組成肽鍵的原子處于同一平面。l肽鍵中的肽

44、鍵中的c-nc-n鍵具有部分鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。l在大多數(shù)情況下，以反在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在。式結(jié)構(gòu)存在。 二面角二面角 兩相鄰酰胺平面之間，能以共同的兩相鄰酰胺平面之間，能以共同的c為為定點(diǎn)而旋轉(zhuǎn)，繞定點(diǎn)而旋轉(zhuǎn)，繞c-n鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱(chēng)鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱(chēng)角角，繞，繞c-c鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱(chēng)鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱(chēng)角。角。和和稱(chēng)作稱(chēng)作二面角，亦稱(chēng)構(gòu)象角。二面角，亦稱(chēng)構(gòu)象角。-碳原子碳原子酰胺平面酰胺平面=1800，=1800=00，=00的多肽主鏈構(gòu)象的多肽主鏈構(gòu)象酰胺平面酰胺平面=00，=00側(cè)鏈側(cè)鏈非鍵合原子非鍵合原子接觸半徑接觸半徑l蛋白質(zhì)的二級(jí)蛋白質(zhì)的二級(jí)(s

45、econdary)(secondary)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是指肽鏈主鏈的折疊及盤(pán)繞是指肽鏈主鏈的折疊及盤(pán)繞方式。它只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)方式。它只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。l主要有主要有 - -螺旋、螺旋、 - -折疊、折疊、 - -轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角。角。l在在 - -螺旋中肽平面的鍵長(zhǎng)和鍵角一定；螺旋中肽平面的鍵長(zhǎng)和鍵角一定；l肽鍵的原子排列呈反式構(gòu)型；肽鍵的原子排列呈反式構(gòu)型；l相鄰的肽平面構(gòu)成兩面角；相鄰的肽平面構(gòu)成兩面角；concn+o-cncohc l主鏈骨架?chē)@中心軸盤(pán)繞主鏈骨架?chē)@中心軸盤(pán)繞形成右手螺旋；形成右手螺旋；l螺旋每上升一圈是螺旋每上升一圈是3.6個(gè)氨

46、個(gè)氨基酸殘基，螺距為基酸殘基，螺距為0.54nm, 兩個(gè)氨基酸之間的距離為兩個(gè)氨基酸之間的距離為0.15nm;0.15nm;l 相鄰螺旋圈之間形成鏈內(nèi)相鄰螺旋圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵氫鍵,氫鍵的取向幾乎與軸平氫鍵的取向幾乎與軸平行，第一個(gè)氨基酸殘基的行，第一個(gè)氨基酸殘基的- -nh nh 基與前面第四個(gè)氨基酸基與前面第四個(gè)氨基酸殘基的殘基的-co-co基形成氫鍵。基形成氫鍵。l氨基酸殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)。氨基酸殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)。l影響-螺旋形成的因素主要是：l 存在側(cè)鏈基團(tuán)較大的氨基酸殘基；l 連續(xù)存在帶相同電荷的氨基酸殘基；l 存在脯氨酸殘基。 l其結(jié)構(gòu)特征為：其結(jié)構(gòu)特征為：l 若干條肽鏈或肽段平行或

47、反平行排列成片；若干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片；l 所有肽鍵的所有肽鍵的c=o和和nh形成鏈間氫鍵；形成鏈間氫鍵；l側(cè)鏈基團(tuán)分別交替位于片層的上、下方。側(cè)鏈基團(tuán)分別交替位于片層的上、下方。 l - -折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長(zhǎng)軸有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長(zhǎng)軸接近垂直。接近垂直。l - -折疊有兩種類(lèi)型。一種為平行式，即所有肽鏈折疊有兩種類(lèi)型。一種為平行式，即所有肽鏈的的n-n-端都在同一邊。另一種

48、為反平行式，即相鄰端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。兩條肽鏈的方向相反。l永 久 性 卷 發(fā)永 久 性 卷 發(fā) ( (燙 發(fā)燙 發(fā) ) )是 一 項(xiàng) 生 物 化 學(xué) 工 程是 一 項(xiàng) 生 物 化 學(xué) 工 程(biochemical engineering),(biochemical engineering), 角蛋白在濕角蛋白在濕熱條件下可以伸展轉(zhuǎn)變?yōu)闊釛l件下可以伸展轉(zhuǎn)變?yōu)?構(gòu)象，但在冷卻構(gòu)象，但在冷卻干燥時(shí)又可自發(fā)地恢復(fù)原狀。干燥時(shí)又可自發(fā)地恢復(fù)原狀。l這是因?yàn)檫@是因?yàn)?角蛋白的側(cè)鏈角蛋白的側(cè)鏈r r基一般都比較大，基一般都比較大，不適于處在不適于處在 構(gòu)象狀態(tài)，此外

49、構(gòu)象狀態(tài)，此外 角蛋白中的角蛋白中的螺旋多肽鏈間有著很多的二硫鍵交聯(lián)，這些交螺旋多肽鏈間有著很多的二硫鍵交聯(lián)，這些交聯(lián)鍵也是當(dāng)外力解除后使肽鏈恢復(fù)原狀聯(lián)鍵也是當(dāng)外力解除后使肽鏈恢復(fù)原狀( ( 螺螺旋構(gòu)象旋構(gòu)象) )的重要力量。這就是卷發(fā)行業(yè)的生化的重要力量。這就是卷發(fā)行業(yè)的生化基礎(chǔ)?；A(chǔ)。l多肽鏈多肽鏈180回折部分，通回折部分，通常由四個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，常由四個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，借借1、4殘基之間形成氫鍵維殘基之間形成氫鍵維系。系。 l這類(lèi)結(jié)構(gòu)主要存在于球狀蛋這類(lèi)結(jié)構(gòu)主要存在于球狀蛋白分子中。白分子中。肽鏈主鏈出現(xiàn)的肽鏈主鏈出現(xiàn)的180回折回折部分稱(chēng)部分稱(chēng)-轉(zhuǎn)角。轉(zhuǎn)角。無(wú)規(guī)則卷曲無(wú)規(guī)則卷曲細(xì)胞

50、色素細(xì)胞色素c的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)2、超二級(jí)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域、超二級(jí)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu)( supersecondary structure )（1）在蛋白質(zhì)分子中，由若干相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元在蛋白質(zhì)分子中，由若干相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的、在空間組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的、在空間上能辨認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體。上能辨認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體。（2）類(lèi)型：）類(lèi)型：、鋅指結(jié)構(gòu)、亮氨酸拉鏈、鋅指結(jié)構(gòu)、亮氨酸拉鏈超二級(jí)結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)層次上高于二級(jí)結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有超二級(jí)結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)層次上高于二級(jí)結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有聚集成具有功能的結(jié)構(gòu)域聚集成具有功能的結(jié)構(gòu)域1 2 3 4 5 5 2

51、 3 4 1 -鏈鏈 -迂回迂回回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) -迂回迂回coohnh2識(shí)別螺旋識(shí)別螺旋zn2+phehishisargcyscysleu鋅指基元中鋅指基元中cys和和his殘殘基構(gòu)成結(jié)合鋅的位點(diǎn)基構(gòu)成結(jié)合鋅的位點(diǎn)鋅指與鋅指與dna的作用的作用dna鋅指鋅指ca2+ ehelix fhelixef l主鏈骨架?chē)@中心軸盤(pán)繞主鏈骨架?chē)@中心軸盤(pán)繞形成右手螺旋；形成右手螺旋；l螺旋每上升一圈是螺旋每上升一圈是3.6個(gè)氨個(gè)氨基酸殘基，螺距為基酸殘基，螺距為0.54nm, 兩個(gè)氨基酸之間的距離為兩個(gè)氨基酸之間的距離為0.15nm;0.15nm;l 相鄰螺旋圈之間形成鏈

52、內(nèi)相鄰螺旋圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵氫鍵,氫鍵的取向幾乎與軸平氫鍵的取向幾乎與軸平行，第一個(gè)氨基酸殘基的行，第一個(gè)氨基酸殘基的- -nh nh 基與前面第四個(gè)氨基酸基與前面第四個(gè)氨基酸殘基的殘基的-co-co基形成氫鍵?；纬蓺滏I。l氨基酸殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)。氨基酸殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)。l其結(jié)構(gòu)特征為：其結(jié)構(gòu)特征為：l 若干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片；若干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片；l 所有肽鍵的所有肽鍵的c=o和和nh形成鏈間氫鍵；形成鏈間氫鍵；l側(cè)鏈基團(tuán)分別交替位于片層的上、下方。側(cè)鏈基團(tuán)分別交替位于片層的上、下方。 結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域: 在二級(jí)結(jié)構(gòu)及超二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成三級(jí)結(jié)在二級(jí)結(jié)構(gòu)及超二級(jí)

53、結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成三級(jí)結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)，是相對(duì)獨(dú)立的緊密球狀實(shí)體。構(gòu)的局部折疊區(qū)，是相對(duì)獨(dú)立的緊密球狀實(shí)體。 多肽鏈折疊的最后一步是結(jié)構(gòu)域間的締合。多肽鏈折疊的最后一步是結(jié)構(gòu)域間的締合。 現(xiàn)在現(xiàn)在,結(jié)構(gòu)域的概念有三種不同而又相互聯(lián)系的涵義結(jié)構(gòu)域的概念有三種不同而又相互聯(lián)系的涵義:即即獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單位、獨(dú)立的功能單位和獨(dú)立的折疊單位。獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單位、獨(dú)立的功能單位和獨(dú)立的折疊單位。 類(lèi)型：類(lèi)型： -螺旋域螺旋域； -折疊域；折疊域； +域域； /域；無(wú)規(guī)域；無(wú)規(guī)則卷曲則卷曲+-回折域；無(wú)規(guī)則卷曲回折域；無(wú)規(guī)則卷曲+ -螺旋結(jié)構(gòu)域螺旋結(jié)構(gòu)域 結(jié)構(gòu)域運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)域運(yùn)動(dòng)： 結(jié)構(gòu)域本身都是緊密裝配的，結(jié)構(gòu)域之間

54、通過(guò)結(jié)構(gòu)域本身都是緊密裝配的，結(jié)構(gòu)域之間通過(guò)松散的肽鍵形成牢固而又柔韌的連接，為域間較大幅度的相對(duì)運(yùn)松散的肽鍵形成牢固而又柔韌的連接，為域間較大幅度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)提供了可能，這種結(jié)構(gòu)調(diào)整與其整體功能的行使密切相關(guān)動(dòng)提供了可能，這種結(jié)構(gòu)調(diào)整與其整體功能的行使密切相關(guān)。丙酮酸激酶結(jié)構(gòu)域丙酮酸激酶結(jié)構(gòu)域4木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域1無(wú)規(guī)則卷曲無(wú)規(guī)則卷曲+ -螺旋結(jié)構(gòu)域螺旋結(jié)構(gòu)域無(wú)規(guī)則卷曲無(wú)規(guī)則卷曲+-回折結(jié)構(gòu)域回折結(jié)構(gòu)域乳酸脫氫酶結(jié)構(gòu)域乳酸脫氫酶結(jié)構(gòu)域1+結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域3-p-甘油醛脫氫酶結(jié)構(gòu)域甘油醛脫氫酶結(jié)構(gòu)域2木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域2l三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)（ tertiary struct

55、ure tertiary structure ）：整個(gè)多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)和整個(gè)多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域的基礎(chǔ)上盤(pán)旋、折疊，形成的特結(jié)構(gòu)域的基礎(chǔ)上盤(pán)旋、折疊，形成的特定空間結(jié)構(gòu)。定空間結(jié)構(gòu)。或者說(shuō)，三級(jí)結(jié)構(gòu)是多肽鏈中所有原子或者說(shuō)，三級(jí)結(jié)構(gòu)是多肽鏈中所有原子的空間排布。的空間排布。維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要有維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要有氫鍵、疏氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力水鍵、離子鍵和范德華力等。尤其是疏等。尤其是疏水鍵，在蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中起著重要作水鍵，在蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中起著重要作用。用。-螺旋螺旋-折疊折疊-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則卷曲卷曲空穴空穴 特征：特征： 含多種二級(jí)結(jié)

56、構(gòu)單元；含多種二級(jí)結(jié)構(gòu)單元； 有明顯的折疊層次；有明顯的折疊層次； 是緊密的球狀或橢球狀實(shí)體；是緊密的球狀或橢球狀實(shí)體； 分子表面有一空穴分子表面有一空穴( (活性部位活性部位) )； 疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部， 親水側(cè)鏈暴露在分子表面。親水側(cè)鏈暴露在分子表面。實(shí)例：實(shí)例：肌紅蛋白肌紅蛋白，核糖核酸酶核糖核酸酶血紅素血紅素(heme)氧合肌紅蛋白中血紅素氧合肌紅蛋白中血紅素fe2+的六個(gè)配體的六個(gè)配體d2sp3 n his12chis119lys41寡聚蛋白中亞基的立體排布及相互作用。寡聚蛋白中亞基的立體排布及相互作用。 n亞基亞基(subunit)：亞基是指參與構(gòu)成蛋白

57、質(zhì)四級(jí)亞基是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的而又具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈結(jié)構(gòu)的而又具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈，單獨(dú)存，單獨(dú)存在時(shí)一般無(wú)生物學(xué)活性。亞基之間以非共價(jià)鍵聯(lián)在時(shí)一般無(wú)生物學(xué)活性。亞基之間以非共價(jià)鍵聯(lián)系，亞基可以相同或不同。系，亞基可以相同或不同。n亞基之間以非共價(jià)鍵聯(lián)系，包括疏水鍵（主亞基之間以非共價(jià)鍵聯(lián)系，包括疏水鍵（主要）、鹽鍵、氫鍵、范德華力要）、鹽鍵、氫鍵、范德華力n亞基可以相同或不同亞基可以相同或不同4、蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)假設(shè)的單體假設(shè)的單體c2對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)c3對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)c4對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)d2對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)d3對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)t對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)八面體對(duì)稱(chēng)八面體對(duì)稱(chēng)螺旋對(duì)稱(chēng)螺旋對(duì)稱(chēng)二十面體對(duì)稱(chēng)二十面體對(duì)稱(chēng)

58、 二十面體對(duì)稱(chēng) 腺病毒l血紅蛋白是脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞主要組成部分，它血紅蛋白是脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞主要組成部分，它的主要功能是運(yùn)輸氧和二氧化碳。的主要功能是運(yùn)輸氧和二氧化碳。l血紅蛋白中，血紅素血紅蛋白中，血紅素fefe原子的第六配價(jià)鍵可以原子的第六配價(jià)鍵可以與不同的分子結(jié)合：無(wú)氧存在時(shí)，與水結(jié)合，與不同的分子結(jié)合：無(wú)氧存在時(shí)，與水結(jié)合，生成去氧血紅蛋白生成去氧血紅蛋白(hb)(hb)；有氧存在時(shí)，能夠與；有氧存在時(shí)，能夠與氧結(jié)合形成氧合血紅蛋白氧結(jié)合形成氧合血紅蛋白(hbo(hbo2 2) )。l血紅蛋白與氧的結(jié)合不牢固，容易離解。血紅蛋白與氧的結(jié)合不牢固，容易離解。hbohbo2 2 的形成和離解受

59、氧的分壓和的形成和離解受氧的分壓和phph等因素的影響，等因素的影響，氧的分壓和氧的分壓和phph較高時(shí)，有利于血紅蛋白與氧的較高時(shí)，有利于血紅蛋白與氧的結(jié)合，反之，則有利于離解。結(jié)合，反之，則有利于離解。 血紅蛋白l血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)得測(cè)定由佩魯茨血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)得測(cè)定由佩魯茨1958年完年完成，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)為：成，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)為：球狀蛋白，寡聚蛋白，含四個(gè)亞基球狀蛋白，寡聚蛋白，含四個(gè)亞基兩條兩條鏈，兩條鏈，兩條鏈，鏈，22 鏈：鏈：141個(gè)殘基；個(gè)殘基； 鏈：鏈：146個(gè)殘基個(gè)殘基分子量分子量65 000含四個(gè)血紅素輔基含四個(gè)血紅素輔基親水性側(cè)鏈基團(tuán)在分子表面，疏水性基團(tuán)在分子內(nèi)親水性側(cè)鏈

60、基團(tuán)在分子表面，疏水性基團(tuán)在分子內(nèi)部部l一氧化碳（一氧化碳（coco）也能與血紅素）也能與血紅素fefe原子結(jié)原子結(jié)合。由于合。由于coco與血紅蛋白結(jié)合的能力是與血紅蛋白結(jié)合的能力是o o2 2的的200200倍，因此，人體吸入少量的倍，因此，人體吸入少量的coco即可即可完全抑制血紅蛋白與完全抑制血紅蛋白與o o2 2的結(jié)合，從而造的結(jié)合，從而造成缺氧死亡。急救方法是盡快將病人轉(zhuǎn)成缺氧死亡。急救方法是盡快將病人轉(zhuǎn)移到富含移到富含o o2 2的環(huán)境中（如新鮮空氣、純的環(huán)境中（如新鮮空氣、純氧氣或高壓氧氣），使與血紅素結(jié)合的氧氣或高壓氧氣），使與血紅素結(jié)合的coco被被o o2 2置換出來(lái)。置