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1、基础生生物化学学讲义80学时时生物化学学教研室室生命科学学学院莱阳农学学院20055.077.200绪 论论一、生物物化学的的概念Biocchemmisttry是是研究生生物的化化学组成成和生命命活动过过程中化化学变化化的科学学。生物体最最基本、最最显著的的特征是是能够进进行新陈陈代谢（metabolism）。在生物生长、发育、繁殖过程中，不断地与外界环境进行各种物质交换，俩摄取必要的营养。如植物从空气中吸收CO2经光合作用合成糖类、淀粉等，利用根系从土壤中吸收水分和各类矿物营养；动物通过摄取其他生物体来获取生长发育所需的养分。吸收进去的养分是如何被吸收利用的？体内过多的物质又是如何被降解的？

2、体内物质之间又是如何相互转换的？这是关于代谢的问题。关于生物物是如何何从一个个细胞发发育成一一个个体体？为什什么个体体之间又又有差异异？为什什么种瓜瓜得瓜，种种豆得豆豆等等一一系列问问题是关关于遗传传信息的的传递与与表达。二、生物物化学的的发展生物化学学是一门门年轻的的学科，只只有1000多年年的历史史，它是是在其他他学科发发展的基基础上发发展起来来的。1、 化学发展展史2、 有机化学学的发展展3、 生物化学学的发展展三、生物物化学的的应用前前景生物化学学目前已已知可用用在农学学、医学学、工业业生产等等领域。特特别是随随着基因因工程、酶酶工程的的发展，生生物化学学的发展展前景更更为广阔阔，已使

3、使人们有有目的地地去按照照人类的的意愿定定向改造造世界。如“抗虫虫棉”的成功功选育 新新兴药物物和疫苗苗的生产产等。四、如何何学好生生物化学学？五、参考考书：沈同主编编的“生物化化学”阎隆飞主主编的“生物化化学”沈仁权主主编的“生物化化学教程程”王金胜主主编的“基础生生物化学学”郭蔼光主主编的“基础生生物化学学”沈黎明主主编的“基础生生物化学学”第一章 蛋白白质第一节 蛋白白质通论论一、蛋白白质的功功能多样样性一、蛋蛋白质的的功能多多样性蛋白质是是原生质质的主要要成分，任任何生物物都含有有蛋白质质。自然然界中最最小、最最简单的的生物是是病毒，它它是由蛋蛋白质和和核酸组组成的。没没有蛋白白质也就

4、就没有生生命。自然界的的生物多多种多样样，因而而蛋白质质的种类类和功能能也十分分繁多。概概括起来来，蛋白白质主要要有以下下功能：1.催化化功能 生物体体内的酶酶都是由由蛋白质质构成的的，它们们有机体体新陈代代谢的催催化剂。没没有酶，生生物体内内的各种种化学反反应就无无法正常常进行。例例如，没没有淀粉粉酶，淀淀粉就不不能被分分解利用用。2.结构构功能 蛋白质质可以作作为生物物体的结结构成分分。在高高等动物物里，胶胶原是主主要的细细胞外结结构蛋白白，参与与结缔组组织和骨骨骼作为为身体的的支架，占占蛋白总总量的11/4。细细胞里的的片层结结构，如如细胞膜膜、线粒粒体、叶叶绿体和和内质网网等都是是由不

5、溶溶性蛋白白与脂类类组成的的。动物物的毛发发和指甲甲都是由由角蛋白白构成的的。蛋白质是是原生质质的主要要成分，任任何生物物都含有有蛋白质质。自然然界中最最小、最最简单的的生物是是病毒，它它是由蛋蛋白质和和核酸组组成的。没没有蛋白白质也就就没有生生命。自然界的的生物多多种多样样，因而而蛋白质质的种类类和功能能也十分分繁多。概概括起来来，蛋白白质主要要有以下下功能：1. 催化功能能 生物物体内的的酶都是是由蛋白白质构成成的，它它们有机机体新陈陈代谢的的催化剂剂。没有酶，生生物体内内的各种种化学反反应就无无法正常常进行。例例如，没没有淀粉粉酶，淀淀粉就不不能被分分解利用用。2.结构构功能 蛋白质质可

6、以作作为生物物体的结结构成分分。在高高等动物物里，胶胶原是主主要的细细胞外结结构蛋白白，参与与结缔组组织和骨骨骼作为为身体的的支架，占占蛋白总总量的11/4。细细胞里的的片层结结构，如如细胞膜膜、线粒粒体、叶叶绿体和和内质网网等都是是由不溶溶性蛋白白与脂类类组成的的。动物物的毛发发和指甲甲都是由由角蛋白白构成的的。3.运输输功能 脊椎动动物红细细胞中的的血红蛋蛋白和无无脊椎动动物体内内的血蓝蓝蛋白在在呼吸过过程中起起着运输输氧气的的作用。血血液中的的载脂蛋蛋白可运运输脂肪肪，转铁铁蛋白可可转运铁铁。一些些脂溶性性激素的的运输也也需要蛋蛋白，如如甲状腺腺素要与与甲状腺腺素结合合球蛋白白结合才才能

7、在血血液中运运输。4.贮存存功能 某些蛋蛋白质的的作用是是贮存氨氨基酸作作为生物物体的养养料和胚胚胎或幼幼儿生长长发育的的原料。此此类蛋白白质包括括蛋类中中的卵清清蛋白、奶奶类中的的酪蛋白白和小麦麦种子中中的麦醇醇溶蛋白白等。肝肝脏中的的铁蛋白白可将血血液中多多余的铁铁储存起起来，供供缺铁时时使用。5.运动动功能 肌肉中中的肌球球蛋白和和肌动蛋蛋白是运运动系统统的必要要成分，它它们构象象的改变变引起肌肌肉的收收缩，带带动机体体运动。细细菌中的的鞭毛蛋蛋白有类类似的作作用，它它的收缩缩引起鞭鞭毛的摆摆动，从从而使细细菌在水水中游动动。6.防御御功能 高等动动物的免免疫反应应是机体体的一种种防御机

8、机能，它它主要也也是通过过蛋白质质（抗体体）来实实现的。凝凝血与纤纤溶系统统的蛋白白因子、溶溶菌酶、干干扰素等等，也担担负着防防御和保保护功能能。7.调节节功能 某些激激素、一一切激素素受体和和许多其其他调节节因子都都是蛋白白质。8.信息息传递功功能 生生物体内内的信息息传递过过程也离离不开蛋蛋白质。例例如，视视觉信息息的传递递要有视视紫红质质参与，感感受味道道需要味味觉蛋白白。视杆杆细胞中中的视紫紫红质，只只需1个个光子即即可被激激发，产产生视觉觉。9.遗传传调控功功能 遗遗传信息息的储存存和表达达都与蛋蛋白质有有关。DDNA在在储存时时是缠绕绕在蛋白白质（组组蛋白）上上的。有有些蛋白白质，

9、如如阻遏蛋蛋白，与与特定基基因的表表达有关关。半乳糖糖苷酶基基因的表表达受到到一种阻阻遏蛋白白的抑制制，当需需要合成成半半乳糖苷苷酶时经经过去阻阻遏作用用才能表表达。10.其其他功能能 某些些生物能能合成有有毒的蛋蛋白质，用用以攻击击或自卫卫。如某某些植物物在被昆昆虫咬过过以后会会产生一一种毒蛋蛋白。白白喉毒素素可抑制制生物蛋蛋白质合合成。二、蛋白白质的分分类（一）按按分子形形状分类类1.球状状蛋白 外形近近似球体体，多溶溶于水，大大都具有有活性，如如酶、转转运蛋白白、蛋白白激素、抗抗体等。球球状蛋白白的长度度与直径径之比一一般小于于10。2.纤维维状蛋白白 外形形细长，分分子量大大，大都都是

10、结构构蛋白，如如胶原蛋蛋白，弹弹性蛋白白，角蛋蛋白等。纤纤维蛋白白按溶解解性可分分为可溶溶性纤维维蛋白与与不溶性性纤维蛋蛋白。前前者如血血液中的的纤维蛋蛋白原、肌肌肉中的的肌球蛋蛋白等，后后者如胶胶原蛋白白，弹性性蛋白，角角蛋白等等结构蛋蛋白。（二）按按分子组组成分类类1.简单单蛋白 完全由由氨基酸酸组成，不不含非蛋蛋白成分分。如血血清清蛋蛋白等。根根据溶解解性的不不同，可可将简单单蛋白分分为以下下7类：清蛋白白、球蛋蛋白、组组蛋白、精精蛋白、谷谷蛋白、醇醇溶蛋白白和硬蛋蛋白。2.结合合蛋白 由蛋白白质和非非蛋白成成分组成成，后者者称为辅辅基。根根据辅基基的不同同，可将将结合蛋蛋白分为为以下7

11、7类：核核蛋白、脂脂蛋白、糖糖蛋白、磷磷蛋白、血血红素蛋蛋白、黄黄素蛋白白和金属属蛋白。三、蛋白白质的元元素组成成与分子子量1.元素素组成 所有的的蛋白质质都含有有碳氢氧氧氮四种种元素，有有些蛋白白质还含含有硫、磷磷和一些些金属元元素。蛋白质平平均含碳碳50，氢77，氧氧23，氮116。其其中氮的的含量较较为恒定定，而且且在糖和和脂类中中不含氮氮，所以以常通过过测量样样品中氮氮的含量量来测定定蛋白质质含量。如如常用的的凯氏定定氮：蛋白质含含量蛋蛋白氮6.225其中6.25是是16的倒数数。2.蛋白白质的分分子量 蛋白质质的分子子量变化化范围很很大，从从60000到1100万万或更大大。这个个范

12、围是是人为规规定的。一一般将分分子量小小于60000的的称为肽肽。不过过这个界界限不是是绝对的的，如牛牛胰岛素素分子量量为57700，一一般仍认认为是蛋蛋白质。蛋蛋白质煮煮沸凝固固，而肽肽不凝固固。较大大的蛋白白质如烟烟草花叶叶病毒，分分子量达达40000万。四、蛋白白质的水水解氨基酸是是蛋白质质的基本本结构单单位，这这个发现现是从蛋蛋白质的的水解得得到的。蛋蛋白质的的水解主主要有三三种方法法：1.酸水水解 用用6MHHCl或或4MHH2SO4，1005回回流200小时即即可完全全水解。酸酸水解不不引起氨氨基酸的的消旋，但但色氨酸酸完全被被破坏，丝丝氨酸和和苏氨酸酸部分破破坏，天天冬酰胺胺和谷

13、氨氨酰胺的的酰胺基基被水解解。如样样品含有有杂质，在在酸水解解过程中中常产生生腐黑质质，使水水解液变变黑。用用3mool/LL对甲苯苯磺酸代代替盐酸酸，得到到色氨酸酸较多，可可像丝氨氨酸和苏苏氨酸一一样用外外推法求求其含量量。2.碱水水解 用用5MNNaOHH，水解解1020小小时可水水解完全全。碱水水解使氨氨基酸消消旋，许许多氨基基酸被破破坏，但但色氨酸酸不被破破坏。常常用于测测定色氨氨酸含量量。可加加入淀粉粉以防止止氧化。3.酶水水解 酶酶水解既既不破坏坏氨基酸酸，也不不引起消消旋。但但酶水解解时间长长，反应应不完全全。一般般用于部部分水解解，若要要完全水水解，需需要用多多种酶协协同作用用

14、。第二节氨氨基酸一、氨基基酸的结结构与分分类（一）基基本氨基基酸组成蛋白白质的220种氨氨基酸称称为基本本氨基酸酸。它们们中除脯脯氨酸外外都是-氨基基酸，即即在-碳原子子上有一一个氨基基。基本本氨基酸酸都符合合通式，都都有单字字母和三三字母缩缩写符号号。按照氨基基酸的侧侧链结构构，可分分为三类类：脂肪肪族氨基基酸、芳芳香族氨氨基酸和和杂环氨氨基酸。1.脂肪肪族氨基基酸 共共15种种。侧链只是是烃链：Glyy, AAla, Vaal, Leuu, IIle后后三种带带有支链链，人体体不能合合成，是是必需氨氨基酸。侧链含有有羟基：Serr, TThr许许多蛋白白酶的活活性中心心含有丝丝氨酸，它它还

15、在蛋蛋白质与与糖类及及磷酸的的结合中中起重要要作用。侧链含硫硫原子：Cyss, MMet两两个半胱胱氨酸可可通过形形成二硫硫键结合合成一个个胱氨酸酸。二硫硫键对维维持蛋白白质的高高级结构构有重要要意义。半半胱氨酸酸也经常常出现在在蛋白质质的活性性中心里里。甲硫硫氨酸的的硫原子子有时参参与形成成配位键键。甲硫硫氨酸可可作为通通用甲基基供体，参参与多种种分子的的甲基化化反应。侧链含有有羧基：Aspp（D）, Gllu（EE）侧链含酰酰胺基：Asnn（N）, Glln（QQ）侧链显碱碱性：AArg（RR）, Lyss（K）2.芳香香族氨基基酸 包包括苯丙丙氨酸（PPhe,F）和和酪氨酸酸(Tyyr,

16、YY)两种种。 酪酪氨酸是是合成甲甲状腺素素的原料料。3.杂环环氨基酸酸 包括括色氨酸酸(Trrp,WW)、组组氨酸(Hiss)和脯脯氨酸(Proo)三种种。其中中的色氨氨酸与芳芳香族氨氨基酸都都含苯环环，都有有紫外吸吸收(2280nnm)。所所以可通通过测量量蛋白质质的紫外外吸收来来测定蛋蛋白质的的含量。组组氨酸也也是碱性性氨基酸酸，但碱碱性较弱弱，在生生理条件件下是否否带电与与周围内内环境有有关。它它在活性性中心常常起传递递电荷的的作用。组组氨酸能能与铁等等金属离离子配位位。脯氨氨酸是唯唯一的仲仲氨基酸酸，是-螺旋旋的破坏坏者。B是指AAsx，即即Aspp或Assn；ZZ是指GGlx，即即

17、Gluu或Glln。基本氨基基酸也可可按侧链链极性分分类：非极性氨氨基酸：Alaa, VVal, Leeu, Ilee, MMet, Phhe, Trpp, PPro共共八种极性不带带电荷：Glyy, SSer, Thhr, Cyss, AAsn, Glln, Tyrr共七种种带正电荷荷：Arrg, Lyss, HHis带负电荷荷：Assp, Gluu（二）不不常见的的蛋白质质氨基酸酸某些蛋白白质中含含有一些些不常见见的氨基基酸，它它们是基基本氨基基酸在蛋蛋白质合合成以后后经羟化化、羧化化、甲基基化等修修饰衍生生而来的的。也叫叫稀有氨氨基酸或或特殊氨氨基酸。如如4-羟羟脯氨酸酸、5-羟赖氨氨酸

18、、锁锁链素等等。其中中羟脯氨氨酸和羟羟赖氨酸酸在胶原原和弹性性蛋白中中含量较较多。在在甲状腺腺素中还还有3,5-二二碘酪氨氨酸。（三）非非蛋白质质氨基酸酸自然界中中还有1150多多种不参参与构成成蛋白质质的氨基基酸。它它们大多多是基本本氨基酸酸的衍生生物，也也有一些些是D-氨基酸酸或、-氨基酸酸。这些些氨基酸酸中有些些是重要要的代谢谢物前体体或中间间产物，如如瓜氨酸酸和鸟氨氨酸是合合成精氨氨酸的中中间产物物，-丙氨酸酸是遍多多酸（泛泛酸，辅辅酶A前前体）的的前体，-氨基基丁酸是是传递神神经冲动动的化学学介质。二、氨基基酸的性性质（一）物物理性质质-氨基基酸都是是白色晶晶体，每每种氨基基酸都有有

19、特殊的的结晶形形状，可可以用来来鉴别各各种氨基基酸。除除胱氨酸酸和酪氨氨酸外，都都能溶于于水中。脯脯氨酸和和羟脯氨氨酸还能能溶于乙乙醇或乙乙醚中。除甘氨酸酸外，-氨基基酸都有有旋光性性，-碳原子子具有手手性。苏苏氨酸和和异亮氨氨酸有两两个手性性碳原子子。从蛋蛋白质水水解得到到的氨基基酸都是是L-型型。但在在生物体体内特别别是细菌菌中，DD-氨基基酸也存存在，如如细菌的的细胞壁壁和某些些抗菌素素中都含含有D-氨基酸酸。三个带苯苯环的氨氨基酸有有紫外吸吸收，FF:2557nmm,=2000; YY:2775nmm,=14000; W:2280nnm,=56600。通通常蛋白白质的紫紫外吸收收主要是

20、是后两个个氨基酸酸决定的的，一般般在2880nmm。氨基酸分分子中既既含有氨氨基又含含有羧基基，在水水溶液中中以偶极极离子的的形式存存在。所所以氨基基酸晶体体是离子子晶体，熔熔点在2200以上。氨氨基酸是是两性电电解质，各各个解离离基的表表观解离离常数按按其酸性性强度递递降的顺顺序，分分别以KK1、KK2来表表示。当当氨基酸酸分子所所带的净净电荷为为零时的的pH称称为氨基基酸的等等电点(pI)。等电电点的值值是它在在等电点点前后的的两个ppK值值的算术术平均值值。氨基酸完完全质子子化时可可看作多多元弱酸酸，各解解离基团团的表观观解离常常数按酸酸性减弱弱的顺序序，以ppK1 、ppK2 、ppK

21、3表示示。氨基基酸可作作为缓冲冲溶液，在在pK处的缓缓冲能力力最强，ppI处的的缓冲能能力最弱弱。氨基酸的的滴定曲曲线如图图。（二）化化学性质质1.氨基基的反应应（1）酰酰化氨基可与与酰化试试剂，如如酰氯或或酸酐在在碱性溶溶液中反反应，生生成酰胺胺。该反反应在多多肽合成成中可用用于保护护氨基。（2）与与亚硝酸酸作用氨基酸在在室温下下与亚硝硝酸反应应，脱氨氨，生成成羟基羧羧酸和氮氮气。因因为伯胺胺都有这这个反应应，所以以赖氨酸酸的侧链链氨基也也能反应应，但速速度较慢慢。常用用于蛋白白质的化化学修饰饰、水解解程度测测定及氨氨基酸的的定量。（3）与与醛反应应氨基酸的的-氨氨基能与与醛类物物质反应应，

22、生成成西佛碱碱-C=N-。西西佛碱是是氨基酸酸作为底底物的某某些酶促促反应的的中间物物。赖氨氨酸的侧侧链氨基基也能反反应。氨氨基还可可以与甲甲醛反应应，生成成羟甲基基化合物物。由于于氨基酸酸在溶液液中以偶偶极离子子形式存存在，所所以不能能用酸碱碱滴定测测定含量量。与甲甲醛反应应后，氨氨基酸不不再是偶偶极离子子，其滴滴定终点点可用一一般的酸酸碱指示示剂指示示，因而而可以滴滴定，这这叫甲醛醛滴定法法，可用用于测定定氨基酸酸。（4）与与异硫氰氰酸苯酯酯(PIITC)反应-氨基基与PIITC在在弱碱性性条件下下形成相相应的苯苯氨基硫硫甲酰衍衍生物（PPTC-AA），后后者在硝硝基甲烷烷中与酸酸作用发发

23、生环化化，生成成相应的的苯乙内内酰硫脲脲衍生物物（PTTH-AAA）。这这些衍生生物是无无色的，可可用层析析法加以以分离鉴鉴定。这这个反应应首先为为Edmman用用来鉴定定蛋白质质的N-末端氨氨基酸，在在蛋白质质的氨基基酸顺序序分析方方面占有有重要地地位。（5）磺磺酰化氨基酸与与5-(二甲胺胺基)萘萘-1-磺酰氯氯(DNNS-CCl)反反应，生生成DNNS-氨氨基酸。产产物在酸酸性条件件下(66NHCCl)1100也不破破坏，因因此可用用于氨基基酸末端端分析。DDNS-氨基酸酸有强荧荧光，激激发波长长在3660nmm左右，比比较灵敏敏，可用用于微量量分析。（6）与与DNFFB反应应氨基酸与与2

24、,44-二硝硝基氟苯苯(DNNFB)在弱碱碱性溶液液中作用用生成二二硝基苯苯基氨基基酸（DDNP氨氨基酸）。这这一反应应是定量量转变的的，产物物黄色，可可经受酸酸性1000高高温。该该反应曾曾被英国国的Saangeer用来来测定胰胰岛素的的氨基酸酸顺序，也也叫桑格格尔试剂剂，现在在应用于于蛋白质质N-末末端测定定。（7）转转氨反应应在转氨酶酶的催化化下，氨氨基酸可可脱去氨氨基，变变成相应应的酮酸酸。2.羧基基的反应应羧基可与与碱作用用生成盐盐，其中中重金属属盐不溶溶于水。羧羧基可与与醇生成成酯，此此反应常常用于多多肽合成成中的羧羧基保护护。某些些酯有活活化作用用，可增增加羧基基活性，如如对硝基

25、基苯酯。将将氨基保保护以后后，可与与二氯亚亚砜或五五氯化磷磷作用生生成酰氯氯，在多多肽合成成中用于于活化羧羧基。在在脱羧酶酶的催化化下，可可脱去羧羧基，形形成伯胺胺。3茚三酮酮反应氨基酸与与茚三酮酮在微酸酸性溶液液中加热热，最后后生成蓝蓝色物质质。而脯脯氨酸生生成黄色色化合物物。根据据这个反反应可通通过二氧氧化碳测测定氨基基酸含量量。4.侧链链的反应应丝氨酸、苏苏氨酸含含羟基，能能形成酯酯或苷。半胱氨酸酸侧链巯巯基反应应性高：（1）二二硫键(dissulffidee boond)半胱氨酸酸在碱性性溶液中中容易被被氧化形形成二硫硫键，生生成胱氨氨酸。胱胱氨酸中中的二硫硫键在形形成蛋白白质的构构象

26、上起起很大的的作用。氧氧化剂和和还原剂剂都可以以打开二二硫键。在在研究蛋蛋白质结结构时，氧氧化剂过过甲酸可可以定量量地拆开开二硫键键，生成成相应的的磺酸。还还原剂如如巯基乙乙醇、巯巯基乙酸酸也能拆拆开二硫硫键，生生成相应应的巯基基化合物物。由于于半胱氨氨酸中的的巯基很很不稳定定，极易易氧化，因因此利用用还原剂剂拆开二二硫键时时，往往往进一步步用碘乙乙酰胺、氯氯化苄、NN-乙基基丁烯二二亚酰胺胺和对氯氯汞苯甲甲酸等试试剂与巯巯基作用用，把它它保护起起来，防防止它重重新氧化化。（2）烷烷化半胱氨酸酸可与烷烷基试剂剂，如碘碘乙酸、碘碘乙酰胺胺等发生生烷化反反应。半胱氨酸酸与丫丙丙啶反应应，生成成带正

27、电电的侧链链，称为为S-氨乙乙基半胱胱氨酸（AAECyys）。（3）与与重金属属反应极微量的的某些重重金属离离子，如如Ag+、Hgg2+，就就能与巯巯基反应应，生成成硫醇盐盐，导致致含巯基基的酶失失活。5. 以以下反应应常用于于氨基酸酸的检验验：l酪氨氨酸、组组氨酸能能与重氮氮化合物物反应(Pauuly反反应)，可可用于定定性、定定量测定定。组氨氨酸生成成棕红色色的化合合物，酪酪氨酸为为桔黄色色。l精氨氨酸在氢氢氧化钠钠中与11-萘酚酚和次溴溴酸钠反反应，生生成深红红色，称称为坂口口反应。用用于胍基基的鉴定定。l酪氨氨酸与硝硝酸、亚亚硝酸、硝硝酸汞和和亚硝酸酸汞反应应，生成成白色沉沉淀，加加热

28、后变变红，称称为米伦伦反应，是是鉴定酚酚基的特特性反应应。l色氨氨酸中加加入乙醛醛酸后再再缓慢加加入浓硫硫酸，在在界面会会出现紫紫色环，用用于鉴定定吲哚基基。在蛋白质质中，有有些侧链链基团被被包裹在在蛋白质质内部，因因而反应应很慢甚甚至不反反应。第三节蛋白质质的一级级结构蛋白质是是生物大大分子，具具有明显显的结构构层次性性，由低低层到高高层可分分为一级级结构、二二级结构构、三级级结构和和四级结结构。一、肽键键和肽一个氨基基酸的羧羧基与另另一个氨氨基酸的的氨基缩缩水形成成的共价价键，称称为肽键键。在蛋蛋白质分分子中，氨氨基酸借借肽键连连接起来来，形成成肽链。最简单的的肽由两两个氨基基酸组成成，称

29、为为二肽。含含有三、四四、五个个氨基酸酸的肽分分别称为为三肽、四四肽、五五肽等。肽肽链中的的氨基酸酸由于形形成肽键键时脱水水，已不不是完整整的氨基基酸，所所以称为为残基。肽肽的命名名是根据据组成肽肽的氨基基酸残基基来确定定的。一一般从肽肽的氨基基端开始始，称为为某氨基基酰某氨氨基酰某氨基基酸。肽肽的书写写也是从从氨基端端开始。肽键象酰酰胺键一一样，由由于键内内原子处处于共振振状态而而表现出出较高的的稳定性性。在肽肽键中CCN单单键具有有约400双键键性质，而而C=OO双键具具有400单键键性质。这这样就产产生两个个重要结结果：（11）肽键键的亚氨氨基在ppH 00-144的范围围内没有有明显的

30、的解离和和质子化化的倾向向；（22）肽键键中的CCN单单键不能能自由旋旋转，使使蛋白质质能折叠叠成各种种三维构构象。除了蛋白白质部分分水解可可以产生生各种简简单的多多肽以外外，自然然界中还还有长短短不等的的小肽，它它们具有有特殊的的生理功功能。动植物细细胞中含含有一种种三肽，称称为谷胱胱甘肽，即即-谷谷氨酰半半胱氨酰酰甘氨酸酸。因其其含有巯巯基，故故常以GGSH来来表示。它它在体内内的氧化化还原过过程中起起重要作作用。脑脑啡肽是是天然止止痛剂。肌肌肉中的的鹅肌肽肽是一个个二肽，即即-丙丙氨酰组组氨酸。肌肌肽可作作为肌肉肉中的缓缓冲剂，缓缓冲肌肉肉产生的的乳酸对对pH的的影响。一一种抗菌菌素叫做

31、做短杆菌菌酪肽，由由12种种氨基酸酸组成，其其中有几几种是DD-氨基基酸。这这些天然然肽中的的非蛋白白质氨基基酸可以以使其免免遭蛋白白酶水解解。许多多激素也也是多肽肽，如催催产素、加加压素、舒舒缓激肽肽等。二、肽的的理化性性质小肽的理理化性质质与氨基基酸类似似。许多多小肽已已经结晶晶。晶体体的熔点点很高，说说明是离离子晶体体，在水水溶液中中以偶极极离子存存在。肽肽键的亚亚氨基不不解离，所所以肽的的酸碱性性取决于于肽的末末端氨基基、羧基基和侧链链上的基基团。在在长肽或或蛋白质质中，可可解离的的基团主主要是侧侧链上的的。肽中中末端羧羧基的ppK比比自由氨氨基酸的的稍大，而而末端氨氨基的ppK则则稍

32、小。侧侧链基团团变化不不大。肽的滴定定曲线和和氨基酸酸的很相相似。肽肽的等电电点也可可以根据据它的ppK值值确定。一般小肽肽的旋光光度等于于各个氨氨基酸旋旋光度的的总和，但但较大的的肽或蛋蛋白质的的旋光度度不等于于其组成成氨基酸酸的旋光光度的简简单加和和。肽的化学学性质和和氨基酸酸一样，但但有一些些特殊的的反应，如如双缩脲脲反应。一一般含有有两个或或两个以以上肽键键的化合合物都能能与CuuSO44碱性溶溶液发生生双缩脲脲反应而而生成紫紫红色或或蓝紫色色的复合合物。利利用这个个反应可可以测定定蛋白质质的含量量。三、一级级结构的的测定（一）一一级结构构蛋白质的的一级结结构是指指肽链的的氨基酸酸组成

33、及及其排列列顺序。氨氨基酸序序列是蛋蛋白质分分子结构构的基础础，它决决定蛋白白质的高高级结构构。一级级结构可可用氨基基酸的三三字母符符号或单单字母符符号表示示，从NN-末端端向C-末端书书写。采采用三字字母符号号时，氨氨基酸之之间用连连字符（）隔开开。（二）测测定步骤骤测定蛋白白质的一一级结构构，要求求样品必必须是均均一的（纯纯度大于于97）而且且是已知知分子量量的蛋白白质。一一般的测测定步骤骤是：1.通过过末端分分析确定定蛋白质质分子由由几条肽肽链构成成。2.将每每条肽链链分开，并并分离提提纯。3.肽链链的一部部分样品品进行完完全水解解，测定定其氨基基酸组成成和比例例。4.肽链链的另一一部分

34、样样品进行行N末端端和C末末端的鉴鉴定。5.拆开开肽链内内部的二二硫键。6.肽链链用酶促促或化学学的部分分水解方方法降解解成一套套大小不不等的肽肽段，并并将各个个肽段分分离出来来。7.测定定每个肽肽段的氨氨基酸顺顺序。8.从第第二步得得到的肽肽链样品品再用另另一种部部分水解解方法水水解成另另一套肽肽段，其其断裂点点与第五五步不同同。分离离肽段并并测序。比比较两套套肽段的的氨基酸酸顺序，根根据其重重叠部分分拼凑出出整个肽肽链的氨氨基酸顺顺序。9.测定定原来的的多肽链链中二硫硫键和酰酰胺基的的位置。（三）常常用方法法1. 末末端分析析（1）NN末端蛋白质的的末端氨氨基与22,4-二硝基基氟苯(DN

35、FFB)在在弱碱性性溶液中中作用生生成二硝硝基苯基基蛋白质质（DNNP-蛋蛋白质）。产产物黄色色，可经经受酸性性1000高温温。水解解时，肽肽链断开开，但DDNP基基并不脱脱落。DDNP-氨基酸酸能溶于于有机溶溶剂（如如乙醚）中中，这样样可与其其他氨基基酸和-DNNP赖氨氨酸分开开。再经经双向滤滤纸层析析或柱层层析，可可以鉴定定黄色的的DNPP氨基酸酸。丹磺酰氯氯法是更更灵敏的的方法。蛋蛋白质的的末端氨氨基与55-(二二甲胺基基)萘-1-磺磺酰氯(DNSS-Cll)反应应，生成成DNSS-蛋白白质。DDNS-氨基酸酸有强荧荧光，激激发波长长在3660nmm左右，比比DNFFB法灵灵敏1000倍

36、。目前应用用最广泛泛的是异异硫氰酸酸苯酯(PITTC)法法。末端端氨基与与PITTC在弱弱碱性条条件下形形成相应应的苯氨氨基硫甲甲酰衍生生物，后后者在硝硝基甲烷烷中与酸酸作用发发生环化化，生成成相应的的苯乙内内酰硫脲脲衍生物物而从肽肽链上掉掉下来。产产物可用用气-液液色谱法法进行鉴鉴定。这这个方法法最大的的优点是是剩下的的肽链仍仍是完整整的，可可依照此此法重复复测定新新生的NN末端氨氨基酸。现现在已经经有全自自动的氨氨基酸顺顺序分析析仪，可可测定含含20个个以上氨氨基酸的的肽段的的氨基酸酸顺序。缺缺点是不不如丹磺磺酰氯灵灵敏，可可与之结结合使用用。N末端氨氨基酸也也可用酶酶学方法法即氨肽肽酶法

37、测测定。（2）CC末端a)C末末端氨基基酸可用用硼氢化化锂还原原生成相相应的氨基醇醇。肽链链水解后后，再用用层析法法鉴定。有有断裂干干扰。b)另一一个方法法是肼解解法。多多肽与肼肼在无水水条件下下加热，可可以断裂裂所有的的肽键，除除C末端端氨基酸酸外，其其他氨基基酸都转转变为相相应的酰酰肼化合合物。肼肼解下来来的C末末端氨基基酸可用用纸层析析鉴定。精精氨酸会会变成鸟鸟氨酸，半半胱氨酸酸、天冬冬酰胺和和谷氨酰酰胺被破破坏。c)也可可用羧肽肽酶法鉴鉴定。将将蛋白质质在pHH 8.0, 30与羧肽肽酶一起起保温，按按一定时时间间隔隔取样，用用纸层析析测定释释放出来来的氨基基酸，根根据氨基基酸的量量与

38、时间间的关系系，就可可以知道道C末端端氨基酸酸的排列列顺序。羧羧肽酶AA水解除除精氨酸酸、赖氨氨酸和脯脯氨酸外外所有肽肽键，羧羧肽酶BB水解精精氨酸和和赖氨酸酸。2.二硫硫键的拆拆开和肽肽链的分分离一般情况况下，蛋蛋白质分分子中肽肽链的数数目应等等于N末末端氨基基酸残基基的数目目，可根根据末端端分析来来确定一一种蛋白白质由几几条肽链链构成。必必须设法法把这些些肽链分分离开来来，然后后测定每每条肽链链的氨基基酸顺序序。如果果这些肽肽链之间间不是共共价交联联的，可可用酸、碱碱、高浓浓度的盐盐或其他他变性剂剂处理蛋蛋白质，把把肽链分分开。如如果肽链链之间以以二硫键键交联，或或肽链中中含有链链内二硫硫

39、键，则则必须用用氧化或或还原的的方法将将二硫键键拆开。最最普遍的的方法是是用过量量的巯基基乙醇处处理，然然后用碘碘乙酸保保护生成成的半胱胱氨酸的的巯基，防防止重新新氧化。二二硫键拆拆开后形形成的个个别肽链链，可用用纸层析析、离子子交换柱柱层析、电电泳等方方法进行行分离。3.肽链链的完全全水解和和氨基酸酸组成的的测定。在测定氨氨基酸顺顺序之前前，需要要知道多多肽链的的氨基酸酸组成和和比例。一一般用酸酸水解，得得到氨基基酸混合合物，再再分离测测定氨基基酸。目目前用氨氨基酸自自动分析析仪，224小小时即可可完成。蛋白质的的氨基酸酸组成，一一般用每每分子蛋蛋白质中中所含的的氨基酸酸分子数数表示。不不同

40、种类类的蛋白白质，其其氨基酸酸组成相相差很大大。4.肽链链的部分分水解和和肽段的的分离当肽链的的氨基酸酸组成及及N末端端和C末末端已知知后，随随后的步步骤是肽肽链的部部分水解解。这是是测序工工作的关关键步骤骤。这一一步通常常用专一一性很强强的蛋白白酶来完完成。最常用的的是胰蛋蛋白酶（ttryppsinn），它它专门水水解赖氨氨酸和精精氨酸的的羧基形形成的肽肽键，所所以生成成的肽段段之一的的C末端端是赖氨氨酸或精精氨酸。用用丫丙啶啶处理，可可增加酶酶切位点点（半胱胱氨酸）；用马来来酸酐（顺顺丁烯二二酸酐）保保护赖氨氨酸的侧侧链氨基基，或用用1,22-环己己二酮修修饰精氨氨酸的胍胍基，可可减少酶酶

41、切位点点。经常使用用的还有有糜蛋白白酶，水水解苯丙丙氨酸、酪酪氨酸、色色氨酸等等疏水残残基的羧羧基形成成的肽键键。其他他疏水残残基反应应较慢。用溴化氰氰处理，可可断裂甲甲硫氨酸酸的羧基基形成的的肽键。水水解后甲甲硫氨酸酸残基转转变为CC末端高高丝氨酸酸残基。以以上三种种方法经经常使用用。胃蛋白酶酶和嗜热热菌蛋白白酶。前前者水解解疏水残残基之间间的肽键键，后者者水解疏疏水残基基的氨基基形成的的肽键。金葡菌蛋蛋白酶，又又称谷氨氨酸蛋白白酶或VV8蛋白白酶，水水解谷氨氨酸和天天冬氨酸酸的羧基基形成的的肽键，但但受缓冲冲液影响响。在醋醋酸缓冲冲液中只只水解谷谷氨酸，在在磷酸缓缓冲液中中还可水水解天冬冬

42、氨酸。梭状芽孢孢杆菌蛋蛋白酶，水水解精氨氨酸羧基基形成的的肽键，又又称精氨氨酸蛋白白酶。耐耐变性剂剂，可经经受6MM尿素22小时。可可用于水水解不易易溶解的的蛋白。凝血酶，水水解Arrg-GGly肽肽键。羟胺可水水解Assn-GGly，但但Asnn-Leeu和 Asnn-Alla也能能部分裂裂解。多肽部分分水解后后，降解解成长短短不一的的小肽段段，可用用层析或或电泳加加以分离离提纯。经经常用双双向层析析或电泳泳分离，再再用茚三三酮显色色，所得得的图谱谱称为肽肽指纹谱谱。5.多肽肽链中氨氨基酸顺顺序的测测定从多肽链链中部分分水解得得到的肽肽段可用用化学法法或酶法法测序，然然后比较较用不同同方法获

43、获得的两两套肽段段的氨基基酸顺序序，根据据它们彼彼此重叠叠的部分分，确定定每个肽肽段的适适当位置置，拼凑凑出整个个多肽链链的氨基基酸顺序序。6.二硫硫键位置置的确定定一般用蛋蛋白酶水水解带有有二硫键键的蛋白白质，从从部分水水解产物物中分离离出含二二硫键的的肽段，再再拆开二二硫键，将将两个肽肽段分别别测序，再再与整个个多肽链链比较，即即可确定定二硫键键的位置置。常用用胃蛋白白酶，因因其专一一性低，生生成的肽肽段小，容容易分离离和鉴定定，而且且可在酸酸性条件件下作用用（pHH2），此此时二硫硫键稳定定。肽段段的分离离可用对对角线电电泳，将将混合物物点到滤滤纸的中中央，在在pH66.5进进行第一一次

44、电泳泳，然后后用过甲甲酸蒸汽汽断裂二二硫键，使使含二硫硫键的肽肽段变成成一对含含半胱氨氨磺酸的的肽段。将将滤纸旋旋转900度后在在相同条条件下进进行第二二次电泳泳，多数数肽段迁迁移率不不变，处处于对角角线上，而而含半胱胱氨磺酸酸的肽段段因负电电荷增加加而偏离离对角线线。用茚茚三酮显显色，分分离，测测序，与与多肽链链比较，即即可确定定二硫键键位置。四、多肽肽合成多肽的人人工合成成有两种种类型，一一种是由由不同氨氨基酸按按照一定定顺序排排列的控控制合成成，另一一种是由由一种或或两种氨氨基酸聚聚合或共共聚合。控控制合成成的一个个困难是是进行接接肽反应应所需的的试剂，能能同时和和其他官官能团反反应。因

45、因此在接接肽以前前必须首首先将这这些基团团加以封封闭或保保护，肽肽键形成成后再除除去保护护基。这这样每连连接一个个氨基酸酸残基都都要经过过几个步步骤，要要得到较较长的肽肽链就必必须每步步都有较较高的产产率。如如果每一一步反应应产率都都是900%，那那么300次反应应后总产产率只有有4.224%。保护基必必须在接接肽时起起保护作作用，在在接肽后后容易除除去，又又不引起起肽键断断裂。最最常用的的氨基保保护基YY是苄氧氧甲酰基基，可用用催化加加氢或用用金属钠钠在液氨氨中处理理除去。其其他还有有三苯甲甲基、叔叔丁氧甲甲酰基等等，可用用稀盐酸酸或乙酸酸在室温温下除去去。羧基保护护基Z通通常用烷烷基，如如

46、乙基，可可在室温温下皂化化除去。如如用苄基基，可用用催化加加氢除去去。肽键不能能自发形形成，常常用缩合合剂促进进肽键形形成。接接肽用的的缩合剂剂最有效效的是NN,N-二环环己基碳碳二亚胺胺(DCC CII)。DDCCII从两个个氨基酸酸分子中中夺取一一分子水水，自身身变为不不溶的NN,N-二环环己基脲脲，从反反应液中中沉淀出出来，可可过滤除除去。接接肽反应应除用缩缩合剂以以外，还还可用分分别活化化参加形形成肽键键的羧基基和氨基基的方法法。羧基基活化可可用叠氮氮化物法法和活化化酯法（对对硝基苯苯酯）等等；氨基基活化一一般不需需特殊手手段，通通常在接接肽时加加入有机机碱，如如三乙胺胺，保证证氨基在

47、在自由状状态即可可。近年来固固相多肽肽合成迅迅速发展展。在固固相合成成中，肽肽链的逐逐步延长长是在不不溶的聚聚苯乙烯烯树脂小小圆珠上上进行的的。合成成多肽的的羧基端端先和氯氯甲基聚聚苯乙烯烯树脂反反应，形形成苄酯酯。第二二个氨基基酸的氨氨基用叔叔丁氧甲甲酰基保保护后，以以DCCCI为缩缩合剂，接接在第一一个氨基基酸的氨氨基上。重重复这个个方法，可可使肽链链按一定定顺序延延长。最最后把树树脂悬浮浮在无水水三氟乙乙酸中，通通入干燥燥HBrr，使多多肽与树树脂分离离，同时时除去保保护基。整整个合成成过程现现在已经经可以在在自动化化固相多多肽合成成仪上进进行。平平均合成成每个肽肽键只需需三小时时。此法法可用于于医药工工业。人人工合成成的催产产素没有有混杂的的加压素素，比提提取的天天然药品品好。已已经成功功合成含含1244个残基基的蛋白白。第四节蛋白质质的高级级结构蛋白质的的多肽链链并不是是线形伸伸展的，而而是按一一定方式式折叠盘盘绕成特特有的空空间结构构。蛋白白质的三三维构象象，也称称空间结结构或高高级结构构，是指指蛋白质质分子中中原子和和基团在在三维空空间上的的排列、分分布及肽肽链的走走向。高高级结构构是蛋白白质表现现其生物物功能或或活性