第1章蛋白质课程学习.pptx

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1、会计学1第第1章蛋白质章蛋白质第一页，共61页。一、氨基酸一、氨基酸一、氨基酸一、氨基酸n n分子中含有氨基的羧酸均称为分子中含有氨基的羧酸均称为(chn wi)(chn wi)氨基酸。作为蛋白氨基酸。作为蛋白质结构单元的氨基酸均为质结构单元的氨基酸均为L-L-氨基酸。氨基酸。n n天然蛋白质由天然蛋白质由2020种基本氨基酸种基本氨基酸组成，有少数蛋白质还含有若组成，有少数蛋白质还含有若干种不常见的氨基酸，它们都干种不常见的氨基酸，它们都是基本氨基酸的衍生物。是基本氨基酸的衍生物。第一节第一节蛋白质的结构蛋白质的结构(jigu)(jigu)组成组成 第1页/共60页第二页，共61页。1 1，

2、氨基酸的结构，氨基酸的结构(jigu)(jigu)和分类和分类 n n从蛋白质水从蛋白质水解产物中分解产物中分离离(fnl)(fnl)得到的基本得到的基本氨基酸中，氨基酸中，除不含手性除不含手性碳原子的甘碳原子的甘氨酸和含有氨酸和含有环状二级氨环状二级氨基的脯氨酸基的脯氨酸外，其他均外，其他均具有如下结具有如下结构通式。构通式。第2页/共60页第三页，共61页。脂肪脂肪脂肪脂肪(zhfng)(zhfng)(zhfng)(zhfng)族氨基酸族氨基酸族氨基酸族氨基酸 含羟基、含硫氨基酸、环氨基酸含羟基、含硫氨基酸、环氨基酸含羟基、含硫氨基酸、环氨基酸含羟基、含硫氨基酸、环氨基酸 第3页/共60页

3、第四页，共61页。芳香族氨基酸、碱性芳香族氨基酸、碱性芳香族氨基酸、碱性芳香族氨基酸、碱性(jin xn)(jin xn)(jin xn)(jin xn)氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 酸性氨基酸及其酰胺酸性氨基酸及其酰胺酸性氨基酸及其酰胺酸性氨基酸及其酰胺第4页/共60页第五页，共61页。2 2 2 2，几种重要，几种重要，几种重要，几种重要(zhngyo)(zhngyo)(zhngyo)(zhngyo)的不常的不常的不常的不常见氨基酸见氨基酸见氨基酸见氨基酸n n在在在在少少少少数数数数蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质中中中中分分分分离离离离出出出出一一一一些些些些不不不不常常常常见见见见的的的的氨氨氨

4、氨基基基基酸酸酸酸，通通通通常常常常(tngchng)(tngchng)(tngchng)(tngchng)称为不常见蛋白质氨基酸。称为不常见蛋白质氨基酸。称为不常见蛋白质氨基酸。称为不常见蛋白质氨基酸。n n这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。n n其中重要的不常见蛋白质氨基酸的结构如下。其中重要的不常见蛋白质氨基酸的结构如下。其中重要的不常见蛋白质氨基酸的结构如下。其中重要的不常见蛋白质氨基酸的结构如下。第5页/共60页第六页，共61页。3 3，非蛋白

5、，非蛋白(dnbi)(dnbi)氨基酸氨基酸 n n除了上述构成蛋白质的氨基酸以外，自然除了上述构成蛋白质的氨基酸以外，自然界还存在一些并不是蛋白质组分的氨基酸，界还存在一些并不是蛋白质组分的氨基酸，这些氨基酸通常这些氨基酸通常(tngchng)(tngchng)被称为非蛋白被称为非蛋白氨基酸，至今已经发现氨基酸，至今已经发现200200多种以上，它们多种以上，它们具有不同的功能。具有不同的功能。第6页/共60页第七页，共61页。某些某些某些某些(mu xi)(mu xi)(mu xi)(mu xi)非蛋白氨基酸的结构与非蛋白氨基酸的结构与非蛋白氨基酸的结构与非蛋白氨基酸的结构与功能功能功能功

6、能 n n -丙氨酸：泛酸及辅酶丙氨酸：泛酸及辅酶丙氨酸：泛酸及辅酶丙氨酸：泛酸及辅酶A A A A的组成成分的组成成分的组成成分的组成成分 n n -氨基丁酸：存在与脑组织中的神氨基丁酸：存在与脑组织中的神氨基丁酸：存在与脑组织中的神氨基丁酸：存在与脑组织中的神经递质经递质经递质经递质 n n高半胱氨酸：甲硫氨酸生物合成的高半胱氨酸：甲硫氨酸生物合成的高半胱氨酸：甲硫氨酸生物合成的高半胱氨酸：甲硫氨酸生物合成的中间产物中间产物中间产物中间产物 n n高丝氨酸：氨基酸代谢高丝氨酸：氨基酸代谢高丝氨酸：氨基酸代谢高丝氨酸：氨基酸代谢(dixi)(dixi)(dixi)(dixi)的的的的中间产物

7、中间产物中间产物中间产物 n n鸟氨酸：尿素生成过程的中间产物鸟氨酸：尿素生成过程的中间产物鸟氨酸：尿素生成过程的中间产物鸟氨酸：尿素生成过程的中间产物 n n瓜氨酸：瓜氨酸：瓜氨酸：瓜氨酸：n n苯甘氨酸：抗菌素构成成分苯甘氨酸：抗菌素构成成分苯甘氨酸：抗菌素构成成分苯甘氨酸：抗菌素构成成分(Micakgcin B)(Micakgcin B)(Micakgcin B)(Micakgcin B)第7页/共60页第八页，共61页。二、氨基酸的性质二、氨基酸的性质二、氨基酸的性质二、氨基酸的性质(xngzh)(xngzh)n n除甘氨酸外，氨基酸均除甘氨酸外，氨基酸均除甘氨酸外，氨基酸均除甘氨酸外

8、，氨基酸均含有含有含有含有(hn yu)(hn yu)(hn yu)(hn yu)一个手性一个手性一个手性一个手性 -碳原子，因此都具有碳原子，因此都具有碳原子，因此都具有碳原子，因此都具有旋光性。旋光性。旋光性。旋光性。n n比旋光度是氨基酸的重比旋光度是氨基酸的重比旋光度是氨基酸的重比旋光度是氨基酸的重要物理常数之一，是鉴要物理常数之一，是鉴要物理常数之一，是鉴要物理常数之一，是鉴别各种氨基酸的重要依别各种氨基酸的重要依别各种氨基酸的重要依别各种氨基酸的重要依据据据据 1 1，氨基酸的旋光性，氨基酸的旋光性，氨基酸的旋光性，氨基酸的旋光性第8页/共60页第九页，共61页。2 2，氨基酸的光

9、吸收，氨基酸的光吸收，氨基酸的光吸收，氨基酸的光吸收n n构成蛋白质的构成蛋白质的构成蛋白质的构成蛋白质的20202020种氨基种氨基种氨基种氨基酸在可见光区都没有光酸在可见光区都没有光酸在可见光区都没有光酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区吸收，但在远紫外区吸收，但在远紫外区吸收，但在远紫外区(220nm)(220nm)(220nm)(220nm)均有光吸收。均有光吸收。均有光吸收。均有光吸收。n n在近紫外区在近紫外区在近紫外区在近紫外区(220-(220-(220-(220-300nm)300nm)300nm)300nm)只有只有只有只有(zhyu)(zhyu)(zhyu)(zhyu)

10、酪酪酪酪氨酸、苯丙氨酸和色氨氨酸、苯丙氨酸和色氨氨酸、苯丙氨酸和色氨氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。酸有吸收光的能力。酸有吸收光的能力。酸有吸收光的能力。n n酪氨酸的酪氨酸的酪氨酸的酪氨酸的 maxmaxmaxmax275nm275nm275nm275nm，275=1.4x103;275=1.4x103;275=1.4x103;275=1.4x103;n n苯丙氨酸的苯丙氨酸的苯丙氨酸的苯丙氨酸的 maxmaxmaxmax257nm257nm257nm257nm，257=2.0 x102;257=2.0 x102;257=2.0 x102;257=2.0 x102;n n色氨酸的色氨酸

11、的色氨酸的色氨酸的 maxmaxmaxmax280nm280nm280nm280nm，280=5.6x103;280=5.6x103;280=5.6x103;280=5.6x103;第9页/共60页第十页，共61页。3 3，氨基酸的离解，氨基酸的离解(l ji)(l ji)性性质质n n氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸在在在在结结结结晶晶晶晶形形形形态态态态或或或或在在在在水水水水溶溶溶溶液液液液中中中中，并并并并不不不不是是是是以以以以游游游游离离离离的的的的羧羧羧羧基基基基(su(su(su(su j)j)j)j)或或或或氨氨氨氨基基基基形形形形式式式式存存存存在在在在，而而而而是是是是离离离离解

12、解解解成成成成两两两两性性性性离离离离子子子子。在在在在两两两两性性性性离离离离子子子子中中中中，氨氨氨氨基基基基是是是是以以以以质质质质子子子子化化化化(-NH3+)(-NH3+)(-NH3+)(-NH3+)形形形形式式式式存存存存在在在在，羧羧羧羧基基基基(su(su(su(su j)j)j)j)是以离解状态是以离解状态是以离解状态是以离解状态(-COO-)(-COO-)(-COO-)(-COO-)存在。存在。存在。存在。n n在不同的在不同的在不同的在不同的pHpHpHpH条件下，两性离子的状态也随之发生变化。条件下，两性离子的状态也随之发生变化。条件下，两性离子的状态也随之发生变化。条

13、件下，两性离子的状态也随之发生变化。PH 1 7 10净电荷(dinh)+1 0 -1 正离子 两性离子 负离子 等电点PI第10页/共60页第十一页，共61页。甘甘氨氨酸酸的的酸酸碱碱滴滴定定曲曲线线(q(qxxiin)n)第11页/共60页第十二页，共61页。4，氨基酸的等电点，氨基酸的等电点n n 当当溶溶液液浓浓度度为为某某一一pHpH值值时时，氨氨基基酸酸分分子子中中所所含含的的-NH3+-NH3+和和-COO-COO-数数目目正正好好相相等等，净净电电荷荷为为0 0。这这一一pHpH值值即即为为氨氨基基酸酸的的等等电电点点，简简称称pIpI。在在等等电电点点时时，氨氨基基酸酸既既不

14、不向向正正极极也也不不向向负负极极移移动动，即即氨基酸处于氨基酸处于(chy)(chy)两性离子状态。两性离子状态。n n 侧侧链链不不含含离离解解基基团团的的中中性性氨氨基基酸酸，其其等等电电点点是是它它的的pK1pK1和和pK2pK2的算术平均值：的算术平均值：pI=(pK1+pK2)/2 pI=(pK1+pK2)/2 n n 同同样样，对对于于侧侧链链含含有有可可解解离离基基团团的的氨氨基基酸酸，其其pIpI值值也也决决定定于两性离子两边的于两性离子两边的pKpK值的算术平均值。值的算术平均值。n n 酸性氨基酸：酸性氨基酸：pI=(pK1+pKR-COO-)/2 pI=(pK1+pKR

15、-COO-)/2 n n 硷性氨基酸：硷性氨基酸：pI=(pK2+pKR-NH2)/2 pI=(pK2+pKR-NH2)/2 第12页/共60页第十三页，共61页。第二节第二节 多肽多肽(du ti)(du ti)n n一个氨基酸的氨基与一个氨基酸的氨基与一个氨基酸的氨基与一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基另一个氨基酸的羧基另一个氨基酸的羧基另一个氨基酸的羧基(su j)(su j)(su j)(su j)之间失水形之间失水形之间失水形之间失水形成的酰胺键称为肽键，成的酰胺键称为肽键，成的酰胺键称为肽键，成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为所形成的化合物称为所形成的化合物称为所形成的化合物

16、称为肽。肽。肽。肽。一、多肽一、多肽(du(du ti)ti)的结构的结构l由两个氨基酸组成的肽称为二肽，由多个氨基酸组成的肽则称为多肽。组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基由两个氨基酸组成的肽称为二肽，由多个氨基酸组成的肽则称为多肽。组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。第13页/共60页第十四页，共61页。多多肽肽(d du u t t i i)的的形形成成与与结结构构第14页/共60页第十五页，共61页。n n在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列，这种排列顺在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列，这种排列顺在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列，这种排列顺在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序

17、排列，这种排列顺序称为氨基酸顺序序称为氨基酸顺序序称为氨基酸顺序序称为氨基酸顺序n n通常在多肽链的一端含有一个通常在多肽链的一端含有一个通常在多肽链的一端含有一个通常在多肽链的一端含有一个(y)(y)(y)(y)游离的游离的游离的游离的 -氨基，称氨基，称氨基，称氨基，称为氨基端或为氨基端或为氨基端或为氨基端或N-N-N-N-端；在另一端含有一个端；在另一端含有一个端；在另一端含有一个端；在另一端含有一个(y)(y)(y)(y)游离的游离的游离的游离的 -羧羧羧羧基，称为羧基端或基，称为羧基端或基，称为羧基端或基，称为羧基端或C-C-C-C-端。端。端。端。n n氨基酸的顺序是从氨基酸的顺序

18、是从氨基酸的顺序是从氨基酸的顺序是从N-N-N-N-端的氨基酸残基开始，以端的氨基酸残基开始，以端的氨基酸残基开始，以端的氨基酸残基开始，以C-C-C-C-端氨基酸端氨基酸端氨基酸端氨基酸残基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为：残基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为：残基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为：残基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为：n n Ser-Val-Tyr-Asp-Gln Ser-Val-Tyr-Asp-Gln Ser-Val-Tyr-Asp-Gln Ser-Val-Tyr-Asp-Gln第15页/共60页第十六页，共61页。二、肽键二、肽键(ti(ti jin)j

19、in)n n肽肽肽肽键键键键的的的的特特特特点点点点是是是是氮氮氮氮原原原原子子子子上上上上的的的的孤孤孤孤对对对对电电电电子子子子与与与与羰羰羰羰基基基基具具具具有明显的共轭作用。有明显的共轭作用。有明显的共轭作用。有明显的共轭作用。n n组成肽键的原子处于同一组成肽键的原子处于同一组成肽键的原子处于同一组成肽键的原子处于同一(tngy)(tngy)(tngy)(tngy)平面。平面。平面。平面。第16页/共60页第十七页，共61页。肽键肽键(ti(ti jin)jin)n n肽肽肽肽键键键键中中中中的的的的C-NC-NC-NC-N键键键键具具具具有有有有部部部部分分分分(b(b(b(b f

20、en)fen)fen)fen)双双双双键键键键性性性性质质质质，不不不不能能能能自由旋转。自由旋转。自由旋转。自由旋转。n n在在在在大大大大多多多多数数数数情情情情况况况况下下下下，以以以以反反反反式式式式结构存在。结构存在。结构存在。结构存在。第17页/共60页第十八页，共61页。四肽的结构四肽的结构(jigu)第18页/共60页第十九页，共61页。三、多肽三、多肽(du ti)(du ti)的的性质性质 n n多肽分子中含有游离的末端氨基和羧基，氨基酸残基多肽分子中含有游离的末端氨基和羧基，氨基酸残基多肽分子中含有游离的末端氨基和羧基，氨基酸残基多肽分子中含有游离的末端氨基和羧基，氨基酸

21、残基的侧链上也含有可离解的侧链上也含有可离解的侧链上也含有可离解的侧链上也含有可离解(l ji)(l ji)(l ji)(l ji)基团，因此，多肽可基团，因此，多肽可基团，因此，多肽可基团，因此，多肽可以看成是一个以看成是一个以看成是一个以看成是一个“大氨基酸大氨基酸大氨基酸大氨基酸”。n n多肽在水溶液中也以两性离子的形式存在，有等电点。多肽在水溶液中也以两性离子的形式存在，有等电点。多肽在水溶液中也以两性离子的形式存在，有等电点。多肽在水溶液中也以两性离子的形式存在，有等电点。n n在等电点时，正离子数目与负离子数目相等，净电荷在等电点时，正离子数目与负离子数目相等，净电荷在等电点时，正

22、离子数目与负离子数目相等，净电荷在等电点时，正离子数目与负离子数目相等，净电荷为零。等电点的高低，主要取决于侧链上的碱性和酸为零。等电点的高低，主要取决于侧链上的碱性和酸为零。等电点的高低，主要取决于侧链上的碱性和酸为零。等电点的高低，主要取决于侧链上的碱性和酸性基团的相对数目。性基团的相对数目。性基团的相对数目。性基团的相对数目。1 1，多肽，多肽(du ti)(du ti)的两性离解的两性离解 第19页/共60页第二十页，共61页。2 2，多肽链的水，多肽链的水解解(shuji)(shuji)n n多肽的肽键与一般的酰胺键一样，可以被多肽的肽键与一般的酰胺键一样，可以被酸或碱水解酸或碱水解

23、(shuji)(shuji)，也可以被酶水解，也可以被酶水解(shuji)(shuji)。n n根据多肽水解根据多肽水解(shuji)(shuji)程度的不同可以分程度的不同可以分为完全水解为完全水解(shuji)(shuji)和部分水解和部分水解(shuji)(shuji)。n n完全水解完全水解(shuji)(shuji)得到各种氨基酸的混合得到各种氨基酸的混合物，部分水解物，部分水解(shuji)(shuji)通常得到多肽片段。通常得到多肽片段。n n酸或碱能够将多肽完全水解酸或碱能够将多肽完全水解(shuji)(shuji)，酶，酶水解水解(shuji)(shuji)一般是部分水解一般

24、是部分水解(shuji)(shuji)。第20页/共60页第二十一页，共61页。（1 1）酸水解）酸水解(shuji)(shuji)n n常常用用6 6 mol/Lmol/L的的盐盐酸酸或或4 4 mol/Lmol/L的的硫硫酸酸在在105-110105-110条条件件下下进进行行水水解解，反反应应时时间间约约2020小时。小时。n n此此法法的的优优点点是是不不容容易易引引起起(ynq)(ynq)水水解解产产物物的消旋化。缺点是色氨酸被沸酸完全破坏；的消旋化。缺点是色氨酸被沸酸完全破坏；n n含含有有羟羟基基的的氨氨基基酸酸如如丝丝氨氨酸酸或或苏苏氨氨酸酸有有一一小小部部分分被被分分解解；门

25、门冬冬酰酰胺胺和和谷谷氨氨酰酰胺胺侧侧链链的酰胺基被水解成了羧基。的酰胺基被水解成了羧基。第21页/共60页第二十二页，共61页。（2 2）碱水解）碱水解(shuji)(shuji)n n一一般般用用5 5 mol/Lmol/L氢氢氧氧化化钠钠煮煮沸沸10-2010-20小时。小时。n n由由于于水水解解过过程程中中许许多多氨氨基基酸酸都都受受到到不不同同程程度度(chngd)(chngd)的的破破坏，产率不高。坏，产率不高。n n部分的水解产物发生消旋化。部分的水解产物发生消旋化。n n该该法法的的优优点点是是色色氨氨酸酸在在水水解解中中不受破坏。不受破坏。第22页/共60页第二十三页，共6

26、1页。（3 3）酶）酶水解水解(shuji(shuji)n n目前用于蛋白质肽链断裂的蛋目前用于蛋白质肽链断裂的蛋白水解酶（白水解酶（proteolytic proteolytic enzymeenzyme）或称蛋白酶）或称蛋白酶（proteinaseproteinase）已有十多种。）已有十多种。n n应用酶水解多肽不会应用酶水解多肽不会(b hu)(b hu)破坏氨基酸，也不会破坏氨基酸，也不会(b hu)(b hu)发生消旋化。水解的产物为较发生消旋化。水解的产物为较小的肽段。小的肽段。第23页/共60页第二十四页，共61页。四、天然四、天然(tinrn)(tinrn)存在的重要多肽存在

27、的重要多肽n n在生物体中，多肽最重要的存在形式是作在生物体中，多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位。为蛋白质的亚单位。n n但是，也有许多分子量比较小的多肽以游但是，也有许多分子量比较小的多肽以游离状态离状态(zhungti)(zhungti)存在。这类多肽通常都存在。这类多肽通常都具有特殊的生理功能，常称为活性肽。具有特殊的生理功能，常称为活性肽。n n如：脑啡肽；激素类多肽；抗生素类多肽；如：脑啡肽；激素类多肽；抗生素类多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。谷胱甘肽；蛇毒多肽等。第24页/共60页第二十五页，共61页。第25页/共60页第二十六页，共61页。Met-Met-脑啡肽脑啡肽Leu-

28、Leu-脑啡肽脑啡肽牛催产素（九肽牛催产素（九肽）短杆菌肽短杆菌肽S(S(环十肽环十肽)第26页/共60页第二十七页，共61页。谷胱甘谷胱甘肽肽n n -谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，简写为谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，简写为谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，简写为谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，简写为GSHGSHGSHGSH，是广泛存在于，是广泛存在于，是广泛存在于，是广泛存在于动物和植物细胞动物和植物细胞动物和植物细胞动物和植物细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)中的一种三肽，在生物体内发中的一种三肽，在生物体内发中的一种三肽，在生物体内发中的一种三肽，在生物体内发生的氧化还原反应中起重要作用。它有两种存在形式，生的氧

29、化还原反应中起重要作用。它有两种存在形式，生的氧化还原反应中起重要作用。它有两种存在形式，生的氧化还原反应中起重要作用。它有两种存在形式，即还原型和氧化型：即还原型和氧化型：即还原型和氧化型：即还原型和氧化型：第27页/共60页第二十八页，共61页。第三节第三节 蛋白质的结蛋白质的结构构(jigu)(jigu)n n蛋白质是由一条或多条多肽链蛋白质是由一条或多条多肽链以特殊方式结合而成的生物大以特殊方式结合而成的生物大分子。分子。n n蛋白质与多肽并无严格的界线，蛋白质与多肽并无严格的界线，通常是将分子量在通常是将分子量在60006000道尔顿道尔顿以上的多肽称为蛋白质。以上的多肽称为蛋白质。

30、n n蛋白质分子量变化范围很大蛋白质分子量变化范围很大,从大约从大约(dyu)6000(dyu)6000到到10000001000000道尔顿甚至更大。道尔顿甚至更大。第28页/共60页第二十九页，共61页。蛋白质结构蛋白质结构(jigu)(jigu)层次的界层次的界定定 n n蛋白质结构非常复杂，蛋白质结构非常复杂，19691969年年国际纯化学与应用化学联合会国际纯化学与应用化学联合会（IUPACIUPAC）对蛋白质高级结构）对蛋白质高级结构的不同层次作了界定的不同层次作了界定n n主要包括以肽链线性结构为基主要包括以肽链线性结构为基础的一级结构，以及由肽链卷础的一级结构，以及由肽链卷曲、

31、折叠曲、折叠(zhdi)(zhdi)而形成的三而形成的三维结构维结构-蛋白质的二级、三级蛋白质的二级、三级和四级结构。和四级结构。第29页/共60页第三十页，共61页。第30页/共60页第三十一页，共61页。一、蛋白质的一一、蛋白质的一级结构级结构(jigu)(jigu)n n蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(Primary(Primary(Primary(Primary structure)structure)structure)structure)包括组成包括组成包括组成包括组成蛋白质的多肽链数目蛋白质的多肽链数目蛋白质的多肽链数目蛋白质的多肽链数目.n n

32、多肽链的氨基酸顺序，多肽链的氨基酸顺序，多肽链的氨基酸顺序，多肽链的氨基酸顺序，n n以及多肽链内或链间以及多肽链内或链间以及多肽链内或链间以及多肽链内或链间二硫键的数目和位置。二硫键的数目和位置。二硫键的数目和位置。二硫键的数目和位置。n n其中其中其中其中(qzhng)(qzhng)(qzhng)(qzhng)最重最重最重最重要的是多肽链的氨基要的是多肽链的氨基要的是多肽链的氨基要的是多肽链的氨基酸顺序，它是蛋白质酸顺序，它是蛋白质酸顺序，它是蛋白质酸顺序，它是蛋白质生物功能的基础。生物功能的基础。生物功能的基础。生物功能的基础。牛胰核糖核酸牛胰核糖核酸(h tn h sun)(h tn

33、h sun)酶的一级结构酶的一级结构 第31页/共60页第三十二页，共61页。蛋白质一级结构蛋白质一级结构(jigu)(jigu)的测定的测定n n蛋白质氨基酸顺序的测定是蛋白质化学研究的基蛋白质氨基酸顺序的测定是蛋白质化学研究的基蛋白质氨基酸顺序的测定是蛋白质化学研究的基蛋白质氨基酸顺序的测定是蛋白质化学研究的基础。自从础。自从础。自从础。自从1953195319531953年年年年F.SangerF.SangerF.SangerF.Sanger测定了胰岛素的一级测定了胰岛素的一级测定了胰岛素的一级测定了胰岛素的一级结构以来，现在结构以来，现在结构以来，现在结构以来，现在(xinzi)(xi

34、nzi)(xinzi)(xinzi)已经有上千种不同蛋已经有上千种不同蛋已经有上千种不同蛋已经有上千种不同蛋白质的一级结构被测定。白质的一级结构被测定。白质的一级结构被测定。白质的一级结构被测定。n n胰岛素是由动物胰岛分泌出来的一种蛋白质激素。胰岛素是由动物胰岛分泌出来的一种蛋白质激素。胰岛素是由动物胰岛分泌出来的一种蛋白质激素。胰岛素是由动物胰岛分泌出来的一种蛋白质激素。第32页/共60页第三十三页，共61页。蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定(cdng)(cdng)的步骤的步骤 n n（1 1 1 1）测测测测定定定定蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸残残残残基基基基

35、组组组组成成成成，根根根根据据据据蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质分分分分子量，计算出构成蛋白质的各种氨基酸的数量。子量，计算出构成蛋白质的各种氨基酸的数量。子量，计算出构成蛋白质的各种氨基酸的数量。子量，计算出构成蛋白质的各种氨基酸的数量。n n（2 2 2 2）测定蛋白质分子中多肽链的数目。）测定蛋白质分子中多肽链的数目。）测定蛋白质分子中多肽链的数目。）测定蛋白质分子中多肽链的数目。n n（3 3 3 3）二硫键的断裂及多肽链的拆分。）二硫键的断裂及多肽链的拆分。）二硫键的断裂及多肽链的拆分。）二硫键的断裂及多肽链的拆分。n n（4 4 4 4）多多多多肽肽肽肽链链链链的的的的选选选选择择择择性

36、性性性降降降降解解解解及及及及肽肽肽肽段段段段的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸组组组组成成成成和和和和顺序的测定。顺序的测定。顺序的测定。顺序的测定。n n（5 5 5 5）利利利利用用用用酶酶酶酶选选选选择择择择性性性性降降降降解解解解和和和和溴溴溴溴化化化化氰氰氰氰选选选选择择择择性性性性降降降降解解解解得得得得到到到到(d(d(d(d do)do)do)do)的的的的各各各各肽肽肽肽段段段段的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸顺顺顺顺序序序序彼彼彼彼此此此此间间间间的的的的交交交交错错错错重重重重叠叠叠叠，拼拼拼拼凑凑凑凑出出出出整整整整条条条条多多多多肽肽肽肽链链链链的的的的氨氨氨氨基基基

37、基酸酸酸酸顺顺顺顺序序序序，并并并并确确确确定定定定多多多多肽肽肽肽链链链链中中中中二硫键的位置。二硫键的位置。二硫键的位置。二硫键的位置。第33页/共60页第三十四页，共61页。第34页/共60页第三十五页，共61页。二、蛋白质的二级结二、蛋白质的二级结构构(jigu)(jigu)n n蛋白质的二级结构是指肽链的主链在空间的排列。蛋白质的二级结构是指肽链的主链在空间的排列。蛋白质的二级结构是指肽链的主链在空间的排列。蛋白质的二级结构是指肽链的主链在空间的排列。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢

38、键。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。n n肽链主链的构象是由肽键的特殊结构决定肽链主链的构象是由肽键的特殊结构决定肽链主链的构象是由肽键的特殊结构决定肽链主链的构象是由肽键的特殊结构决定(judng)(judng)(judng)(judng)的。组成肽键的原子都处于同一平面。在肽链中，的。组成肽键的原子都处于同一平面。在肽链中，的。组成肽键的原子都处于同一平面。在肽链中，的。组成肽键的原子都处于同一平面。在肽链中，两个相邻的肽键通过一个共同的两个相邻的肽键通过一个共同的两个相邻的肽键通过一个共同的两个相邻的肽键通过一个共同的 -碳原子相连接。碳原子相连接。碳原子相连接。碳原子相连

39、接。由于由于由于由于C C C C -N-N-N-N 和和和和 C C C C -C-C-C-C键可以自由旋转，因此，在保持键可以自由旋转，因此，在保持键可以自由旋转，因此，在保持键可以自由旋转，因此，在保持肽键平面结构不变的条件下，能够形成不同的空间肽键平面结构不变的条件下，能够形成不同的空间肽键平面结构不变的条件下，能够形成不同的空间肽键平面结构不变的条件下，能够形成不同的空间排列。排列。排列。排列。第35页/共60页第三十六页，共61页。二面角（二面角（，）n n一个肽平面围绕一个肽平面围绕一个肽平面围绕一个肽平面围绕N1-CN1-CN1-CN1-C 旋转的角度用旋转的角度用旋转的角度用

40、旋转的角度用表示；另表示；另表示；另表示；另一个肽平面围绕一个肽平面围绕一个肽平面围绕一个肽平面围绕C C C C -C2-C2-C2-C2旋转的角度，用旋转的角度，用旋转的角度，用旋转的角度，用表示。这表示。这表示。这表示。这两个旋转角度叫二面角。一对二面角（两个旋转角度叫二面角。一对二面角（两个旋转角度叫二面角。一对二面角（两个旋转角度叫二面角。一对二面角（，）决定决定决定决定(judng)(judng)(judng)(judng)了与一个了与一个了与一个了与一个 -碳原子相连的两个肽平碳原子相连的两个肽平碳原子相连的两个肽平碳原子相连的两个肽平面的相对位置面的相对位置面的相对位置面的相对

41、位置 第36页/共60页第三十七页，共61页。肽平面的几种不同肽平面的几种不同(b(b tn)tn)的构象类型的构象类型 第37页/共60页第三十八页，共61页。蛋白质二级结构蛋白质二级结构(jigu)(jigu)的类型的类型n n维持主链空间排列的另一个重要因素是氢维持主链空间排列的另一个重要因素是氢键。主链中的键。主链中的-C=O -C=O 和和-N-H -N-H 能够相互形能够相互形成链内或链间的氢键。在各种可能的构象成链内或链间的氢键。在各种可能的构象中，能够形成氢键最多的构象最稳定。中，能够形成氢键最多的构象最稳定。n n蛋白质二级结构主要蛋白质二级结构主要(zhyo)(zhyo)有

42、有-螺旋、螺旋、-折叠、折叠、-转角和无规则卷曲。转角和无规则卷曲。第38页/共60页第三十九页，共61页。n n多肽链中的各个肽平面围绕同多肽链中的各个肽平面围绕同多肽链中的各个肽平面围绕同多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成螺旋结构，螺一轴旋转，形成螺旋结构，螺一轴旋转，形成螺旋结构，螺一轴旋转，形成螺旋结构，螺旋一周，沿轴上升的距离即螺旋一周，沿轴上升的距离即螺旋一周，沿轴上升的距离即螺旋一周，沿轴上升的距离即螺距为距为距为距为0.54nm,0.54nm,0.54nm,0.54nm,含含含含3.63.63.63.6个氨基酸残个氨基酸残个氨基酸残个氨基酸残基；两个氨基酸之间的距离为基；

43、两个氨基酸之间的距离为基；两个氨基酸之间的距离为基；两个氨基酸之间的距离为0.15nm;0.15nm;0.15nm;0.15nm;n n肽链内形成氢键肽链内形成氢键肽链内形成氢键肽链内形成氢键(qn jin)(qn jin)(qn jin)(qn jin)，氢键，氢键，氢键，氢键(qn jin)(qn jin)(qn jin)(qn jin)的取向几的取向几的取向几的取向几乎与轴平行，第一个氨基酸残乎与轴平行，第一个氨基酸残乎与轴平行，第一个氨基酸残乎与轴平行，第一个氨基酸残基的酰胺基团的基的酰胺基团的基的酰胺基团的基的酰胺基团的-CO-CO-CO-CO基与第四基与第四基与第四基与第四个氨基酸

44、残基酰胺基团的个氨基酸残基酰胺基团的个氨基酸残基酰胺基团的个氨基酸残基酰胺基团的-NH-NH-NH-NH基形成氢键基形成氢键基形成氢键基形成氢键(qn jin)(qn jin)(qn jin)(qn jin)。n n蛋白质分子为右手蛋白质分子为右手蛋白质分子为右手蛋白质分子为右手 -螺旋。螺旋。螺旋。螺旋。（1 1）-螺螺旋旋(luxun)(luxun)第39页/共60页第四十页，共61页。肽链肽链-螺旋结构螺旋结构(jigu)(jigu)的四种表示方法的四种表示方法 第40页/共60页第四十一页，共61页。-螺旋螺旋(luxun)(luxun)第41页/共60页第四十二页，共61页。（2 2

45、）-折折叠叠(zhdi)(zhdi)n n-折叠是由两条或多条几乎完全折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间伸展的肽链平行排列，通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿桩折叠构象链呈锯齿桩折叠构象(u(u xin)xin)n n在在-折叠中，折叠中，-碳原子总是处于碳原子总是处于折叠的角上，氨基酸的折叠的角上，氨基酸的R R基团处基团处于折叠的棱角上并与棱角垂直，于折叠的棱角上并与棱角垂直，两个氨基酸之间的轴心距为两个氨基酸之间的轴心距为0.35nm0.35nm；-pleated sheet-pleated sheet-pleated sheet

46、-pleated sheet第42页/共60页第四十三页，共61页。蛋白质的蛋白质的-折叠折叠(zhdi)(zhdi)结构结构 第43页/共60页第四十四页，共61页。n n -折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都参以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都参以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都参以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都参与链内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。与链

47、内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。与链内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。与链内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。n n -折叠有两种类型。一种折叠有两种类型。一种折叠有两种类型。一种折叠有两种类型。一种(y zhn)(y zhn)(y zhn)(y zhn)为平行式，即所有为平行式，即所有为平行式，即所有为平行式，即所有肽链的肽链的肽链的肽链的N-N-N-N-端都在同一边。另一种端都在同一边。另一种端都在同一边。另一种端都在同一边。另一种(y zhn)(y zhn)(y zhn)(y zhn)为反平行式，为反平行式，为反平行式，为反平行式，即相邻两条肽链的方向相反。即相邻两条肽链的方

48、向相反。即相邻两条肽链的方向相反。即相邻两条肽链的方向相反。（2 2）-折叠折叠(zhdi)(zhdi)第44页/共60页第四十五页，共61页。蛋白质蛋白质-折叠结构折叠结构(jigu)(jigu)的顺反形式的顺反形式 第45页/共60页第四十六页，共61页。（3 3）-转角转角(zhunjio)(zhunjio)-turn-turnn n在在在在 -转角部分，由四个氨转角部分，由四个氨转角部分，由四个氨转角部分，由四个氨基酸残基组成基酸残基组成基酸残基组成基酸残基组成;n n弯曲处的第一个氨基酸残弯曲处的第一个氨基酸残弯曲处的第一个氨基酸残弯曲处的第一个氨基酸残基的基的基的基的-C=O -C

49、=O -C=O -C=O 和第四个残基和第四个残基和第四个残基和第四个残基的的的的 N-H N-H N-H N-H 之间形成之间形成之间形成之间形成(xngchng)(xngchng)(xngchng)(xngchng)氢键，形成氢键，形成氢键，形成氢键，形成(xngchng)(xngchng)(xngchng)(xngchng)一个不很稳定一个不很稳定一个不很稳定一个不很稳定的环状结构。的环状结构。的环状结构。的环状结构。n n这类结构主要存在于球状这类结构主要存在于球状这类结构主要存在于球状这类结构主要存在于球状蛋白分子中。蛋白分子中。蛋白分子中。蛋白分子中。第46页/共60页第四十七页，

50、共61页。蛋白质的两种主要蛋白质的两种主要-转角转角(zhunjio)(zhunjio)结构结构 n n由由由由于于于于甘甘甘甘氨氨氨氨酸酸酸酸和和和和脯脯脯脯氨氨氨氨酸酸酸酸结结结结构构构构的的的的特特特特殊殊殊殊性性性性，常常常常常常常常出出出出现现现现(chxin)(chxin)(chxin)(chxin)在在在在 -转角结构中。转角结构中。转角结构中。转角结构中。a a：I(I(普通普通(ptng)(ptng)转角转角)；b b：II(II(甘氨酸甘氨酸转角转角)第47页/共60页第四十八页，共61页。（4 4）无规则卷曲）无规则卷曲(jun q)(jun q)n n指没有明确规律性的