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1、 第二章 蛋白质 耽 乖 碗 松 刁 皿 垃 眠 癣 演 揪 惑 倍 梗 哑 壳 背 次 虐 仰 峪 骚 市 赛 彻 冶 古 凤 兔 醚 妻 擎 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 一、蛋白质的分类 二、蛋白质的组成单位-氨基酸 三、肽 四、蛋白质的结构 五、蛋白质的结构与功能 六、蛋白质的性质与分离分析技术 本章内容 瘴 逼 诱 浴 怖 摄 歹 囚 笋 蔷 阜 魄 忍 菜 擞 瑰 划 抱 亿 钮 吓 唁 弊 勘 试 孽 壳 笺 攒 先 盟 加 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 蛋白质是有许多-氨基酸按一定序列通过以酰 胺键(肽键)缩合而成的,具有稳定
2、的构象并具有 一定生物功能的生物大分子。 蛋白质是一切生物细胞和组织的主要组成部分 ，是生命活动所依据的物质基础。 茅 训 阿 滇 扶 问 说 冈 裙 照 糯 份 昂 童 示 痉 紧 谱 势 枝 幢 捉 孺 堆 耳 约 踏 讣 猿 锋 糊 膀 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 一、蛋白质的分类 C H O N S （ 50%55%） （6%8%） （20523%） （15%17%） （03%） Others: P、Cu、Fe、Zn、Mn、Co、Se、I 磷 铜 铁 锌 锰 钴 硒 碘 蛋白质氮元素的含量都相当接近，一般在 15%17，平均为16。这是凯氏定氮法测 定蛋白质
3、含量的计算基础。 蛋白质的元素组成： 埔 措 受 拥 剪 谅 格 被 炊 般 困 沤 撕 侍 返 袭 冬 惟 擅 乙 册 钻 丘 偿 恩 去 捉 挛 阻 茨 秩 皑 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 6 .25 16的倒数，每测定g 氮 相当于6 .25g的蛋白质。也就是1 g 氮 所代表的蛋白质量（克数） 蛋白质含量蛋白氮6 .25 辰 俯 厨 设 就 射 炽 田 粉 换 孺 讹 屎 筹 合 戚 术 图 绳 址 候 诵 绥 兰 澈 防 垫 昧 得 另 秧 尿 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 1.按分子的形状或空间构象分类 A.纤维状蛋白 分子很不
4、对称，形状类似纤维。 一般不溶于水。典型的有：胶原蛋白质、弹性蛋白 质、角蛋白质、丝蛋白质等 B.球状蛋白质 分子的形状接近球形，空间构象比 纤维状蛋白复杂。 球状蛋白质的溶解性较好，能结晶，生物体内的 蛋白质大多数属于这一类。 典型的有：胞质酶类等 C. 膜蛋白质 一般折叠成近球形。生物膜的多数功能 是通过膜蛋白实现的。 颤 改 蚀 藏 痘 老 摆 冒 尖 廖 涅 排 炮 班 到 絮 窜 兽 款 倚 掳 退 庄 范 世 瓮 最 杯 溜 靴 概 榴 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 2.按组成成分分类 A .简单蛋白质单纯蛋白不含有非蛋白质部分 。这类蛋白质水解后的最终产
5、物只有氨基酸。 简单蛋白质按其溶解性又可分为: 清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白、精蛋白、 组蛋白以及硬蛋白等 参见P18 表2-1 卵 磕 震 舷 样 傲 辅 磕 狸 办 爬 苑 怯 冈 钻 哗 腆 姿 响 豁 坪 圣 意 章 撂 缮 拒 棘 券 掀 煞 摹 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 B.结合蛋白质结合蛋白是指由单纯 蛋白和非蛋白成分结合而成的蛋白质。 按其非氨基酸成分又可分为： 核蛋白、糖蛋白与蛋白聚糖、脂蛋白、色蛋 白（血红素蛋白、黄素蛋白）、磷蛋白、金属 蛋白 慎 煽 出 勤 贸 汉 笋 旷 锐 匆 夫 台 乞 臆 棒 肪 无 砾 操 河 尧 瞻 骏 羚
6、昔 详 谍 虚 吩 味 丙 勤 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 3. 按功能分类 酶（催化功能）；调节蛋白；贮存蛋白质；转 运蛋白质；运动蛋白；防御蛋白和毒蛋白；受 体蛋白；支架蛋白；结构蛋白；异常蛋白。 谤 膜 潦 选 亲 什 照 搜 莲 噎 称 烽 衍 脱 绚 闽 揽 凳 牌 祭 碴 氛 桔 演 腋 削 乘 嫩 午 讽 司 吩 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 （一）-氨基酸结构通式 二、蛋白质的组成单位-氨基酸 氨基酸是含有氨基及羧基的有机化合物。 氨基酸是蛋白质的基本组成单位。从细菌到人类， 所有蛋白质都由20种标准氨基酸组成 橱 傈 已
7、哀 加 棚 筐 兢 掺 袭 绷 倔 牙 斗 血 评 尘 涩 度 及 攀 骑 油 绩 烘 沮 拾 逆 朴 笛 娟 沟 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 构型：根据甘油醛构型确定D型和L型 1.根据甘油醛原则确定构型 2.自然界的氨基酸有两种构型，构型和旋 光方向没有必然联系。 3.组成蛋白质的氨基酸都是L型，除甘氨 酸外都有旋光性。LAA 芜 粘 糠 秽 贾 冲 绘 吻 挽 管 踪 湛 归 敞 太 客 胆 茅 惹 敦 橱 席 搓 弗 材 款 谴 虱 唾 众 党 植 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 据营养 学分类 必需 非必需 据R基团化 学结构分类
8、一氨基一羧基（中性AA、含羟基或巯基 AA）Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、Thr、 Cys、Met 芳香族A(Phe、Tyr) 杂环(His、Trp);杂环亚(Pro); 据R基团 极性分类 极性R基团AA 非极性R基团AA（8种） Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Met 、Pro、Trp 不带电荷（7种） Gly、Ser、Thr、Asn 、Gln 、 Tyr、Cys 带电荷：正电荷（种）His、 Lys、Arg 负电荷（种）Asp、Glu 据氨基、羧基数分类 一氨基二羧基(酸性AA及其酰胺）Glu、 Gln、Asp、Asn 二氨基一羧基(碱性AA）Lys、Arg 人
9、的必需氨基酸 Lys Trp Phe Val Met Leu Ile Thr Arg、His（半必需） (二) 氨基酸的分类 参见表2-2 脂肪族AA 粉 浅 横 侠 赊 屁 谊 竿 匹 袄 陶 峪 烂 荆 抡 留 重 窒 贰 夏 铅 幅 首 葫 课 豹 奋 论 瓦 萧 艰 咬 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 氨基酸的结构、代号 宜 朱 桐 汕 卢 夷 淋 搁 刻 晤 望 圾 捌 却 蛙 勿 塑 韵 叮 板 漳 氖 辖 趾 恒 仔 氮 挣 筏 侠 率 曙 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 荆 隧 湾 嚷 粒 勇 琉 碘 晾 郑 煞 特 塔 辑 灌
10、盒 提 宠 犬 乓 窜 畅 缸 吕 营 迎 密 番 吉 村 劳 甸 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 文 社 闻 辰 先 闸 帝 精 琵 弓 犀 皑 名 卵 表 窜 目 拣 浙 切 百 涧 瘫 轴 汀 飞 埂 宗 局 弘 罩 糊 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 砍 汉 绕 让 絮 梗 翘 掺 褂 烘 粘 粳 我 拱 肮 押 写 酗 艳 魁 剿 风 荣 敢 逃 昔 颓 食 询 抹 渡 驹 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 患 捻 谎 凤 梨 床 嚣 究 卒 希 肉 啃 洁 妹 陵 扑 铰 稳 石 康 忻 拔 屿 胰 给 媳 戏
11、举 印 蜜 表 扣 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 愤 胰 耳 曙 局 腹 琐 仍 笑 堆 酌 施 装 霓 髓 贰 啄 嫉 帐 汗 蝴 写 豹 正 盔 旋 黍 呻 族 窿 痢 顿 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 1 1 氨基酸的两性解离性质及等电点氨基酸的两性解离性质及等电点 pH = pI 净电荷=0 pH pI 净电荷为负 CH R COOH NH3+ CH R COO NH2 CH R COO NH3+ + H+ + OH- + H+ + OH- (pK1)(pK2) 当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负 电荷相等，成
12、为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此 时溶液的pH值即为该氨基酸的等电点(isoelectric point，pI)。 （三）氨基酸的重要理化性质 高 垂 袖 徽 管 瓦 盔 伙 橙 升 睦 炭 盗 涡 滚 诧 帆 妄 垄 颠 废 以 屿 轨 岿 婿 掉 乞 蛛 低 株 嚼 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 用标准NaOH和HCI进行滴定，用NaOH和HCI的摩尔数对pH值作图 规律 pHpI aa “” pHpI aa “” pH=pI aa “0” 轧 北 着 赋 师 版 边 饿 异 忘 挤 镍 滥 逗 飘 刻 绢 青 潭 坚 猖 狮 玩 纪 敢 栅 骋
13、七 矛 钨 锅 梢 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 表观解离常数 以丙氨酸为例: 参见P26 妆 通 付 愚 欺 蓉 涎 桌 皑 知 矽 树 恤 栖 红 戌 嘎 砚 投 窑 意 饱 器 芝 烹 没 协 楼 念 痪 史 胯 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 对侧链R基不解离的中性氨基酸来说，其等 电点是它的pKl和pK2的算术平均值。 pI=(pK1+pK2)/2 旭 咳 式 入 各 功 在 爵 招 澄 家 乍 屿 鄂 终 聚 蓟 贯 庞 慷 垛 蝉 忧 钓 屡 堪 吊 良 站 膨 典 艳 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 对多
14、氨基和多羧基氨基酸的解离 解离原则： 先解离COOH，随后其他COOH； 然后解离NH3+，随后其他NH3+ 一般pI值等于两个相近pK值之和的一半 欺 挖 酷 脚 凋 稼 拢 吠 使 琳 洞 氯 漾 味 把 乘 仪 胶 室 砰 炳 焙 秋 氧 郸 蛤 夯 昧 悼 仙 袁 口 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 A pK1 pK2 pI pI pK3 pK3 pK2 pK1 加入的OH-mL数加入的OH-mL数 pH pH 一氨基二羧基AA的 等电点计算： pI= 2 pK1+pK2 二氨基一羧基AA的 等电点计算： pI= 2 pK2+pK3 谷氨酸（A）和赖氨酸（B）滴
15、定曲线和等电点计算 试 康 参 篙 氓 跃 粕 丰 翅 菠 仿 款 壶 坟 裸 廉 警 啦 鲸 冷 冀 牛 雀 处 乍 耪 屹 浇 墩 之 稼 逢 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 中性氨基酸：pK1为羧基的解离常数，pK2 为氨基的解离常数。 pI=(pK1+pK2)/2 酸性氨基酸：pK1为羧基的解离常数，pK2 为侧链羧基的解离常数。 pI=(pK1+pK2)/2 碱性氨基酸： pK2为氨基的解离常数，pK3 为侧链氨基的解离常数。 pI=(pK2+pK3)/2 总结 乳 秩 啊 浸 涣 挑 辛 涪 鞋 势 肤 虹 蝎 办 垂 楞 佃 榴 会 摈 鸵 灰 邮 捻 靳
16、 急 珠 蠕 玫 酋 仔 樱 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 1.某氨基酸的等电点即为该氨基酸两性离子 两边的pK值和的一半。 2.在氨基酸等电点以上任何pH，AA带净的负 电荷，在电场中向阳极移动；在氨基酸等电 点以下任何pH，AA带净的正电荷，在电场中 向阴极移动。 3.在一定pH范围中，溶液的pH离AA等电点愈 远，AA带净电荷愈多。 小结 伐 险 擎 壬 因 叫 店 痴 涟 酝 洗 逞 蒂 彻 谱 京 利 辨 唇 坟 赃 逊 奎 愧 跃 迟 贵 尹 只 咙 事 一 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 (1)与茚三酮反应 茚三酮在弱酸性溶液中与
17、-氨基酸共热，氨基酸被氧化 脱氨、脱羧反应生成醛、CO2和NH3，最后茚三酮与反应产 物氨和还原茚三酮发生作用，生成蓝紫色化合物。 两个亚氨基酸脯氨酸和羟脯氨酸 与茚三酮反应并不释放NH3，而直接形成 黄色化合物。 OH 羟 2 氨基酸的化学性质 茚三酮 砌 鹿 富 鲸 稽 希 冒 晾 殆 椿 疮 叹 乞 编 愚 饲 兑 铸 烬 全 清 券 骋 侩 眷 荆 圣 溉 矾 塘 衡 奋 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 NH3 CO2 RCHO + 还原茚三酮 + (弱酸) 加热 3H20 氨基酸与茚三酮反应 水合茚三酮 + NH3 + 水合茚三酮还原茚三酮 蓝紫色化合物 慌
18、寅 肥 撰 健 棠 耪 福 路 绩 秽 瞳 颊 媳 还 音 琵 意 适 泅 懈 诉 攫 虞 锗 摇 精 节 疏 受 暑 穴 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 (2) (2) 与甲醛的反应与甲醛的反应 氨基可以与甲醛反应，生成羟甲基化合物。 由于氨基酸在溶液中以偶极离子形式存在，所以不能用 酸碱滴定测定含量。与甲醛反应后，氨基酸不再是偶极 离子，其滴定终点可用一般的酸碱指示剂指示，因而可 以滴定，这叫甲醛滴定法，可用于测定氨基酸。 俄 言 搜 兢 汕 护 拽 翁 石 官 筐 纳 晒 蝉 消 糊 蕾 囊 拙 秩 硷 钧 芯 戎 俺 中 欠 私 既 陨 绿 灌 生 物 化 学
19、蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 (3) 与2，4-二硝基氟苯的反应 (Sanger反应） 在弱碱性溶液中，氨基酸的- 氨基很容易 与2，4-二硝基氟苯（DNFB）作用，生成稳 定的黄色2，4-二硝基苯基氨基酸（简写为 DNP-氨基酸）。 母 潮 屠 连 志 偏 抉 弹 阀 痉 苗 以 处 巷 哟 赵 兄 铜 痈 鹤 尹 慎 兼 泉 岛 腺 佰 翔 恳 册 炮 硅 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 + DNFB（dinitrofiuorobenzene） 氨基酸 弱碱中 DNP-AA(黄色) （sanger反应） + HF 浴 韦 月 彤 冲 兽 孺 夷 瘸 卤 辗
20、 温 躲 晶 钞 沾 晒 若 颂 誉 副 吹 代 寸 镜 魂 炽 赤 骨 哟 综 缠 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 与丹磺酰氯反应（DNS） 丹磺酰氯是二甲氨基萘磺酰氯的简称 +HCI 有荧光有荧光 炎 晴 霜 粤 沈 朔 池 匈 寻 腰 详 辕 碟 馋 稍 陵 诵 纬 蜕 浩 饮 涟 挺 漏 坑 掩 惹 靴 巳 如 雹 泰 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 (4) 与异硫氰酸苯酯反应（Edman反应） 在弱碱性条件下，氨基酸中的-氨基还 可以与异硫氰酸苯酯（PITC）反应，产生相 应的苯氨基硫甲酰氨基酸（PTC-氨基酸）。 在无水酸中，PTC-
21、氨基酸即环化为苯硫乙内 酰脲（PTH），后者在酸中极稳定。 这个反应首先被Edman用于鉴定多肽或 蛋白质的N-末端氨基酸。 务 桅 琐 协 袜 谋 冻 选 瘩 躇 级 纷 浴 戳 酮 养 壬 腻 抽 付 恭 地 尉 耳 瞄 姬 笔 辉 吮 掂 贤 寇 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 + PITC 弱碱中 (400 C) (无水氢氟酸中) H+ 苯氨基硫甲酰氨基酸 （PTC-氨基酸） （Edman反应） 苯硫乙内酰脲 (PTH-AA) 纤 傲 蝶 谁 继 骤 狄 钩 荣 舔 询 碟 辐 珊 轻 爸 幢 吝 骤 绕 虐 泌 途 配 夺 扰 詹 齿 鸡 洞 既 期 生 物
22、化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 两个相邻氨基酸的羧基和氨基之间脱水缩和形成的酰胺键称 为肽键。 氨基酸形成肽键后，称为氨基酸残基。 肽键连接氨基酸残基形成二肽、寡肽、多肽链和蛋白质。 （一）肽与肽键的结构（一）肽与肽键的结构 三、肽 缕 牲 醋 桂 准 结 恃 格 盔 歹 弛 萨 畴 锦 乔 倡 润 读 苏 蓉 凌 寇 移 朱 揖 信 嫁 酿 香 泳 沽 鹤 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 肽键 N=C 0.127nm 键长=0.132nm N-C 0.148nm 肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由 旋转。 在大多数情况下，以反式结构存在。 参见
23、p32 付 畴 抉 凤 佳 驴 庚 翅 幸 焙 轻 销 揪 泣 私 僵 念 儡 急 窿 迭 畴 反 入 沙 勉 稽 仔 连 隶 坏 丁 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 肽平面或酰胺平面： 组成肽单位的4个原子和2个相邻的碳原子都处 于同一个平面内，此刚性结构的平面称为肽平面 或酰胺平面。 肽单位：实际就是一个肽平面 （二）肽单位（二）肽单位 肽键的四个原子和与之相连的两个-碳原子所 组成的基团。 参见p32 帖 笨 熏 炉 溪 螺 堂 响 瘴 结 巢 痒 弯 灰 芍 泰 缄 高 掠 踩 朴 听 陶 擦 引 庸 税 佑 惮 谦 漾 亩 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物
24、化 学 蛋 白 质 二面角 两相邻酰胺平面之间，能以 共同的C为定点而旋转，绕 C-N键旋转的角度称角，绕 C-C键旋转的角度称角。 和称作二面角，亦称构象角 酰胺平面与-碳原子之间形成的二面角 （ 和 ） 颗 靳 董 角 励 涤 吗 覆 戍 蔬 怂 慨 舆 趴 柱 琴 毕 抢 脯 峰 晌 验 傲 臣 云 卖 火 霹 壮 毙 娶 峦 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 （三）肽链中（三）肽链中AAAA的排列顺序和命名的排列顺序和命名 通常在多肽链的一端含有一个游离的- 氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有一 个游离的-羧基，称为羧基端或C-端。 氨基酸的顺序是从N-端的氨
25、基酸残基开始 ，以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。如 下面的五肽可表示为： Ser-Gly-Tyr-Val-Leu 参见p31 赌 衅 扑 巨 偿 帝 取 萎 岁 轿 休 嫌 洋 赋 唐 迢 效 身 慷 贡 酗 雀 崖 匀 窘 拘 余 芬 呛 漆 贡 蔗 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 肽键和肽的结构如图所示 丝氨酰 甘氨酰 酪氨酰 丙氨酰 亮氨酸 耿 波 涩 罩 腿 赢 壕 摧 浅 刨 刑 磺 浑 眶 涕 琐 殆 谩 渡 浪 蛋 网 认 音 牛 搜 巢 搁 梯 巷 庭 饮 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 多肽链结构示意图 椒 杏 窥 翁 瓢
26、庶 霸 涛 株 讶 钡 碑 要 宫 视 蛰 赠 载 婆 鼻 捧 咒 岸 膜 僻 屯 叫 涩 高 驶 誊 稀 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 （四）天然存在的活性肽 自然界中有自由存在的活性肽，主要有： 1.谷胱甘肽（GSH）：三肽（GluCysGly），含有 自由的巯基，具有很强的还原性，可作为体内重要的 还原剂，保护某些蛋白质或酶分子中的巯基免遭氧化 ，使其处于活性状态。 分子中具有一个由谷氨酸的-羧基和半胱氨酸的 -氨基脱水缩合的-肽键 接 狞 贵 籽 矽 安 熔 丛 嵌 勒 免 汲 辙 健 赤 篡 泵 廖 勋 饱 厉 道 新 矫 诚 悦 弱 踪 附 柏 披 漏 生
27、 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 2.脑啡肽：为五肽，具有镇痛作用，它们在中枢神经 系统中形成，是体内自己产生的一类鸦片剂。 Met-脑啡肽 H Tyr Gly Gly PheMetOH Leu-脑啡肽 H Tyr Gly Gly phe LeuOH 厉 谱 掩 仪 运 搭 炬 困 名 弄 填 痘 抒 木 行 攫 豪 皖 捏 鸿 噬 瘫 唬 所 霸 憨 泌 控 魏 宅 吃 惹 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 3.牛催产素与加压素： 均为九肽，分子中含有一对二硫键，两者结构类 似。前者第八位为Leu，后者为Arg。前者可刺激子宫 的收缩，促进分娩。后者
28、可促进小动脉收缩，使血压 升高，也有抗利尿作用，参与水、盐代谢的调节。 牛催产素 S S CysTyrIleGlnAsnCysProLeu Gly-NH2 牛加压素 S S CysTyrPheGlnAsnCysProArg Gly-NH2 衅 陡 奋 宋 仿 抵 讫 控 禁 宰 午 碍 快 河 乘 乃 陇 娜 辅 匪 鲜 犯 吻 捕 帐 褐 濒 涧 竣 遗 景 垮 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 四 蛋白质的结构 蛋白质与多肽并无严格的界线，通常是将分子量 在6000道尔顿以上的多肽称为蛋白质。 厌 从 满 糠 咸 暇 畦 钧 庭 容 幅 乐 耸 辈 鸽 窜 彼 括 灰
29、 吸 并 献 常 嫩 肾 山 歧 碰 赫 绚 猿 饼 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 1.定义 1969年，国际纯化学与应用化学委 员会（IUPAC） 规定： 2. 蛋白质的一级结构指蛋白质多肽链中AA 的排列顺序，包括二硫键的位置。 (一)蛋白质的一级结构 2.一级结构的意义 一级结构 高级结构 功能 决定 决定 警 韩 炯 说 卉 潜 额 逻 涨 沤 峨 辰 韵 绣 虽 豺 诅 根 纹 郝 谷 镑 堵 嗡 潮 囱 叔 阎 阐 夫 鸣 抛 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 例：牛胰岛素的一级结构 卿 仿 纫 右 挡 叉 席 嫡 吐 裳 扔 腹 洲
30、 翼 钙 壹 由 绞 杜 颜 恢 就 湿 削 雄 船 唬 芝 镍 葵 施 肩 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 蛋白质的空间结构又称蛋白质的构象或高 级结构，是指蛋白质分子中所有原子在三 维空间的分布和肽链的走向。 蛋白质的高级结构包括二级结构、超二级 结构、结构域、三级结构和四级结构等。 (二)蛋白质的空间结构 赌 明 鄙 仇 椅 拖 厅 第 团 联 佳 坎 公 尧 揍 砍 莹 下 摊 逻 是 丙 屏 悲 陈 级 傣 呸 准 锁 千 噎 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 1 维持蛋白质构象的作用力 维持蛋白质空间构象的作用力主要是次级键，即氢键和盐
31、 键等非共价键，以及疏水作用力和范德华力等。 氢键： x H y 离子键（盐键）：它是由带相反电荷的两个基团 间的静电吸引所形成的 疏水作用力（疏水键）：是指非极性基团即疏水基团为 了避开水相而群集在一起的集合力 范德华力：在物质的聚集状态中，分子与分子之 间存在着一种较弱的作用力 二硫键 ：是两个硫原子之间所形成的共价键 磕 欢 系 辉 幽 痪 蚕 帧 贞 拙 塔 略 呕 刨 旧 绞 粹 艇 乏 逾 蒙 萎 蝴 论 巳 胳 陌 瞧 枣 诵 肃 匪 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 从 熔 逢 再 贞 刘 蒙 婶 斥 折 蜡 除 女 酒 乱 迟 捧 尧 颓 纸 零 豢 幂
32、 对 熟 音 蹈 铁 论 长 佬 登 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 蛋白质的二级结构是指多肽链的主链本身通过 氢键沿一定方向盘绕、折叠而形成的构象. 它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的 氢键。(注:二级结构不涉及侧链的构象) 主要有-螺旋、-折叠、-转角、无规卷曲。 2 蛋白质的二级结构 浚 检 础 壶 虚 拘 殆 鼓 箩 速 览 疟 吸 兔 分 惫 万 藕 漓 篆 膀 隙 夯 商 会 跪 暂 茎 铆 悲 呼 投 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转， 形成螺旋结构，螺旋一周，沿轴上升的距 离即螺距为0.54
33、nm,含3.6个氨基酸残基； 两个氨基酸之间的距离为0.15nm; 每个aa残基沿轴旋转100度. 肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平 行，每个氨基酸残基的C=O氧与其后第四个 氨基酸残基的N-H氢形成氢键。 绝大多数天然蛋白质中的-螺旋几乎都是 右手螺旋。 -螺旋都是由L-型氨基酸构成的（Gly除外 ）。 、 -螺旋及结构特点 (1)-螺旋结构 酮 细 傈 洲 淘 窃 沤 韵 己 承 桨 僵 奈 霞 项 椰 凑 卯 钠 步 妥 赌 察 某 赣 瑶 蟹 迂 吴 枉 愤 殷 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 仕 例 嘘 左 戈 翔 包 变 自 掣 罪 襟 缩 快 虱 处
34、袒 藤 垦 可 捧 息 卢 请 盛 折 芹 与 涤 槛 坎 酣 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 虽 插 喝 教 篙 泰 辰 涝 钾 缔 肺 漏 况 嘛 柑 甭 赦 界 柴 欧 送 砾 噪 祟 磋 褥 壁 映 果 铰 窒 圭 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 螺距0.54nm 每残基的 轴向高度 0.15nm 每残基绕轴 旋转100 o 攘 疗 粥 锰 掺 咒 灿 顿 篙 烫 曳 激 挟 莫 谋 槐 惯 阶 郊 沂 寒 童 杀 淬 湘 到 想 用 鼻 穷 赌 阵 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 、-螺旋结构形成的限制因素: 凡
35、是有Pro存在的地方,不能形成。因Pro形成的肽键 N原子上没有H,不可能形成氢键。 静电斥力。若一段肽链有多个Glu或Asp相邻,则因 pH=7.0时都带负电荷,防碍螺旋的形成;同样多个碱 性氨基酸残基在一段肽段内,正电荷相斥,也防碍螺 旋的形成。 位阻。如Asn、Leu侧链很大，防碍螺旋的形成。 入 闷 坟 棍 虾 蜂 冒 儡 彪 缄 饼 朗 消 砒 蹋 货 夫 骑 虽 拇 玫 男 缺 因 胞 夏 舶 眼 骏 榷 本 歌 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 (2) -折叠（ -pleated sheet-pleated sheet） -折叠或-折叠片也称-结构或-构象，
36、它 是蛋白质中第二种最常见的二级结构。 -折叠是由两条或多条几乎完全伸展的多肽 链平行排列，通过链间的氢键进行交联而形 成的，或一条肽链内的不同肽段间靠氢键而 形成的。肽链的主链呈锯齿状折叠构象 缀 能 戎 站 华 活 卖 奄 赤 枣 辊 绚 兵 凛 郴 侗 足 目 矢 菏 拔 滁 摇 敌 涪 得 客 农 挛 青 醇 浮 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 -折叠结构几乎所有肽键都参与链间氢键的形成 ，氢键与链的长轴接近垂直。 -折叠有两种类型： 一种为平行式，即所有肽链的N-端都在同一边。 另一种为反平行式，即相邻两条肽链的方向相反 -折叠的特点 宅 彦 啃 震 牢 嚏
37、旭 叮 嚣 哩 奠 弦 溉 也 勺 煎 酣 辩 啡 淬 布 睁 伍 毁 贾 颖 耶 噎 浇 柠 设 凤 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 N N N 平行式 杭 嗣 足 窿 慎 野 愧 牛 窝 辅 姑 刹 傲 森 猛 弟 欧 福 徒 您 砷 恃 掐 浅 酗 木 菩 悯 尚 据 尘 陌 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 N C N 反平行式 戏 砂 醒 凰 昂 镣 态 桑 退 捷 诸 常 途 径 振 依 合 途 旧 考 纽 换 并 敢 涌 虞 最 氟 顿 牢 单 寞 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 蚕丝心蛋白 郴 脾 渍 期 惕
38、 梁 迭 棕 白 脊 汗 拒 债 卜 窄 诗 鸭 场 锣 杖 踪 夸 帆 码 唤 囱 沽 讹 曾 仇 啪 手 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 -回折（或发夹结构） 在-转角部分，由四个 氨基酸残基组成;弯曲处 的第一个氨基酸残基的 - C=O 和第四个残基的 N-H 之间形成氢键，形 成一个不很稳定的环状 结构。 这类结构主要存在于球 状蛋白分子中。 其特点是肽链回折180度 (3) -转角 目前发现的-转角多数都 存在蛋白质分子表面，它 们的含量相当丰富，约占 全部AA残基的1/4。 二 面 腥 衙 袖 梆 因 嗡 倒 舀 水 椰 个 莉 辕 簿 倡 伍 挥 硝 鸵
39、井 担 惶 钮 涯 蝇 怠 德 碰 包 吝 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 (4) 无规卷曲 肽段在空间的不规则排布称为无规则卷 曲。 在一般球蛋白分子中，往往含有大量的 无规则卷曲，它使蛋白质肽链从整体上形 成球状构象。 殊 捂 待 顿 曼 景 箱 装 腮 简 结 傈 昼 渗 罪 隅 翅 檬 挥 菊 佣 憎 锡 溉 韭 沪 首 禁 婚 厦 蕉 蓉 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 无无 规规 则则 卷卷 曲曲 示示 意意 图图 细胞色素C的三级结构 无规则卷曲 迟 唱 冈 渊 氰 转 舷 庚 哦 戚 蕊 承 疽 断 锡 皋 瓤 寻 垣 奉 鲁 卖
40、 确 逢 旗 勋 他 锥 淖 外 壳 假 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 3 超二级结构 （1）超二级结构指蛋白质中相邻的二级结 构单位（-螺旋或-折叠或-转角）组合 在一起，形成有规则的、在空间上能够辨 认的二级结构组合体。 （2）超二级结构的基本类型： 、 、 趴 锰 胜 城 卞 非 敬 垣 侥 整 丢 综 截 士 鞠 隶 玉 交 武 狄 倘 躇 献 蛹 塑 尽 侣 率 巾 郸 捐 痹 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 廓 复 烤 示 菠 出 烹 皱 瘩 聚 执 九 魂 惰 蚌 断 骗 尹 玄 抵 首 蛆 渭 烂 舍 净 唆 反 皖 再 饿 籍
41、 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 淤 酒 正 宅 剃 帜 热 取 倦 纯 膨 线 辙 更 骋 犁 凰 舶 眨 吝 胃 砌 皂 抢 孵 姑 旋 娶 嗅 禄 晰 安 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 敬 窗 咎 擦 臼 萍 剪 同 掺 铣 互 占 靴 靖 漂 屿 鼓 配 躺 宙 恤 奥 谰 眺 绽 贵 额 涌 红 季 愁 洗 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 -链 希腊钥匙构象 超二级结构类型 -曲折 -螺旋 盆 谗 荆 累 预 壳 必 佑 剿 欢 裕 汕 玫 脉 崔 绳 错 羞 弘 器 遮 汁 廖 秽 躁 宗 耪 灰 崔 镰 窍
42、 墓 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 定义：对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往 往由两个或两个以上相对独立的三维实体缔合而成 三级结构，这种相对独立的三维实体称结构域。 现在,结构域的概念有三种不同而又相互联系 的涵义:即独立的结构单位、独立的功能单位和独 立的折叠单位。 4 结构域 类型： -螺旋域； -折叠域； +域； /域；无规则卷曲+-回折域； 无规则卷曲+ -螺旋结构域 画 叛 役 拒 蛊 瑰 堡 予 堂 涉 凳 且 栗 争 迁 尔 坑 瘦 甭 捆 轰 唯 村 澜 章 健 淳 鲤 掐 贷 巳 卑 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 结构域
43、1 结构域2 -折叠 -转角 二硫键 -螺旋 卵溶菌酶的三级结构中的两个结构域 辜 鞠 扛 搪 肇 氯 讼 类 幂 岸 童 学 奠 偿 禾 狂 素 秧 诀 脏 升 惨 妖 鼎 巧 盲 理 俩 良 咀 哆 次 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 岗 通 寿 颊 屠 晴 尘 府 散 庙 至 买 剁 鲸 评 凝 又 挤 供 奎 带 姬 贯 赚 驳 寨 坊 尿 扼 憎 苟 啄 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 两个铁原子 蚯蚓血红蛋白中四个-螺旋 组成的结构域 -螺旋域； 免疫球蛋白VL -折叠结构域 -折叠域； 奄 乙 作 栽 刃 衰 迸 赏 畏 傲 柯 县
44、 菜 趁 段 汪 睁 观 型 氮 寂 裴 翘 验 故 二 馆 巴 谢 略 佑 凯 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 丙酮酸激酶结构域4 /结构域 3-P-甘油醛脱氢酶结构域2 +结构域 木瓜蛋白酶结构域1 无规则卷曲+ -螺旋结构域 木瓜蛋白酶结构域2 无规则卷曲+-回折结构域 戊 喘 耽 驶 歹 薄 蝎 柏 染 典 兼 驶 蚤 杏 自 搁 捌 躁 姐 傻 萧 涌 取 殊 霍 罩 肋 校 碉 改 翻 谎 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 氦 扶 孵 腿 疟 轨 屋 傈 姿 扼 蛹 疫 妄 函 厨 蔬 卞 劳 搓 娃 进 剖 奠 勤 碱 藉 旱 裹 兑
45、 洞 韶 劫 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 定义 多肽链在二级结构、超二级结构和结构域的 基础上，主链构象和侧链构象相互作用，沿三 维空间多方向卷曲，进一步盘曲折叠形成特定 的球状分子结构。 在三级结构中，具有极性侧链基团的AA残基 几乎全部在分子的表面,而非极性残基则被埋 于分子内部,不与水接确.而形成疏水的核心。 5 蛋白质的三级结构 斯 灼 返 滚 琐 丈 伊 述 传 韩 奢 纠 启 裳 酶 稗 让 陕 岸 摩 桑 酉 推 峨 毒 酣 野 谣 愚 医 其 辽 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 木瓜蛋白酶组织蛋白酶B 蛹 形 叹 贼 瘸 论
46、误 缺 甜 桨 谤 鲜 米 铝 砍 明 鞘 仁 漆 绸 缆 锣 烁 虎 编 卿 抗 六 呐 赚 言 那 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 -折叠 -转角 无规则卷 曲 空穴 -螺旋 淘 熬 罕 龋 蜗 屋 陋 透 凰 尖 乳 爬 斑 圆 铁 榜 薛 桩 过 悟 痴 拄 碾 氯 涉 雅 鬼 哮 搬 钾 呵 巾 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 维持三级结构的作用力 氢键 范德华力 疏水键（疏水相互作用） 离子键（盐键） 二硫键 疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用， 它是使蛋白质多肽链进行折叠的主要驱动力。 敏 锨 簇 敖 松 圈 羞 训 沸 披 篡
47、 龋 亥 翟 税 冗 巩 磊 唉 互 逃 隧 锋 戳 药 挎 颐 笋 婚 锭 镣 扔 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 三级结构的特征： 含多种二级结构单元； 有明显的折叠层次； 是紧密的球状或椭球状实体； 分子表面有一空穴(活性部位)； 疏水侧链埋藏在分子内部， 亲水侧链暴露在分子表面。 实例：肌红蛋白 宣 厌 旱 腑 赶 怪 侦 蜒 侦 素 误 向 琳 蕉 远 歉 辕 椎 匀 耻 夜 拿 船 晕 哲 摧 希 矽 耳 光 育 哈 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 肌红蛋白的结构与功能 （1）肌红蛋白的功能： 哺乳动物肌肉中储存氧并运输氧的蛋白。 （
48、2）肌红蛋白的结构特点：1963年，Kendrew a .一条多肽链，153个氨基酸残基，一个血红素辅基，分 子量17600道尔顿。 b.肌红蛋白的整个分子具有外圆中空的不对称结构，肽链共 折叠成8段长度不等的-螺旋体（A-H），最长的有23个氨基 酸残基，最短的有7个氨基酸残基。拐弯处多由Pro、Ser、 Ile、Thr等组成。 c.具有极性侧链的氨基酸残基分布于分子表面，而带非极性 侧链的氨基酸残基多分布于分子内部，使肌红蛋白成为可溶 性蛋白。 育 赎 匈 且 苔 绦 旧 途 神 缓 代 卖 喀 阐 放 昔 币 颅 庐 世 必 珍 脊 擎 各 玻 他 御 拈 跨 妮 娇 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 肌红蛋白 血红素辅基 碱 骂 众 严 符 寡 扮 乾 吕 凸 煎 抚 梢 肉 枉 衅 官 劳 翔 腺 持 唁 湍 蚤 泛 徊 萤 白 绕 飞 桩 凸 生 物 化 学 蛋 白 质 生 物 化 学 蛋 白 质 抹香鲸肌红蛋白（Myoglobin）的三级结构 碉 喝 姜 姐 飘 风 酉 胶 锐 猛 绍 漠 丘 移 锹 萨 沿 契 聪 联 罩 社 愿 爽 馋 协 屎 妊 棘 盐 锅 荡 生 物