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1、第四章蛋白质的化学第一节蛋白质是生命的物质基础第二节蛋白质的化学组成第三节蛋白质的分子结构与合成原理第四节蛋白质的结构与功能第五节蛋白质的性质第六节蛋白质的分离与纯化的基本原理第七节蛋白质的分类钩捧库池自庐眺墓兵蛮夷兢温谜骇旦姻诫转岳檀镑韦癸阳黍缩礼严丹赣进第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学第一节蛋白质是生命的物质基础一蛋白质是构成生物体的基本成分蛋白质(protein):是由许多不同的-氨基酸按一定的序列通过酰胺键(肽键)缩合而成的,具有较稳定的构

2、象并具有一定生物功能的大分子. 蛋白质存在于所有的生物细胞中,是构成生物体最基本的结构物质和功能物质. 侣混卿壶艾馆旧哄递棠拦历梦瘴拄幢舀虑蜕含儒以书们骨宰宣牟绽吉坞脂第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学蛋白质的分布: 蛋白质是细胞中含量最丰富的高分子有机化合物 . 占人体总干重的45%,细菌占50-80%, 干酵母47%,高等植物大豆含40% 唉渭竹走控梧莉诲仔赫仔诀苹虑疮绢捂刨妆聊链范佛惜敝捶牌低恬歪孔欠第四章蛋白质

3、的化学第四章蛋白质的化学二蛋白质具有多样性的生物学功能蛋白质在生命活动过程中有重要的作用：生物催化, 酶类，已知的有3000种以上代谢调节，部分激素免疫保护，抗体、干扰素物质的转运和贮存，载体蛋白运动与支持，肌肉、骨骼、鞭毛控制生长和分化，基因表达调控接受和传递信息，配体和受体构成生物膜. 锅赃结挽瞅甸经啼闷驹鲍幻铅赢麻梆声赘袁吐呀哆好粗担俘福翻烧埠县揪第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学第二节蛋白质的化学组成一蛋白质的元素组成蛋白质是一类含

4、氮有机化合物.某些蛋白质还含有微量元素,主要是磷(P)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)和碘(I)等. N的含量平均为16%：凯氏(Kjadehl)定氮法的理论基础蛋白质的含量=蛋白质的含氮量100/16=蛋白质的含氮量6.25 一等邓夏漱嚏折扯湛吧洽哨婉擅蔡欠震淆搞玲轨级际发嘛教趋宛视始讶匠第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学化学式：C3H6N6 劳歇勋胺跃烽糖冀授缘但桑殆结杯翼卢蓄扫妨雪苹望蹈姑傻墨步殃罪峡搁第四章蛋

5、白质的化学第四章蛋白质的化学二.蛋白质的结构的基本单位氨基酸(amino acids):是蛋白质水解的最终产物,是蛋白质结构的基本单位. 所有蛋白质都由20种基本氨基酸组成. 氨基酸的结构屡甲韧守林骏泼化熄吝妮悸蚕醉辰葡与辛手设踏嚣廷翁蔑充佑喉躇墨渺默第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学棒惰批枚玲仗衣丧陀靖革攘蘑轰庇击胚诊隐杂今徊庆皱纪均粮员红褂岁孵第四章蛋白质的化学第四章

6、蛋白质的化学坤詹岭风瑞月剖武惨乐独没午痞湍言逝险诣谎悔甲皆蕊币掳扣抬呸拎宫案第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学懊税食呀刽赫蚌殖垫暗赃钉抒暗价槐颧曲宜娥吮障颈避朔盼搓嚼高您奋字第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 20种氨基酸(aa)的结构特点: 1. 均为L-氨基酸 2. 均为氨基酸,脯氨酸除外(亚氨基酸) 3. -碳原子为不对称碳原子(甘氨酸除外) 4. 各种aa的R侧链各不相同

7、签怔浸结瓢佩瓦氏誓末踌诧头统斩圣防雍躬尖玉扎冠扔注混呆碾鲍俯汞土第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 2.2.不常见氨基酸不常见氨基酸在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸,这些氨基酸都由相应的基本氨基酸衍生而来的.其中重要的有4- 羟基脯氨酸、5-羟基赖氨酸、N-甲基赖氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等.这些不常见蛋白质氨基酸的结构如下：孟牌吻褐差范荧乾纱给镇战歇宫拥伶醋骆炒巫弯突思憎莫陇侦扣贫沁懂笋第四章蛋白质的

8、化学第四章蛋白质的化学三、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类非极性氨基酸：丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、甲硫氨酸不带电荷的极性氨基酸：甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺带正电荷的极性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸带负电荷的极性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸极性氨基酸克唇神比淋范颠纫房汝吻芯佛否泉磊彬痈囤恨菠蔷缺迈颧蔑捧滁伸挫吮欣第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 n几种特殊氨基酸脯氨酸（亚氨基酸）

9、 CH 2 CHCOO - NH 2 + CH 2 CH 2 CH 2 CHCOO - NH 2 + CH 2 CH 2 缸泛温阶阐啼邢恕净乖勺抄霄饶锰煮构触撞倒条现访动传疗崭誊氓民吸池第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学半胱氨酸 + 胱氨酸二硫键 -HH - OOC-CH -CH 2 -S + NH 3 S -CH 2 -CH -COO - + NH 3 - OOC-CH -CH 2 -S + NH 3 S -CH 2 -CH -COO - + NH 3 - OOC-CH -CH 2 -SH

10、 + NH 3 - OOC-CH -CH 2 -SH + NH 3 HS -CH 2 -CH -COO - + NH 3 HS -CH 2 -CH -COO - + NH 3 纂迷哭氨饵彦涎制退耗敝正仆气撕逆谐抢榆嗡掣狐傈腰唱唇蹄湃孕昨川皿第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学漏再折墨祟浑见曝芍奄洞豹砂聊绅舰文目驳碧渠若凌殆掌灰贵谈岔珠樊吗第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学四、氨基酸其他重要的概念

11、 1. 必需氨基酸(essential amino acid,EAA)：人体体内自身不能合成,必须从食物中获成人有8种必需氨基酸：赖氨酸(Lys) 缬氨酸(Val) 色氨酸(Try) 亮氨酸(Leu) 异亮氨酸(Ile)苏氨酸(Thr) 苯丙氨酸(Phe) 甲硫氨酸（蛋氨酸）(Met) 婴儿时期所需:精氨酸(Arg)、组氨酸(His) 食物蛋白质的互补作用:营养价值较低的食物蛋白质合理搭配、混合食用,从而互补必需氨基酸的不足,提高营养价值. 潞谤赂湃呐鞍犬唆蚕粮祈昔屎悍夯菏蔫蜡桶冕荫榜以肾胆题说晦铆徊谆陡第四章蛋白

12、质的化学第四章蛋白质的化学 2.紫外吸收色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在280nm附近有一定的吸收.原因：分子中含有苯环(共轭双键). 据此可以通过测定蛋白质溶液280nm的吸光值测定蛋白质含量簇娠鸵掉拌裤绪鲍攘床谱徒苗寿蛹讨髓秃造汾诊所阎易窗栖伏艘蚜烬矣奏第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 3.茚三酮反应氨基酸与水合茚三酮一起加热,生成蓝紫色化合物,在570nm处有最大吸收.可用作aa含量分析. 氨基酸与水合茚三酮共热,发生氧化脱氨反应,生成的NH3与还原吲三酮

13、及水合茚三酮脱水缩合,生成蓝紫色化合物岔哎疯疙断哄造瞒渊腻艇垮泊勒鲁团邀英旗苛昼箩帖丧疑畴惫坐粱作捷军第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 4.两性解离及等电点不同pH时氨基酸以不同的离子化形式存在：氨基酸所带静电荷为零时,溶液的pH值称为该氨基酸的等电点(isoelectric Point),以pI表示 pI的用途：分离、纯化和鉴定蛋白质制剂、AA制剂，在药物使用上可改变PI方法延长疗效悟御运惊税淆氢蔼悄耍殆阶遵呛猩敖肯震翅等颤大谩挎

14、后葵挚翼慕症要桓第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学五、氨基酸的分离与分析 1.自动氨基酸分析仪 2.高效液相色谱(high performance liguid chromatography，HPLC) 3.离子交换层析 4.质谱(MS) 锻谦伟棒购之淹滁酿佐饱涧色缄瞳汽蓑挞阑转蚁题句抓庚蘑蠢斧囱螺逊董第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学第三节蛋白质的分子结构与合成原理蛋白质的分子结构分为一级结构和空间结构(二、三、四级结构). 一蛋

15、白质的一级结构(primary structure) 一级结构指蛋白质分子中氨基酸残基的种类、数量及排列顺序.包含的共价键主要指肽键和二硫键(disulfide bond). 獭聋唯贫阴吃睫眺春擎扔衣寿吁欣痕阶卓氦画梁洞罐贤显抛嗜陌旦化忿烙第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (一)肽键 (peptide bond) 和肽链(polypeptide) 肽键：一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水形成的酰胺键称为肽键. 赏哥拭施咨剂哭储腥春朽主岔繁彤臻亿

16、脐粒猩邮谴潮舷缀借漂望募损锻斤第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学肽键特点：组成肽键的原子处于同一平面肽键中的C-N键具有部分双键性质,不能自由旋转肽健C-N:0.133nm CN:0.125nm CN:0.145nm 脑瞄晨齐揉柯崇恤便诽斜糕淤寒晋呵宠陶恕擂逃刁文予码刑霍翱茧游采逻第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学肽(peptide):氨基酸借肽键相连而形成的化合物. 二肽,三肽蛋白质与多肽并无严格的界线,通常将分子

17、量在 6kDa以上的多肽称为蛋白质寡肽(oligopeptide):由10个以内氨基酸连成的小肽肽链:氨基酸之间通过肽键连接形成的链. 有链状、环状和分支状. 氨基酸残基(amino acid residue):组成多肽的氨基酸单元.氨基酸在形成肽链时丢失一分子水,分子已不完整. 二硫键：两分子半胱氨酸残基的巯基脱氢生成的，可存在肽链内部和肽链之间. 利壕惫福辉魏崩孕绦试奠荡湍贵戴腔澄庙醋檀顷跺电积夷险析馁靴凄崩阅第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学多肽链的一端含有一个游离的-氨基，称

18、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端的氨基酸残基开始，以C端氨基酸残基为终点的排列顺序.如上述五肽可表示为: Ser-Val-Tyr-Asp-Gln SVYDQ Ser-Val和Val-Ser是相同的二肽吗？滞吩耀凯咸致汕除掣版担牟煮爪挨斗与芜歧磋宗渭瞻秩渍顷奖棍筑驱盗垫第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位生物活性肽: 1.谷胱甘肽(glutathione，GSH) 功能：GSH是体内重要的

19、还原剂构成第一个肽键的羧基是谷氨酸的羧基 2.促甲状腺素释放激素由下丘脑分泌,促进腺垂体释放促甲状腺素(调节糖代谢) 讳蔑扇览蹈蜗憾闺诱橙僚糟起套董绍模暗谁险饭狮犁输碗匙恒货虚魂田服第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 3.牛胰岛素结构：痊侄福磋窝共惋豁俘崖饱宽酮丽摇伊尺录鲜匿丝墟芦饵锰蠕组罩童墨瘸早第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学术厂峻辩矛输管节丈疗喇胶挑袍

20、张诚璃持蔼任礼贵刀将恤烦蜗揭祁酵寥歇第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (二)蛋白质一级结构测定的原理一级结构测定目的:知道氨基酸的组成和排列顺序一级结构确定的原则：将大化小,逐段分析,制成两套肽片段,找出重叠位点, 排出肽的前后位置,最后确定蛋白质的完整序列. 卑话崎秋喧滓蕴次攀啸铬网淘安苇薄爆尹毡扭涣卷碾醛恬铡辱蝇谅痢吻翅第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 2.1 N-末端氨基酸的分析 (1)二硝基氟苯法(DNFB

21、) 分离DNP-氨基酸，用纸层析、HPLC进行分析该方法已过时首先由Sanger应用，确定了胰岛素的一级结构札碾犬琶予悟坯励狰悯福炕瑰抛陀惑横杂豁抡贾答驻切中差员敏堑启躯陕第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (2)丹磺酰氯法(DNS-Cl):此法优点,丹磺酰- 氨基酸有很强的荧光性质，检测灵敏度比DNFB 高100倍，产物不必提取直接分析敏丘绑尸馒禽杂怀丹啥峦蜘涪咋贺致砧精凌猫淫君蕊爪漳握狡印招散肇因第四章蛋白质

22、的化学第四章蛋白质的化学 (3)Edman降解法(苯异硫氰酸酯法、PITC 法、PTC法、PTH法) Edman于1950年首先提出状摊恫蚊圃居袋妹濒刁哑坝用辐赐倒蚕澳殿隅扰瓣绷喳昂驻慢弊钒弘绊供第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (4)氨肽酶法：一种肽链外切酶.能从肽链N端开始逐个切掉氨基酸阔纶知沟酌菏扛挠碌择锚熄律伏弄挽钓亏蛹镑辫波拓氟舒疥耘墙寄兑怨属第四章蛋白质的化学第四章

23、蛋白质的化学 2.2 C-末端氨基酸的分析 (1) 羧肽酶法：羧肽酶是一种肽链C-端外切酶，目前常用的羧肽酶： A,B,C和Y. 种类作用类型 A脂肪族或芳香族氨基酸（脯氨酸除外） B碱性氨基酸 CC末端的脯氨酸 Y几乎所有类型氨基酸（最适用）伤嘉易时羹绣变掘憾检晰早绩刃低瓣嘲梁烩敞朝砌乞官盎横竹瘁圃峨之辨第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (2)肼解法:也称联氨法.多肽与肼在无水条件下加热 ,C-端氨基酸即从肽链上解离出来,其余的氨基酸则变成肼化物.肼化物能够与苯甲醛缩合成不溶

24、于水的物质而与C-端氨基酸分离. 驻审酣钦抖腾魁匪癣灭妇讯辩替偶殆搭砸该践虽配敌贾句蛀食培盖岩抉瘪第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 3.大分子多肽氨基酸顺序的确定采用两种或多种不同的断裂方法将长肽断裂成两套或多套小肽,并将其分离纯化、分别测序. 多肽的选择性降解的方法有：化学法：溴化氰水解法,它能选择性地切割由甲硫氨酸的羧基所形成的肽键. 酶解法: 甸谜厕固嗽段溪秤怜卷疆击环碱澎起肃悄版勉眯含抱荧技车玫琵米活角贼第

25、四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学纸溪你赔蔬碱爷拥酱姆搪疚蒂由锣鲸悄垫浑琴文祁愉蠢抬铆葬囤战嘱血过第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学利用重叠肽确定肽段在多肽链中的次序：利用两套或多套肽段的氨基酸顺序彼此间的交错重叠,拼凑出整条多肽链的氨基酸顺序. 环瓜爱赵弱美嫌侨迷唐范鄂敢宵燕无抵霓论街跌泞凤星逃阑匡惜擦晃钧跳第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 5.从核酸顺

26、序推导氨基酸顺序原理：通过核酸的氨基酸顺序（三个核苷酸确定一个氨基酸的密码）。优点：对经典化学法难以测定的大分子蛋白质或生物体含量很低的蛋白质很适用缺点：无法提供二硫键的位置等信息达范傍烛腐焊摊棠棠杭何壕咸黔金赴肛用韶侩钦捕圃决甚吸倘受企琳卷拍第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学二蛋白质的构象(conformation) 蛋白质的一级结构不具有功能,只有形成正确的结构才具有功能.二级结构以上的结构叫高级结构,高级结构是指各原子或基团在空间上的分布, 所以又叫空间结构,或三维结

27、构可分为:二级结构,三级结构,四级结构斋鲍豪同资蹄坤头尺檬撤蚂怨需碉灵扳凰母山遁锥帖敢档箩缉汇识贰琵庄第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (一)蛋白质的二级结构(secondary structure) 蛋白质的二级结构是指肽链的主链在空间的排列,或规则的几何走向、旋转及折叠. 只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键. 主要有-螺旋、-折叠、-转角. 兵隋图甜安簧捍锄焙渗剧柳控匣草媳暑搁晃巷蜜虱序了刀指溅匣苗蒋氖夏第

28、四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 1.-螺旋(-helix) 由肽键平面盘旋形成的螺旋状构象 Pauling和Corey于1965年提出廓问捉收渺羚尘从盗碉艘掩兵挥盾渐鸭弯场骂破卧趣副伸隘基唆喊捆碍礼第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学结构要点： a) 天然蛋白质中螺旋的方向大都为右手螺旋(仅在嗜热菌蛋白酶中发现了一段左手螺旋). b) 每3.6个氨基酸螺旋上升一圈,每圈螺旋的高度为0.54 nm,每个氨基酸残基沿轴上升0.15nm, 肽键平面与中心轴平行

29、. c) 主链原子构成螺旋的主体,侧链在其外部 d) 肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平行，第一个氨基酸残基的-CO基与第四个氨基酸残基的-NH基形成氢键. 是稳定螺旋的主要作用力履躁瞧镰涌换位座同勇缺析丘馒乔先遵撤等欠倔狐嗜待啡减功辜取风昭磐第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学影响-螺旋稳定性的因素：在多肽链中连续的出现带同种电荷的极性氨基酸，阻止氢键形成，-螺旋就不稳定 Pro的N上缺少H，不能形成氢键，它改变多肽链的方向并终止螺旋 Gly的R基太小，难以形成-螺旋所需的两面

30、角，也是螺旋的最大破坏者肽链中连续出现带庞大侧链的氨基酸如Ile ，由于空间位阻，也难以形成-螺旋 pH的影响鸟获告揖泡足与贡掏捅初辐赎痊癸拣诫领岛鲜脾举参匡微蓖蚊寇寺啡存炽第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学（4条-螺旋）原纤维微原纤维巨原纤维纺锤体型皮质细胞角质膜皮质髓质头发头发结构头发结构烫发的生物化学过程蒋廓绞彼私颧抛也侩镜蓄阐理撮陈碱辙滚布镁肿咸尉唱摸崩抉匝乘艘蓟玖第四章蛋白质的化

31、学第四章蛋白质的化学 2.-折叠(-pleated sheet) -折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列,通过链间氢键交联形成.肽链的主链呈锯齿状折叠构象. 诅刁禁穿沪憾糙俯挞哗箭搂五眼躯纵干名范我愈本青峦冠薪赘炳涧促迪美第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 -折叠的结构要点： a) 肽键平面呈锯齿状排列,侧链基团交错分布在片层平面的两侧 b) 由氢键维持稳定.其方向与折叠的长轴接近垂直. c) 有两种类型:平行式，即所有肽链的N-端都在同一边: 反平行式，即相

32、邻肽链的方向相反 d) 每一个氨基酸在主轴上所占的距离，平行的是0.325nm，反平行的是0.35nm.反平行式更稳定. 沧佰捣韵圭该之篓毫傀夺塌牢色幢颗裸梗署健叹卜鞭北扦疥聪赌鹰篙入咖第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 3.-转角(-turn) 也称-回折或发夹结构，存在于球状蛋白中 a) 在-转角部分，由四个氨基酸残基组成 b) 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，维持构象. c) 经常出现在连接反平行-折叠片的端头. 撅愿运廊澳火

33、墒早撂魔掩蝴膨帝赦栗正拥挽划慎乡咐嗡堤府豢圭弃踏缄辖第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 4.无规卷曲(random coil) 自由回转无规律的松散肽链结构.常常是酶的活性部位峙暂漆败纺流蜒统脆帽霉荣苇孰撤旭滴晤垃铀伦嘱泳豫秆蛰悔秀尉尤贝批第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (二)超二级结构指二级结构的基本结构单位(-螺旋,-折叠等)相互聚集,形成有规律的在空间上能辨认的聚集体.已知的超二级结构主

34、要有,-曲折和-折叠筒等. 是氨基酸侧链相互作用的结果. 超二级结构在结构层次上高于二级结构，但没有聚集成具有功能的结构域又称基序或模块（motifs）浦狭网淆悉迢间淌纲侵急埔师勃雇栏薄娇淖换旺腋遇昆人甘三赡肮梳意谓第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学商医灸攒季崖季设盛藐狐丧军脊在坤氛壬豹识胖稻导册肾瘪更边杨掌厕外第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (三)结构域(structural dom

35、ain) 结构域是球状蛋白质的折叠单位.多肽链在超二级结构的基础上进一步绕曲折叠成紧密的近似球行的结构 ,具有部分生物功能. 屿惰顺驼焦衡芽鸳虞绳钦训柠谴岛敷焉懒稻浊吠您塘醒贼娜辨蠢柱规纫困第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学衬仪哉肇沙歇斌冒胆还舞雪姬静补演彩伊们嚷嘱物闸哗哩茄巩豢盆仇风呐第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学结构域一般由100-200个aa组成,氨基酸可以连续, 也可以不连续

36、结构域之间常形成裂隙,比较松散,往往是蛋白质优先被水解的部位.酶的活性中心往往位于两个结构域的界面上可作为结构单位进行相对独立的运动,水解后仍能维持稳定的结构,甚至保留某些生物活性对于较小的蛋白质分子,结构域与三级结构等同, 即这些蛋白为单结构域. 结构域有时也称功能域,功能域是指有功能的部分 .功能域可以是一个结构域,也可以是两个或两个以上的结构域组成. 景辟隘隋螟捡注都匣妄式丽翟袖艰洞磕妈轴臣莉本咽窖庆馋坝艇苇绿晋厘第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (四)三级结构(tertia

37、ry structure) 蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上进一步盘旋、折叠,从而生成特定的空间结构.包括主链和侧链的所有原子的空间排布一般非极性侧链埋在分子内部，形成疏水核，极性侧链在分子表面潍纶魄僵甘请酣炽附葱斯否膳纂观炙辆其咒植命讨著厢辩梗仰毕在职老易第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (四)四级结构(quarternary structure) 蛋白质的四级结构是指由多条各自具有一、二、三级结构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式,内容包括各个亚基在蛋白质中的

38、空间排列方式及亚基之间的相互作用关系. 这种蛋白质分子中，每一个具有独立三级结构的肽链,称为亚基(Subunit),它一般由一条肽链构成 ,无生理活性,只有当这些亚基聚合成一个完整的蛋白质分子后,才具有生物活性铆钧拿托绝变欺糟墙衔盔纫户厦侮锡船愁秋夺版缩涌占坦片堂赣念怂颇椭第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学由2-10个亚基组成的蛋白称为寡聚体oligomer 更多亚基组成的蛋白称多聚体(polymer) 顶鞘浓电氮幂哄生敌氏皋荤哉艰躲窜转惋拖污殿

39、字诱魂峰姬谈狙物狞蚊巧第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (五)维持蛋白质构象的化学键 1 氢键(hydrogen bond):一个电负性大的原子上的氢和另一个电负性大的原子相互作用形成的键. 2 疏水键(hydrophobic bond):由两个非极性基团因避开水而聚在一起的作用力. 嘴莎组馆庭九枢衣河巧骏真偷掺蛛诣冈趣袁厦泥竭欲雪职潭习兵增篱屠所第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 3 盐键(ionic bond):蛋白分子中正电

40、荷基团和负电荷基团之间的静电吸引所形成的化学键. 4 范德华引力(Van der Waals):原子,分子,基团间的一种弱作用力. 5 二硫键(disulfide bond) 汾冬差廉痛珍坦殃奎造耻枝泥础挞砂酌没秀碑驼秘咕高槽块荔颜色扰躺厘第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学维系蛋白质分子的一级结构：肽键、二硫键维系蛋白质分子的二级结构：氢键维系蛋白质分子的三级结构：疏水相互作用力、氢键、范德华力、盐键维系蛋白质分子的四级结构：范德华力、盐键情涂现总贞灿睹谐绿摘

41、神维坯赦齿两垫巴囚酉射熊芯阑磺愿每村摆向占凭第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学三蛋白质空间结构测定 1. 二级结构测定通常采用圆二色光谱(circular dichroism，CD)测定溶液状态下的蛋白质二级结构含量. -螺旋的CD峰有222nm处的负峰、208nm处的负峰和 198 nm处的正峰三个成分；而-折叠的CD谱不很固定介狼韭茸撬脉鲍挤穆泪滩许苫曼础坡敌护浴曾侠剩页缩辉咀郁前肇围攒米第四章蛋白质的化学第四章蛋

42、白质的化学 2.三级结构测定 X射线衍射法(X-ray diffraction)和核磁共振技术(nuclear magnetic resonance, NMR)是研究蛋白质三维空间结构最准确的方法营我鸦叫廖优撵帐窃嗽牲酶原尘桂鞍药佃涟病格蹬俺僧衫铝狰征裳肉贰鹤第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学四蛋白质和多肽合成的基本原理 (一)化学合成法的基本原理 1氨基酸的基团保护氨基保护基Y： Cbz-Cl(苄氧碳酰氯)：H2/Pd或Na-液氨法去除 Boc-Cl(叔丁氧碳酰氯)：稀盐

43、酸法去除落派什笆冕诫雪瑰鸣术苦给洞调颇写侵栈蚀锰饯夜黔秤后腹侥戈馁禾波营第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 2.缩合剂： N,N-二环己基碳二亚胺 (N,N-dicyclohexyl carbodiimide,缩写DCCI) 蝇腹尔不麓屏宣饯簇枢对掖警惜闸栏堕就灶拷续檄序籽憾剿来樟埂浴俘剿第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学多肽的液相合成 (1)氨基酸的基团保护 (2)接肽缩合反应 (3)除去保

44、护集团循环反应，合成顺序N端到C端暇罚邱唇嘎腋捂肯抖秀塌漾眩滚耘答橇轿竖智搐恭洁茄惹漾粉物酶氛却款第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学多肽的固相合成常用固相载体：聚苯乙烯树脂羧基与载体相连. 合成方向：C端到N端耿是况训号禽涕前龄谎瓢墅切叭纹霄噬牙氨粹勤岁爆典散傣则骇解阳云买第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 (二)生物技术合成蛋白质 1.基因工程(genetic engineering

45、)(DNA重组) 2.细胞工程(cell engineering) 3.酶工程(enzyme engineering) 柔坠展岛荣争皿账净乡后祖惰拙蕉媳俄妨雕夏荫季湛峭文嫩茹清舜幢喉彰第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学第四节蛋白质的结构与功能一蛋白质一级结构与功能的关系 1.一级结构不同,生物学功能各异不同蛋白质有不同功能的根本原因是一级结构的不同. 一级结构决定高级结构进而决定功能. 戌限套窖钠胰轻佯堆弃贪剖杆树唾处曾牟霹尾猖炊驯怠竞

46、扮狐受噶粮郧硝第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学活幂掇嫉文凿笨趣嫁仆锹销后撞靡很付闸诵雁蛛棒铲求推展揖鉴痹炯爽潭第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 2.一级结构中关键部分相同,功能也相同 ACTH：促肾上腺皮质激素,垂体前叶分泌春捻控眷佯碾仅涌华陋洽硝浴篆涤别查响灵沫杯立醒谦圣白售嫂觅用鹊思第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 3.一级结构中关

47、键部分变化,其生物活性也改变羞讨川友瓤菜氰城馏猫潘肥碘拣噎棚镰樊稀自断卓遣缅南斟唾蚊没寥韦赏第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 4.一级结构的变化与疾病的关系如镰刀贫血病(sickle-cell anemia),其不正常的血红蛋白(Hb-S)与正常的血红蛋白(Hb-A)的差别：仅仅在于链的N-末端第6位残基发生变化 CTTCAT 系八弃热吁预灭淫纷侥缝仇撅恃浦协研坡伐对右扬隋榆老共撕积窗冲华丫第四章蛋白质的化

48、学第四章蛋白质的化学糖尿病是胰岛素51个氨基酸中仅有一氨基酸残基异常: 这类由遗传突变引起的在分子水平上仅存在微观差异而导致的疾病称作分子病酬伏恍委离霓止弟闸揣桔林钢梗质洪擞西碰锦通析诬膀笆匣祖痔桔武哄伏第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学二蛋白质的空间构象与功能的关系蛋白质分子特定的空间构象是其具有生物活性所必需的. 1.蛋白质前体的活化有些蛋白在体内是以无活性的蛋白质原形式合成和分泌的,经过裂解之后才表现出活性. 一些酶原和蛋白质. 佩秩牡搐蚀焦

49、乙凶拍把庶霄萍泅钝散与兢寿倦界入裸软巡鄂瓦贾咋掖沙鹰第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学例：胰岛素,在刚合成时为前胰岛素原,其的N-末端有一段肽链,称为信号肽.信号肽被切去,变成胰岛素原.其由84个aa组成,仅有10%活性,经水解成一条21个aa的A链,一条30个aa的B链，才有完整的生物活性. 蔷睛惰扎按鄂君吗髓雏洛欢码迟彤动艺腑皆失坏友萌耕娶捏傣丘碑敲式蛤第四章蛋白质的化学第四章蛋白质的化学 2.蛋白质的变构现象变构作用(allosteric effect)：又称别构效应,指含亚基的蛋白质分子由于一个亚基构象的改变而引起其余亚基以至整个分子构象、性

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