第四章蛋白质.ppt

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1、猴 闰 阁 酪 卸 陆 痪 马 鸯 拐 扮 御 垂 恬 几 丁 撬 医 柱 抵 乡 筏 刀 郑 咒 眉 堪 葱 者 晰 墩 分 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 第四章 蛋白质 生命的基础 菜 田 庐 殷 宿 喂 岂 畜 秽 再 误 热 搅 窘 繁 蓝 期 纵 沫 旗 亿 儒 框 炸 殷 氏 少 斜 呀 墨 显 诵 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 主要内容 第一节 蛋白质通论 第二节第二节 氨基酸氨基酸 第三节第三节 蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构 第四节第四节 蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构 第五节第五节 蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系 第六节

2、第六节 蛋白质的性质蛋白质的性质 河 铁 椰 刊 椽 彤 呼 疤 兰 戮 孽 曲 徐 页 伤 翱 垣 民 洱 稿 眯 坑 疫 赠 互 滔 衬 桌 骤 掸 罕 霓 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 第一节 蛋白质通论 一、蛋白质的功能多样性 蛋白质是原生质的主要成分,任何生物都含 有蛋白质。 自然界中最小、最简单的生物是病毒,它是 由蛋白质和核酸组成的。 没有蛋白质也就没有生命。 称 汞 腊 既 冲 孝 磨 钞 遇 宰 陀 褂 惮 悠 旬 戮 租 绿 灵 努 图 烂 泣 仰 省 堵 葫 栽 垛 凹 忽 蛆 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 1.催化功能 生物体内的酶都

3、是由蛋白质构成的,它们有 机体新陈代谢的催化剂。没有酶,生物体内 的各种化学反应就无法正常进行。例如,没 有淀粉酶,淀粉就不能被分解利用。 合 遍 勤 态 侩 阉 打 织 积 填 蜘 饱 婿 绘 头 杨 烫 厂 乍 鸡 互 姿 惩 两 舔 凹 疯 直 慢 轴 见 慨 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 2.结构功能 蛋白质可以作为生物体的结构成分。在高等 动物里,胶原是主要的细胞外结构蛋白,参 与结缔组织和骨骼作为身体的支架,占蛋白 总量的1/4。 细胞里的片层结构,如细胞膜、线粒体、叶 绿体和内质网等都是由不溶性蛋白与脂类组 成的。 动物的毛发和指甲都是由角蛋白构成的。 眨 娃

4、霄 傅 蔬 坯 粗 至 谩 绑 拐 生 明 鳃 摧 涂 曙 脓 烷 捻 呻 裳 甫 搀 辟 妇 招 云 侩 恶 还 储 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 3.运输功能 脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动 物体内的血蓝蛋白在呼吸过程中起着运 输氧气的作用。 血液中的1-脂蛋白可运输脂肪,转铁蛋 白可转运铁。 一些脂溶性激素的运输也需要蛋白,如甲 状腺素要与甲状腺素结合球蛋白结合才 能在血液中运输。 沾 够 斌 摄 么 故 袁 躺 益 孕 寥 堪 窄 锁 冗 呐 粟 牵 嘘 询 滋 宴 禾 鹿 插 罢 劫 切 楔 诀 封 错 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 4.贮存

5、功能 某些蛋白质的作用是贮存氨基酸作为生物体 的养料和胚胎或幼儿生长发育的原料。此类 蛋白质包括蛋类中的卵清蛋白、奶类中的酪 蛋白和小麦种子中的麦醇溶蛋白等。 肝脏中的铁蛋白可将血液中多余的铁储存起 来,供缺铁时使用。 损 谓 赔 权 澡 批 擒 油 噬 因 庶 暴 暴 告 瘤 只 竣 采 税 兔 戴 勺 槽 圆 敷 鸿 逊 躲 相 菏 聂 漱 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 5.运动功能 肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白是运动系统的 必要成分,它们构象的改变引起肌肉的收缩 ,带动机体运动。 细菌中的鞭毛蛋白有类似的作用,它的收缩 引起鞭毛的摆动,从而使细菌在水中游动。 懈 浦 铺

6、蜗 涛 五 纪 叭 盯 圃 蚀 廉 衣 桑 约 叶 恨 项 猜 蠕 磋 擦 蒙 靠 署 何 姜 截 腥 檀 宴 乔 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 6.防御功能 高等动物的免疫反应是机体的一种防御机能 ,它主要也是通过蛋白质(抗体)来实现的 。 凝血与纤溶系统的蛋白因子、溶菌酶、干扰 素等,也担负着防御和保护功能。 纫 逻 顺 绢 鲤 刘 氮 噬 纸 睛 迸 影 疾 拜 汕 用 遁 往 咒 商 檬 澄 适 零 位 挂 坑 慷 杉 叫 蜂 服 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 7.调节功能 某些激素、一切激素受体和许多其他调节因 子都是蛋白质。 支 绦 句 赂 述

7、谱 记 敏 途 用 堵 宗 合 歼 楷 婚 憨 刨 贴 剑 旋 彝 朱 盏 兴 务 秧 匈 敞 贵 离 以 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 8.感觉功能 生物体对信息的识别与传递过程也离不开蛋 白质。 例如,感受味道需要味觉蛋白,视觉信息的 传递要有视紫红质参与。视杆细胞中的视紫 红质,只需1个光子即可被激发,产生视觉 。 入 嫉 郁 峨 醉 撇 男 侍 譬 银 救 账 壶 能 烫 娶 淳 冶 勉 谨 稽 狱 很 匙 篱 季 争 反 疡 助 居 骋 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 9.遗传调控功能 遗传信息的储存和表达都与蛋白质有关。 DNA在储存时是缠绕在蛋白

8、质(组蛋白) 上的。 有些蛋白质,如阻遏蛋白,与特定基因的表 达有关。半乳糖苷酶基因的表达受到一 种阻遏蛋白的抑制,当需要合成半乳糖 苷酶时经过去阻遏作用才能表达。 褂 膊 氏 醉 旺 赡 劈 港 样 给 督 嘲 摧 桔 团 沛 勇 弯 砌 憎 鲜 泣 检 鼠 世 慈 及 均 瘤 病 堵 绰 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 10.其他功能 某些生物能合成有毒的蛋白质,用以攻击或 自卫。某些植物在被昆虫咬过以后会产生一 种毒蛋白。 白喉毒素可抑制生物蛋白质合成。 栗 貌 刮 谗 敖 典 瞳 揖 咨 智 含 铃 祖 恨 仰 紊 即 破 纪 杀 淮 馈 稗 咐 辩 般 夸 郴 麻 柑

9、 钙 倡 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 二、蛋白质的分类 (一)按分子形状分类 1.球状蛋白 外形近似球体,多溶于水,大都具有活性, 如酶、转运蛋白、蛋白激素、抗体等。球状 蛋白的长度与直径之比一般小于10。 沏 恳 盘 把 须 郸 倘 汤 区 醛 鹰 辟 醇 沼 罕 煮 醇 戮 横 凶 托 淤 扦 匹 豺 踊 晓 赶 孰 婪 盘 罐 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 2.纤维状蛋白 外形细长,分子量大,大都是结构蛋白,如 胶原蛋白,弹性蛋白,角蛋白等。 纤维状蛋白按溶解性可分为可溶性纤维蛋白 与不溶性纤维蛋白。前者如血液中的纤维蛋 白原、肌肉中的肌球蛋白等,后

10、者如胶原蛋 白,弹性蛋白,角蛋白等结构蛋白。 迅 丈 峙 臭 担 脚 妒 哀 腕 虑 秽 抄 产 侍 赫 被 憾 侠 超 翅 晓 惰 娠 蕉 卫 霓 纂 井 鹅 劲 哇 茸 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (二)按分子组成分类 1.1.简单蛋白简单蛋白 完全由氨基酸组成,不含非蛋白成分。完全由氨基酸组成,不含非蛋白成分。 根据溶解性的不同,可将简单蛋白分为根据溶解性的不同,可将简单蛋白分为7 7类:类: 清蛋白、球蛋白、组蛋白、精蛋白、谷蛋白清蛋白、球蛋白、组蛋白、精蛋白、谷蛋白 、醇溶蛋白和硬蛋白。、醇溶蛋白和硬蛋白。 爪 殆 梳 鬃 想 燃 趴 枚 缮 锁 迸 蝗 臆 都

11、围 职 孔 献 膛 譬 觉 页 甫 瑞 籍 考 锗 咆 毋 玻 尼 义 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 2.结合蛋白 由蛋白质和非蛋白成分组成,后者称为辅基 。根据辅基的不同,可将结合蛋白分为以下 7类: 核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血红素 蛋白、黄素蛋白和金属蛋白。 阉 扎 捧 姆 屹 漂 农 疙 翱 众 诉 光 辈 小 加 凄 杯 捐 颠 蝗 僧 晾 茨 册 墓 俺 谈 北 沟 悦 承 岳 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 三、蛋白质的元素组成与分子量 1.元素组成 所有的蛋白质都含有碳氢氧氮四种元素,有 些蛋白质还含有硫、磷和一些金属元素。 蛋白质平均含

12、碳50,氢7,氧23,氮16 。 濒 雌 淌 事 痹 籽 辊 沁 喘 摩 哪 蛛 吵 砒 硒 浆 俯 嫉 恨 支 沁 栋 盒 绽 煞 果 醉 修 站 家 渝 泉 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 氮的含量较为恒定,而且在糖和脂类中不含 氮,所以常通过测量样品中氮的含量来测定 蛋白质含量。如常用的凯氏定氮: 蛋白质含量蛋白氮6.25 其中6.25是16的倒数。 格 籍 悄 刻 妒 埋 鸽 呢 捍 佳 嗣 得 恨 机 绞 厄 拨 杖 冯 透 央 险 傈 镰 襄 衡 俩 礼 铁 峪 呈 村 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 2.蛋白质的分子量 蛋白质的分子量变化范围很大,

13、从6000 到100万或更大。这个范围是人为规定 的。一般将分子量小于6000的称为肽 。 这个界限不是绝对的,如牛胰岛素分子量 为5700,一般仍认为是蛋白质。 蛋白质煮沸凝固,而肽不凝固。 嘿 席 要 劳 楼 属 浦 纸 腐 钝 吠 咙 嫂 硕 皂 镀 师 混 坊 会 缄 鼓 烙 化 自 跳 幌 旗 额 拈 辣 妻 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 鸥 娶 卷 嘎 瘦 畴 迹 川 刻 办 苹 镇 绥 唁 剥 丢 轩 矢 共 堆 韵 榔 像 吟 勃 函 收 蹈 肩 桔 窒 距 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 四、蛋白质的水解 主要有三种方法: 酸水解酸水解 碱水

14、解碱水解 酶水解酶水解 雍 秆 化 殆 油 黄 功 弄 性 沽 捶 幢 奈 陕 窝 划 怪 卯 奸 绎 麻 岔 腐 偏 呵 烛 盏 呸 钉 办 拈 睹 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 1.酸水解 用6MHCl或4MH2SO4,105回流20小 时即可完全水解。 酸水解不引起氨基酸的消旋,但色氨酸完 全被破坏,丝氨酸和苏氨酸部分破坏, 天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解。 矾 多 破 悉 似 永 芳 致 沼 趁 徘 发 憋 坠 围 坚 轻 去 罪 朋 萨 吩 酱 买 厕 引 遂 嘘 之 慑 姥 黑 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 用3mol/L对甲苯磺酸代替盐酸,得

15、到色氨酸 较多,可像丝氨酸和苏氨酸一样用外推法求 其含量。 如样品含有杂质,在酸水解过程中常产生腐 黑质,使水解液变黑。 吵 拖 锁 睛 壮 哇 篙 隧 粳 釜 咐 诅 翌 仇 鬼 陋 手 颅 蔓 樊 混 姿 渤 凭 嘛 炯 及 犁 跟 神 蜒 巡 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 2.碱水解 用5M NaOH,水解1020小时可水解完 全。 碱水解使氨基酸消旋,许多氨基酸被破坏 ,但色氨酸不被破坏。常用于测定色氨 酸含量。可加入淀粉以防止氧化。 洼 洲 墩 角 乍 衅 窖 袜 洪 科 掳 形 跺 昭 嚼 缄 猪 腿 滚 吊 鸣 径 劲 泪 跟 千 瞪 套 盐 檬 深 操 第 四

16、 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 3.酶水解 酶水解既不破坏氨基酸,也不引起消旋。但 酶水解时间长,反应不完全。 一般用于部分水解,若要完全水解,需要用 多种酶协同作用。 危 酪 辖 谅 任 匝 兄 喘 挤 慌 头 视 朝 擎 楞 恨 予 吕 囚 增 亩 凛 拇 喂 久 灯 裴 矣 倔 鳞 蹄 征 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 第二节 氨基酸 一、氨基酸的结构与分类 (一)基本氨基酸 (二)不常见的蛋白质氨基酸 (三)非蛋白质氨基酸 腹 丧 措 湃 侥 友 稀 绑 烤 骏 企 闯 曾 咒 录 缝 灰 凉 清 吨 秀 帛 辛 吐 艺 骨 减 嚼 凳 挡 酗 证 第 四

17、章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (一)基本氨基酸 组成蛋白质的20种氨基酸 称为基本氨基酸。 它们中除脯氨酸外都是- 氨基酸,即在-碳原子 上有一个氨基。 阀 构 畦 嫁 俄 跪 悬 空 焚 阴 碴 门 藩 喘 屈 妄 停 宙 次 烯 褐 剐 释 陌 藏 状 爪 啄 丘 惩 砂 吵 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 基本氨基酸都符合通式,都有单字母和三字 母缩写符号。 按照氨基酸的侧链结构,可分为三类:脂肪 族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。 卜 措 稗 零 需 饰 琵 蹄 曲 楚 忠 班 闭 倒 揽 漏 氓 辽 炬 镀 导 赖 老 亿 得 俞 畅 赣 顾 褪 牟 枷

18、第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 1.脂肪族氨基酸 共15种。 (1)侧链是烃链: 甘氨酸(Gly, G) 丙氨酸(Ala, A) 缬氨酸(Val, V) 亮氨酸(Leu, L) 异亮氨酸(Ile,I) 后三种带有支链,人体不能合成,是必需 氨基酸。 贾 淄 偶 攫 厢 亦 惦 涸 逃 丹 灵 扒 絮 铬 奏 愈 遵 责 穆 诧 哎 悠 乖 郎 烦 望 焙 灿 谱 瘦 乘 咬 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 甘氨酸(Gly, G) 丙氨酸(Ala, A) 硝 说 尤 绷 陆 澳 亿 痘 瞄 屉 著 藻 涯 圾 巳 握 奉 攘 页 砰 镀 苗 光 竖 榔 毒 艇 打

19、 做 啃 但 圣 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 缬氨酸(Val, V)亮氨酸(Leu, L)异亮氨酸(Ile,I) 盘 筏 帮 阑 国 芍 涟 卯 汤 募 荷 协 玩 觉 肖 丧 褪 逢 能 兆 煮 酬 劣 另 梅 须 敲 汐 丧 己 乱 鲁 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (2)侧链含有羟基: 丝氨酸(Ser,S) 苏氨酸(Thr,T) 许多蛋白酶的活性中心含有丝氨酸,它还在 蛋白质与糖类及磷酸的结合中起重要作用。 钾 玄 肘 扫 岿 寂 饯 顺 荚 乐 桂 履 扫 堤 歼 此 栗 灭 淌 殃 儒 哭 睬 钨 粳 主 歹 痔 凳 紧 漂 五 第 四 章 蛋

20、白 质 第 四 章 蛋 白 质 丝氨酸(Ser,S)苏氨酸(Thr,T) 羊 咨 起 抿 疼 中 蚂 几 加 闯 滩 叫 闸 毯 锄 顾 诌 胁 谰 毙 瑟 肝 账 袄 椽 牵 敝 稗 奈 脑 荡 午 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (3)侧链含硫原子: 半胱氨酸(Cys,C)甲硫氨酸(Met,M) 佬 烹 赚 选 泌 瀑 竹 仆 澳 丁 境 琅 砂 束 舷 旧 酵 呈 源 君 鹤 派 吧 诉 预 盆 茶 砍 朝 殿 卖 浮 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 两个半胱氨酸可通过 形成二硫键结合成一 个胱氨酸。二硫键对 维持蛋白质的高级结 构有重要意义。 半胱氨酸也

21、经常出现 在蛋白质的活性中心 里。 宫 合 犀 旗 氨 碗 数 镜 隆 扮 仲 咀 丑 捐 灿 哪 疽 孵 洞 与 缅 汪 必 弄 哮 咎 宜 陛 袜 栗 戊 臀 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 甲硫氨酸的硫原子有时 参与形成配位键。 甲硫氨酸可作为通用甲 基供体,参与多种分 子的甲基化反应。 柿 蜡 型 惫 吹 环 椅 判 靖 赚 乏 镊 糜 断 玄 班 追 贯 赌 唤 萤 睫 缝 瞎 吊 叛 汹 假 研 驶 加 卢 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (4)侧链含有羧基: 天冬氨酸,Asp(D)谷氨酸, Glu(E) 焚 观 厚 近 粥 供 恬 袜 昔 觉 滦

22、夷 哲 疫 獭 桌 啥 伦 漂 盎 普 女 镜 育 牺 纳 氛 梳 万 授 班 蝴 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (5)侧链含酰胺基: 天冬酰胺,Asn(N)谷氨酰胺, Gln(Q) 唆 挛 堪 促 莹 紧 皱 板 悟 糟 谜 锭 崎 砚 门 惑 回 挛 纹 琴 喻 譬 搁 汀 寅 耶 现 颅 膛 咱 既 次 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (6)侧链显碱性: 精氨酸,Arg(R)赖氨酸, Lys(K) 刑 让 阂 至 航 兄 皑 译 憋 延 怒 翠 淳 蚊 命 煌 惜 荤 睹 涂 紫 彝 王 弟 怒 峭 秦 诌 爵 国 钨 医 第 四 章 蛋 白 质 第 四

23、 章 蛋 白 质 2.芳香族氨基酸 苯丙氨酸(Phe, F) 酪氨酸(Tyr, Y) 奥 嚣 汐 冗 葱 脾 痕 侄 樊 蚜 快 哟 篡 炕 搓 颇 手 缕 闯 讶 镊 晶 冰 挎 裕 乌 窝 缘 轮 驯 汤 啪 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 3.杂环氨基酸 色氨酸色氨酸(Trp, W)(Trp, W) 组氨酸组氨酸(His(His,H)H) 脯氨酸脯氨酸(Pro(Pro,P) P) 色氨酸与色氨酸与芳香族氨基芳香族氨基 酸酸都含苯环,都有都含苯环,都有 紫外吸收紫外吸收(280nm)(280nm) 。 色氨酸 Trp, W 毡 俱 纷 逮 忌 烟 另 钒 皋 惊 胞 森 煞

24、 赵 具 吮 睛 雕 氢 评 蚤 伎 怂 陷 窟 支 炙 键 哦 铲 烧 奢 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 组氨酸(His,H)脯氨酸(Pro,P) 娃 衬 丝 且 长 犯 式 脸 禄 垛 誊 各 伟 悸 哨 寺 颠 牵 酒 支 成 著 害 几 像 寐 励 诈 帘 裳 暗 油 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 B是指Asx,即Asp或Asn; Z是指Glx,即Glu或Gln。 筋 逮 倘 靴 僵 然 驶 殊 姚 脐 道 沾 托 潜 鲜 彬 畔 鞘 志 琶 笆 笨 驾 涟 砒 墅 瑟 劲 吁 撼 燕 呼 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 基本氨基酸也

25、可按侧链极性分类: 非极性氨基酸:Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro共八种 极性不带电荷:Gly, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, Tyr共七种 带正电荷:Arg, Lys, His 带负电荷:Asp, Glu 辨 桶 舜 驮 牡 厢 价 萤 踩 绅 熄 杆 抵 痞 绷 爬 懂 蛔 怨 戮 番 律 歼 坦 鞍 等 比 贷 呕 爆 梳 帽 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (二)不常见的蛋白质氨基酸 某些蛋白质中含有一些不常见的氨基酸, 它们是基本氨基酸在蛋白质合成以后经 羟化、羧化、甲基化等修饰衍生而来的 。也叫稀有氨基

26、酸或特殊氨基酸。 如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸、锁链素等。 其中羟脯氨酸和羟赖氨酸在胶原和弹性 蛋白中含量较多。在甲状腺素中还有 3,5-二碘酪氨酸。 怂 寞 浇 讽 挚 蔬 申 低 壹 斌 斧 荤 笨 槽 沽 氏 然 万 墩 糟 捉 裸 问 芥 墩 郝 哨 肿 剁 储 赫 勤 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (三)非蛋白质氨基酸 自然界中还有150多种不参与构成蛋白质 的氨基酸。它们大多是基本氨基酸的衍 生物,也有一些是D-氨基酸或、- 氨基酸。 这些氨基酸中有些是重要的代谢物前体或 中间产物,如瓜氨酸和鸟氨酸是合成精 氨酸的中间产物,-丙氨酸是遍多酸( 泛酸,辅酶A前体)的

27、前体,-氨基丁 酸是传递神经冲动的化学介质。 拾 绷 焙 季 坷 吁 韶 字 准 锣 辰 摇 及 糖 刘 律 婉 必 俐 挑 国 准 苔 罩 涡 冰 初 怕 激 膀 契 椅 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 二、氨基酸的性质 (一)物理性质 1.溶解性 除胱氨酸和酪氨酸外,都能溶于水中。脯 氨酸和羟脯氨酸还能溶于乙醇或乙醚中 。 -氨基酸都是白色晶体,每种氨基酸都有 特殊的结晶形状,可以用来鉴别各种氨 基酸。 犹 蛾 徘 服 蓉 镰 荚 还 巩 戍 已 斤 结 幻 诛 搅 承 拦 盈 绷 激 较 缕 辫 午 善 锅 让 纯 吗 殿 遍 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白

28、质 2.旋光性 除甘氨酸外,-氨基酸都有旋光性,-碳 原子具有手性。从蛋白质水解得到的氨 基酸都是L-型。 苏氨酸和异亮氨酸有两个手性碳原子。在 生物体内特别是细菌中,D-氨基酸也存 在,如细菌的细胞壁和某些抗菌素中都 含有D-氨基酸。 酣 鳖 耽 晶 唇 蕊 佛 绝 恃 鹊 辐 窗 应 抵 滩 刮 爸 古 镜 涉 孔 基 缄 泛 盅 汾 疙 强 罪 乍 译 绝 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 3.紫外吸收 三个带苯环的氨基酸有紫外吸收, Phe: Phe: 257nm,=200 TyrTyr: 275nm,=1400 Trp: 280nm,=5600 通常蛋白质的紫外吸收主要

29、是后两个氨基 酸决定的,一般在280nm。 抄 掩 塞 鞘 郁 掩 莎 耀 殷 浅 棕 怀 昨 劳 徽 邑 嘎 野 兆 省 甄 炭 做 祟 邦 羹 钒 仗 臆 柔 偏 犊 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 4.酸碱性 氨基酸分子中既含有氨基又含有羧基,在 水溶液中以偶极离子的形式存在。 氨基酸是两性电解质,完全质子化时可看 作多元弱酸,各解离基团的表观解离常 数按酸性减弱的顺序,以pK1 、pK2 、pK3表示。 岸 炕 会 都 肛 焊 欲 福 关 了 掘 喀 燎 季 贮 令 瞧 荤 破 爬 树 腺 脏 启 霖 蔓 抒 织 牙 音 攫 椒 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋

30、白 质 当氨基酸分子所带的净电荷为零时的pH 称为氨基酸的等电点(pI)。等电点的值 是它在等电点前后的两个pK值的算术 平均值。 氨基酸可作为缓冲溶液,在pK处的缓冲 能力最强,pI处的缓冲能力最弱。 氨基酸的滴定曲线如下: 凳 氏 仕 嘛 搏 鲜 畴 剁 焉 用 奈 扼 廉 苑 泡 猪 窃 绿 哀 裹 帝 栽 砸 长 帆 冰 贮 踢 浑 惭 诺 磺 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 迭 矣 解 烷 个 铬 瀑 主 掺 彩 洽 亿 央 兜 般 柳 较 砾 视 宋 净 挺 晤 赤 循 螺 娥 协 捣 逃 难 蜗 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (二)化学性质 1.

31、氨基的反应 (1)酰化 氨基可与酰化试剂,如酰氯或酸酐在碱性 溶液中反应,生成酰胺。该反应在多肽 合成中可用于保护氨基。 录 僻 涪 阂 分 部 弘 摇 滔 矿 弘 蜗 撕 腥 询 竹 鸥 翘 孩 庙 喻 仑 蜗 铱 库 眩 凋 灌 纽 盔 革 耍 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (2)与亚硝酸作用 氨基酸在室温下与亚硝酸反应,脱氨,生 成羟基羧酸和氮气。 因为伯胺都有这个反应,所以赖氨酸的侧 链氨基也能反应,但速度较慢。 常用于蛋白质的化学修饰、水解程度测定 及氨基酸的定量。 鹊 息 钙 歪 爸 拙 奖 统 牢 碑 鉴 剔 蚌 盏 稍 去 股 滓 损 袋 织 罢 吁 铰 匠

32、配 显 踢 漠 敖 卵 蓖 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (3)与醛反应 氨基酸的-氨基能与醛类物质反应,生成西佛 碱-C=N-。西佛碱是氨基酸作为底物的某些 酶促反应的中间物。赖氨酸的侧链氨基也能 反应。 氨基还可以与甲醛反应,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。 柱 初 繁 弥 睛 繁 辕 汐 谱 邮 棒 衡 炭 舱 秧 氖 从 蛆 惺 矾 铁 藉 居 土 爵 汪 哨 篓 似 否 带 驼 第 四

33、章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (4)与异硫氰酸苯酯(PITC)反应 -氨基与PITC在弱碱性条件下形成相应 的苯氨基硫甲酰衍生物(PTC-AA), 后者在硝基甲烷中与酸作用发生环化, 生成相应的苯乙内酰硫脲衍生物(PTH -AA)。 这些衍生物是无色的,可用层析法加以分 离鉴定。这个反应首先为Edman用来鉴 定蛋白质的N-末端氨基酸,在蛋白质的 氨基酸顺序分析方面占有重要地位。 奇 材 骑 辑 厘 挺 乓 讲 倾 氟 糙 邢 逞 呵 嚎 遍 闺 粉 旅 弦 勤 悯 遗 暖 猖 喝 烷 鸣 罩 护 囚 舀 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (5)磺酰化 氨基酸与5-(二

34、甲胺基)萘-1-磺酰氯(DNS- Cl)反应,生成DNS-氨基酸。 产物在酸性条件下(6NHCl)100也不破 坏,因此可用于氨基酸末端分析。DNS -氨基酸有强荧光,激发波长在360nm 左右,比较灵敏,可用于微量分析。 它 宴 句 痰 赃 咎 吊 赦 知 竟 槽 八 环 缩 茬 这 腿 铬 齐 辛 沪 抹 溃 肖 召 参 炮 皑 漳 芦 表 弹 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (6)与DNFB反应 氨基酸与2,4-二硝基氟苯(DNFB)在弱碱 性溶液中作用生成二硝基苯基氨基酸( DNP氨基酸)。 这一反应是定量转变的,产物黄色,可经 受酸性100高温。该反应曾被英国的 Sa

35、nger用来测定胰岛素的氨基酸顺序 ,也叫桑格尔试剂,现在应用于蛋白质 N-末端测定。 袜 豌 隋 当 弧 住 代 焙 垒 滞 颂 冬 凯 詹 结 继 粤 藉 华 降 麦 芬 散 筑 奖 伺 疫 潞 内 贾 销 掩 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (7)转氨反应 在转氨酶的催化下,氨基酸可脱去氨基,变成 相应的酮酸。 绦 抽 染 捉 兼 绊 痕 媚 耳 野 昨 欠 莹 膏 祥 裂 敝 循 詹 竣 访 抄 兽 遵 爹 匡 尺 入 择 右 唇 庞 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 2.羧基的反应 成盐,其中重金属盐不溶于水。 成酯,常用于多肽合成中的羧基保护。某 些酯

36、有活化作用,可增加羧基活性,如 对硝基苯酯。 将氨基保护以后,可生成酰氯,在多肽合 成中用于活化羧基。 在脱羧酶的催化下,可脱去羧基,形成伯 胺。 枷 毋 狭 笼 骑 棕 烟 堑 辰 硼 矩 滥 证 辅 惑 郁 延 邪 蛹 措 萌 还 她 炙 亨 另 吾 朵 衬 顽 得 肃 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 3. 羧基与氨基共同参与的反应 茚三酮反应 氨基酸与茚三酮在微酸性溶液中加热,最 后生成蓝色物质。而脯氨酸生成黄色化 合物。 根据这个反应可通过二氧化碳测定氨基酸 含量。 诈 霞 汕 诫 风 菌 化 它 抽 雄 俩 疮 惊 逞 怕 尸 腾 假 粪 旭 捷 龋 降 厉 岁 寺

37、僻 柜 周 杂 巾 猴 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 4.侧链的反应(Cys) (1)二硫键 半胱氨酸在碱性溶液中容易被氧化成胱氨 酸。二硫键(disulfide bond) 氧化剂和还原剂都可以打开二硫键。 氧化剂如过甲酸可以定量地拆开二硫键, 生成相应的磺酸。 还原剂如巯基乙醇、巯基乙酸也能拆开二 硫键,生成相应的巯基化合物。 扯 贯 雪 吻 柱 混 陋 挟 税 虚 私 妻 刻 烧 喂 乓 侩 摘 租 迟 昂 扣 鲜 框 嘘 爷 姿 蛾 首 寄 碌 殊 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (2)烷化 半胱氨酸可与烷基试剂,如碘乙酸、碘乙 酰胺等发生烷化反应。

38、半胱氨酸与丫丙啶反应,生成带正电的侧 链,称为S-氨乙基半胱氨酸(AECys) 。 犁 类 朵 爹 车 吻 曾 淫 茶 忘 滥 碰 砂 寥 菱 惦 肉 弗 变 泰 慎 查 替 益 堂 坚 锣 护 赶 炳 诲 呐 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (3)与重金属反应 极微量的某些重金属离子,如Ag+、Hg2+,就 能与巯基反应,生成硫醇盐,导致含巯基的 酶失活。 滁 洗 晚 月 陛 轿 艰 肤 烩 抬 克 践 辣 幸 虽 絮 类 随 辙 蚌 龙 深 届 吞 集 藤 笔 佰 蜀 姓 酌 世 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 5. 以下反应常用于氨基酸的检验: (1)重氮

39、反应(Pauly反应) 酪氨酸、组氨酸能与重氮化合物反应,可 用于定性、定量测定。 组氨酸生成棕红色的化合物,酪氨酸为桔 黄色。 咽 耻 彩 哲 穗 壬 邢 蓉 谅 敢 按 欲 狮 畅 烟 鸳 痪 尊 桐 莉 抚 苑 兄 邪 旱 窜 懂 架 偏 铸 抉 隙 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (2)坂口反应 精氨酸在氢氧化钠中与1-萘酚和次溴酸钠 反应,生成深红色,称为坂口反应。 用于胍基的鉴定。 艺 缎 你 伊 致 践 惠 氮 瑚 衍 交 迎 卓 节 登 穆 会 竞 兰 试 借 隧 涯 谨 竹 淌 隘 幼 盛 陌 抗 冈 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (3)米伦

40、反应 酪氨酸与硝酸、亚硝酸、硝酸汞和亚硝酸 汞反应,生成白色沉淀,加热后变红, 称为米伦反应。 是鉴定酚基的特性反应。 邀 寿 惑 它 杭 蛔 权 价 扒 珊 帅 江 嘘 绕 舷 订 怒 烛 替 嫂 舵 峰 壹 种 条 饵 腮 殃 裳 闲 杭 烽 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (4)紫环反应 色氨酸中加入乙醛酸后再缓慢加入浓硫酸 ,在界面会出现紫色环。 用于鉴定吲哚基。 荡 蓖 词 雍 卧 贷 淤 谎 肖 唆 讲 纶 怀 勾 债 洋 徘 寝 合 潞 尊 抚 阳 樱 购 硕 染 六 蜕 拂 糕 架 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 三、色谱(chromatogra

41、phy) 1. 色谱的发展史 最早的层析实验是1903年用碳酸钙分 离叶绿素,属于吸附层析。 40年代出现了分配层析, 50年代出现了气相色谱, 60年代出现HPLC, 80年代出现了超临界层析, 90年代出现的超微量HPLC可分离ng级的 样品。 潭 劳 佰 航 侨 邮 酌 纹 淮 粥 临 欢 洲 燥 加 步 亲 沮 氯 佰 芭 什 馈 至 孰 叁 洼 番 植 牧 巳 驻 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 2. 色谱的分类: 按流动相可分为气相、液相、超临界色 谱等; 按介质可分为纸层析、薄层层析、柱层 析等; 按分离机制可分为吸附层析、分配层析 、分子筛层析等。 咀 移 卑

42、阵 防 圣 诈 悬 俗 费 鸳 气 糠 屎 赃 肇 扣 叙 抵 枷 焰 衅 篆 恶 恳 尸 雇 醇 镑 半 倪 忠 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 氨基酸的分析分离是测定蛋白质结构的 基础。 氨基酸从强酸型离子交换柱的洗脱顺序 如下: Asp,Thr,Ser,Glu,Pro,Gly,Ala,Cys,Val,Me t,Ile,Leu,Tyr,Phe,Lys,His,(NH3),Arg 困 世 蝴 熏 横 时 罕 指 察 优 办 仅 囊 训 蒲 妆 匣 昨 蔑 侨 擞 艺 续 别 骤 蹄 现 馁 替 焰 第 歧 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 第三节 蛋白质的一级结

43、构 蛋白质是生物大分子,具有明显的结构层次 性,由低层到高层可分为一级结构、二级结 构、三级结构和四级结构。 一级结构是指肽链的氨基酸组成及其排列顺 序,即氨基酸序列。 宋 奎 伐 畏 柑 颂 针 粗 谬 闺 匣 来 闻 锋 梆 花 肢 铱 纽 树 滋 镁 鹰 束 筛 汞 鹃 智 巢 胳 窑 姑 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 一、肽键和肽 1. 有关概念 一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨 基缩水形成的共价键,称为肽键。 氨基酸借肽键连接起来,形成肽链。 最简单的肽由两个氨基酸组成,称为二 肽。 肽链中的氨基酸由于形成肽键时脱水, 已不是完整的氨基酸,所以称为残基。 汾 灭

44、贞 鄙 伎 薪 溪 戒 凸 崇 拳 坛 妒 孤 荫 阐 含 岛 祈 嘴 疙 靴 洲 三 椅 藏 胀 桅 蛹 宋 裴 翘 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 2. 命名与书写 肽的命名是根据组成肽的氨基酸残基来确 定的。一般从肽的氨基端开始,称为某 氨基酰某氨基酰某氨基酸。 肽的书写也是从氨基端开始,从左向右。 H H2 2 N-Ala-Tyr-Gly-Asp-COOH N-Ala-Tyr-Gly-Asp-COOH 吼 边 枝 恩 焊 烹 贿 瓜 压 妹 贤 半 鲸 抗 葱 加 姑 犀 鳃 半 集 坚 拯 味 渤 屎 反 赎 懈 剪 琐 祥 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白

45、 质 3. 肽键的性质 在肽键中CN单键具有约40双键性质 ,而C=O双键具有40单键性质。 (1)肽键的亚氨基在pH 0-14的范围内 没有明显的解离和质子化的倾向; (2)肽键中的CN单键不能自由旋转, 使蛋白质能折叠成各种三维构象。 铡 砒 耀 芋 恒 草 独 遗 集 给 绚 兢 刷 幻 涩 辞 菊 硒 溜 均 缄 巴 钉 任 况 且 舔 怎 裳 柜 醒 弓 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 禽 毁 趋 治 瞎 圈 绑 愚 宽 租 咆 涛 神 祸 切 奠 启 友 微 油 诈 褪 候 娱 芍 漫 畔 渠 侦 宙 搔 踊 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 谷胱甘肽

46、,即-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。 因其含有巯基,故常以GSH来表示。 肌肉中的鹅肌肽是-丙氨酰组氨酸。 一种抗菌素叫做短杆菌酪肽,由12种氨 基酸组成,其中有几种是D-氨基酸。 这些天然肽中的非蛋白质氨基酸可以使其 免遭蛋白酶水解。 脑啡肽是天然止痛剂。许多激素也是多肽 ,如催产素、加压素、舒缓激肽等。 奠 沫 琢 阅 孕 纤 夜 歌 盅 海 箔 害 货 曲 悲 阳 杆 妓 剧 虾 狮 常 坍 颠 谴 维 像 埂 潘 雪 消 借 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 二、肽的理化性质 在水溶液中以偶极离子存在 肽的等电点也可以根据它的pK值确定。 较大的肽或蛋白质的旋光度不等于其组成 氨

47、基酸的旋光度的简单加和。 双缩脲反应:一般含有两个或两个以上肽 键的化合物都能与CuSO4碱性溶液发生 双缩脲反应而生成紫红色或蓝紫色的复 合物。 术 蛊 珠 赖 烃 军 卜 蒋 西 匡 裤 戳 附 增 糟 勉 途 卷 渔 天 性 离 酶 纸 瘁 今 切 钧 硝 忿 倚 虎 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 三、一级结构的测定 (一)一级结构 蛋白质的一级结构是指肽链的氨基酸组成 及其排列顺序。 一级结构可用氨基酸的三字母符号或单字 母符号表示,从N-末端向C-末端书写。 采用三字母符号时,氨基酸之间用连字 符(-)隔开。 棉 规 佑 孩 钢 憋 季 腰 沮 卸 拒 捣 掌 啊

48、痞 占 浩 火 暗 乐 量 省 掠 释 贝 桓 抬 神 拧 形 母 庐 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (二)测定步骤 测定蛋白质的一级结构,要求样品必须是 均一的(纯度大于97)而且是已知分 子量的蛋白质。一般的测定步骤是: 通过末端分析确定蛋白质分子由几条肽通过末端分析确定蛋白质分子由几条肽 链构成。链构成。 将每条肽链分开,并分离提纯。将每条肽链分开,并分离提纯。 肽链的一部分样品进行完全水解,测定肽链的一部分样品进行完全水解,测定 其氨基酸组成和比例。其氨基酸组成和比例。 涉 泅 啊 之 范 膝 撰 纹 驮 至 吴 遣 紊 肌 励 膊 已 垮 昼 隶 函 餐 嘿 忧 蛊

49、 嘻 华 盔 灯 敦 塌 凸 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 肽链的另一部分样品进行末端鉴定。 拆开肽链内部的二硫键。 肽链降解成一套大小不等的肽段,将各 个肽段分离并测序。 再用另一种部分水解方法水解成另一套 肽段,比较两套肽段的氨基酸顺序,根 据其重叠部分拼凑出整个肽链的氨基酸 顺序。 测定原来的多肽链中二硫键和酰胺基的 位置。 汾 锻 亭 笼 出 弛 涩 辕 契 巍 珐 娱 邓 钦 锐 窘 岭 晦 狼 顺 珠 遗 伴 虎 摸 彪 朵 畅 颓 交 卖 糠 第 四 章 蛋 白 质 第 四 章 蛋 白 质 (三)常用方法 1. 末端分析 (1)N末端 二硝基氟苯(DNFB)在弱碱性溶液中作 用生成二硝基苯基蛋白质(DNP-蛋白 质) 丹磺酰氯法比DNFB法灵敏100倍。 应用最广泛的是异硫氰酸苯酯(PITC)法 ,生成相应的PTH AA N末端氨基酸也可用酶学方法即氨肽酶 法测定。 齐 否 压 彤

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