王鏡巖 生物化學氨基酸和蛋白質(zhì) 考研必備 學生物化學必備PPT學習教案

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1、會計學1王鏡巖王鏡巖 生物化學生物化學 氨基酸和蛋白質(zhì)氨基酸和蛋白質(zhì) 考研考研必備必備 學生物化學必備學生物化學必備第1頁/共148頁2020種種氨基酸的發(fā)現(xiàn)年代表氨基酸的發(fā)現(xiàn)年代表天冬酰氨天冬酰氨 1806 Vauquelin 天門冬芽天門冬芽甘氨酸甘氨酸 1820 Braconnot 明膠明膠亮氨酸亮氨酸 1820 Braconnot 羊毛、肌肉羊毛、肌肉酪氨酸酪氨酸 1849 Bopp 奶酪奶酪絲氨酸絲氨酸 1865 Cramer 蠶絲蠶絲谷氨酸谷氨酸 1866 Ritthausen 面筋面筋天冬氨酸天冬氨酸 1868 Ritthausen 蠶豆蠶豆苯丙氨酸苯丙氨酸 1881 Schul

2、tze 羽扇豆芽羽扇豆芽丙氨酸丙氨酸 1881 Weyl 絲心蛋白絲心蛋白 賴氨酸賴氨酸 1889 Drechsel 珊瑚珊瑚精氨酸精氨酸 1895 Hedin 牛角牛角組氨酸組氨酸 1896 Kossel,Hedin 奶酪奶酪胱氨酸胱氨酸 1899 Morner 牛角牛角纈氨酸纈氨酸 1901 Fischer 奶酪奶酪脯氨酸脯氨酸 1901 Fischer 奶酪奶酪色氨酸色氨酸 1901 Hopkins 奶酪奶酪異亮氨酸異亮氨酸 1904 Erhlich 纖維蛋白纖維蛋白甲硫氨酸甲硫氨酸 1922 Mueller 奶酪奶酪蘇氨酸蘇氨酸 1935 McCoy et al 奶酪奶酪第2頁/共14

3、8頁（二）-氨基酸的一般結構氨基在-位，為L-構型.第3頁/共148頁第4頁/共148頁二、氨基酸的分類(一)常見的蛋白質(zhì)氨基酸1.常見的蛋白質(zhì)氨基酸共二十種。 2.按化學結構分為脂肪族、芳香族和雜環(huán)族三類。這種分類方法對于研究氨基酸的合成與分解有重要意義。 3.按R-基的極性分為非極性R-基氨基酸、不帶電荷的極性R-基氨基酸、帶正電荷的極性R-基氨基酸、帶負電荷的極性R-基氨基酸四類。這種分類方法對于研究氨基酸在蛋白質(zhì)空間結構中的作用，和對于氨基酸的分離純化均有重要意義。 4.也可將氨基酸分為非極性脂肪族R-基氨基酸、非極性芳香族R-基氨基酸、不帶電荷的極性R-基氨基酸、帶正電荷的極性R-基

4、氨基酸、帶負電荷的極性R-基氨基酸五類。 要熟悉氨基酸的結構特點、分類和符號。第5頁/共148頁第6頁/共148頁注意結構特點第7頁/共148頁第8頁/共148頁第9頁/共148頁(二) 不常見的蛋白質(zhì)氨基酸5-羥賴氨酸4-羥脯氨酸甲狀腺素3-甲基組氨酸-N-甲基賴氨酸-N，N，N-三甲基賴氨酸-氨基己二酸-羧基谷氨酸焦谷氨酸磷酸絲氨酸磷酸蘇氨酸磷酸酪絲氨酸N-甲基精氨酸N-乙酰賴氨酸第10頁/共148頁(三) 非蛋白質(zhì)氨基酸肌氨酸-氨基丁酸甜菜堿-丙氨基疊氮絲氨酸O-重氮乙酰絲氨酸高絲氨酸羊毛硫氨酸高半胱氨酸苯絲氨酸氯胺苯醇（氯霉素）環(huán)絲氨酸腎上腺素組胺5-羥色氨青霉胺鳥氨基瓜氨基第11頁/

5、共148頁三、氨基酸的酸堿化學（一）氨基酸的兼性離子形式 氨基酸在晶體狀態(tài)和水溶液中均以兼性離子形式存在。因此,氨基酸有很高的熔點。（二）氨基酸的解離第12頁/共148頁第13頁/共148頁第14頁/共148頁1.等電點的定義2.等電點的計算對于R基無解離基團的氨基酸：pI=（pK1+pK2）/2對于R基有解離基團的氨基酸：pI等于等電形式兩側(cè)的pK值之和的一半，以等電形式為中心，另一個pK值為第二級解離，可以忽略不計。如Glu:Glu+Glu+-Glu-Glu2-若pH=pI=3.22，根據(jù)pH = pKa+log質(zhì)子受體質(zhì)子受體/質(zhì)子供體質(zhì)子供體3.22=9.67+logGlu2-/Glu

6、-得Glu2-/Glu-=3.510-7Lys，Arg和His的pI等于兩個大的pK值之和的一半；Asp，Glu，Tyr和Cys的pI等于兩個小的pK值之和的一半。2.194.259.67第15頁/共148頁(四)氨基酸的甲醛滴定第16頁/共148頁滴定終點由12左右降到9左右，可以用酚酞為指示劑，用標準氫氧化鈉滴定。第17頁/共148頁第18頁/共148頁第19頁/共148頁第20頁/共148頁(三)-氨基和-羧基共同參加的反應1. 與茚三酮的反應常用于氨基酸的定性或定量檢測。第21頁/共148頁2.成肽反應第22頁/共148頁第23頁/共148頁N-乙酰馬來酰亞胺半胱氨酸胱氨酸碘乙酸丙烯腈

7、5，5-二硫雙（2-硝基苯酸）巰基陰離子對羥基汞苯酸賴氨酸希夫堿第24頁/共148頁五、氨基酸的光學活性和光譜性質(zhì)1.氨基酸的光學活性和立體化學： 氨基酸的不對稱碳原子可用D-或L-表示，其比旋值可用于氨基酸的鑒別。第25頁/共148頁第26頁/共148頁2.氨基酸的光譜性質(zhì)：芳香族氨基酸的紫外吸收光譜如圖所示。這一性質(zhì)可用于蛋白質(zhì)的定量測定。第27頁/共148頁氨基酸的氨基酸的1 1H H NMR譜譜3.3.氨基酸的核磁共振（氨基酸的核磁共振（NMRNMR） 在外加磁場的作用下，原子核的自旋方向達到一致，可以和一定頻率的外加磁場共振而形成吸收峰，同一種原子核在分子中的位置不同，因其外圍的電子

8、云對核的屏蔽作用引起的吸收峰位置移動（化學位移）也不同，由吸收峰的位置可以推斷原子處于哪一個基團，在1H NMR譜中，當相鄰基團上有n個質(zhì)子時，該基團的質(zhì)子吸收峰將分裂成n+1個峰。aabbcc第28頁/共148頁六、氨基酸混合物的分析分離(一)分配層析法的一般原理分配系數(shù)=物質(zhì)在流動相中的總量/物質(zhì)在固定相中的總量逆流分溶符合二項式的展開式，但對于紙層析和柱層析來說，有關的計算無實際意義。第29頁/共148頁(二)分配柱層析可以同檢測器、記錄儀、餾分收集器、輸液泵構成層析系統(tǒng)。第30頁/共148頁(三)紙層析Rf主要與R基的極性有關，溶劑的pH可影響R基的極性，氨基酸與濾紙的吸附作用也影響R

9、f。第31頁/共148頁(四) 薄層層析速度快，硅膠等支持物可以使用較強烈的顯色方法。第32頁/共148頁（五）離子交換層析離子交換樹脂的結構如圖所示，功能基團種類較多。第33頁/共148頁氨基酸的離子交換分離原理氨基酸的離子交換分離原理若pIpH 0，兩性離子帶凈正電荷，若pIpH 0，兩性離子帶凈負電荷，差值越大，所帶的凈電荷越多。第34頁/共148頁氨基酸的分離過程氨基酸的分離過程第35頁/共148頁第36頁/共148頁用氨基酸自動分析儀分析氨基酸混合物的洗脫曲線（陽離子交換劑）。第37頁/共148頁（六）氣液層析第38頁/共148頁(七)高效液相層析第39頁/共148頁HPLC分析氨基

10、酸混合物的洗脫曲線第40頁/共148頁 基本要求1.掌握氨基酸的一般結構和氨基酸的分類；2.掌握氨基酸的酸堿性質(zhì)和等電點的計算方法；3.熟悉氨基酸的常見化學反應的應用價值；4.熟悉分離和分析氨基酸的常用方法。第41頁/共148頁作業(yè)題作業(yè)題1.第155頁第2題；2.第155頁第3題；3.第155頁第5題；4.第155頁第6題；5.第155頁第7題；6.第155頁第8題；7.第155頁第9題；8.第156頁第14題；9.第156頁第15題。第42頁/共148頁 第4章蛋白質(zhì)的共價結構第43頁/共148頁(一)蛋白質(zhì)的化學組成和分類 蛋白質(zhì)的元素組成：C、H、O、N、S,其中含N平均為16%，這一

11、數(shù)據(jù)可用于蛋白質(zhì)的含量測定。1.簡單蛋白 完全由氨基酸組成，不含非蛋白成分。 根據(jù)溶解性的不同，可將簡單蛋白分為7類：清蛋白（溶于水）、球蛋白（溶于稀鹽溶液）、谷蛋白（溶于稀酸或稀堿）、醇溶蛋白（溶于70%-80%的乙醇）、組蛋白（溶于水或稀酸，可用稀氨水沉淀）、精蛋白（溶于水或稀酸，不溶于氨水）和硬蛋白（只能溶于強酸）。2.結合蛋白 由蛋白質(zhì)和非蛋白成分組成，后者稱為輔基。根據(jù)輔基的不同，可將結合蛋白分為以下7類：核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血紅素蛋白、黃素蛋白和金屬蛋白。 第44頁/共148頁第45頁/共148頁3.按蛋白質(zhì)的生物學功能分類 （1）催化功能 生物體內(nèi)的酶都是由蛋白質(zhì)構成

12、的，沒有酶，生物體內(nèi)的各種化學反應就無法正常進行。 （2）結構功能 蛋白質(zhì)可以作為生物體的結構成分。高等動物的膠原蛋白是主要的細胞外結構蛋白，占蛋白總量的1/4；細胞膜、線粒體、葉綠體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等膜系統(tǒng)都是由蛋白質(zhì)與脂類組成的；動物的毛發(fā)和指甲都是由角蛋白構成的。 （3）運輸功能 脊椎動物的血紅蛋白和無脊椎動物的血藍蛋白起著運輸氧氣的作用；血液中的載脂蛋白可運輸脂肪，轉(zhuǎn)鐵蛋白可轉(zhuǎn)運鐵；一些脂溶性激素的運輸也需要蛋白，如甲狀腺素要與甲狀腺素結合球蛋白結合才能在血液中運輸。第46頁/共148頁 （4）貯存功能 某些蛋白質(zhì)的作用是貯存氨基酸作為生物體的養(yǎng)料和胚胎或幼兒生長發(fā)育的原料。此類蛋白質(zhì)包括蛋類

13、中的卵清蛋白、奶類中的酪蛋白和小麥種子中的麥醇溶蛋白等。肝臟中的鐵蛋白可將血液中多余的鐵儲存起來，供缺鐵時使用。 （5）運動功能 肌肉中的肌球蛋白和肌動蛋白是運動系統(tǒng)的必要成分，它們構象的改變引起肌肉的收縮，帶動機體運動。細菌中的鞭毛蛋白有類似的作用，它的收縮引起鞭毛的擺動，從而使細菌在水中游動。 （6）防御功能 高等動物的免疫反應是機體的一種防御機能，它主要也是通過蛋白質(zhì)（抗體）來實現(xiàn)的。凝血與纖溶系統(tǒng)的蛋白因子、溶菌酶、干擾素等，也擔負著防御和保護功能。第47頁/共148頁 （7）調(diào)節(jié)功能 某些激素、一切激素受體和許多其他調(diào)節(jié)因子都是蛋白質(zhì)。 （8）感覺功能 生物體對信息的識別與傳遞過程也

14、離不開蛋白質(zhì)。例如，感受味道需要味覺蛋白，視覺信息的傳遞要有視紫紅質(zhì)參與。視桿細胞中的視紫紅質(zhì)，只需1個光子即可被激發(fā)，產(chǎn)生視覺。 （9）遺傳調(diào)控功能 遺傳信息的儲存和表達都與蛋白質(zhì)有關。DNA在在染色體中是纏繞在蛋白質(zhì)（組蛋白）上的。有些蛋白質(zhì)，如阻遏蛋白，與特定基因的表達有關。半乳糖苷酶基因的表達受到一種阻遏蛋白的抑制，當需要合成半乳糖苷酶時經(jīng)過去阻遏作用才能表達。 （10）其他功能 某些生物能合成有毒的蛋白質(zhì)，用以攻擊或自衛(wèi)。白喉毒素可抑制真核生物的蛋白質(zhì)合成。蛋白質(zhì)的分類如表4-1,4-2,4-3所示（p158)。第48頁/共148頁(二)蛋白質(zhì)的形狀和大小 按蛋白質(zhì)的形狀和溶解度可將

15、蛋白質(zhì)分為：纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)和膜蛋白質(zhì)。第49頁/共148頁蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量差別很大。（肌聯(lián)蛋白）第50頁/共148頁 蛋白質(zhì)的結構復雜，可分為不同的結構層次： 1.一級結構：多肽鏈的氨基酸序列。 2.二級結構：多肽鏈借助氫鍵形成的有規(guī)則的局部結構，如螺旋、折疊等。 3.三級結構：球狀蛋白質(zhì)在二級結構基礎上，借助次級鍵形成的相對獨立的完整結構。 4.四級結構：具有三級結構的組成單位（亞基）之間的聚合方式。第51頁/共148頁 蛋白質(zhì)序列的多樣性(P160)決定了其功能的多樣性。 如：20種氨基酸形成的二十肽（每種氨基酸只用1次）可以形成的異構體為： 2020！=2=2 101018

16、18 又如：相對分子質(zhì)量為34000的蛋白質(zhì)含12種氨基酸，假定在肽鏈的任一位置， 12種氨基酸出現(xiàn)的概率相等，則34000/120=283 1212283283 = 10 = 10305305第52頁/共148頁 1.催化：大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。 2.調(diào)節(jié)：如激素和反式作用因子。 3.轉(zhuǎn)運：如血紅蛋白、血清蛋白、載酯蛋白、膜轉(zhuǎn)運蛋白等。 4.貯存：如種子蛋白和卵清蛋白。 5.運動：如肌肉、微管蛋白等。 6.結構成分：如角蛋白、膠原蛋白等。 7.支架作用：如錨定蛋白、連接蛋白等。 8.防御和進攻：如抗體、毒蛋白等。 9.特殊功能：如甜蛋白、膠質(zhì)蛋白等。 第53頁/共148頁二、肽（一）肽和肽鍵的結

17、構第54頁/共148頁 肽鍵的C和N均為sp2雜化，有部分雙鍵的性質(zhì)，相關的6個原子處于共平面，稱作肽平面，肽平面內(nèi)兩個C多處于反式構型。 第55頁/共148頁第56頁/共148頁第57頁/共148頁第58頁/共148頁（二）肽的物理和化學性質(zhì)肽的等電點計算需先分別判斷各解離基團的帶電荷情況，再統(tǒng)計凈電荷的量（P166表4-6）。 肽的化學反應與氨基酸類似，同時，由于肽鍵的存在,肽可以進行雙縮脲反應。第59頁/共148頁NHCOCH2NHCOCHNHCOCH3CHCHOHCH2OHCHHNCNHCHCNHCH2CCOCHNHHOCH2NHNHCHCHCH3CH2CH3COOOOCH2CH2SO

18、OH鵝膏覃堿的化學結構（三）天然存在的活性肽主要有：肽類激素、肽類抗生素和肽類毒素。有關內(nèi)容將在后續(xù)章節(jié)介紹。環(huán)狀八肽，真核生物環(huán)狀八肽，真核生物RNARNA合成的抑制劑合成的抑制劑第60頁/共148頁+H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO-Met-腦啡肽+H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO-Leu-腦啡肽CysTyrILeGlnAsnCysProLeuGlyNH2SS牛催產(chǎn)素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加壓素*均為9肽，僅2個氨基酸有差別，生理功能差別極大。第61頁/共148頁L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-

19、ValL-OrnL-OrnL-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leu短桿菌肽短桿菌肽S(S(環(huán)十肽環(huán)十肽) )由細菌分泌的多肽，含有由細菌分泌的多肽，含有D-D-氨基酸和一些不常氨基酸和一些不常見氨基酸，如鳥氨酸（見氨基酸，如鳥氨酸（Ornithine, Ornithine, 縮寫為縮寫為 OrnOrn）。）。 第62頁/共148頁第63頁/共148頁O2NFNO2+ H2NCHCROHNCHCROO2NNO2H+H2OO2NNO2HNCHCROOH+氨基酸DNFBN-端氨基酸DNP衍生物DNP-氨基酸(二)N-末端和C-末端氨基酸殘基的鑒定1.N-末端的測定（1）二硝基氟苯(DNFB )

20、法 (Sanger法):2,4-二硝基氟苯在堿性條件下，能夠與肽鏈N-端的游離氨基作用，生成二硝基苯衍生物（DNP）。在酸性條件下水解，得到黃色DNP-氨基酸。該產(chǎn)物能夠用乙醚抽提分離。不同的DNP-氨基酸可以用色譜法進行鑒定。第64頁/共148頁N(CH3)2SO2ClH2NCHCROHNCHCROSO2N(CH3)2+水解N(CH3)2SO2HNCHCROOH+氨基酸丹磺酰氯多肽N-端丹磺酰N-端氨基酸丹磺酰氨基酸 （2）丹磺酰氯法:在堿性條件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以與N-端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸。此法的優(yōu)點是丹磺酰-氨基酸有很強的熒光吸收，檢測靈敏度可以達到

21、110-9mol,比DNFB法靈敏100倍。第65頁/共148頁 （3）異硫氰酸苯酯(PITC)法: N末端氨基酸生成相應的PTH（苯乙內(nèi)酰硫脲）AA，并脫離肽鏈，可連續(xù)測定N末端氨基酸，廣泛應用于肽鏈的的氨基酸序列測定 。 （4）氨肽酶法：氨肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的N-端逐個水解肽鏈，釋放氨基酸。根據(jù)不同的反應時間測出酶水解所釋放出的氨基酸種類和數(shù)量，按反應時間和氨基酸殘基釋放量作動力學曲線，可以確定蛋白質(zhì)的N-末端殘基。第66頁/共148頁2.C-末端的測定 （1）還原法。C末端氨基酸可用硼氫化鋰還原生成相應的氨基醇。肽鏈水解后，再用層析法鑒定。 （2）肼解法。多肽與肼在無水條

22、件下加熱，可以斷裂所有的肽鍵，除C末端氨基酸外，其他氨基酸都轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳孽ｋ禄衔铩ｋ禄锬軌蚺c苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)而與C-端氨基酸分離，C末端氨基酸可用紙層析鑒定。但精氨酸會變成鳥氨酸，半胱氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺被破壞。 H2NCHCROHNCHCROORnCCHHNOHn-1N-端氨基酸 C-端氨基酸ORnCCHH2NOHH2NCHCRONHNH2+H+NH2NH2氨基酸酰肼C-端氨基酸第67頁/共148頁 （3）羧肽酶法。將蛋白質(zhì)在pH 8.0, 30與羧肽酶一起保溫，按一定時間間隔取樣，用紙層析測定釋放出來的氨基酸，根據(jù)氨基酸的量與時間的關系，就可以知道C末端氨基酸的排列順序。

23、目前常用的羧肽酶有四種：A,B,C和Y；A和B來自胰臟；C來自柑桔葉；Y來自面包酵母。羧肽酶A能水解除Pro,Arg和Lys以外的所有C-末端氨基酸殘基；B只能水解Arg和Lys為C-末端殘基的肽鍵。通常將二者混合使用。羧肽酶Y可作用于任何氨基酸，因而，除用來測定C末端氨基酸外，還可以用來測定氨基酸的排列順序。第68頁/共148頁（三）二硫橋的斷裂 巰基化合物還原法過甲酸氧化法第69頁/共148頁（四）氨基酸組成的分析 一般用酸水解，得到氨基酸混合物，再分離測定氨基酸。目前用氨基酸自動分析儀，24小時即可完成。 蛋白質(zhì)的氨基酸組成，一般用每分子蛋白質(zhì)中所含的氨基酸分子數(shù)表示。不同種類的蛋白質(zhì)，

24、其氨基酸組成相差很大。第70頁/共148頁（五（五) )多肽鏈多肽鏈的部分裂解和的部分裂解和肽段混合物的肽段混合物的分離純化分離純化肽段的分離純化可用層析法或電泳法可以用酶水解法或化學水解法將蛋白質(zhì)水解成肽段第71頁/共148頁第72頁/共148頁 溴化氰斷裂法第73頁/共148頁第74頁/共148頁羥胺斷裂法：斷裂Asn-Gly之間的肽鍵，但專一性不強，也可以斷裂Asn-Leu和Asn-Ala之間的鍵.第75頁/共148頁 1.Edman化學降解法: 用此原理已制成蛋白質(zhì)序列分析儀。若每次循環(huán)的準確度為99%，經(jīng)60次循環(huán)，準確度為：0.990.996060=0.54=0.54(六)肽段氨基

25、酸序列的測定第76頁/共148頁第77頁/共148頁 2.降解法：可用氨肽酶和羧肽酶，只能測出末端的幾個氨基酸。羧肽酶Y可作用于任何氨基酸，有可能以此為基礎開發(fā)出新的氨基酸的順序測定儀。 3.根據(jù)核苷酸序列推定法：分離mRNA，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄測定cDNA的核苷酸序列, 再用遺傳密碼推定氨基酸序列。第78頁/共148頁 4.質(zhì)譜法：可分析微量的肽鏈，短肽在第一臺質(zhì)譜儀中經(jīng)電噴射電離，按荷質(zhì)比分離，依次在經(jīng)碰撞池被裂解成離子碎片，在第二臺質(zhì)譜儀中測出各個離子碎片的譜線，推算出短肽的氨基酸序列。在蛋白質(zhì)組學中應用廣泛，但不能區(qū)分亮氨酸和異亮氨酸。第79頁/共148頁第80頁/共148頁(七)肽段在多肽鏈中

26、次序的決定肽段第81頁/共148頁(八)二硫橋位置的確定用對角線電泳法第82頁/共148頁第83頁/共148頁(九)蛋白質(zhì)測序舉例（胰島素的序列測定）第84頁/共148頁 第85頁/共148頁第86頁/共148頁四、蛋白質(zhì)的氨基酸序列與生物功能（一）同源蛋白質(zhì)的物種差異與生物進化細胞色素C的物種差異第87頁/共148頁第88頁/共148頁第89頁/共148頁第90頁/共148頁（二）同源蛋白質(zhì)具有共同的進化起源1.血紅素蛋白與肌紅蛋白第91頁/共148頁第92頁/共148頁3.一些功能差異很大的蛋白質(zhì):如溶菌酶和-乳清蛋白功能差異很大,但有序列同源性。蛋白質(zhì)家族的形成可能有趨同進化和趨異進化兩

27、種機制。 2.絲氨酸蛋白酶類:顯示明顯的序列同源性。第93頁/共148頁（三）血液凝固與氨基酸序列的局部斷裂1.血液凝固中的級聯(lián)過程12中蛋白質(zhì)凝血因子有7種是絲氨酸蛋白酶*第94頁/共148頁與Ca2+結合促進凝血酶原與血小板膜結合，起始凝血酶原的激活第95頁/共148頁帶凈負電荷帶凈負電荷第96頁/共148頁第97頁/共148頁第98頁/共148頁第99頁/共148頁氨基和羧基的保護第100頁/共148頁羧基的活化常用的縮合劑是O,O-二環(huán)己基碳二亞(O,O-dicyclohexyl-carbodiimide,DCC)第101頁/共148頁（二）固相肽合成第102頁/共148頁第103頁/

28、共148頁第104頁/共148頁 基本要求1.掌握蛋白質(zhì)的分類和功能多樣性；2.掌握肽的結構特點和基本性質(zhì)；3.熟悉蛋白質(zhì)一級結構的測定方法；4.掌握蛋白質(zhì)一級結構與生物學功能的關系，熟悉有關的典型例子。5.熟悉蛋白質(zhì)人工合成的基本步驟。第105頁/共148頁作業(yè)題作業(yè)題1.第194頁第1題；2.第194頁第2題；3.第195頁第3題；4.第195頁第4題；5.第195頁第8題；6.第196頁第10題。第106頁/共148頁第107頁/共148頁(一)X射線衍射法第108頁/共148頁基本規(guī)律：X射線穿過原子平面層時，當光程差等于波長的倍數(shù)，反射波可以互相疊加形成衍射斑點。如圖5-2所示，光程

29、差等于2dsin,上述規(guī)律可總結為Bragg方程： 2dsin=n(n=1, 2, 3)第109頁/共148頁第110頁/共148頁3.圓二色性由尼科爾棱鏡產(chǎn)生由電光調(diào)制器產(chǎn)生第111頁/共148頁圓偏振光可看成是相位相差90o的兩個平面偏振光疊加而成，若左、右圓偏振光因被測物的吸收而振幅不同，二者疊加會形成橢圓偏振光。橢圓率=短軸/長軸=tan33cl(適合于小的，=RL，c為摩爾濃度，l為光程，為摩爾吸光系數(shù)）摩爾橢圓率=/cl100=3300第112頁/共148頁第113頁/共148頁第114頁/共148頁（三）疏水作用(熵效應)（四）鹽鍵（五）二硫鍵（一）氫鍵（二）范德華力定向效應 誘

30、導效應 分散效應第115頁/共148頁（一）酰胺平面與-碳原子的二面角（和）： 規(guī)定鍵兩側(cè)基團為順式排列時為0o，從C沿鍵軸方向觀察，順時針旋轉(zhuǎn)的角度為正值。第116頁/共148頁（二）可允許的和：拉氏構象圖第117頁/共148頁由印度學者Ramachandran制作第118頁/共148頁四、二級結構：多肽鏈折疊的規(guī)則方式(一)螺旋1.螺旋的結構 多肽鏈中的各個肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結構，螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為0.54nm,含3.6個氨基酸殘基；兩個氨基酸之間的距離為0.15nm; 肽鏈內(nèi)形成氫鍵，氫鍵的取向幾乎與軸平行，每一個氨基酸殘基的酰胺基團的-NH基與其后第四個氨基酸

31、殘基酰胺基團的-CO基形成氫鍵。 蛋白質(zhì)分子為右手-螺旋。第119頁/共148頁第120頁/共148頁*3.613螺旋第121頁/共148頁2.螺旋的偶極矩和帽化第122頁/共148頁3.螺旋的手性第123頁/共148頁4.影響螺旋形成的因素：R基太小使鍵角自由度過大，帶同種電荷的R基相互靠近，碳原子上有分支均不利于形成螺旋，含脯氨酸的肽段不能形成螺旋。第124頁/共148頁5.其他類型的螺旋4.416螺旋第125頁/共148頁(二)折疊片 -折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折疊構象。兩個氨基酸之間的軸心距為0.35nm； -折疊結構

32、可以由兩條肽鏈之間形成，也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。第126頁/共148頁-折疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈的N-端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。反平行式較穩(wěn)定。第127頁/共148頁第128頁/共148頁第129頁/共148頁 -轉(zhuǎn)角由四個氨基酸殘基組成，彎曲處的第一個氨基酸殘基的 -C=O 和第四個殘基的 N-H 之間形成氫鍵，形成一個不很穩(wěn)定的環(huán)狀結構。 這類結構主要存在于球狀蛋白分子中。第130頁/共148頁(四)無規(guī)卷曲 無一定的規(guī)則,但對一定的球蛋白而言,特定的區(qū)域有特定的卷曲方式.

33、第131頁/共148頁五、纖維狀蛋白質(zhì)第132頁/共148頁(一)-角蛋白纖絲纖絲第133頁/共148頁原纖維原纖維初原纖維初原纖維卷曲的螺旋卷曲的螺旋第134頁/共148頁第135頁/共148頁第136頁/共148頁第137頁/共148頁第138頁/共148頁第139頁/共148頁(三) 膠原蛋白： 膠原蛋白的二級結構是由三條肽鏈組成的三股螺旋，這是一種右手超螺旋結構。螺距為8.6nm，每圈每股包含30個殘基。其中每一股螺旋又是一種特殊的左手螺旋，螺距為0.95nm，每一螺圈含3.3個殘基,每一殘基沿軸向的距離為0.29nm。一級結構分析表明，肽鏈的96%都是按三聯(lián)體的重復順序：(g1y-x

34、-y)n(g1y-x-y)n排列而成。Gly數(shù)目占殘基總數(shù)的三分之一，x常為Pro，y常為Hpro(羥脯氨酸)和Hlys（羥賴氨酸）。 第140頁/共148頁原膠原蛋白分子在膠原纖維中都是有規(guī)則地按四分之一錯位，首尾相接，并行排列組成纖維束。這樣通過14錯位排列便形成間隔一定的（大約70nm)電子密度區(qū)域，而呈現(xiàn)橫紋區(qū)帶。第141頁/共148頁第142頁/共148頁第143頁/共148頁 膠原蛋白屬于結構蛋白質(zhì)，使骨、腱、軟骨和皮膚具有機械強度。膠原蛋白至少包括四種類型，稱膠原蛋白I、和。腱的膠原纖維具有很高的抗張強度(tensile strength)，約為20-30kgmm2，相當于12號冷拉鋼絲的拉力。骨鉻中的膠原纖維周圍排列著羥基磷灰石(hydroxyapatite，Ca10(PO4)6(OH)2）結晶。脊椎動物的皮膚含有編織比較疏松，向各個方向伸展的膠原纖維。血管亦含有膠原纖維?；啄さ鞍拙厶腔啄さ鞍拙厶菍羽みB蛋白層黏連蛋白巢蛋白巢蛋白第144頁/共148頁第145頁/共148頁第146頁/共148頁吡啶啉是由一個原膠原的N末端區(qū)和另一個相鄰的原膠原的C末端區(qū)之間形成。隨著年齡的增長，膠原蛋白之間的交聯(lián)鍵會增多。第147頁/共148頁