王鏡巖 生物化學(xué)氨基酸和蛋白質(zhì) 考研必備 學(xué)生物化學(xué)必備PPT學(xué)習(xí)教案

《王鏡巖 生物化學(xué)氨基酸和蛋白質(zhì) 考研必備 學(xué)生物化學(xué)必備PPT學(xué)習(xí)教案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《王鏡巖 生物化學(xué)氨基酸和蛋白質(zhì) 考研必備 學(xué)生物化學(xué)必備PPT學(xué)習(xí)教案（148頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、會(huì)計(jì)學(xué)1王鏡巖王鏡巖 生物化學(xué)生物化學(xué) 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(xué)生物化學(xué)必備學(xué)生物化學(xué)必備第1頁(yè)/共148頁(yè)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(mén)冬芽天門(mén)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(yè)/共14

3、8頁(yè)（二）-氨基酸的一般結(jié)構(gòu)氨基在-位，為L(zhǎng)-構(gòu)型.第3頁(yè)/共148頁(yè)第4頁(yè)/共148頁(yè)二、氨基酸的分類(lèi)(一)常見(jiàn)的蛋白質(zhì)氨基酸1.常見(jiàn)的蛋白質(zhì)氨基酸共二十種。 2.按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為脂肪族、芳香族和雜環(huán)族三類(lèi)。這種分類(lèi)方法對(duì)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(fù)電荷的極性R-基氨基酸四類(lèi)。這種分類(lèi)方法對(duì)于研究氨基酸在蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中的作用，和對(duì)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(fù)電荷的極性R-基氨基酸五類(lèi)。 要熟悉氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、分類(lèi)和符號(hào)。第5頁(yè)/共148頁(yè)第6頁(yè)/共148頁(yè)注意結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第7頁(yè)/共148頁(yè)第8頁(yè)/共148頁(yè)第9頁(yè)/共148頁(yè)(二) 不常見(jiàn)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(yè)/共148頁(yè)(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(niǎo)氨基瓜氨基第11頁(yè)/

5、共148頁(yè)三、氨基酸的酸堿化學(xué)（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(diǎn)。（二）氨基酸的解離第12頁(yè)/共148頁(yè)第13頁(yè)/共148頁(yè)第14頁(yè)/共148頁(yè)1.等電點(diǎn)的定義2.等電點(diǎn)的計(jì)算對(duì)于R基無(wú)解離基團(tuán)的氨基酸：pI=（pK1+pK2）/2對(duì)于R基有解離基團(tuán)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(gè)pK值為第二級(jí)解離，可以忽略不計(jì)。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(gè)大的pK值之和的一半；Asp，Glu，Tyr和Cys的pI等于兩個(gè)小的pK值之和的一半。2.194.259.67第15頁(yè)/共148頁(yè)(四)氨基酸的甲醛滴定第16頁(yè)/共148頁(yè)滴定終點(diǎn)由12左右降到9左右，可以用酚酞為指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉滴定。第17頁(yè)/共148頁(yè)第18頁(yè)/共148頁(yè)第19頁(yè)/共148頁(yè)第20頁(yè)/共148頁(yè)(三)-氨基和-羧基共同參加的反應(yīng)1. 與茚三酮的反應(yīng)常用于氨基酸的定性或定量檢測(cè)。第21頁(yè)/共148頁(yè)2.成肽反應(yīng)第22頁(yè)/共148頁(yè)第23頁(yè)/共148頁(yè)N-乙酰馬來(lái)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(duì)羥基汞苯酸賴氨酸希夫堿第24頁(yè)/共148頁(yè)五、氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)1.氨基酸的光學(xué)活性和立體化學(xué)： 氨基酸的不對(duì)稱(chēng)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(yè)/共148頁(yè)第26頁(yè)/共148頁(yè)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(cè)定。第27頁(yè)/共148頁(yè)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(chǎng)的作用下，原子核的自旋方向達(dá)到一致，可以和一定頻率的外加磁場(chǎng)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(duì)核的屏蔽作用引起的吸收峰位置移動(dòng)（化學(xué)位移）也不同，由吸收峰的位置可以推斷原子處于哪一個(gè)基團(tuán)，在1H NMR譜中，當(dāng)相鄰基團(tuán)上有n個(gè)質(zhì)子時(shí)，該基團(tuán)的質(zhì)子吸收峰將分裂成n+1個(gè)峰。aabbcc第28頁(yè)/共148頁(yè)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(dòng)相中的總量/物質(zhì)在固定相中的總量逆流分溶符合二項(xiàng)式的展開(kāi)式，但對(duì)于紙層析和柱層析來(lái)說(shuō)，有關(guān)的計(jì)算無(wú)實(shí)際意義。第29頁(yè)/共148頁(yè)(二)分配柱層析可以同檢測(cè)器、記錄儀、餾分收集器、輸液泵構(gòu)成層析系統(tǒng)。第30頁(yè)/共148頁(yè)(三)紙層析Rf主要與R基的極性有關(guān)，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(yè)/共148頁(yè)(四) 薄層層析速度快，硅膠等支持物可以使用較強(qiáng)烈的顯色方法。第32頁(yè)/共148頁(yè)（五）離子交換層析離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)如圖所示，功能基團(tuán)種類(lèi)較多。第33頁(yè)/共148頁(yè)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(fù)電荷，差值越大，所帶的凈電荷越多。第34頁(yè)/共148頁(yè)氨基酸的分離過(guò)程氨基酸的分離過(guò)程第35頁(yè)/共148頁(yè)第36頁(yè)/共148頁(yè)用氨基酸自動(dòng)分析儀分析氨基酸混合物的洗脫曲線（陽(yáng)離子交換劑）。第37頁(yè)/共148頁(yè)（六）氣液層析第38頁(yè)/共148頁(yè)(七)高效液相層析第39頁(yè)/共148頁(yè)HPLC分析氨基

10、酸混合物的洗脫曲線第40頁(yè)/共148頁(yè) 基本要求1.掌握氨基酸的一般結(jié)構(gòu)和氨基酸的分類(lèi)；2.掌握氨基酸的酸堿性質(zhì)和等電點(diǎn)的計(jì)算方法；3.熟悉氨基酸的常見(jiàn)化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值；4.熟悉分離和分析氨基酸的常用方法。第41頁(yè)/共148頁(yè)作業(yè)題作業(yè)題1.第155頁(yè)第2題；2.第155頁(yè)第3題；3.第155頁(yè)第5題；4.第155頁(yè)第6題；5.第155頁(yè)第7題；6.第155頁(yè)第8題；7.第155頁(yè)第9題；8.第156頁(yè)第14題；9.第156頁(yè)第15題。第42頁(yè)/共148頁(yè) 第4章蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu)第43頁(yè)/共148頁(yè)(一)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成和分類(lèi) 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(cè)定。1.簡(jiǎn)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(jiǎn)單蛋白分為7類(lèi)：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(qiáng)酸）。2.結(jié)合蛋白 由蛋白質(zhì)和非蛋白成分組成，后者稱(chēng)為輔基。根據(jù)輔基的不同，可將結(jié)合蛋白分為以下7類(lèi)：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(yè)/共148頁(yè)第45頁(yè)/共148頁(yè)3.按蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能分類(lèi) （1）催化功能 生物體內(nèi)的酶都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成

12、的，沒(méi)有酶，生物體內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)就無(wú)法正常進(jìn)行。 （2）結(jié)構(gòu)功能 蛋白質(zhì)可以作為生物體的結(jié)構(gòu)成分。高等動(dòng)物的膠原蛋白是主要的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)蛋白，占蛋白總量的1/4；細(xì)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(lèi)組成的；動(dòng)物的毛發(fā)和指甲都是由角蛋白構(gòu)成的。 （3）運(yùn)輸功能 脊椎動(dòng)物的血紅蛋白和無(wú)脊椎動(dòng)物的血藍(lán)蛋白起著運(yùn)輸氧氣的作用；血液中的載脂蛋白可運(yùn)輸脂肪，轉(zhuǎn)鐵蛋白可轉(zhuǎn)運(yùn)鐵；一些脂溶性激素的運(yùn)輸也需要蛋白，如甲狀腺素要與甲狀腺素結(jié)合球蛋白結(jié)合才能在血液中運(yùn)輸。第46頁(yè)/共148頁(yè) （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(zhǎng)發(fā)育的原料。此類(lèi)蛋白質(zhì)包括蛋類(lèi)

13、中的卵清蛋白、奶類(lèi)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(chǔ)存起來(lái)，供缺鐵時(shí)使用。 （5）運(yùn)動(dòng)功能 肌肉中的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的必要成分，它們構(gòu)象的改變引起肌肉的收縮，帶動(dòng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)。細(xì)菌中的鞭毛蛋白有類(lèi)似的作用，它的收縮引起鞭毛的擺動(dòng)，從而使細(xì)菌在水中游動(dòng)。 （6）防御功能 高等動(dòng)物的免疫反應(yīng)是機(jī)體的一種防御機(jī)能，它主要也是通過(guò)蛋白質(zhì)（抗體）來(lái)實(shí)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(dān)負(fù)著防御和保護(hù)功能。第47頁(yè)/共148頁(yè) （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(jué)功能 生物體對(duì)信息的識(shí)別與傳遞過(guò)程也

14、離不開(kāi)蛋白質(zhì)。例如，感受味道需要味覺(jué)蛋白，視覺(jué)信息的傳遞要有視紫紅質(zhì)參與。視桿細(xì)胞中的視紫紅質(zhì)，只需1個(gè)光子即可被激發(fā)，產(chǎn)生視覺(jué)。 （9）遺傳調(diào)控功能 遺傳信息的儲(chǔ)存和表達(dá)都與蛋白質(zhì)有關(guān)。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(dá)有關(guān)。半乳糖苷酶基因的表達(dá)受到一種阻遏蛋白的抑制，當(dāng)需要合成半乳糖苷酶時(shí)經(jīng)過(guò)去阻遏作用才能表達(dá)。 （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(lèi)如表4-1,4-2,4-3所示（p158)。第48頁(yè)/共148頁(yè)(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(yè)/共148頁(yè)蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量差別很大。（肌聯(lián)蛋白）第50頁(yè)/共148頁(yè) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可分為不同的結(jié)構(gòu)層次： 1.一級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈的氨基酸序列。 2.二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈借助氫鍵形成的有規(guī)則的局部結(jié)構(gòu)，如螺旋、折疊等。 3.三級(jí)結(jié)構(gòu)：球狀蛋白質(zhì)在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，借助次級(jí)鍵形成的相對(duì)獨(dú)立的完整結(jié)構(gòu)。 4.四級(jí)結(jié)構(gòu)：具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的組成單位（亞基）之間的聚合方式。第51頁(yè)/共148頁(yè) 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(gòu)體為： 2020！=2=2 101018

16、18 又如：相對(duì)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(yè)/共148頁(yè) 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(yùn)：如血紅蛋白、血清蛋白、載酯蛋白、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等。 4.貯存：如種子蛋白和卵清蛋白。 5.運(yùn)動(dòng)：如肌肉、微管蛋白等。 6.結(jié)構(gòu)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(jìn)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(yè)/共148頁(yè)二、肽（一）肽和肽鍵的結(jié)

17、構(gòu)第54頁(yè)/共148頁(yè) 肽鍵的C和N均為sp2雜化，有部分雙鍵的性質(zhì)，相關(guān)的6個(gè)原子處于共平面，稱(chēng)作肽平面，肽平面內(nèi)兩個(gè)C多處于反式構(gòu)型。 第55頁(yè)/共148頁(yè)第56頁(yè)/共148頁(yè)第57頁(yè)/共148頁(yè)第58頁(yè)/共148頁(yè)（二）肽的物理和化學(xué)性質(zhì)肽的等電點(diǎn)計(jì)算需先分別判斷各解離基團(tuán)的帶電荷情況，再統(tǒng)計(jì)凈電荷的量（P166表4-6）。 肽的化學(xué)反應(yīng)與氨基酸類(lèi)似，同時(shí)，由于肽鍵的存在,肽可以進(jìn)行雙縮脲反應(yīng)。第59頁(yè)/共148頁(yè)NHCOCH2NHCOCHNHCOCH3CHCHOHCH2OHCHHNCNHCHCNHCH2CCOCHNHHOCH2NHNHCHCHCH3CH2CH3COOOOCH2CH2SO

18、OH鵝膏覃堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)（三）天然存在的活性肽主要有：肽類(lèi)激素、肽類(lèi)抗生素和肽類(lèi)毒素。有關(guān)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(yè)/共148頁(yè)+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(gè)氨基酸有差別，生理功能差別極大。第61頁(yè)/共148頁(yè)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(xì)菌分泌的多肽，含有由細(xì)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(jiàn)氨基酸，如鳥(niǎo)氨酸（見(jiàn)氨基酸，如鳥(niǎo)氨酸（Ornithine, Ornithine, 縮寫(xiě)為縮寫(xiě)為 OrnOrn）。）。 第62頁(yè)/共148頁(yè)第63頁(yè)/共148頁(yè)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(cè)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(jìn)行鑒定。第64頁(yè)/共148頁(yè)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(diǎn)是丹磺酰-氨基酸有很強(qiáng)的熒光吸收，檢測(cè)靈敏度可以達(dá)到

21、110-9mol,比DNFB法靈敏100倍。第65頁(yè)/共148頁(yè) （3）異硫氰酸苯酯(PITC)法: N末端氨基酸生成相應(yīng)的PTH（苯乙內(nèi)酰硫脲）AA，并脫離肽鏈，可連續(xù)測(cè)定N末端氨基酸，廣泛應(yīng)用于肽鏈的的氨基酸序列測(cè)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(gè)水解肽鏈，釋放氨基酸。根據(jù)不同的反應(yīng)時(shí)間測(cè)出酶水解所釋放出的氨基酸種類(lèi)和數(shù)量，按反應(yīng)時(shí)間和氨基酸殘基釋放量作動(dòng)力學(xué)曲線，可以確定蛋白質(zhì)的N-末端殘基。第66頁(yè)/共148頁(yè)2.C-末端的測(cè)定 （1）還原法。C末端氨基酸可用硼氫化鋰還原生成相應(yīng)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(wú)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?yīng)的酰肼化合物。肼化物能夠與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(huì)變成鳥(niǎo)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(yè)/共148頁(yè) （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(shí)間間隔取樣，用紙層析測(cè)定釋放出來(lái)的氨基酸，根據(jù)氨基酸的量與時(shí)間的關(guān)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(lái)自胰臟；C來(lái)自柑桔葉；Y來(lái)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(lái)測(cè)定C末端氨基酸外，還可以用來(lái)測(cè)定氨基酸的排列順序。第68頁(yè)/共148頁(yè)（三）二硫橋的斷裂 巰基化合物還原法過(guò)甲酸氧化法第69頁(yè)/共148頁(yè)（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(cè)定氨基酸。目前用氨基酸自動(dòng)分析儀，24小時(shí)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(lèi)的蛋白質(zhì)，

24、其氨基酸組成相差很大。第70頁(yè)/共148頁(yè)（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(xué)水解法將蛋白質(zhì)水解成肽段第71頁(yè)/共148頁(yè)第72頁(yè)/共148頁(yè) 溴化氰斷裂法第73頁(yè)/共148頁(yè)第74頁(yè)/共148頁(yè)羥胺斷裂法：斷裂Asn-Gly之間的肽鍵，但專(zhuān)一性不強(qiáng)，也可以斷裂Asn-Leu和Asn-Ala之間的鍵.第75頁(yè)/共148頁(yè) 1.Edman化學(xué)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(zhǔn)確度為99%，經(jīng)60次循環(huán)，準(zhǔn)確度為：0.990.996060=0.54=0.54(六)肽段氨基

25、酸序列的測(cè)定第76頁(yè)/共148頁(yè)第77頁(yè)/共148頁(yè) 2.降解法：可用氨肽酶和羧肽酶，只能測(cè)出末端的幾個(gè)氨基酸。羧肽酶Y可作用于任何氨基酸，有可能以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出新的氨基酸的順序測(cè)定儀。 3.根據(jù)核苷酸序列推定法：分離mRNA，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄測(cè)定cDNA的核苷酸序列, 再用遺傳密碼推定氨基酸序列。第78頁(yè)/共148頁(yè) 4.質(zhì)譜法：可分析微量的肽鏈，短肽在第一臺(tái)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(tái)質(zhì)譜儀中測(cè)出各個(gè)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(xué)中應(yīng)用廣泛，但不能區(qū)分亮氨酸和異亮氨酸。第79頁(yè)/共148頁(yè)第80頁(yè)/共148頁(yè)(七)肽段在多肽鏈中

26、次序的決定肽段第81頁(yè)/共148頁(yè)(八)二硫橋位置的確定用對(duì)角線電泳法第82頁(yè)/共148頁(yè)第83頁(yè)/共148頁(yè)(九)蛋白質(zhì)測(cè)序舉例（胰島素的序列測(cè)定）第84頁(yè)/共148頁(yè) 第85頁(yè)/共148頁(yè)第86頁(yè)/共148頁(yè)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(jìn)化細(xì)胞色素C的物種差異第87頁(yè)/共148頁(yè)第88頁(yè)/共148頁(yè)第89頁(yè)/共148頁(yè)第90頁(yè)/共148頁(yè)（二）同源蛋白質(zhì)具有共同的進(jìn)化起源1.血紅素蛋白與肌紅蛋白第91頁(yè)/共148頁(yè)第92頁(yè)/共148頁(yè)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(jìn)化和趨異進(jìn)化兩

27、種機(jī)制。 2.絲氨酸蛋白酶類(lèi):顯示明顯的序列同源性。第93頁(yè)/共148頁(yè)（三）血液凝固與氨基酸序列的局部斷裂1.血液凝固中的級(jí)聯(lián)過(guò)程12中蛋白質(zhì)凝血因子有7種是絲氨酸蛋白酶*第94頁(yè)/共148頁(yè)與Ca2+結(jié)合促進(jìn)凝血酶原與血小板膜結(jié)合，起始凝血酶原的激活第95頁(yè)/共148頁(yè)帶凈負(fù)電荷帶凈負(fù)電荷第96頁(yè)/共148頁(yè)第97頁(yè)/共148頁(yè)第98頁(yè)/共148頁(yè)第99頁(yè)/共148頁(yè)氨基和羧基的保護(hù)第100頁(yè)/共148頁(yè)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(yè)/共148頁(yè)（二）固相肽合成第102頁(yè)/共148頁(yè)第103頁(yè)/

28、共148頁(yè)第104頁(yè)/共148頁(yè) 基本要求1.掌握蛋白質(zhì)的分類(lèi)和功能多樣性；2.掌握肽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本性質(zhì)；3.熟悉蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法；4.掌握蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能的關(guān)系，熟悉有關(guān)的典型例子。5.熟悉蛋白質(zhì)人工合成的基本步驟。第105頁(yè)/共148頁(yè)作業(yè)題作業(yè)題1.第194頁(yè)第1題；2.第194頁(yè)第2題；3.第195頁(yè)第3題；4.第195頁(yè)第4題；5.第195頁(yè)第8題；6.第196頁(yè)第10題。第106頁(yè)/共148頁(yè)第107頁(yè)/共148頁(yè)(一)X射線衍射法第108頁(yè)/共148頁(yè)基本規(guī)律：X射線穿過(guò)原子平面層時(shí)，當(dāng)光程差等于波長(zhǎng)的倍數(shù)，反射波可以互相疊加形成衍射斑點(diǎn)。如圖5-2所示，光程

29、差等于2dsin,上述規(guī)律可總結(jié)為Bragg方程： 2dsin=n(n=1, 2, 3)第109頁(yè)/共148頁(yè)第110頁(yè)/共148頁(yè)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(yè)/共148頁(yè)圓偏振光可看成是相位相差90o的兩個(gè)平面偏振光疊加而成，若左、右圓偏振光因被測(cè)物的吸收而振幅不同，二者疊加會(huì)形成橢圓偏振光。橢圓率=短軸/長(zhǎng)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(yè)/共148頁(yè)第113頁(yè)/共148頁(yè)第114頁(yè)/共148頁(yè)（三）疏水作用(熵效應(yīng))（四）鹽鍵（五）二硫鍵（一）氫鍵（二）范德華力定向效應(yīng) 誘

30、導(dǎo)效應(yīng) 分散效應(yīng)第115頁(yè)/共148頁(yè)（一）酰胺平面與-碳原子的二面角（和）： 規(guī)定鍵兩側(cè)基團(tuán)為順式排列時(shí)為0o，從C沿鍵軸方向觀察，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度為正值。第116頁(yè)/共148頁(yè)（二）可允許的和：拉氏構(gòu)象圖第117頁(yè)/共148頁(yè)由印度學(xué)者Ramachandran制作第118頁(yè)/共148頁(yè)四、二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式(一)螺旋1.螺旋的結(jié)構(gòu) 多肽鏈中的各個(gè)肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為0.54nm,含3.6個(gè)氨基酸殘基；兩個(gè)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(gè)氨基酸殘基的酰胺基團(tuán)的-NH基與其后第四個(gè)氨基酸

31、殘基酰胺基團(tuán)的-CO基形成氫鍵。 蛋白質(zhì)分子為右手-螺旋。第119頁(yè)/共148頁(yè)第120頁(yè)/共148頁(yè)*3.613螺旋第121頁(yè)/共148頁(yè)2.螺旋的偶極矩和帽化第122頁(yè)/共148頁(yè)3.螺旋的手性第123頁(yè)/共148頁(yè)4.影響螺旋形成的因素：R基太小使鍵角自由度過(guò)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(yè)/共148頁(yè)5.其他類(lèi)型的螺旋4.416螺旋第125頁(yè)/共148頁(yè)(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(guò)鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折疊構(gòu)象。兩個(gè)氨基酸之間的軸心距為0.35nm； -折疊結(jié)構(gòu)

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(zhǎng)軸接近垂直。第126頁(yè)/共148頁(yè)-折疊有兩種類(lèi)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(yè)/共148頁(yè)第128頁(yè)/共148頁(yè)第129頁(yè)/共148頁(yè) -轉(zhuǎn)角由四個(gè)氨基酸殘基組成，彎曲處的第一個(gè)氨基酸殘基的 -C=O 和第四個(gè)殘基的 N-H 之間形成氫鍵，形成一個(gè)不很穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。 這類(lèi)結(jié)構(gòu)主要存在于球狀蛋白分子中。第130頁(yè)/共148頁(yè)(四)無(wú)規(guī)卷曲 無(wú)一定的規(guī)則,但對(duì)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(yè)/共148頁(yè)五、纖維狀蛋白質(zhì)第132頁(yè)/共148頁(yè)(一)-角蛋白纖絲纖絲第133頁(yè)/共148頁(yè)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(yè)/共148頁(yè)第135頁(yè)/共148頁(yè)第136頁(yè)/共148頁(yè)第137頁(yè)/共148頁(yè)第138頁(yè)/共148頁(yè)第139頁(yè)/共148頁(yè)(三) 膠原蛋白： 膠原蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)是由三條肽鏈組成的三股螺旋，這是一種右手超螺旋結(jié)構(gòu)。螺距為8.6nm，每圈每股包含30個(gè)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(gè)殘基,每一殘基沿軸向的距離為0.29nm。一級(jí)結(jié)構(gòu)分析表明，肽鏈的96%都是按三聯(lián)體的重復(fù)順序：(g1y-x

34、-y)n(g1y-x-y)n排列而成。Gly數(shù)目占?xì)埢倲?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(yè)/共148頁(yè)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(cuò)位，首尾相接，并行排列組成纖維束。這樣通過(guò)14錯(cuò)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(yè)/共148頁(yè)第142頁(yè)/共148頁(yè)第143頁(yè)/共148頁(yè) 膠原蛋白屬于結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，使骨、腱、軟骨和皮膚具有機(jī)械強(qiáng)度。膠原蛋白至少包括四種類(lèi)型，稱(chēng)膠原蛋白I、和。腱的膠原纖維具有很高的抗張強(qiáng)度(tensile strength)，約為20-30kgmm2，相當(dāng)于12號(hào)冷拉鋼絲的拉力。骨鉻中的膠原纖維周?chē)帕兄u基磷灰石(hydroxyapatite，Ca10(PO4)6(OH)2）結(jié)晶。脊椎動(dòng)物的皮膚含有編織比較疏松，向各個(gè)方向伸展的膠原纖維。血管亦含有膠原纖維。基底膜蛋白聚糖基底膜蛋白聚糖層黏連蛋白層黏連蛋白巢蛋白巢蛋白第144頁(yè)/共148頁(yè)第145頁(yè)/共148頁(yè)第146頁(yè)/共148頁(yè)吡啶啉是由一個(gè)原膠原的N末端區(qū)和另一個(gè)相鄰的原膠原的C末端區(qū)之間形成。隨著年齡的增長(zhǎng)，膠原蛋白之間的交聯(lián)鍵會(huì)增多。第147頁(yè)/共148頁(yè)