王镜岩-生物化学-第4章_蛋白质的共价结构

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1、蛋白质蛋白质 （ProteinProtein）1838年，年，J. J. Berzelius提出，由提出，由proteios衍生而来衍生而来 第一重要，首要的物质第一重要，首要的物质l蛋白质存在于蛋白质存在于所有所有生物细胞中，是生物细胞中，是构成生物体最基本的结构物质和功构成生物体最基本的结构物质和功能物质。能物质。l蛋白质是生命活动的物质基础，参蛋白质是生命活动的物质基础，参与了几乎所有的生命活动过程。与了几乎所有的生命活动过程。一、蛋白质通论一、蛋白质通论、蛋白质的含氮量、蛋白质的含氮量v 蛋白氮占生物组织所有含氮物质的绝大部分。蛋白氮占生物组织所有含氮物质的绝大部分。v 大多数蛋白质含

2、氮量接近于大多数蛋白质含氮量接近于16%16% 蛋白质含量蛋白质含量 = = 每克样品中含氮的克数每克样品中含氮的克数 6.256.25v凯氏定氮法凯氏定氮法、蛋白质的分类、蛋白质的分类（1 1）、依据外形分类）、依据外形分类 球状蛋白质：球状蛋白质：globular protein 纤维状蛋白质纤维状蛋白质：fibrous protein 膜蛋白质膜蛋白质：membrane protein （2 2）、依据蛋白质的组成分类）、依据蛋白质的组成分类 简单蛋白简单蛋白 simple protein 单纯蛋白，仅由氨基酸组成单纯蛋白，仅由氨基酸组成 结合蛋白结合蛋白 conjugated prot

3、ein由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成简简单单蛋蛋白白 清蛋白和球蛋白清蛋白和球蛋白 albumin and globulin 广泛存在于动物组织广泛存在于动物组织 谷蛋白和醇溶谷蛋白谷蛋白和醇溶谷蛋白 glutelin and prolamin 植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸/ /碱碱 精蛋白和组蛋白精蛋白和组蛋白 碱性蛋白存在于细胞核碱性蛋白存在于细胞核 硬蛋白硬蛋白 结结合合蛋蛋白白 色蛋白：色蛋白：简单蛋白简单蛋白+ +色素物质色素物质 糖蛋白：糖蛋白：简单蛋白简单蛋白+ +糖类物质糖类物质 脂蛋白：脂蛋白：简单蛋白简单

4、蛋白+ +脂类结合脂类结合 核蛋白核蛋白：简单蛋白：简单蛋白+ +核酸核酸（二）、蛋白质的大小与分子量（二）、蛋白质的大小与分子量 蛋白质是分子量很大的生物分子蛋白质是分子量很大的生物分子 对任一种给定的蛋白质，其所有分子在对任一种给定的蛋白质，其所有分子在AAAA组成和顺序组成和顺序以及肽链的长度方面都应是相同的，即所谓均一的蛋以及肽链的长度方面都应是相同的，即所谓均一的蛋白质。白质。l蛋白质与多肽无严格的界线蛋白质与多肽无严格的界线 通常将通常将6000Dr6000Dr以上的多肽称为蛋白质。以上的多肽称为蛋白质。l蛋白质分子量变化范围很大蛋白质分子量变化范围很大蛋白质蛋白质月示月示胨胨多肽

5、多肽肽肽AAAA 1*104 5*103 2*103 1000 200 100 -500（三）蛋白质构象和结构的组织层次（三）蛋白质构象和结构的组织层次蛋蛋白白质质的的结结构构层层次次一级结构一级结构二级结构二级结构超二级结构超二级结构结构域结构域三级结构三级结构四级结构四级结构高级结构高级结构空间构象空间构象示示例例（四）、蛋白质功能的多样性（四）、蛋白质功能的多样性 1. 1. 催化功能催化功能- -酶酶 2. 2. 调节功能调节功能- -激素、基因调控因子激素、基因调控因子 3. 3. 转运功能转运功能- -膜转运蛋白、血红膜转运蛋白、血红/ /血清蛋白血清蛋白 4. 4. 贮存功能贮存

6、功能- -乳、蛋、谷蛋白乳、蛋、谷蛋白 5. 5. 运动功能运动功能- -鞭毛、肌肉蛋白鞭毛、肌肉蛋白 6. 6. 结构成分结构成分- -皮、毛、骨、牙、细胞骨架皮、毛、骨、牙、细胞骨架 7. 7. 支架作用支架作用- -接头蛋白接头蛋白 8. 8. 防御功能防御功能- -免疫球蛋白免疫球蛋白 9. 9. 异常功能异常功能AA-NHAA-NH2 2与另一与另一AA-COOHAA-COOH间失水形成的酰胺键间失水形成的酰胺键称肽键，所形成的化合物称肽。称肽键，所形成的化合物称肽。l由两个由两个AAAA组成的肽称为二肽。组成的肽称为二肽。l由多个由多个AAAA组成的肽则称为多肽。组成的肽则称为多肽

7、。l组成多肽的组成多肽的AAAA单元称为氨基酸残基。单元称为氨基酸残基。CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽键 多肽链中多肽链中AAAA残基按一定顺序排列：氨基酸顺序残基按一定顺序排列：氨基酸顺序 含游离含游离 - -氨基的一端：氨基端或氨基的一端：氨基端或N-N-端端 含游离含游离 - -羧基的一端：羧基端或羧基的一端：羧基端或C-C-端端 AAAA顺序是从顺序是从N-N-端开始以端开始以C-C-端氨基酸残基为终点端氨基酸残基为终点 如上述五肽：

8、如上述五肽：Ser-Val-Tyr-Asp-GlnSer-Val-Tyr-Asp-Gln（一）、肽和肽键的结构（一）、肽和肽键的结构肽键中肽键中C-NC-N键有部分键有部分 双键性质双键性质 不能自由旋转不能自由旋转组成肽键原子处于组成肽键原子处于 同一平面（肽平面）同一平面（肽平面）键长及键角一定键长及键角一定大多数情况以反式大多数情况以反式 结构存在结构存在共价主链共价主链 肽末端肽末端-羧基羧基pKa值比游离值比游离AA中的大。中的大。 肽末端肽末端-氨基氨基pKa值比游离值比游离AA中的小。中的小。 等电点（两性）。等电点（两性）。 酸碱性质取决于：酸碱性质取决于： -羧基、羧基、-氨

9、基、侧链基团的解离氨基、侧链基团的解离 具有双缩脲反应具有双缩脲反应Pr特有的反应。特有的反应。（三）、（三）、 天然存在的重要多肽天然存在的重要多肽NHCOCH2NHCOCHNHCOCH3CHCHOHCH2OHCHHNCNHCHCNHCH2CCOCHNHHOCH2NHNHCHCHCH3CH2CH3COOOOCH2CH2SOOH鹅膏覃碱的化学结构CysTyrILeGlnAsnCysProLeuGlyNH2SS牛催产素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加压素三、蛋白质一级结构的测定三、蛋白质一级结构的测定什么是什么是PrPr的一级结构？的一级结构？蛋白质中氨基酸的

10、排列顺序。 1.1.样品必需纯（样品必需纯（97%97%以上）以上） 2.2.知道蛋白质的分子量知道蛋白质的分子量 3.3.知道蛋白质由几个亚基组成知道蛋白质由几个亚基组成 4.4.测定蛋白质的测定蛋白质的AAAA组成并根据分子量组成并根据分子量 计算每种计算每种AAAA的个数的个数 5.5.测定水解液中的氨量计算酰胺的含量测定水解液中的氨量计算酰胺的含量前提前提（一）、蛋白质测序策略（一）、蛋白质测序策略(1) 测定蛋白质分子中多肽链的数目测定蛋白质分子中多肽链的数目 通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋白质分子量通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋白质分子量之间的关系，即可确定多肽链的数目。之

11、间的关系，即可确定多肽链的数目。（一）、蛋白质测序策略（一）、蛋白质测序策略(2)(2) 多肽链的拆分多肽链的拆分（一）、蛋白质测序策略（一）、蛋白质测序策略 几条多肽链借助非共价键连接在一起，称为寡聚蛋几条多肽链借助非共价键连接在一起，称为寡聚蛋白质，血红蛋白为四聚体，烯醇化酶为二聚体。白质，血红蛋白为四聚体，烯醇化酶为二聚体。 可用可用8mol/L8mol/L尿素或尿素或6 6mol/Lmol/L盐酸胍处理，即可分开多盐酸胍处理，即可分开多肽链肽链( (亚基亚基) )。（一）、蛋白质测序策略（一）、蛋白质测序策略(3)(3) 断开二硫键断开二硫键 在在8mol/L8mol/L尿素或尿素或6