生物化学蛋白质d12

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1、l第一节第一节 蛋白质通论蛋白质通论l第二节第二节 蛋白质组成蛋白质组成l第四章第四章 蛋白质结构蛋白质结构l第四节第四节 几种重要的蛋白质类型几种重要的蛋白质类型 l第五章第五章 蛋白质的性质蛋白质的性质l第六节第六节 蛋白质的结构和功能的关系蛋白质的结构和功能的关系 蛋白质存在于所有蛋白质存在于所有的生物细胞中，是的生物细胞中，是构成生物体最基本构成生物体最基本的结构物质和功能的结构物质和功能物质。物质。蛋白质是生命活动蛋白质是生命活动的物质基础，它参的物质基础，它参与了几乎所有的生与了几乎所有的生命活动过程命活动过程。第一节第一节 蛋白质通论蛋白质通论一、蛋白质化学研究史一、蛋白质化学研

2、究史18381838年年 MullerMuller研究了血清、蛋清、蚕丝等物质的元素组成后研究了血清、蛋清、蚕丝等物质的元素组成后,发现它发现它 们均可以用们均可以用C C4040H H6262N N1010O O1212 来表示来表示,命名为命名为Protein(Protein(意为意为to to take the first place),take the first place),并发展成并发展成 基团基团 学说学说 1919世纪末世纪末 从蛋白质水解产物分离得到了从蛋白质水解产物分离得到了1313种氨基酸种氨基酸,基团学说消声匿迹基团学说消声匿迹19021902年年 FischerFi

3、scher同同HofmeisteHofmeiste时提出肽键理论时提出肽键理论19241924年年 Svedberg Svedberg 发明超离心机发明超离心机19301930年年代代 BergmannBergmann合成出只含合成出只含L L型氨基酸的多肽型氨基酸的多肽19501950年年 PaulingPauling提出蛋白质的二级结构的基本单位：提出蛋白质的二级结构的基本单位：-螺旋和螺旋和-折叠折叠19531953年年 SangerSanger确定了牛胰岛素的一级结构确定了牛胰岛素的一级结构19581958年年 Perutz&KendrewPerutz&Kendrew用用X X光衍射法

4、确定了肌红蛋白的立体结构光衍射法确定了肌红蛋白的立体结构19611961年年 AnfinsenAnfinsen证明蛋白质的一级结构决定其立体结构证明蛋白质的一级结构决定其立体结构19801980年年代代 蛋白质工程的兴起蛋白质工程的兴起19971997年年 蛋白组研究的概念蛋白组研究的概念19991999年年 蛋白质芯片技术出现蛋白质芯片技术出现l1 1、依据蛋白质的外形分类、依据蛋白质的外形分类l按照蛋白质的外形可分为球状蛋白质和纤维状蛋白质。l球状蛋白质：球状蛋白质：globular proteinglobular protein外形接近球形或椭圆形，溶解性较好，能形成结晶，大多数蛋白质属

5、于这一类。l纤维状蛋白质纤维状蛋白质：fibrous proteinfibrous protein分子类似纤维或细棒。它又可分为可溶性纤维可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。l按照蛋白质的组成，可以分为按照蛋白质的组成，可以分为:l简单蛋白简单蛋白(simple protein)(simple protein)l结合蛋白结合蛋白(conjugated protein)(conjugated protein)l 又称为单纯蛋白质；又称为单纯蛋白质；这类蛋白质只含由这类蛋白质只含由-氨基酸组氨基酸组成的肽链成的肽链，不含其它成分。，不含其它成分。lA A、清蛋白和球

6、蛋白：、清蛋白和球蛋白：albumin and globulin广泛存在于广泛存在于动物组织中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易动物组织中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。溶于稀酸中。lB B、谷蛋白、谷蛋白(glutelin)和醇溶谷蛋白和醇溶谷蛋白(prolamin)：植物蛋：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀碱中，后者可溶于白，不溶于水，易溶于稀酸、稀碱中，后者可溶于70708080乙醇中。乙醇中。lC C、精蛋白和组蛋白：碱性蛋白质，存在与细胞核中。、精蛋白和组蛋白：碱性蛋白质，存在与细胞核中。lD D、硬蛋白：存在于各种软骨、腱、毛、发、丝等组织、硬蛋白：存在于各种软

7、骨、腱、毛、发、丝等组织中，分为角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。中，分为角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。l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，lA A、色蛋白、色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成：由简单蛋白与色素物质结合而成。如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。lB B、糖蛋白、糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成：由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞膜中的糖蛋白等。lC C、脂蛋白、脂蛋白：由简单蛋白与脂类结合而成：由简单蛋白与脂类结合而成。如血清-，-脂蛋白等。lD D、核蛋白、核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。：由简单蛋白与核酸结合而成。如细胞核中的核

8、糖核蛋白等。lE、金属蛋白、金属蛋白 由蛋白质和金属组成，如：铁硫蛋白、细胞色素等。lF、磷蛋白、磷蛋白 由磷酸和蛋白质组成。如：胃蛋白酶、酪蛋白等。1、催化功能、催化功能 酶酶 （淀粉酶）（淀粉酶）2、调节功能、调节功能 激素（胰岛素）激素（胰岛素）3、运动功能、运动功能 肌球蛋白肌球蛋白4、运输功能、运输功能 血红蛋白血红蛋白5、防御功能、防御功能 免疫球蛋白免疫球蛋白6、营养功能、营养功能 酪蛋白酪蛋白7、结构成分、结构成分 胶原蛋白胶原蛋白 8、支架作用、支架作用 微管蛋白微管蛋白9、异常功能、异常功能 甜蛋白（应乐果蛋白）甜蛋白（应乐果蛋白）返回第二节、蛋白质的组成l大量元素大量元素

9、lC 5055%lH 6-8%lO 20-23%lN 15-18%lS 0-4%l微量元素lFe Cu MnlZn Co MglI l 除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下结构除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下结构通式。通式。各种氨基酸的区别在于侧链各种氨基酸的区别在于侧链R R基的不同。基的不同。2020种基种基本氨基酸按本氨基酸按R R的极性可分为非极性氨基酸、极性的极性可分为非极性氨基酸、极性性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。COOHCHH2NR-氨基酸氨基酸可变部可变部分分不变部不变部分分甘氨酸甘氨酸 Glycine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸H2NCH

10、CHOHO 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸H2NCH CCH3OHO甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine缬氨酸缬氨酸 Valine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸H2NCH CCHOHOCH3CH3甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine缬氨酸缬氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸H2NCH CCH2OHOCH CH3CH3 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine缬氨酸缬氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine异亮氨酸异亮氨酸 Ileucine 脂

11、肪族氨基酸脂肪族氨基酸H2NCH CCHOHOCH3CH2CH3甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine缬氨酸缬氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine异亮氨酸异亮氨酸 Ileucine脯氨酸脯氨酸 Proline 亚氨基酸亚氨基酸HNCOHO 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine缬氨酸缬氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine异亮氨酸异亮氨酸 Ileucine脯氨酸脯氨酸 Proline甲硫氨酸甲硫氨酸 Methionine 含硫氨基酸含硫氨基酸H2NCHCCH2OHOCH2SCH3 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanin

12、e缬氨酸缬氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine异亮氨酸异亮氨酸 Ileucine脯氨酸脯氨酸 Proline甲硫氨酸甲硫氨酸 Methionine半胱氨酸半胱氨酸 Cysteine 含硫氨基酸含硫氨基酸H2NCH CCH2OHOSH 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸PhenylalanineH2NCHCCH2OHO 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸酪氨酸TyrosineH2NCHCCH2OHOOH 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸酪氨酸Tyrosine色氨酸色氨酸 TrytophanH2NCHCC

13、H2OHOHN 碱性氨基酸碱性氨基酸精氨酸精氨酸 ArginineH2NCHCCH2OHOCH2CH2NHCNH2NH 碱性氨基酸碱性氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine赖氨酸赖氨酸 LysineH2NCH CCH2OHOCH2CH2CH2NH2 碱性氨基酸碱性氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine赖氨酸赖氨酸 Lysine组氨酸组氨酸 HistidineH2NCH CCH2OHONNH 天冬氨酸天冬氨酸 Aspartate 酸性氨基酸酸性氨基酸H2NCH CCH2OHOCOHO天冬氨酸天冬氨酸 Aspartate 谷氨酸谷氨酸 Glutamate 酸性氨基酸酸性氨基酸H2NCH CCH2OHO

14、CH2COHO 丝氨酸丝氨酸 Serine 含羟基氨基酸含羟基氨基酸H2NCH CCH2OHOOH丝氨酸丝氨酸 Serine 苏氨酸苏氨酸 Threonine 含羟基氨基酸含羟基氨基酸H2NCH CCHOHOOHCH3 天冬酰胺天冬酰胺 Asparagine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸H2NCH CCH2OHOCNH2O 天冬酰胺天冬酰胺 Asparagine谷酰胺谷酰胺 Glutamine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸H2NCHCCH2OHOCH2CNH2Ol在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为不常见蛋白质氨基酸。为不常见蛋白质氨基酸。l这

15、些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。l其中重要的有其中重要的有4-4-羟基脯氨酸、羟基脯氨酸、5-5-羟基赖氨酸、羟基赖氨酸、N-N-甲基甲基赖氨酸、和赖氨酸、和3,5-3,5-二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白质氨二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白质氨基酸的结构如下。基酸的结构如下。NHHOCOOH4-羟基脯氨酸H2NCH2CHCH2CH2CHCOOHOHNH25-羟基赖氨酸NH2CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH6-N-甲基赖氨酸HOIICH2CHCOOHNH23,5-二碘酪氨酸 l高丝氨酸l高半胱氨酸l瓜氨酸l鸟氨酸一般物理性质一般物理性质

16、l 无色晶体，熔点较高（无色晶体，熔点较高（200200一一300300），水中溶解度各不同，取决于侧链。水中溶解度各不同，取决于侧链。l 在紫外有特征吸收的仅三个芳香族的在紫外有特征吸收的仅三个芳香族的氨基酸氨基酸TrpTrp、TyrTyr、Phe,Phe,利用这一特点，利用这一特点，可以通过测定可以通过测定280nm280nm处的紫外吸收值的方处的紫外吸收值的方法对蛋白溶液进行定量。法对蛋白溶液进行定量。l除甘氨酸外，氨基酸均含有一个手性除甘氨酸外，氨基酸均含有一个手性-碳原子，因此都具有旋光性碳原子，因此都具有旋光性。l比旋光度是氨基酸的重要物理常数之比旋光度是氨基酸的重要物理常数之一，

17、是鉴别各种氨基酸的重要依据一，是鉴别各种氨基酸的重要依据 L-amino acidD-amino acidL和D型氨基酸（1 1）氨基酸的离解性质氨基酸的离解性质 氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离的羧基或氨基形式存在，而是是以游离的羧基或氨基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离子中，氨基离解成两性离子。在两性离子中，氨基是以质子化是以质子化(-NH(-NH3 3+)形式存在，羧基是以形式存在，羧基是以离解状态离解状态(-COO(-COO-)存在存在l在不同的在不同的pHpH条件下，两性离子的状态也条件下，两性离子的状态也随之发生变化。随之发生变化。

18、COO-CHH3N+R-pK1+H+H+COOHCHH3N+RH+H+pK2-COO-CHH2NRPH 1 7 10净电荷+1 0 -1 正离子 两性离子 负离子 等电点PIl 当溶液浓度为某一当溶液浓度为某一pHpH值时，氨基酸分子中所含的值时，氨基酸分子中所含的-NHNH3 3+和和-COO-COO-数目正好相等，净电荷为数目正好相等，净电荷为0 0。这一。这一pHpH值即为值即为氨基酸的等电点，简称氨基酸的等电点，简称p pI I。在等电点时，氨基酸既不。在等电点时，氨基酸既不向正极也不向负极移动，即氨基酸处于两性离子状态。向正极也不向负极移动，即氨基酸处于两性离子状态。l 等电点的计算

19、等电点的计算 l 侧链不含离解基团的中性氨基酸，其等电点是它侧链不含离解基团的中性氨基酸，其等电点是它的的p pK K1 1和和p pK K2 2的算术平均值：的算术平均值：p pI I=(p=(pK K1 1+p pK K2 2)/2)/2 l 同样，对于侧链含有可解离基团的氨基酸，其同样，对于侧链含有可解离基团的氨基酸，其p pI I值也决定于两性离子两边的值也决定于两性离子两边的p pK K值的算术平均值。值的算术平均值。l 酸性氨基酸：酸性氨基酸：p pI I=(p=(pK K1 1+p+pK KR-COOR-COO-)/2)/2 l 硷性氨基酸：硷性氨基酸：p pI I=(p=(pK

20、 K2 2+p+pK KR-NH2 R-NH2)/2)/2（六）1-氨基参与的反应氨基参与的反应pK2 H+COO-CH2NH2COO-CH2NH3+COO-CH2NHCH2OHHCHOHCHOCOO-CH2NH(CH2OH)2用途用途：可以用来直接测定氨基酸的浓度。可以用来直接测定氨基酸的浓度。（六）1-氨基参与的反应氨基参与的反应用途用途：范斯来克法定量测定氨基酸的基本反应范斯来克法定量测定氨基酸的基本反应。NH2R-CH-COOH+HNO2 OHR-CH-COOH+N2+H2O（六）1-氨基参与的反应氨基参与的反应用途用途：用于保护氨基以及肽链的氨基端测定等用于保护氨基以及肽链的氨基端测

21、定等。R1CXO+H2NCHCOO-R2X=-Cl,OH,-OCOROH-CHCOO-R2R1CHNO（六）、1-氨基参与的反应氨基参与的反应用途用途：是鉴定多肽是鉴定多肽N-N-端氨基酸的重要方法端氨基酸的重要方法。CH2CH2ClS:R1S+R1CH2CH2ClH2NCHCOO-R2R1SCH2NHCH(R2)COO-（六）、1-氨基参与的反应氨基参与的反应用途用途：是多种酶促反应的中间过程。HOCH2CHNH2COOH+CH2OPO3-CCH2OHO+H+2CH2OPO3-CCH2OHN+HHOCH2CHCOOH+H2O（六）、1-氨基参与的反应氨基参与的反应用途用途：酶催化的反应。酶催

22、化的反应。RCHCOO-NH3+RCHCOO-O+NH4+CHCOO-NH3+CH2CH2COO-+CH3COCOO-CH3CCOO-NH3+CCOO-CH2CH2COO-O（六）、氨基酸与碱作用生成相应的盐。氨基酸的碱金属盐能溶于水,而重金属盐则不溶于水。（1 1）成盐反应）成盐反应用途用途：识别溶液 食品等里有无重金属的存在（六）、1 11-氨基参与的反应氨基参与的反应用途用途：是合成氨基酸酰基衍生物的重要中间体是合成氨基酸酰基衍生物的重要中间体。R2OH+RCHCOO-NH3+H2ORCHCOOR2NH2.HCl（六）、1 1用途用途：这是使氨基酸羧基活化的一个重要反应这是使氨基酸羧基活

23、化的一个重要反应。PCl3,PCl5 or SO Cl2R CHCO O-NH PGRCHCOClNHPG（六）、用途用途：常作为多肽合成活性中间体。常作为多肽合成活性中间体。RCHCOOCH3NHPGRCHCOONHNH2NHPGCH3OHNH2NH2RCHCON3NHPGHNO3H2O,N2（六）、1 1用途用途：酶催化的反应酶催化的反应。CO2+H+RCH2NH2RCHCOO-NH3+（六）、1 1用途用途：常用于氨基酸的定性或定量分析。常用于氨基酸的定性或定量分析。CCCOOO茚三茚三酮酮CCCOOOHOHH2OH2O水合茚三酮水合茚三酮CO2NH2RCHO+CCCOOHOHH2NCH

24、COOHRCCCOOOHOH+2NH3CCCOOCCCOO-NH4+NH2O2+CCCOOOCCCOOHHO（六）、1 1用途用途：是多肽和蛋白质生物合成的基本反应。是多肽和蛋白质生物合成的基本反应。H2NCR1HCOHOH NHCCOOHR2H+H2ONHCCOOHR2HH2NCR1HCO-肽键(1)(1)巯基（巯基（-SH-SH）的性质）的性质1作用：作用：这些反应可用于巯基的保护这些反应可用于巯基的保护。-OOCCHCH2SHNH3+CH2OCClO-OOCCHCH2SNH3+OCCH2OCH2ClCH2-OOCCHCH2SNH3+ICH2CNH2OCH2CNH2O-OOCCHCH2SN

25、H3+(1)(1)巯基（巯基（-SH-SH）的性质）的性质作用：作用：与金属离子的螯合性质可用于体内解毒与金属离子的螯合性质可用于体内解毒。-OOCCHCH2SHNH3+COO-HO-Hg+-OOCCHCH2SNH3+Hg+COO-4侧链基团的化学性质侧链基团的化学性质(1)(1)巯基（巯基（-SH-SH）的性质）的性质作用：作用：可用于可用于比色法定量测定半胱氨酸的含量。H3NCHCH2S-COO-+SSNO2NO2CO2HCO2H+COO-H3NCHCH2SCO2HNO2-S-NO2COO-HS-+硝基苯甲酸二硫化合物硝基苯甲酸二硫化合物(DTNB(DTNB)(1)(1)巯基（巯基（-SH

26、-SH）的性质）的性质作用：作用：氧化还原反应可使蛋白质分子中二硫键形成或端裂氧化还原反应可使蛋白质分子中二硫键形成或端裂。-OOCCHCH2SHNH3+-OOCCHCH2SHNH3+-OOCCHNH3+CH2SSCH2NH3+CH-OOC胱氨酸胱氨酸（2）羟基的性质羟基的性质1作用：可用于修饰蛋白质。作用：可用于修饰蛋白质。-OOCCHCH2OHNH3+FPOCH(CH3)2OOCH(CH3)2+-OOCCHCH2ONH3+POCH(CH3)2OOCH(CH3)2二异丙基氟磷酸二异丙基氟磷酸酯酯（3）咪唑基的性质咪唑基的性质组氨酸含有咪唑基，它的组氨酸含有咪唑基，它的p pK K2 2值为值

27、为6.06.0，在生理条件下具有缓冲作用。在生理条件下具有缓冲作用。l组氨酸中的咪唑基能够发生多种化学反组氨酸中的咪唑基能够发生多种化学反应。可以与应。可以与ATPATP发生磷酰化反应，形成磷发生磷酰化反应，形成磷酸组氨酸，从而使酶活化。酸组氨酸，从而使酶活化。l组氨酸的咪唑基也能发生烷基化反应。组氨酸的咪唑基也能发生烷基化反应。生成烷基咪唑衍生物，并引起酶活性的生成烷基咪唑衍生物，并引起酶活性的降低或丧失降低或丧失作用：作用：。（4 4）甲硫基的性质）甲硫基的性质1作用：作用：。H2NCH(CH2)SCH3COO-+CH3I弱碱H2NCH(CH2)SCH3COO-CH3l1 1、分配柱层析、

28、分配柱层析：支持剂是一些具有亲水性的不溶性物质，如纤维素、淀粉、硅胶等。l2 2、滤纸层析、滤纸层析：l3 3、薄层层析、薄层层析：l4 4、离子交换层析、离子交换层析：阴离子交换树脂-N(CH3)3OH，阳离子交换树脂-SO3Hl5 5、电泳、电泳：l目前氨基酸的合成方法有目前氨基酸的合成方法有5 5种：种：l（1 1）直接发酵法；）直接发酵法；l（2 2）添加前体发酵法；）添加前体发酵法；l（3 3）酶法；）酶法；l（4 4）化学合成法；）化学合成法；l（5 5）蛋白质水解提取法。）蛋白质水解提取法。l通常将直接发酵法和添加前体发酵法通常将直接发酵法和添加前体发酵法统称为发酵法统称为发酵法

29、。l通过通过对菌株的诱变处理，产生的新对菌株的诱变处理，产生的新微生微生物某代谢物在体内积累，从而达到生产物某代谢物在体内积累，从而达到生产的目的。的目的。l直接发酵法以葡萄糖，氨等为原料。直接发酵法以葡萄糖，氨等为原料。l应用直接发酵法生产氨基酸产量最大的应用直接发酵法生产氨基酸产量最大的是谷氨酸，其次是赖氨酸，其余可以生是谷氨酸，其次是赖氨酸，其余可以生产的品种有苏氨酸、异亮氨酸、结氨酸、产的品种有苏氨酸、异亮氨酸、结氨酸、精氨酸。组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜精氨酸。组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸等。氨酸等。l又称为微生物转化法。这种方法使用又称为微生物转化法。这种方法使用葡萄糖作为发酵碳源

30、、能源，再添加葡萄糖作为发酵碳源、能源，再添加特异的前体物质，以避免氨基酸合成特异的前体物质，以避免氨基酸合成途径的反馈抑制作用，经微生物作用途径的反馈抑制作用，经微生物作用将其有效地转化为目的氨基酸。将其有效地转化为目的氨基酸。l目前成功地用邻氨基苯甲酸作为前体，目前成功地用邻氨基苯甲酸作为前体，工业生产色氨酸；用甘氨酸作为前体工业生产色氨酸；用甘氨酸作为前体工业化生产丝氨酸。工业化生产丝氨酸。l用微生物产生的酶作催化剂，直接使用微生物产生的酶作催化剂，直接使底物转化为目标氨基酸。具有工艺简底物转化为目标氨基酸。具有工艺简单，周期短、耗能低、专一性强、收单，周期短、耗能低、专一性强、收率高等

31、特点。率高等特点。l反丁烯二酸反丁烯二酸 NHNH3 3 L-L-天冬氨酸天冬氨酸 HOOCC=CCOOHHHHOOCCH2CHCOOHNH2NH3l天冬氨酸酶lL-天冬氨酸 H2OL-丙氨酸CO2 HOOCCH2CHCOOHNH2CH3CHCOOHNH2CO2天冬氨酸-脱羧酶 -氯氯-L-L-丙氨酸丙氨酸H H2 2S-L-S-L-半胱氨酸半胱氨酸HClHClClCH2CHCOOHNH2H2SHSCH2CHCOOHNH2HCl半胱氨酸脱硫基酶半胱氨酸脱硫基酶l甘氨酸甘氨酸 甲醛甲醛 -L-L-丝氨酸丝氨酸 H2NCH2COOHHCOHHOCH2CHCOOHNH2l丝氨酸转羟甲基酶丝氨酸转羟甲

32、基酶 甘氨酸甘氨酸 乙醛乙醛 L-L-苏氨酸苏氨酸 H2NCH2COOHCH3COHCH3CHCHCOOHNH2OH苏氨酸醛缩酶苏氨酸醛缩酶 醛与氢氰酸和氨反应得到氰氨化物，经醛与氢氰酸和氨反应得到氰氨化物，经水解得到外消旋的氨基酸。水解得到外消旋的氨基酸。-酮酸与氨作用，生成亚胺，再还原成酮酸与氨作用，生成亚胺，再还原成外消旋的氨基酸。外消旋的氨基酸。R C COO-O+NH3(过量)R C COO-NH4+NHH2/PdR CH COO-NH2 此法是先制得此法是先制得-溴代羧酸，再在溴代羧酸，再在封管内或高压釜内和氨气反应得到外消封管内或高压釜内和氨气反应得到外消旋氨基酸。旋氨基酸。RC

33、H2COOH RCHCOOHBr2+P(催化量)NH3RCHCOO-NH3+BrBr2/PBr3(催化量)l丙二酸酯经亚硝化、催化氢化得到乙酰氨基丙二酸酯。在不同反应条件下，可以进一步得到各种氨基酸 l丙二酸酯溴化后与邻苯二甲酰亚胺钾反应得到邻苯二甲酰亚胺基丙二酸酯。它作为中间体，可以进一步与多种试剂发生反应制得不同的氨基酸NKOOOONCH(CO2Et)2CH2(CO2Et)2Br2/CCl4BrCH(CO2Et)22.MeOCH2Cl1.NaOEt2.3.H3O+Tyr(+)PhCH2ClPhe(+)1.NaOEt3.H3O+1.NaOEt2.CH2O或 MeCHO3.H3O+Ser(+)

34、或Thr(+)1.NaOEt2.XCH2COOEt3.H3O+Asp(+)或Asn(+)l通常可以使消旋体与一个具有光学活性的化合物反通常可以使消旋体与一个具有光学活性的化合物反应得到非对映体，然后利用二者的物理或化学性质应得到非对映体，然后利用二者的物理或化学性质的不同进行分离。常用的光学活性化合物有生物碱的不同进行分离。常用的光学活性化合物有生物碱（如马钱子碱）或有机酸（如酒石酸）等。（如马钱子碱）或有机酸（如酒石酸）等。lL-L-氨基酸氨基酸 +纯手性碱（或酸）纯手性碱（或酸）L-L-氨基酸盐氨基酸盐 分离分离lD-D-氨基酸氨基酸 D-D-氨基酸盐氨基酸盐(1)(1)化学法化学法H2N

35、 CCOOHRHH CCOOHRNH2L-氨基酸D-氨基酸(CH3C)2OOH CCOOHRNH C CH3OHN CCOOHRHCCH3O酰化酶L-氨基酸H2N CCOOHRHH CCOOHRNH C CH3O乙酰-D-氨基酸消旋化氨基酸 乙酰化产物 易分离的混合物l不对称加成途径不对称加成途径通过加成试剂（一般是加氢）的选择性加成而实现的合成途径,例如Corey法合成手性纯氨基酸 （1 1）应用不对称前体合成法）应用不对称前体合成法NY*XH2NOHRCCOHOOH2ONY*XNOCCRO氢化亚联氨基内酯C*HRNY*XHNOCO氢解H2NCHRCOOH*+NY*XOHHl不对称取代途径不

36、对称取代途径l通过试剂（一般是烷基化）的选择性取代而通过试剂（一般是烷基化）的选择性取代而实现的合成途径实现的合成途径 （1 1）应用不对称前体合成法）应用不对称前体合成法SH2NCH2CO2tBuNCO2tBuLDA/THFHMPA/RXCO2tBuNR水解RCO2tBuH2NL-氨基酸(R=PhCH2时，ee%98%)l此法的关键是制备一种具有特殊空间结构的加氢催此法的关键是制备一种具有特殊空间结构的加氢催化剂，这种催化剂能够识别底物分子的潜手性面，化剂，这种催化剂能够识别底物分子的潜手性面，使氢原子只能从一个方向进行加成，得到光学纯异使氢原子只能从一个方向进行加成，得到光学纯异构体。构体

37、。RhHHPCH3PH3CRhHHPP简写式Rh(S,S)-chirphos(H2)l反应基本过程反应基本过程 CR2R1CCOOR3NH R4Rh+PPHHCR2HNCOOHCR1HRhPPHHR1COOHR2HNHCCRhPPHR1COOHR2HNCCHH+l1 1、医药工业、医药工业l 氨基酸输液氨基酸输液l 必需氨基酸：苏氨酸、缬氨酸、亮必需氨基酸：苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸丙氨酸、蛋氨酸l 半必需氨基酸：精氨酸、组氨酸是半必需氨基酸：精氨酸、组氨酸是幼儿所必需的。幼儿所必需的。l1 1，精氨酸：对治疗高氨血症、

38、肝机能障碍等，精氨酸：对治疗高氨血症、肝机能障碍等疾病颇有效果；疾病颇有效果；l2 2，天冬氨酸：钾镁盐可用于恢复疲劳；治疗，天冬氨酸：钾镁盐可用于恢复疲劳；治疗低钾症心脏病、肝病、糖尿病等。低钾症心脏病、肝病、糖尿病等。l3 3，半胱氨酸：能促进毛发的生长，可用于治，半胱氨酸：能促进毛发的生长，可用于治疗秃发症；甲酯盐酸盐可用于治疗支气管炎等；疗秃发症；甲酯盐酸盐可用于治疗支气管炎等；l组氨酸：可扩张血管，降低血压，用于心绞痛，组氨酸：可扩张血管，降低血压，用于心绞痛，心功能不全等疾病的治疗。心功能不全等疾病的治疗。l维生素维生素B B6 6:可采用丙氨酸或天冬氨酸为原料合可采用丙氨酸或天冬

39、氨酸为原料合成。成。l叶酸：需要用谷氨酸为原料合成。叶酸：需要用谷氨酸为原料合成。l氨基酸表面活性剂：酰基谷氨酸钠、十六烷基氨基酸表面活性剂：酰基谷氨酸钠、十六烷基-L-L-赖氨酰赖氨酰-L-L-赖氨酸甲酯二盐酸、月桂酰赖氨酸甲酯二盐酸、月桂酰-L-L-精氨酸乙酯盐酸等具有较强的抗菌杀菌活性，精氨酸乙酯盐酸等具有较强的抗菌杀菌活性，且无刺激性。且无刺激性。l聚合氨基酸：聚谷氨酸甲酯可用于作为合成皮聚合氨基酸：聚谷氨酸甲酯可用于作为合成皮革的表面处理剂；聚天冬氨酸或聚谷氨酸的二革的表面处理剂；聚天冬氨酸或聚谷氨酸的二烷基酯与磷酸高级烷基酯结合得到化合物可作烷基酯与磷酸高级烷基酯结合得到化合物可作

40、为可塑剂，稳定剂等为可塑剂，稳定剂等。l营养强化剂；营养强化剂；l谷氨酸钠味精；谷氨酸钠味精；l天冬氨酸钠：可用于清凉饮料，能增加天冬氨酸钠：可用于清凉饮料，能增加清凉感并使香味浓厚爽口；清凉感并使香味浓厚爽口；l天冬氨酰苯丙氨酸甲酯：甜味素天冬氨酰苯丙氨酸甲酯：甜味素APMAPMl杀虫剂：刀豆氨酸、杀虫剂：刀豆氨酸、5-5-羟色氨酸可使南方毛虫羟色氨酸可使南方毛虫拒食而死；半胱氨酸可杀死黄瓜蝇；甘氨酸乙拒食而死；半胱氨酸可杀死黄瓜蝇；甘氨酸乙酯衍生的二硫代磷酸盐具有较强的杀蚜虫和杀酯衍生的二硫代磷酸盐具有较强的杀蚜虫和杀螨效果；螨效果；l杀菌剂：杀菌剂：N-N-月桂酰缬氨酸可作为治疗稻瘟病；

41、月桂酰缬氨酸可作为治疗稻瘟病；-1-1，4 4环己二烯丙氨酸能抑制黑穗病毒、稻瘟环己二烯丙氨酸能抑制黑穗病毒、稻瘟病等；病等；l除草剂：如除草剂：如N-3,4N-3,4二氮丙氨酸，硫代氨基酸酯二氮丙氨酸，硫代氨基酸酯等；等；l氨基酸能调节皮肤氨基酸能调节皮肤pHpH的变动，对细菌的的变动，对细菌的防护作用，也可作为皮肤、毛发的营养防护作用，也可作为皮肤、毛发的营养成分，增加皮肤、毛发的光泽。成分，增加皮肤、毛发的光泽。l防止皮肤干燥的自然保湿因子的主要成防止皮肤干燥的自然保湿因子的主要成分是甘氨酸、羟基丁氨酸、丙氨酸、天分是甘氨酸、羟基丁氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、丝氨酸等游离氨基酸。冬氨酸、丝氨

42、酸等游离氨基酸。l在化妆品中添加天冬氨酸或其衍生物以在化妆品中添加天冬氨酸或其衍生物以及一些维生素，可防止皮肤老化。及一些维生素，可防止皮肤老化。返回第四章、蛋白质的结构l一个氨基酸的氨基与另一个一个氨基酸的氨基与另一个l氨基酸的羧基之间失水形成氨基酸的羧基之间失水形成l的酰胺键称为的酰胺键称为肽键，肽键，l所形成的化合物称为所形成的化合物称为肽肽。l由两个氨基酸组成的肽称由两个氨基酸组成的肽称l为为二肽二肽，由多个氨基酸组成，由多个氨基酸组成l的肽则称为的肽则称为多肽多肽。l组成多肽的氨基酸单元称为组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基氨基酸残基。CCNCCNCCNCCNCC H2C HC H2

43、C H2C H2C O O-O HC O2HC H2C O N H2O HC H3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnC H3N-端C-端肽键l通常在多肽链的一端含有一个游离的通常在多肽链的一端含有一个游离的-氨基，氨基，称为氨基端或称为氨基端或N-N-端；在另一端含有一个游离的端；在另一端含有一个游离的-羧基，称为羧基端或羧基，称为羧基端或C-C-端。端。l氨基酸的顺序是从氨基酸的顺序是从N-N-端的氨基酸残基开始，以端的氨基酸残基开始，以C-C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。如上述五端氨基酸残基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为：肽可表示为：l Ser-Val

44、-Tyr-Asp-GlnSer-Val-Tyr-Asp-Glnl肽键的特点是氮原子上的孤对电子与羰基具有肽键的特点是氮原子上的孤对电子与羰基具有明显的共轭作用。明显的共轭作用。l组成肽键的原子处于同一平面。组成肽键的原子处于同一平面。l肽键中的肽键中的C-NC-N键具有部分键具有部分双键性质，不能自由旋双键性质，不能自由旋转。转。l在大多数情况下，以反在大多数情况下，以反式结构存在。式结构存在。2、l 肽的二面角肽的二面角l在生物体中，多肽最重要的存在形式是在生物体中，多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位。作为蛋白质的亚单位。l但是，也有许多分子量比较小的多肽以但是，也有许多分子量比较小的

45、多肽以游离状态存在。这类多肽通常都具有特游离状态存在。这类多肽通常都具有特殊的生理功能，常称为活性肽。殊的生理功能，常称为活性肽。l如：脑啡肽；激素类多肽；抗生素类多如：脑啡肽；激素类多肽；抗生素类多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。NHCOCH2NHCOCHNHCOCH3CHCHOHCH2OHCHHNCNHCHCNHCH2CCOCHNHHOCH2NHNHCHCHCH3CH2CH3COOOOCH2CH2SOOH鹅膏覃碱的化学结构CysTyrILeGlnAsnCysProLeuGlyNH2SS牛催产素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加压素 +H

46、3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO-+H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO-Met-脑啡肽脑啡肽 Leu-脑啡肽脑啡肽l l L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-Vall l L-Orn L-Ornl l L-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leul l 短杆菌肽短杆菌肽S(S(环十肽环十肽)l 由细菌分泌的多肽，有时也都含有由细菌分泌的多肽，有时也都含有D-D-氨基酸和氨基酸和一些不常见氨基酸，如鸟氨酸（一些不常见氨基酸，如鸟氨酸（Ornithine,Ornithine,缩写为缩写为 OrnOrn）。）。l（一）、（一）、蛋白质的一蛋白质的一级结构

47、级结构 (Primary structure)l包括组成蛋白质的多肽包括组成蛋白质的多肽链数目链数目.l多肽链的氨基酸顺序，多肽链的氨基酸顺序，l以及多肽链内或链间二以及多肽链内或链间二硫键的数目和位置。硫键的数目和位置。l其中最重要的是多肽链其中最重要的是多肽链的氨基酸顺序，它是蛋的氨基酸顺序，它是蛋白质生物功能的基础。白质生物功能的基础。l1、蛋白质分子量大、蛋白质分子量大（最小为（最小为5700道尔顿）道尔顿）l2、蛋白质为直链分子，肽可以是直链分、蛋白质为直链分子，肽可以是直链分子，子，l 也可以是分支分子，也可以是环状分子。也可以是分支分子，也可以是环状分子。l3、蛋白质在溶液中构象

48、稳定，肽在溶液、蛋白质在溶液中构象稳定，肽在溶液中有构象漂移现象。中有构象漂移现象。l4、蛋白质分子中仅含、蛋白质分子中仅含L-氨基酸，而肽中氨基酸，而肽中D-含氨基酸。含氨基酸。（二）、l 蛋白质氨基酸顺序的测定是蛋白质化蛋白质氨基酸顺序的测定是蛋白质化学研究的基础。自从学研究的基础。自从19531953年年F.SangerF.Sanger测测定了胰岛素的一级结构以来，现在已经定了胰岛素的一级结构以来，现在已经有上千种不同蛋白质的一级结构被测定。有上千种不同蛋白质的一级结构被测定。l蛋白质一级结构的测定的战略：蛋白质一级结构的测定的战略：l片段重叠法片段重叠法l(1)(1)、样品必需纯（、样

49、品必需纯（97%97%以上）；以上）；l(2)(2)、知道蛋白质的分子量；、知道蛋白质的分子量；l(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；l(4)(4)、测定蛋白质的氨基酸组成；并根、测定蛋白质的氨基酸组成；并根据分子量计算每种氨基酸的个数。据分子量计算每种氨基酸的个数。l(5)(5)、测定水解液中的氨量，计算酰胺、测定水解液中的氨量，计算酰胺的含量。的含量。1 1、测定蛋白质一级结构的要求、测定蛋白质一级结构的要求l(1)、多肽链的拆分。多肽链的拆分。l由多条多肽链组成的蛋白质分子，必须先进行拆分。l(1)、多肽链的拆分多肽链的拆分。l几条多肽链借助非共价键连接在

50、一起，几条多肽链借助非共价键连接在一起，称为寡聚蛋白质，如，血红蛋白为四聚称为寡聚蛋白质，如，血红蛋白为四聚体，烯醇化酶为二聚体；可用体，烯醇化酶为二聚体；可用8mol/L8mol/L尿尿素或素或6mol/L6mol/L盐酸胍处理，即可分开多肽盐酸胍处理，即可分开多肽链链(亚基亚基).).几条多肽链借助共价键连接在一起，几条多肽链借助共价键连接在一起，如：胰岛素，可用过甲酸氧化法或如：胰岛素，可用过甲酸氧化法或-巯基乙醇还原法。巯基乙醇还原法。l(2)、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。l通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋白质分子量之间

51、的关系，即可确定多肽白质分子量之间的关系，即可确定多肽链的数目。链的数目。l(3)、l几条多肽链通过二硫键交联在一起。可几条多肽链通过二硫键交联在一起。可在可用在可用8mol/L8mol/L尿素或尿素或6mol/L6mol/L盐酸胍存在盐酸胍存在下，用过量的下，用过量的-巯基乙醇处理，使二硫巯基乙醇处理，使二硫键还原为巯基，然后用烷基化试剂保护键还原为巯基，然后用烷基化试剂保护生成的巯基，以防止它重新被氧化。生成的巯基，以防止它重新被氧化。l可以通过加入盐酸胍方法解离多肽链之间的非共价力；应用过甲酸氧化法或巯基还原法拆分多肽链间的二硫键。1作用：作用：这些反应可用于巯基的保护这些反应可用于巯基

52、的保护。-OOCCHCH2SHNH3+CH2OCClO-OOCCHCH2SNH3+OCCH2OCH2ClCH2-OOCCHCH2SNH3+ICH2CNH2OCH2CNH2O-OOCCHCH2SNH3+l(4)(4)、测、测定每条多定每条多肽链的氨肽链的氨基酸组成，基酸组成，并计算出并计算出氨基酸成氨基酸成分的分子分的分子比；比；l(5)(5)、分析多肽链的、分析多肽链的N-N-末端和末端和C-C-末端。末端。l多肽链端基氨基酸分为两类：多肽链端基氨基酸分为两类：N-N-端氨基端氨基酸酸(amino-terminal)(amino-terminal)和和C-C-端氨基酸。端氨基酸。l在肽链氨基酸

53、顺序分析中，最重要的是在肽链氨基酸顺序分析中，最重要的是N-N-端氨基酸分析法。端氨基酸分析法。lSanger法。2,4-二硝基氟苯在碱性条件下，能够与肽链N-端的游离氨基作用，生成二硝基苯衍生物（DNP）。l在酸性条件下水解，得到黄色DNP-氨基酸。该产物能够用乙醚抽提分离。不同的DNP-氨基酸可以用色谱法进行鉴定。O2NFNO2+H2NCHCROHNCHCROO2NNO2H+H2OO2NNO2HNCHCROOH+氨基酸DNFBN-端氨基酸DNP衍生物DNP-氨基酸l在碱性条件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以与在碱性条件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以与N-N-端氨端氨基酸的游离氨基

54、作用，得到丹磺酰基酸的游离氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸。氨基酸。l此法的优点是丹磺酰此法的优点是丹磺酰-氨基酸有很强的荧光性质，检测灵敏度氨基酸有很强的荧光性质，检测灵敏度可以达到可以达到1 1 1010-9-9molmol。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l此法是多肽链C-端氨基酸分析法。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于水的物质而与C-端氨基酸分离。H2NCH CROHN

55、CH CROORnCCHHNOHn-1N-端氨基酸 C-端氨基酸ORnCCHH2NOHH2NCH CRONHNH2+H+NH2NH2氨基酸酰肼C-端氨基酸l氨肽酶是一种肽链外切酶，它能从多肽链的氨肽酶是一种肽链外切酶，它能从多肽链的N-N-端逐个的向里水解。端逐个的向里水解。l根基不同的反应时间测出酶水解所释放出的根基不同的反应时间测出酶水解所释放出的氨基酸种类和数量，按反应时间和氨基酸残氨基酸种类和数量，按反应时间和氨基酸残基释放量作动力学曲线，从而知道蛋白质的基释放量作动力学曲线，从而知道蛋白质的N-N-末端残基顺序。末端残基顺序。l最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶，水解以亮最常用的氨肽酶是亮

56、氨酸氨肽酶，水解以亮氨酸残基为氨酸残基为N-N-末端的肽键速度最大。末端的肽键速度最大。l羧肽酶是一种肽链外切酶，它能从多肽链的羧肽酶是一种肽链外切酶，它能从多肽链的C-C-端逐个的水解。根基不同的反应时间测出端逐个的水解。根基不同的反应时间测出酶水解所释放出的氨基酸种类和数量，从而酶水解所释放出的氨基酸种类和数量，从而知道蛋白质的知道蛋白质的C-C-末端残基顺序。末端残基顺序。l目前常用的羧肽酶有四种：目前常用的羧肽酶有四种：A,B,CA,B,C和和Y Y；A A和和B B来自胰脏；来自胰脏；C C来自柑桔叶；来自柑桔叶；Y Y来自面包酵母。来自面包酵母。l羧肽酶羧肽酶A A能水解除能水解除

57、Pro,ArgPro,Arg和和LysLys以外的所有以外的所有C-C-末端氨基酸残基；末端氨基酸残基；B B只能水解只能水解ArgArg和和LysLys为为C-C-末末端残基的肽键。端残基的肽键。l(7)(7)、多肽链断裂成多个肽段，可采用、多肽链断裂成多个肽段，可采用两种或多种不同的断裂方法将多肽样品两种或多种不同的断裂方法将多肽样品断裂成两套或多套肽段或肽碎片，并将断裂成两套或多套肽段或肽碎片，并将其分离开来。其分离开来。l 、酶解法、酶解法:l胰蛋白酶胰蛋白酶 水解水解Lys ArgLys Arg羧基形成的肽键。羧基形成的肽键。l糜蛋白酶糜蛋白酶 水解水解Tyr Phe TrpTyr

58、Phe Trp羧基形成的肽键羧基形成的肽键。l胃蛋白酶胃蛋白酶 水解肽键的两侧水解肽键的两侧AAAA均为疏水性均为疏水性AA.AA.l金黄色葡萄球菌菌蛋白酶金黄色葡萄球菌菌蛋白酶 水解水解Glu AspGlu Asp羧基羧基形成的肽键。形成的肽键。l梭状芽孢杆菌蛋白酶梭状芽孢杆菌蛋白酶 水解水解ArgArg羧基形成的肽羧基形成的肽键。键。l羧肽酶羧肽酶 从羧基端开始逐一水解从羧基端开始逐一水解AAAA的酶的酶l氨肽酶氨肽酶 从氨基端开始逐一水解从氨基端开始逐一水解AAAA的酶的酶l 、化学法：、化学法：(Cyanogen bromide)l溴化氰水解法，它能选择性地切割由甲硫氨酸的羧溴化氰水解

59、法，它能选择性地切割由甲硫氨酸的羧基所形成的肽键。基所形成的肽键。CH3S：CH2CH2CHNHCNHCHCOOR+BrC+NBr-CH3S+CH2CH2CHNHCNHCHCOORCNCH3SCN CH2CHNHCNHCHCOORCH2+H2O+CH2CHNHCOCH2OH3N+CHCOR高丝氨酸内酯l(8)(8)、测定每个肽段的氨基酸顺序。、测定每个肽段的氨基酸顺序。lEdman Edman（苯异硫氰酸酯法）氨基酸顺序分析法实际（苯异硫氰酸酯法）氨基酸顺序分析法实际上也是一种上也是一种N-N-端分析法。此法的特点是能够不断重端分析法。此法的特点是能够不断重复循环，将肽链复循环，将肽链N-N-

60、端氨基酸残基逐一进行标记和解端氨基酸残基逐一进行标记和解离。离。(8)(8)NCSNHCHCOR2NCHCOR1HHNHS:CCHCOR1HNNHCHCOR2SNHCNHOCR1CHNH2CHCOR2NCOCHNHSCR1(9)(9)、确定肽段在多肽链中的次序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，拼凑出整条多肽链彼此间的交错重叠，拼凑出整条多肽链的氨基酸顺序。的氨基酸顺序。(9)(9)、确定原多肽链中二硫键的位置确定原多肽链中二硫键的位置。l一般采用胃蛋白酶处理没有断开二硫键一般采用胃蛋白酶处理没有断开二硫键的多肽链，的多肽链，

61、l再利用双向电泳技术分离出各个肽段，再利用双向电泳技术分离出各个肽段，用过甲酸处理后，将每个肽段进行组成用过甲酸处理后，将每个肽段进行组成及顺序分析，及顺序分析，l然后同其它方法分析的肽段进行比较，然后同其它方法分析的肽段进行比较，确定二硫键的位置。确定二硫键的位置。l蛋白质的二级蛋白质的二级(Secondary)(Secondary)结结构是指肽链的主链构是指肽链的主链(骨架链骨架链)在在空间的排列空间的排列,或规则的几何走或规则的几何走向、旋转及折叠。它只涉及肽向、旋转及折叠。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形链主链的构象及链内或链间形成的氢键。成的氢键。l主要有主要有-螺旋、螺旋、-折

62、叠、折叠、-转转角、随机卷曲。角、随机卷曲。l在在-螺旋中肽平面的键长和键角一定；螺旋中肽平面的键长和键角一定；l肽键的原子排列呈反式构型；肽键的原子排列呈反式构型；l相邻的肽平面构成两面角；相邻的肽平面构成两面角；CONCN+O-CNCOHCl多肽链中的各个肽平面围绕多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成螺旋结构，同一轴旋转，形成螺旋结构，螺旋一周，沿轴上升的距离螺旋一周，沿轴上升的距离即螺距为即螺距为0.54nm,0.54nm,含含3.63.6个氨个氨基酸残基；两个氨基酸之间基酸残基；两个氨基酸之间的距离为的距离为0.15nm;0.15nm;l肽链内形成氢键，氢键的取肽链内形成氢键，氢键

63、的取向几乎与轴平行，第一个氨向几乎与轴平行，第一个氨基酸残基的酰胺基团的基酸残基的酰胺基团的-CO-CO基与第四个氨基酸残基酰胺基与第四个氨基酸残基酰胺基团的基团的-NH-NH基形成氢键。基形成氢键。l蛋白质分子为右手蛋白质分子为右手-螺旋。螺旋。（2）、稳定l氢键第第n个个AA(NH)与第与第n-4个个 AA(CO)形成氢键，形成氢键，环内原子数环内原子数13。左手左手 右手右手3.010 helix16 helix helixl-折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所也可以在同一肽链的不同部分之间形成。

64、几乎所有肽键都参与链内氢键的交联，氢键与链的长轴有肽键都参与链内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。接近垂直。l-折叠有两种类型。一种为平行式，即所有肽链折叠有两种类型。一种为平行式，即所有肽链的的N-N-端都在同一边。另一种为反平行式，即相邻端都在同一边。另一种为反平行式，即相邻两条肽链的方向相反。两条肽链的方向相反。（3）、维持）、维持折叠的力折叠的力l氢键：氢键：折叠允许所有的氨基氢和羰基折叠允许所有的氨基氢和羰基氧之间形成氢键。氧之间形成氢键。l在在-转角部分，由四个转角部分，由四个氨基酸残基组成氨基酸残基组成;l弯曲处的第一个氨基酸弯曲处的第一个氨基酸残基的残基的 -C=O-C=O

65、和第四个和第四个残基的残基的 N-H N-H 之间形成之间形成氢键，形成一个不很稳氢键，形成一个不很稳定的环状结构。定的环状结构。l这类结构主要存在于球这类结构主要存在于球状蛋白分子中。状蛋白分子中。4、随机卷曲 随机卷曲也称无规卷曲，人们尚随机卷曲也称无规卷曲，人们尚 未未 未发现其规律，但随机卷曲往往和蛋未发现其规律，但随机卷曲往往和蛋白质的功能有关白质的功能有关 超二级结构超二级结构 蛋白质多肽链一级结构中相邻蛋白质多肽链一级结构中相邻的二级结构在形成空间结构时彼此靠近，的二级结构在形成空间结构时彼此靠近，形成二级结构的聚集体。形成二级结构的聚集体。主要有以下几种类型主要有以下几种类型

66、、：-sheet 模式之一模式之一-sheet 模式之三模式之三免疫球蛋白免疫球蛋白 蛋白质亚基结构中明显分开的紧密蛋白质亚基结构中明显分开的紧密球状结构区域球状结构区域l 蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构(Tertiary Structure)是指在二级结构基础上，肽链是指在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。链构象在内的特征三维结构。l维系这种特定结构的力主要有氢键、疏维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。尤其是疏水键、离子键和范德华力等。尤其是疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用。用。l血红蛋白由一条血红蛋白由一条153个氨基酸组成的肽链和一个氨基酸组成的肽链和一个血红素辅基组成。个血红素辅基组成。l分子量为分子量为17800。l二级结构形成八段螺旋，分别为二级结构形成八段螺旋，分别为A、B、C、D、E、F、G、H，每段螺旋包含，每段螺旋包含7-8个氨基酸，最个氨基酸，最长的有长