第二章-蛋白质的共价结构PPT课件
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蛋白质的共价结构
WORK IN BIOCHEMISTRY
原理:首先实现蛋白质降解成多肽,通过电离源将蛋白质分 子转化为气相离子,然后利用质谱没分析仪的电场、 磁场将具有特定质谱与电荷比值(m/z值)的多肽离 子分离开来,经过离子检测器收集分离的离子,确 定的m/z值,分析鉴定未知蛋白质。
WORK IN BIOCHEMISTRY
每种蛋白质都有独特 的三维结构,形成独特的 功能,每种蛋白质也各有 特殊的氨基酸序列。通过 对不同蛋白质的氨基酸序 列测定,对人类遗传疾病 的跟踪研究,并且在比对 了不同物种间功能相似的 蛋白质之后,我们可以大 致得出结论——氨基酸序 列决定蛋白质的功能。
氨基酸序列决定蛋白质功能
对于一个特定蛋白质,其氨基酸序列也不是绝对固定 不变的。大约20%~30%的人类蛋白质是多态的。这些变动 大多数对蛋白质功能没有影响或影响很小。而且关系较远 的物种间执行相似功能的蛋白质在大小和氨基酸序列上可 能差异很大。 在蛋白质的氨基酸序列中常常有关键区域,直接影响 其功能,而其他区域的氨基酸序列可以有很大变动,且不 影响其功能。关键区域在不同蛋白质间互不相同,使得联 系序列与三维结构、机构与功能之间关系的任务变得复杂。
WORK IN BIOCHEMISTRY
ESI-MS测量法
ESI-MS测量法是在液态下完成的,多肽离子带有多个电 荷,由高效液相层析等分离方法分离的液体多肽混合物, 去除这些杂质成分后,多肽离子进入连续质量分析仪 (Tandem mass analyzer),连续质量分析仪选取某 一特定m/z值的多肽离子,并以碰撞解离的方式将多肽离 子碎裂成不同电离或非电离片段。随后,依据m/z值对电 离片段进行分析并汇集成离子谱,通过数据库检索,得到 相应的蛋白。
3.4 蛋白质的共价结构
第二章生物化学--蛋白质上幻灯片PPT课件
H
CH3-S-CH2CH2-CHCOO+NH3 甲硫(蛋)氨酸 methionine Met M 5.74
2、极性不带电荷的氨基酸
HS-CH2-CHCOO+NH3
半胱氨酸 cysteine Cys,C 5.07
HO-
-CH2-CHCOO+NH3
酪氨酸
tyrosine Tyr,Y
5.66
结构
名称
缩写
Glu ,E 3.22
+NH3
Glutamic acid
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸 (亚氨基酸)
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
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半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
二、蛋白质的分类
1. 按组成分为:简单蛋白质 结合蛋白质 2. 按分子形状和溶解度分为:
纤维状蛋白质 球状蛋白质
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3.按功能分:酶、转运蛋白、贮存蛋白、运动蛋 白、结构蛋白、防御蛋白、调节蛋白等。
三、蛋白质的元素组成
碳 50% 氢7% 氧23% 氮16% 硫 0-3% 微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼
第二章生物化学 蛋 白质上幻灯片
第一节 蛋白质在生命活动中的作用 第二节 氨基酸 第三节 蛋白质的结构 第四节 蛋白质结构与功能的关系 第五节 蛋白质的溶解性质及分离鉴定
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第一节 蛋白质在生命活动中的作用
一、蛋白质的概念
蛋白质(protein):是由氨基酸(amino acids) 通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子 含氮化合物。
第二节蛋白质的共价结构
作业:
什么叫氨基酸的等电点?
现有含Asp、Arg、Ala的待测样品, 若在pH为6.8的缓冲系统中电泳,按下图 标出各氨基酸的名称,并说明之。
-
+
试述蛋白质多肽链的氨基酸排列顺序 测定的一般步骤。
一个七肽,其氨基酸组成是:Lys 、
Pro、Arg、Phe、Ala、Tyr、Ser ; 未经糜蛋白酶处理,与DNFB反应, 不产生α-DNP-氨基酸,经糜蛋白酶处 理后,断裂成两个肽段(Ala、Tyr、 Ser 和Lys、Pro、Arg、Phe),两肽 分别与DNFB反应,产生DNP- Ser和 DNP- Lys;此七肽与胰蛋白酶反应, 生成两个肽段( Pro、Arg 和Lys、 Phe、Ala、Tyr、Ser 。问此七肽的一 级结构?
R n-1O
Rn O
HN CH C HN CH C OH
N-端氨基酸
C-端氨基酸
H+
RO
Rn O
NH2NH2H2N CH C NHNH2 +H2N CH C OH
氨基酸酰肼
C-端氨基酸
羧肽酶法
羧肽酶是一种肽链外切酶,它能从多肽链的 C-端逐个的水解。根据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 知道蛋白质的C-末端残基顺序。
B法水解得到三个小肽: B1 Ala-Phe-Gly-Lys B2 Asn-Tyr-Arg B3 Tyr- His-Val
9.确定原多肽链中二硫键的位置。
一般采用胃蛋白酶处理没有断开二硫 键的多肽链,(切点多,二硫键稳定)
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 成及顺序分析,
多肽链断裂法:酶解法和化学法
酶解法: 胰蛋白酶,糜蛋白酶,胃蛋白酶,嗜热菌蛋白 酶,羧肽酶和氨肽酶 化学法:可获得较大的肽段 溴化氰水解法,它能选择性地切割由甲硫氨酸 的羧基所形成的肽键。
第二章蛋白质化学蛋白质的结构(共67张PPT)
肽键为一平面
相邻的a碳原子呈反式构型
3、肽的命名及结构
• 1、根据所含AA数目:二肽、三肽、四肽等 • 2、根据来源和功能:如,脑啡肽、短杆菌肽S等。 • 3、肽结构:自然界中存在的肽有开链式结构和
环状结构。环状结构中没有游离的氨基末端和 游离的羧基末端,微生物中常见,如,短杆菌 肽S 。
4、多肽链的表达式
〔1〕组成蛋白质的多肽链数目; 2、根据来源和功能:如,脑啡肽、短杆菌肽S等。
2、亚基间呈特定的三维空间排布,依赖次级键维持其结构稳定 .
〔2〕多肽链的氨基酸顺序; 3、蛋白质分子中亚基可相同,也可不相同。
常用的有巯基乙醇(mercaptoethanol) 、巯基乙酸(mercaptoacetic acid) 、二硫苏糖醇(dithiothreitol, DTT)等。 硼氢化锂〔LiBH4〕
2H2O
GSSG
NADP+
GSH复原酶
NADPH+H+
2. 多肽类激素及神经肽
• 体内许多激素属寡肽或多肽
• 神经肽(neuropeptide)
(三)蛋白质一级结构的测定
要求
• 样品必须是均一的。纯度在>97%以上 • 知道蛋白质的相对分子质量
• (1)组成蛋白质的多肽链数目 (2)多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序; (3)多肽链内或链间二硫键的数目和位置。 ★其中最重要的是多肽链的氨基酸顺序,它是蛋白 质高级结构及其生物功能的根底。
化学裂解法
溴化氰法〔CNBr〕:特异性水解对Met羧基形成的 肽键 羟胺法:羟胺专一裂解Asn-Gly的肽键,酸性条件下 裂解Asn-Pro肽键。
酶水解法〔专一性高,水解产率高〕
胰蛋白酶: 胰凝乳蛋白酶〔糜蛋白酶〕: 胃蛋白酶:
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(一) 蛋白质的化学组成与分类 1 元素组成
C H O N S P Fe C:50% H:7% O:23% N:16% S: 0-3% 其他:微量 P:牛奶中的酪蛋白含磷 Fe:血中的血红蛋白含铁。 I:甲状腺中甲状腺球蛋白含碘。
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2
2.蛋白质的平均含N量16%
凯氏定氮的基础
蛋 白 质 含 量 = 蛋 白 N×1/16%= 蛋 白 N×6.25
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表3-2 结合蛋白质的分类
1. 核蛋白(nucleoprotain):辅基是核酸,如脱 氧核糖核蛋白、核糖体、烟草花叶病毒等。
2. 脂蛋白(lipoprotain):与脂质结合的蛋白质。 脂质成分有磷脂、固醇和中性脂等。如血中的 β1-脂蛋白。卵黄球蛋白(lipovitellin)等。
3 . 糖 蛋 白 ( glycoprotein ) 和 粘 蛋 白 (mucoprotein):辅基成分为半乳糖、甘露糖、 己糖胺、己糖醛酸、唾液酸、硫酸或磷酸等。 如卵清蛋白、γ-球蛋白,血清类粘蛋白 (seromucoid)等。
6. 黄素蛋白(flavoprotein):辅基为黄素嘌呤二 核苷酸。如琥珀酸脱氢、D-氨基酸氧化酶等。
7. 金属蛋白(metalloprotein):与金属直接结合 的蛋白质。如铁蛋白(ferritin)含铁,乙醇脱 氢酶含锌,黄嘌呤氧化酶含钼和铁等。
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②根据分子的形状
• 球状蛋白质――分子对称性佳,外形接近 球状或椭球状,溶解度较好,能结晶。Eg. 血红蛋白、血清球蛋白。
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6. 鱼精蛋白(protamine):溶于水及稀酸,不溶 于氨水。分子呈碱性。如鲑精蛋白(salmin) 等。
7. 硬蛋白(scleroprotain):不溶于水、盐、稀酸 或稀碱。这类蛋白是动物体内作为结缔及保护 功能的蛋白质。例如,角蛋白(keratin)、胶 原(collagen)、网硬蛋白(reticulin)和弹性 蛋白(elastin)等。
2. 球蛋白(globulin):为半饱和硫酸铵所沉淀。 不溶于水而溶于稀盐溶液的称拟球蛋白 ( euglobulin ) ; 溶 于 水 的 称 拟 球 蛋 白 ( pseudoglobulin ) . 普 遍 存 在 于 生 物 体 内 , 如 血清球蛋白、肌球蛋白和植物种子球蛋白等。
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3. 谷蛋白(glutelin):不溶于水、醇及中性盐溶 液,但易溶于稀酸或稀碱。如米谷蛋白 (oryzenin)和麦谷蛋白(glutanin)等。
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4. 磷蛋白(phosphoprotein):磷酸基通过酯键 与蛋白质中的丝氨酸或苏氨酸残基侧链相连。 如酪蛋白胃蛋白酶等。
5. 血红素蛋白(hemoprotein):辅基为血红素, 它是卟啉类化合物,卟啉环中心含有金属。含 铁的如血红蛋白、细胞色素c,含的有叶绿蛋 白,含铜的有血蓝蛋白(Hemocyanin)等。
4. 醇溶谷蛋白(prolamine):不溶于水及无水乙 醇,但溶于70-80%乙醇中。 组成上的特点 是脯氨酸和酰胺较多,非极性侧链远较极性侧 链多。这类蛋白质主要存在于植物种子中。如 玉米醇溶蛋白(zein)、麦醇溶蛋白(gliadin) 等。
5. 组蛋白(histone):溶于水及稀酸,但为稀氨 水所沉淀。分子中组氨酸、赖氨酸较多,分子 呈碱性。如小牛胸腺组蛋白等。
• 纤维状蛋白质――对称性差,分子类似细 棒或纤维
――肌球蛋白。
――胶原、弹性蛋白。
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③根据功能分类
• 酶、 • 运输蛋白、 • 营养和贮存蛋白质, • 结构蛋白质、 • 防御蛋白质、 • 运动蛋白质
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(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 1. 均一的蛋白质
它的所有分子在AA的组成和顺序以及肽链 的长度方面是相同的 2. 寡聚蛋白质
110。
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(三)蛋白质的构象
• ――每一种天然的蛋白质都有自己特有 的空间结构称蛋白质的构象。
•
――α螺旋:多肽链沿着
纤维纵轴的方向借助链内氢键卷曲而成。
β折叠片:借助链间氢键连接而成
•
――多肽链盘绕成紧密的
球状结构。
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-Keratin
• A fibrous structural protein coiled into a righthanded helical secondary structure, -helix stabilized by H-bondsb between amide N–H groups and C=O groups four residues away ahelical segments in their chains
某些蛋白质是由两个或更多个蛋白质亚基 (多肽链)通过非共价结合而成的。 特点: a. 可解离成亚基,但相当稳定。 b. 可以结晶的形式从组织中分离。 c. 有此蛋白质以寡聚蛋白- 质表现其活性的。 13
3. 简单蛋白质AA残基数目的 估算。
蛋白分子量 AA残基的数目=――――――――
110 因为,AA残基的平均分子量=128-18=
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蛋白质结构的不多肽链共价主链的AA顺序。
• 二级结构――指多肽链借助氢键排列成沿一维 方向具有周期性结构的构象。eg.α螺旋β折叠
第二章 蛋白质的共价结构
蛋白质在生物体内占有特殊的地位,蛋白质和核 酸是构成细胞内原生质的主要成分,而原生质是 生命现象的物质基础。
蛋白质的生物意义:
① 蛋白体是生命的物质基础。
② 生命是物质运动的特殊形式,是蛋白体的 存在方式。
这种存在方式的本质就是蛋白体与其外部 自然界不断的新陈代谢。
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一、 蛋白质通论
3.蛋白质由20种L-型、α-AA组成的长 链分子
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4.蛋白质的分类
三种方法
①.根据组成
简单蛋白――蛋白质完全由AA组成。 Eg.核糖核酸酶、胰岛素
结 合 蛋 白 ―― 除 了 蛋 白 质 部 分 外 , 还 有非蛋白质成分(辅基、配基) eg.血红蛋白、核蛋白
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表3-1 简单蛋白质的分类
1. 清蛋白(albumin):溶于水及稀盐、稀酸或 稀碱溶液。为饱和硫酸铵所沉淀。广泛存在于 生物体内,如血清清蛋白、乳清蛋白等。