蛋白质结构PPT课件
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蛋白质结构PPT课件
R1
R2
R3
R4
Rn
H2NCHCONHCHCONHCHCONHCHCO………NHC HCOOH
• 肽链，氨基酸残基, 主链，侧链
• N—末端：含有自由氨基的一端，书写用H表示；
• C—末端：含有自由羧基的一端，书写用OH表示；
一、蛋白质的一级结构
1、肽的一般概念
➢二硫键：是由二个半胱氨酸残基的侧链 之间形成的。即胱氨酸的残基中的二硫键
白质的方式； 蛋白质的结构层次：
一级结构→二级结构→超二级结构→结构域 →三级结构→四级结构
一、蛋白质的一级结构
一、蛋白质的一级结构
1、肽的一般概念
肽：是一个氨基酸的α-羧基和另一个氨基酸分子的α氨基之间脱去一分子水而通过肽键连接成的化合物。
肽键：一个氨基酸的α-羧基和另一个氨基酸分子的α氨基缩合是区水而形成的酰胺键。
➢ 1.样品必需纯（>97%以上）。 ➢ 2.知道蛋白质的分子量。 ➢ 3.知道蛋白质由几个亚基组成。 ➢ 4.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。 ➢ 5.测定水解液中的氨量，计算酰胺的含量。
4、蛋白质一级结构的测定
Sanger法氨基酸序列测定的大体步骤为： （一）蛋白质亚基数目的确定及其拆分 （二）多肽链的局部断裂和肽段的分离 （三）各个肽段氨基酸序列的测定 （四）氨基酸完整序列的拼接 （五）多肽链中二硫键位置的确定
N-末端第六位Glu→Val）.
4、蛋白质一级结构的测定
世界上第一个氨基酸序列 的测定是，1953年由Sanger 完成，他用10年的时间测定 了含有51个氨基酸残基的牛 胰岛素。
我国1965年在世界上第 一个用化学方法人工合成 的蛋白质就是这种牛胰岛 素。
第三节蛋白质的结构(共92张PPT)
②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 量之间的关系，即可确定多肽链的数目。
③二硫键的断裂：几条多肽链通过二硫键交 联在一起。可在8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍 存在下，用过量的 -巯基乙醇处理，使二硫 键复原为巯基，然后用烷基化试剂保护生成 的巯基，以防止它重新被氧化。可以通过参 加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复原法拆分多肽链 间的二硫键。
由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为寡聚蛋白； 肽键具有局部双键性质，不能自由旋转。
在。这类多肽通常都具有特殊的生理功能，常称为活 氨基酸2和3之肽键可自由的与水形成氢键
In the α helix, the CO group of residue n forms a hydrogen bond with the NH group of residue n + 4.
成的化合物称为肽。 〔3〕多肽链内或链间二硫键的数目和位置。
因此平均相对分子质量接近128。 a 盐键 b 氢键 c 疏水相互作用 d 范德华力 e 二硫键
由两个氨基酸组成的肽称为二肽，由多个 第二套肽段 ＨＯ ＷＴＯＵ ＳＥＯ ＶＥＲＬ ＡＰＳ
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。 应用过甲酸氧化法或巯基复原法拆分多肽链间的二硫键。
肽键C-N的局部双键性质其键长小于胺中的CN
从Cα沿键轴方向观察 顺时针旋转的Φ和Ψ角度为正值〔+〕
逆时针旋转的为负值〔—〕
不可能的空间构象
〔三〕肽的性质
肽的化学反响与氨基酸一样，游离的 α氨基﹑α-羧基﹑R基团可发生与氨基酸 中相应基团类似的反响；
含有两个以上肽键的化合物在碱性溶液 中与Cu2+生成紫红色到蓝紫色的络合 物，称为双缩脲反响，可以测定多肽和 蛋白质含量。
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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College of Life Sciences
Fig. The peptide bond is shown in its usual trans
configuration of carbonyl O and amide H.
.
6
College of Life Sciences
小结： 肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自 由旋转。
• 化学性质
（1） 酸碱性质：
主要取决于游离末端的-NH2和-CΒιβλιοθήκη OH及R基上可解离 基团。.
13
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（2）化学反应 • 茚三酮反应
• 双缩脲反应
O=C O=C
NH2 NH
O=C
Cu2+
OH- O=C
NH2 NH
NH2
NH2
Cu2+
H2N
C= O
HN
C=O
肽的命名(nomination)：
如：Val-Ala-Lys-Gly-Arg 缬氨酰丙氨酰赖氨酰甘氨酰精氨酸 丝氨酰甘氨酰酪氨酸
.
9
College of Life Sciences
肽的分类（classification of peptide）
二肽(dipeptides)： 三肽：3个氨基酸通过2个肽键相连。 四肽： 少于10AA成为寡肽(oligopeptides) 多于10AA成为多肽(polypeptides) 分子量小于10000Da称为多肽 大于10000Da称为蛋白质
二、蛋白质的一级结构
定义——指蛋白质多 肽链中aa的排列顺序， 包括二硫键的位置。
.
19
College of Life Sciences
1. 蛋白质的一级结构举例
胰岛素（insulin）
[英] Sanger 等，1953
Mr : 5700D 含两条肽链
A链： 20aa B链： 31aa
Frederick Sanger
.
10
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共价主链和侧链
.
11
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小结：
蛋白质分子中氨基酸连接的基本方式是肽键 （peptide bond）。
有的蛋白质分子还具有二硫键(disulfide bond）， 有链间二硫键 和链内二硫键两种形式。
肽链中的氨基酸由于形成肽键而成为不完整的分子， 称为氨基酸残基（amino acid residue）。
肽链骨干 重复单位是： —N —C —C —
.
12
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3. 肽的物理和化学性质
• 物理性质
— 短肽为晶体，熔点很高 — 在水溶液中以兼性离子形式存在 — 具旋光性
肽键是一个平面——肽键平面（peptide plane）或酰胺平面（amide plane)。
多数情况下，为反式构型。
.
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2. 肽的结构
结构通式
氨基末端 （N末端）
肽键
肽键
肽键
. 8
羧基末端 （C末端）
College of Life Sciences
.
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College of Life Sciences
(2) 测定步骤 分析多肽链的N-末端和C-末端。 蛋 多肽链N-端 (amino-terminal)
白 质 一 级 结 构 的 测 定
.
25
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二硝基氟苯（DNFB）法
氨 基 末 端 基 氨 基 酸 测 定
. 22
College of Life Sciences
(1)一般要求:
a、样品必需纯（>97%以上） b、已知蛋白质的分子量 c、已知蛋白质由几个亚基组成
.
23
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(2) 测定步骤
A.测定蛋白质分子中多肽链的数目。
蛋 白 质 一 级 结 构 的 测 定
第三节 蛋白质的结构
Section 3 Structure of Proteins
.
1
蛋白质的结构指蛋白质分子所含的肽链 数目，以及每条肽链中氨基酸的种类、 数量和排列顺序，以及肽链中各个原子 和基团在空间的排部。
.
2
College of Life Sciences
一 肽键和肽 二 蛋白质的一级结构 三 蛋白质的空间结构
.
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Fig The amino acid
sequence of the two chains
of bovine insulin, which are
joined by disulfide cross-
linkages.
.
21
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.
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短杆菌肽和短杆菌酪肽
10肽抗生素。
.
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脑啡肽（5肽）
已发现几十种. 如 Met-脑啡肽（Tyr—Gly—Gly—Phe—Met）
Leu-脑啡肽（Tyr—Gly—Gly—Phe—Leu）
.
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2.一级结构测定方法（Determining methods of Primary structure of a protein)
一般原则
测定蛋白质分子中多肽链的数目。 拆分蛋白质分子的多肽链。 断裂多肽链的二硫键。 测定多肽链的氨基酸组成。 分析多肽链的N末端和C末端残基。 将多肽链断裂成肽段，并分离。 测定各个肽段的氨基酸顺序。 确定肽段在多肽链中的次序。 确定原多肽链中二硫键的位置。
.
3
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一、肽键和肽
肽键（Peptide Bonds）是氨基酸连接的基本 方式。
1.肽键的结构
.
4
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Single bond 键长 0.145nm
Peptide bond 0.133nm
. 5
Double bond 0.125nm
H2N
双缩脲
紫红色络合物
.
14
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4. 天然存在的活性肽
激素：胰岛素 催产素（8肽） 加压素（8肽）
抗生素：短杆菌肽S（环状10肽） 放线菌D（含2个环状5肽）
毒素：-鹅膏蕈碱 脑啡肽:
. 15
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还原型谷胱甘肽
Fig. The peptide bond is shown in its usual trans
configuration of carbonyl O and amide H.
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小结： 肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自 由旋转。
• 化学性质
（1） 酸碱性质：
主要取决于游离末端的-NH2和-CΒιβλιοθήκη OH及R基上可解离 基团。.
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（2）化学反应 • 茚三酮反应
• 双缩脲反应
O=C O=C
NH2 NH
O=C
Cu2+
OH- O=C
NH2 NH
NH2
NH2
Cu2+
H2N
C= O
HN
C=O
肽的命名(nomination)：
如：Val-Ala-Lys-Gly-Arg 缬氨酰丙氨酰赖氨酰甘氨酰精氨酸 丝氨酰甘氨酰酪氨酸
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肽的分类（classification of peptide）
二肽(dipeptides)： 三肽：3个氨基酸通过2个肽键相连。 四肽： 少于10AA成为寡肽(oligopeptides) 多于10AA成为多肽(polypeptides) 分子量小于10000Da称为多肽 大于10000Da称为蛋白质
二、蛋白质的一级结构
定义——指蛋白质多 肽链中aa的排列顺序， 包括二硫键的位置。
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1. 蛋白质的一级结构举例
胰岛素（insulin）
[英] Sanger 等，1953
Mr : 5700D 含两条肽链
A链： 20aa B链： 31aa
Frederick Sanger
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共价主链和侧链
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小结：
蛋白质分子中氨基酸连接的基本方式是肽键 （peptide bond）。
有的蛋白质分子还具有二硫键(disulfide bond）， 有链间二硫键 和链内二硫键两种形式。
肽链中的氨基酸由于形成肽键而成为不完整的分子， 称为氨基酸残基（amino acid residue）。
肽链骨干 重复单位是： —N —C —C —
.
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3. 肽的物理和化学性质
• 物理性质
— 短肽为晶体，熔点很高 — 在水溶液中以兼性离子形式存在 — 具旋光性
肽键是一个平面——肽键平面（peptide plane）或酰胺平面（amide plane)。
多数情况下，为反式构型。
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2. 肽的结构
结构通式
氨基末端 （N末端）
肽键
肽键
肽键
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羧基末端 （C末端）
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(2) 测定步骤 分析多肽链的N-末端和C-末端。 蛋 多肽链N-端 (amino-terminal)
白 质 一 级 结 构 的 测 定
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二硝基氟苯（DNFB）法
氨 基 末 端 基 氨 基 酸 测 定
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(1)一般要求:
a、样品必需纯（>97%以上） b、已知蛋白质的分子量 c、已知蛋白质由几个亚基组成
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(2) 测定步骤
A.测定蛋白质分子中多肽链的数目。
蛋 白 质 一 级 结 构 的 测 定
第三节 蛋白质的结构
Section 3 Structure of Proteins
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1
蛋白质的结构指蛋白质分子所含的肽链 数目，以及每条肽链中氨基酸的种类、 数量和排列顺序，以及肽链中各个原子 和基团在空间的排部。
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一 肽键和肽 二 蛋白质的一级结构 三 蛋白质的空间结构
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Fig The amino acid
sequence of the two chains
of bovine insulin, which are
joined by disulfide cross-
linkages.
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短杆菌肽和短杆菌酪肽
10肽抗生素。
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脑啡肽（5肽）
已发现几十种. 如 Met-脑啡肽（Tyr—Gly—Gly—Phe—Met）
Leu-脑啡肽（Tyr—Gly—Gly—Phe—Leu）
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2.一级结构测定方法（Determining methods of Primary structure of a protein)
一般原则
测定蛋白质分子中多肽链的数目。 拆分蛋白质分子的多肽链。 断裂多肽链的二硫键。 测定多肽链的氨基酸组成。 分析多肽链的N末端和C末端残基。 将多肽链断裂成肽段，并分离。 测定各个肽段的氨基酸顺序。 确定肽段在多肽链中的次序。 确定原多肽链中二硫键的位置。
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一、肽键和肽
肽键（Peptide Bonds）是氨基酸连接的基本 方式。
1.肽键的结构
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Single bond 键长 0.145nm
Peptide bond 0.133nm
. 5
Double bond 0.125nm
H2N
双缩脲
紫红色络合物
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4. 天然存在的活性肽
激素：胰岛素 催产素（8肽） 加压素（8肽）
抗生素：短杆菌肽S（环状10肽） 放线菌D（含2个环状5肽）
毒素：-鹅膏蕈碱 脑啡肽:
. 15
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还原型谷胱甘肽