第4章 蛋白质的共价结构

the right).
Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu
The structure of peptide and Peptide bond
The peptide chain consist of a regularly repeating main chain (or backbone) and the variable side chains of the residues. -N-C-C , N is the amide nitrogen，C is the carbon of amino acid residues，C is carbonyl carbon
4.1 蛋白质通论 Overview of protein
蛋白质（ protein ）是一类最重要的生 物大分子，在生物体中占有特殊的地位， 与核酸构成细胞内原生质的主要成分。 原生质是生命现象的物质基础。
4.1.1 蛋白质的化学组成和分类



The chemical component and classification of protein
Conformation and configuration
Configuration defines the spatial (空间的)arrangement of the groups attached to an asymmetric（不对称的） carbon or two double-bonded carbon atoms. Configurational isomers can not be interconverted without breaking one or more covalent bonds. Conformation refers to the numerous possible spatial arrangement of atoms due to free rotations around single bonds. Conformational isomers can be interconverted without breaking covalent bonds.
The structure of peptide and Peptide bond
Peptide bond
Peptide bond is the main way for linkage between
amino acids in peptides and proteins
Peptide bond is a kind of amide bond, usually denoted (表示) by a single bond between carboxyl carbon and amide nitrogen.
８）防御和进攻 --- 免疫球蛋白（抗体）、血液凝固
蛋白、抗冻蛋白、蛇毒和蜂毒的溶血蛋白、植物毒 素、细菌毒素。
９）异常功能蛋白---甜蛋白、节肢弹性蛋白等。
4.2 肽
Peptide
肽是氨基酸的线型聚合物，也称肽链 （peptide chain）
Amino acids covalently（共价地） join one another to form peptides
The structure of peptide and Peptide bond
The structure of peptide and Peptide bond
The peptide chain is directional. An amino acid unit in a peptide chain is called a residue.
Peptide
N-C-Cmain chain or back bone
4.2.1 肽和肽键的结构
The structure of peptide and Peptide bond
蛋白质中氨基酸的连接方式是肽键，实验证据： 蛋白质分子中游离α-氨基和α-羧基是很少的。 某些人工合成的多肽能被水解蛋白质的蛋白酶 所水解。 双缩脲颜色反应 X射线衍射图案
The structure of peptide and Peptide bond
由于酰胺氮上的孤电子对离域与羰基轨道重 叠，因此在酰胺氮和羰基氧之间发生共振相 互作用(resonance interaction)
Ca C O
..
H
N Ca
肽键共振产生几个重要结果： ①限制绕肽键的自由旋转 ②组成肽基的 4个原子和 2个相邻的C形成多肽 主链的酰胺平面 (amide plane) ，也称肽基平 面或肽平面 ③ C==N 键具有约 40%双键性质。由于C—N具有 部分双键性质，绕键旋转的能障比较高 ,保持 酰胺基处于平面 ④肽键具有永久偶极
构象和构型 Conformation and configuration 共同点和区别?
Conformation and configuration
构象：指具有相同结构式和相同构型的分子 在空间里可能的多种形态。 构象的改变不涉及共价键的断裂。
Conformation and configuration
构型：在具有相同结构式的立体异构体中， 取代基团在空间的相对取向。 不同的构型如果没有共价键的破裂时不n and conformation define the different aspects of the three dimensional structure of biomolecules.
The structure of peptide and Peptide bond
酰胺平面(amide plane)，
限制绕肽键的自由旋转，肽主链的每一氨基酸残基 只保留两个自由度：绕N-C键的旋转和绕C-C键的 旋转
4.2.2 肽的物理和化学性质
The physical and chemical properties of Peptide 短肽的晶体是离子晶格，在水溶液中以 偶极离子存在 在pH0—14范围内，肽键中的酰胺氢不解 离
５）运动---引起肌肉收缩的肌动蛋白，引起细胞运动 的肌动蛋白、肌球蛋白等。
Protein functions
６）结构成分 --- 结构蛋白的单体一般聚合成纤维状 如胶原蛋白。 ７）支架作用 --- 含有多个不同的组件，在它上面可 将多种不同蛋白质组装成一个多蛋白复合体，参与
对激素和其它信号分子的胞内应答的协调和通讯。 在细胞应答激素和生长因子的复杂途径中起作用。

The shape and size of protein Fibrous protein
简单有规律的线性结 构、形状呈细棒或纤 维状。结构作用。 胶原蛋白、弹性蛋白、 角蛋白、丝蛋白等， 不溶于稀盐溶液和水。
The shape and size of protein
globular proteins ：形状接近球形或椭圆球
The structure of peptide and Peptide bond
By convention, the N-terminal is taken as the beginning of the peptide chain, and put at the left (C-terminal at
4.2.3 天然存在的活性肽
第4章 蛋白质的 共价结构
Peptides and Primary Structure of Proteins
OUTLINE
Overview of protein Peptide Determination of the amino acid sequences of proteins The amino acid sequence and the function of a protein
蛋白质浓度测定：凯氏定氮法的基础： 氮 = 16% 蛋白质含量 = 蛋白氮 ×6.25
三聚氰胺
The chemical component and classification of protein 蛋白质的分类：
单纯蛋白质： 仅由氨基酸组成，如核糖核酸 酶，肌动蛋白。 缀合蛋白质： 除氨基酸外还有其他化学成分 作为结构的一部分。 (辅基或配体)
The chemical component and classification of protein
单纯蛋白还可根据溶解性及其他物理性质进 行分类 缀合蛋白可根据辅基分类
The chemical component and classification of protein
按生物功能分类，如：
4.1.4 蛋白质功能的多样性
Protein functions
蛋白质的种类估计在1010 ～1012数量级。 由 20 种氨基酸组成的 20 肽，有 2×1018 种序 列异构体。 蛋白质的生物功能：
Protein functions
１）催化---酶的作用。 ２）调节 --- 调节蛋白，如胰岛素（激素），调节遗传 信息转录的控制因子。 ３）转运 --- 转运蛋白，如血红蛋白、血清清蛋白（将 脂肪酸从脂肪组织转运到各器官）是通过血流转运物 质的。 ４）贮存 --- 如卵清蛋白、乳中的酪蛋白、植物种子中 的贮存蛋白等。
酶 调节蛋白 转运蛋白 贮存蛋白 结构蛋白等
4.1.2 蛋白质的形状和大小
The shape and size of protein
根据形状和溶解度可分为三大类：
１)纤维状蛋白质(Fibrous protein) ２)球状蛋白质(Globular proteins) ３)膜蛋白 (Membrane proteins)
The end having a free -amino group is called aminoterminal or N-terminal.