蛋白质的一级结构(共价结构)
蛋白质四级结构及其检测方法
论述一、二、三、四级蛋白质结构及其检测方法？蛋白质定义：由一条或多条多肽链以特殊方式结合而成的生物大分子，通常是将分子量在6000道尔顿以上的多肽称为蛋白质。
一、蛋白质一级结构：（一）定义：蛋白质的一级结构又称为共价结构或化学结构，它是指蛋白质中的氨基酸按照特定的排列顺序通过肽键连接起来的多肽链结构。
氨基酸残基主要通过肽键连接，有些蛋白质中含有二硫键。
（二）检测方法：二硝基氟苯（DNFB）法、丹磺酰氯法、氨肽酶法、C-末端氨基酸测定（肼解法、还原法、羧肽酶法）二、蛋白质二级结构：（一）定义：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。
并不涉及氨基酸残基侧链的构象。
主要的化学键为氢键。
（二）检测方法：构象的研究方法：X射线衍射法、核磁共振光谱法、圆二色谱CD、紫外-可见差光谱、荧光探针法、激光拉曼光谱法、红外光谱法、关联规则与遗传算法。
三、蛋白质三级结构：（一）定义：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。
即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。
主要的化学键：疏水键、离子键、二硫键、氢键和配位键稳定维系三级结构的作用。
（二）检测方法：同源建模（比较建模SWISS-MODEL）法、穿针引线方法（折叠识别方法）、从头预测法、最速下降法、牛顿法、共轭梯度法、遗传算法、分解-结合法、离散化方法、分子动力学法、混合预测方法、粒子群优化算法(PSO)。
四、蛋白质四级结构：（一）定义：有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基。
蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。
亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。
（二）检测方法：线性降维法：Swiss-Prot数据库中抽取数据集进行四级结构预测。
Quat-PRE方法：综合运用mRMR方法和SVM的wrapper方法进行四级结构预测。
第四章蛋白质的共价结构
• 一级结构的全部内容包括： 多肽链数目、氨基酸组成、氨基酸顺序、连接方式、 二硫键的数目和位置、非氨基酸成分等
自1953年Sanger F.报道了牛胰岛素两条多肽链 的氨基酸序列以来，已有100，000多个不同蛋白质 的氨基酸序列被测定（简称蛋白质测序）。
蛋白质的一级结构研究
研究一级结构需要阐明的内容： • 1）蛋白质分子的多肽链数目。 • 2）每条肽链的末端残基种类。 • 3）每条肽链的氨基酸顺序。 • 4）链内或链间二硫键的配置等。
测定蛋白质的一级结构的主要意义： • 一级结构是研究高级结构的基础。 • 可以从分子水平阐明蛋白质的结构与功能的关系。 • 可以为生物进化理论提供依据。 • 可以为人工合成蛋白质提供参考顺序。
CH C
N
CH COO -
O
Peptide bond
* 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸 缩合则形成三肽……
* 由二十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽 (oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的 肽称多肽(polypeptide)。
* 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全， 被称为氨基酸残基(residue)。
R2 O
R3 O
H2N CH C HN CH C HN CH C
N端
氨基酸残基 氨基酸残基
肽链书写方式：N端→C端 肽链有链状、环状和分支状。
Rn O HN CH COH
C端
命名：根据氨基酸组成，由N端→C端命名
O
O
H3C CH C HN CH2 C HN CH COOH
NH2
CH2
CH H3C CH3
蛋白质的一级结构是指蛋 白质多肽链中氨基酸的排 列顺序，包括二硫键的位 置。其中最重要的是多肽 链的氨基酸顺序，它是蛋 白质生物功能的基础。
蛋白质一级结构二级结构三级结构四级结构解释
蛋白质一级结构二级结构三级结构四级结构解释【摘要】蛋白质是生物体内重要的大分子，负责许多生物学功能。
蛋白质的结构可分为四个级别：一级结构指的是氨基酸的简单线性排列，二级结构是氨基酸的局部区域形成α螺旋或β折叠，三级结构是整个蛋白质分子的空间构象，四级结构是多个蛋白质分子相互组装在一起形成的复合物。
蛋白质的结构决定了其功能，例如酶的特异性和亲和力。
蛋白质的结构与功能高度相关，对于研究蛋白质功能和疾病治疗有着重要意义。
蛋白质的结构从简单到复杂，具有多种不同层次的组织关系，这些不同级别的结构相互作用，共同决定了蛋白质的生物学功能。
【关键词】蛋白质，一级结构，二级结构，三级结构，四级结构，解释，总结1. 引言1.1 蛋白质概述蛋白质是生物体内功能性非常重要的大分子，它们参与了生物体内的几乎所有生物过程。
蛋白质是由氨基酸分子通过肽键连接而成的多肽链，具有多种结构和功能。
蛋白质的结构可以分为四个层次：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是指蛋白质的氨基酸序列，即多肽链的线性排列方式。
二级结构是指多肽链中氨基酸的局部空间构象，包括α-螺旋和β-折叠等。
三级结构是指整个多肽链的立体空间结构，由各个二级结构元素的折叠方式决定。
四级结构则是由多个多肽链之间的相互排列和交互作用所形成的整体结构。
通过这四个层次的结构，蛋白质可以实现其特定的生物功能，如催化化学反应、传递信号等。
蛋白质的结构和功能密切相关，任何一个层次的结构改变都可能影响到其功能。
对蛋白质结构的深入理解对于揭示其功能机制具有重要意义。
2. 正文2.1 蛋白质一级结构蛋白质的一级结构指的是它的氨基酸序列。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位，共有20种不同的氨基酸，它们通过肽键连接在一起形成多肽链。
蛋白质的氨基酸序列是由基因决定的，不同的基因编码不同的氨基酸序列，从而确定了蛋白质的结构和功能。
在蛋白质的一级结构中，氨基酸序列的特定顺序决定了蛋白质的二级结构。
蛋白质的共价结构
N-
基苯衍生物（DNP）。
末 • 在酸性条件下水解，得到黄色DNP-氨基酸，
端 其余为游离氨基酸。该产物能够用乙醚抽提
基 分离。不同的DNP-氨基酸可以用色谱法（层
氨 析法）进行鉴定。
基
酸
O2N
RO F + H2N CH C
O2N
RO HN CH C
测
NO2
NO2
定
DNFB
H+ H2O
O2N
N-端 氨 基 酸 RO
• 1，样品必需纯（>97%以上）； • 2，知道蛋白质的相对分子量。
蛋白质一级结构测定的步骤
1、测定蛋白质多肽链数目 2、拆分蛋白质分子多肽链 3、断开链内二硫键 4、分析每一多肽链氨基酸组成 5、鉴定多肽链N-末端和C-末端 6、多种方法的部分水解，分离水解后得到的小片段
多肽 7、测定上述小片段多肽的序列 8、利用交叉重叠法拼出一条完整多肽链 9、确定二硫键位置
细胞核中的核糖核蛋白等。
按功能的蛋白质分类
按功能的蛋白质分类法
1. 酶类,
占细胞内蛋白质种类的绝大部分
2. 运输蛋白, 如albumin, hemoglobin, transferrin等
3. 收缩运动蛋白, 如actin, myosin, tubolin等
4. 激素蛋白,
如insulin, growth hormone等
N-端 CH2
H CH
H CH2
H CH2
H CH2 C-端
OH
CH3 CH3
CO2H
CH2
肽键 OH
CONH2
• 在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列，这种排 列顺序称为氨基酸顺序
第三节蛋白质的共价结构
ψ
C
二面角取值的定义： 二面角取值的定义
N–Cα 两侧 两侧: Cα–C2与N1–H呈反式：φ=0º 呈反式：φ 呈反式： 顺式：φ 顺式：φ=180º Cα–C，两侧 两侧: Cα–N1与 C2=O呈反式：ψ =0º 呈反式：ψ 呈反式： 顺式： ψ=180º
N
肽的物理和化学性质： 二 肽的物理和化学性质：
天然存在的活性肽： 三 天然存在的活性肽：
脑啡肽（ 脑啡肽（enkephalin)：5 ~ 6 肽，神经系统 ： 鹅膏蕈碱： α - 鹅膏蕈碱：环八肽 Glu- γ-Cys-Gly 谷胱甘肽： 谷氨酰胱氨酰甘氨酸 谷胱甘肽：γ-谷氨酰胱氨酰甘氨酸
|
GSH（还原型）：三肽 （还原型）：三肽 ）： GSSG（氧化型）：六肽 ）：六肽 （氧化型）： 鹅肌肽（ 甲基-his) 鹅肌肽（β-Ala-1-甲基 甲基 肌肽（ 肌肽（β-Ala-his)
3 趋同进化与趋异进化： 趋同进化与趋异进化：
趋异进化（divergence）：同一祖先蛋白质序列随着基因突变 趋异进化（ ） 和进化而趋向于差异。 各种Ser蛋白酶 和进化而趋向于差异。如：各种 蛋白酶 趋同进化（ 趋同进化（convergence） ）
结论：从构建的无根树来看 种 结论：从构建的无根树来看50种nuleocapsid-protein (病毒 病毒 衣壳蛋白， 蛋白 聚成了三枝， 蛋白） 衣壳蛋白，N蛋白）聚成了三枝，而SARS的N蛋白并不属于 的 蛋白并不属于 这三枝，因此结论为从由N蛋白构建的进化树中可以看出 这三枝，因此结论为从由 蛋白构建的进化树中可以看出 SARS在进化上是一个特殊的病毒 在进化上是一个特殊的病毒. 在进化上是一个特殊的病毒
Hale Waihona Puke 肽平面结构特征: 肽平面结构特征
蛋白质的一级结构(共价结构)
1.蛋白质的一级结构（共价结构）蛋白质的一级结构也称共价结构、主链结构。
1.蛋白质结构层次一级结构（氨基酸顺序、共价结构、主链结构）↓是指蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序二级结构↓超二级结构↓构象（高级结构）结构域↓三级结构(球状结构)↓四级结构(多亚基聚集体)1.一级结构的要点．1.蛋白质测序的一般步骤祥见 P116（1）测定蛋白质分子中多肽链的数目。
（2）拆分蛋白质分子中的多肽链。
（3）测定多肽链的氨基酸组成。
（4）断裂链内二硫键。
（5）分析多肽链的N末端和C末端。
（6）多肽链部分裂解成肽段。
（7）测定各个肽段的氨基酸顺序（8）确定肽段在多肽链中的顺序。
（9）确定多肽链中二硫键的位置。
2.蛋白质测序的基本策略对于一个纯蛋白质，理想方法是从N端直接测至C端，但目前只能测60个N端氨基酸。
3. 直接法（测蛋白质的序列）两种以上特异性裂解法 N CA 法裂解 A1 A2 A3 A4B 法裂解 B1 B2 B3 B4用两种不同的裂解方法，产生两组切点不同的肽段，分离纯化每一个肽段，分离测定两个肽段的氨基酸序列，拼接成一条完整的肽链。
4. 间接法（测核酸序列推断氨基酸序列）核酸测序，一次可测600-800bp5. 测序前的准备工作6. 蛋白质的纯度鉴定纯度要求，97%以上，且均一，纯度鉴定方法。
（两种以上才可靠）⑴聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)要求一条带⑵DNS —cl （二甲氨基萘磺酰氯）法测N 端氨基酸7. 测定分子量用于估算氨基酸残基n=方法：凝胶过滤法、沉降系数法8. 确定亚基种类及数目多亚基蛋白的亚基间有两种结合方式：⑴非共价键结合8mol/L 尿素，SDS SDS-PAGE 测分子量⑵二硫键结合过甲酸氧化：—S —S —+HCOOOH → SO 3Hβ巯基乙醇还原：举例:： 血红蛋白 (α2β2)（注意，人的血红蛋白α和β的N 端相同。
）分子量： M拆亚基： M 1 、M 2 两条带拆二硫键： M 1 、M 2 两条带分子量关系： M = 2M 1 + 2M 29. 测定氨基酸组成主要是酸水解，同时辅以碱水解。
蛋白质化学蛋白质的共价结构
肽键具有高度的稳定性，是维持 蛋白质一级结构的主要化学键
肽键的形成是蛋白质合成过程中 关键的化学反应之一
二硫键的形成
二硫键是由两个相邻 的半胱氨酸分子中的 巯基(-SH)脱氢氧化 形成的共价键
二硫键的形成通常需 要特定的化学环境， 如还原剂的存在
二硫键对于维持蛋白 质的高级结构和功能 具有重要作用
疾病关联
许多疾病的发生和发展都与蛋白 质变异有关，如癌症、神经退行
性疾病、遗传性疾病等。
疾病治疗
针对蛋白质变异的疾病治疗是当 前研究的热点之一，如通过药物 或基因治疗等方法来纠正异常的
蛋白质表达或功能。
05
蛋白质的分离与纯化
蛋白质的分离方法
离心分离法
利用不同物质在离心力场中的 沉降速度不同，将蛋白质与其
02
蛋白质的共价结构
氨基酸的共价结构
氨基酸是蛋白质的基本组成单位，具 有一个羧基(-COOH)和一个氨基(NH2)
肽键是蛋白质一级结构的基础，具有 高度的稳定性
通过脱水缩合反应，氨基酸分子中的 羧基和氨基之间形成肽键，连接成肽 链
肽键的形成
肽键是氨基酸在肽链中连接的化 学键，由一个氨基酸的羧基与另 一个氨基酸的氨基脱水缩合而成
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磷酸化酶和磷酸酯酶
磷酸化过程由磷酸化酶催化，而磷酸酯酶则可以 水解磷酸化蛋白质，使其去磷酸化。
3
磷酸化与信号转导
磷酸化在信号转导过程中起着至关重要的作用， 通过磷酸化可以调节蛋白质的活性，进而影响细 胞内的各种生理过程。
蛋白质的乙酰化修饰
乙酰化修饰
乙酰化是一种通过将乙酰基团连接到蛋白质的特定氨基酸残基上， 从而改变蛋白质的稳定性和功能。
(完整版)蛋白质四级结构及其检测方法
论述一、二、三、四级蛋白质结构及其检测方法？蛋白质定义：由一条或多条多肽链以特殊方式结合而成的生物大分子，通常是将分子量在6000道尔顿以上的多肽称为蛋白质。
一、蛋白质一级结构：（一）定义：蛋白质的一级结构又称为共价结构或化学结构，它是指蛋白质中的氨基酸按照特定的排列顺序通过肽键连接起来的多肽链结构。
氨基酸残基主要通过肽键连接，有些蛋白质中含有二硫键。
（二）检测方法：二硝基氟苯（DNFB）法、丹磺酰氯法、氨肽酶法、C-末端氨基酸测定（肼解法、还原法、羧肽酶法）二、蛋白质二级结构：（一）定义：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。
并不涉及氨基酸残基侧链的构象。
主要的化学键为氢键。
（二）检测方法：构象的研究方法：X射线衍射法、核磁共振光谱法、圆二色谱CD、紫外-可见差光谱、荧光探针法、激光拉曼光谱法、红外光谱法、关联规则与遗传算法。
三、蛋白质三级结构：（一）定义：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。
即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。
主要的化学键：疏水键、离子键、二硫键、氢键和配位键稳定维系三级结构的作用。
（二）检测方法：同源建模（比较建模SWISS-MODEL）法、穿针引线方法（折叠识别方法）、从头预测法、最速下降法、牛顿法、共轭梯度法、遗传算法、分解-结合法、离散化方法、分子动力学法、混合预测方法、粒子群优化算法(PSO)。
四、蛋白质四级结构：（一）定义：有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基。
蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。
亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。
（二）检测方法：线性降维法：Swiss-Prot数据库中抽取数据集进行四级结构预测。
Quat-PRE方法：综合运用mRMR方法和SVM的wrapper方法进行四级结构预测。
蛋白质的一级结构与功能的关系蛋白质的空间结构与功能的关系
蛋白质一级结构是空间结构的基础
一级结构决定了二级结构
一级结构决定了二级结构：
Chou和Fasman对29种蛋白质的一级结构和二级结构关系 进行统计分析，发现： Glu、Met、Ala和Leu残基是α-螺旋最强的生成者， Gly、Pro是α-螺旋最强的破坏者 Gly、Ala、Ser是β折迭最强生成者 Gly、Pro、Asp、Ser是β转角最强生成者， Ile、Val、Leu是β转角最强破坏者。 一级结构决定了三级结构： 如牛胰核糖核酸酶 一级结构决定了四级结构： 如血红蛋白的四级结构，见球状蛋白质。
关于蛋白质的一级结构
蛋白质的空间结构
蛋白质的结构和功能
催化功能 调节功能 保护和支持功能 运输功能 储存和营养功能 收缩和运动功能 防御功能 识别功能 信息传递功能 基因表达调控功能 凝血功能 蛋白质的其他众多生理功能
只要蛋白质序列足够相似，那么蛋白质结构也是相似的。但是，这并不意味着具 有相似结构蛋白质一定具有相似的序列。实际上存在这样的情况，即两个蛋白质 的序列完全不同，但是它们却具有相似的结构。两个从不同进化源点出发的蛋白 质，由于趋同进化的作用，可能会折叠成相似的空间结构。因此，为了发现具有 相似结构的蛋白质，需要在结构水平上比较蛋白质。
.
蛋白质的一级结构与其构象及功能的关系
蛋白质一级结构是空间结构的基础， 特定的空间构象主要是由蛋白质分子 中肽链和侧链R基团形成的次级键来 维持，可根据一级结构的特点自然折 叠和盘曲，形成一定的空间构象。
蛋白质的一级结构中，参与功能 活性部位的残基或处于特定构象 关键部位的残基，即使在整个分 子中发生一个残基的异常，那么 该蛋白质的功能也会受到明显的 影响。被称之为“分子病”的镰 刀状红细胞性贫血仅仅是574个 氨基酸残基中，一个氨基酸残基 即β亚基N端的第6号氨基酸残基 发生了变异所造成的，这种变异 来源于基因上遗传信息的突变。
简述蛋白质各级结构
简述蛋白质各级结构
蛋白质是构成生物体的重要组成部分，除了参与各种生物化学反应外，它们还具有结构功能。
蛋白质的结构可以分为四个级别：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是蛋白质最基本的组成部分，它是由一系列氨基酸按特定的次序连结而成的。
氨基酸是生物体内最基本的结构单元，它们通过肽键的形成相互连接。
肽键是由氨基酸中的氨基和羧基通过脱水缩合反应而形成的共价键。
氨基酸的序列决定了蛋白质的一级结构，它直接影响到蛋白质的折叠和功能。
二级结构是由多个氨基酸之间的氢键相互作用而形成的局部结构。
最常见的二级结构是α螺旋和β折叠。
α螺旋是一种右旋螺旋结构，氢键连接了螺旋上相邻的氨基酸残基；β折叠则是由多个β片层相互连接而形成的结构。
二级结构的形成使得蛋白质能够增加稳定性，并在三级结构的折叠过程中发挥重要作用。
三级结构是蛋白质的整体空间结构，它由蛋白质链上不同区域的二级结构之间的空间排列所决定。
蛋白质在折叠过程中通过疏水作用、静电作用、氢键和范德华力等多种力相互作用，使得其形成稳定的三维结构。
三级结构的正确折叠对于蛋白质的功能至关重要，任何错误的折叠都可能导致蛋白质的失活。
四级结构是由多个蛋白质亚基相互作用而形成的多聚体结构。
蛋白质亚基可以是相同的或不同的，它们通过各种化学键和非共价键相互连接。
多聚体结构的形成使得蛋白质可以具有新的功能，并更广泛地参与到生物体的各种生理过程中。
综上所述，蛋白质的各级结构共同决定了其形状、稳定性和功能。
了解蛋白质的结构对于深入理解生物体的生命活动和研究疾病的发生机制具有重要意义。
蛋白质的一级结构
H H N CH C NHNH2 +H2N CH C OH NH2NH2 2 C -端 氨 基 酸 氨基酸酰肼
R
C-端氨基酸分析法--羧肽酶 (carboxyp它能从多肽链的C-端逐个的 水解AA。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。 目前常用的羧肽酶有四种：A,B,C和Y；A和B来自胰脏； C来自柑桔叶；Y来自面包酵母。 羧肽酶A能水解除Pro,Arg和Lys以外的所有C-末端氨基酸 残基；B只能水解Arg和Lys为C-末端残基的肽键。
顺序同源的生物学意义
在不同种属来源的细胞色素c中，可以变换的 氯基酸残基数目与这些种属在系统发生上的位 置有密切关系，即在进化位置上相距愈远，则 氨基酸顺序之间的差别愈大; 反之，亲缘关系 越近，其顺序同源性越大。 细胞色素c的氨基酸顺序分析资料己被用来核 对各个物种之间的分类学关系，以及绘制系统 发生树－进化树。 根据进化树不仅可以研究从单细胞有机体到多 细胞有机体的生物进化过程，而且可以粗略估 计现存的各类种属生物在进化中的分歧时间。
蛋白质的结构
蛋白质是由一条或多条多肽 (polypeptide)链以特殊方式结合而成 的生物大分子。 蛋白质与多肽并无严格的界线，通常是 将分子量在6000道尔顿以上的多肽称为 蛋白质。 蛋白质分子量变化范围很大, 从大约 6000到1000000道尔顿甚至更大。
示例
虾红素
木瓜蛋白酶
6.舒缓激肽：促进血管舒张，促进水、钠离子的排出。
7.脑啡肽：为五肽，具有镇痛作用。
在正常人的脑内存在内源性脑啡肽和脑啡肽受体。在正常情况下，内 源性脑啡肽作用于脑啡肽受体，调节着人的情绪和行为。人在吸食海洛因 后，抑制了内源性脑啡肽的生成，逐渐形成在海洛因作用下的平衡状态， 一旦停用就会出现不安、焦虑、忽冷忽热、起鸡皮疙瘩、流泪、流涕、出 汗、恶心、呕吐、腹痛、腹 泻等。冰毒和摇头丸在药理作用上属中枢兴 奋药，毁坏人的神经中枢。
蛋白质一级结构
蛋白质一级结构蛋白质是组成生物体的重要有机化合物，不仅参与维持生命活动，还具有结构和功能的多样性。
蛋白质的一级结构是指由氨基酸按照特定的序列线性排列而成的单链多肽。
这篇文章将以2000字为篇幅，简要介绍蛋白质一级结构的组成、特征和相关知识。
蛋白质是由20种氨基酸组成的，每一种氨基酸都包含有一碳酸基、一氨基基团、一个氢原子和一个R基团。
R基团的不同决定了氨基酸的性质和功能。
蛋白质的一级结构由氨基酸以特定的顺序连接而成，形成了具有特定功能的多肽链。
例如，胰岛素是由51个氨基酸组成的多肽，它的一级结构决定了其在调节血糖水平中的重要作用。
蛋白质的一级结构在其它结构层次起着重要的作用。
它决定了蛋白质在空间中的折叠和三维构象，从而影响了蛋白质的功能和性质。
一级结构中的序列特征决定了氨基酸之间的相互作用，包括氢键、离子键、疏水作用等。
这些相互作用进一步促使蛋白质折叠为特定的二级、三级和四级结构。
蛋白质的一级结构可由基因组中的DNA序列编码。
DNA中的三个碱基组成一个密码子，每个密码子对应一个具体的氨基酸。
核糖体通过翻译作用将DNA中的信息转录为多肽链，从而形成蛋白质的一级结构。
这一过程称为蛋白质合成。
蛋白质的一级结构具有一定的稳定性和灵活性。
稳定性体现在将氨基酸正确地连接为一条线性多肽链，而灵活性则体现在氨基酸之间的旋转自由度。
通过改变一级结构中的氨基酸序列，可以改变蛋白质的性质和功能。
这种改变可以是突变导致的，也可以是人为设计的。
例如，某些蛋白质的一级结构突变会导致蛋白质功能的丧失或改变，从而引发疾病的发生。
此外，蛋白质的一级结构在进化中发挥着重要的作用。
由于氨基酸序列的差异，蛋白质在不同生物体中表现出不同的性质和功能。
在进化过程中，与环境适应性密切相关的蛋白质的一级结构可能会发生变化。
这种变化有时可以通过比较不同物种的氨基酸序列来研究。
总之，蛋白质的一级结构是由氨基酸按特定顺序线性排列形成的单链多肽。
它具有决定蛋白质折叠和功能的重要作用。
蛋白质的一级结构与功能的关系
蛋白质的一级结构与功能的关系
1. 由较短肽链组成的蛋白质一级 结构，其结构不同，生物功能也 不同. 2. 由较长肽链组成的蛋白质一级 结构中，其中“关键”部分结构 相同，其功能也相同；“关键” 部分改变，其功能也随之改变。
蛋白质空间橡象与功能活性的关系 < 一>
白质多种多样的功能与各种蛋白质特定的空间构象密切相关，蛋白质的 空间构象是其功能活性的基础，构象发生变化，其功能活性也随之改变。 蛋白质变性时，由于其空间构象被破坏，故引起功能活性丧失，变性蛋 白质在复性后，构象复原，活性即能恢复。 在生物体内，当某种物质特异地与蛋白质分子的某个部位结合，触 发该蛋白质的构象发生一定变化，从而导致其功能活性的变化，这种现 象称为蛋白质的别构效应（allostery）。
关于蛋白质的一级结构
蛋白质的空间结构
蛋白质的结构和功能
催化功能 调节功能 保护和支持功能 运输功能 储存和营养功能 收缩和运动功能 防御功能 识别功能 信息传递功能 基因表达调控功能 凝血功能 级键对于维系Hb分子空间构象 有重要作用，例如在四亚基间的8对 盐键(见前图—血红蛋白结构与亚基 间连接示意)，它们的形成和断裂将 使整个分子的空间构象发生变化。
蛋白质的空间结构与功能的关系
蛋白质的一级结构
蛋白质的一级结构●一般将由50个氨基酸以上的氨基酸残基组成的肽称为蛋白质。
按照合成场所，天然存在的活性肽可分为核糖体合成肽和非核糖体合成肽。
●蛋白质的化学组成和分类●蛋白质平均含氮量为16%。
●缀合蛋白质：除含有氨基酸外，还含有其他化学成分作为其永久性结构的一部分。
其中非蛋白质称为辅基或配体，通常辅基在蛋白质的功能方面起重要作用。
●辅基与蛋白质共价结合需水解才能去除，除去辅基后，剩下部分称为脱辅基蛋白质。
●根据形态和溶解度可分为三大类●纤维状蛋白质：主要起结构作用●球状蛋白质：大多数可溶性蛋白质●膜蛋白：不溶于水但溶于去污剂，所含亲水氨基酸残基较多。
●单体蛋白质：仅由一条肽链构成●寡聚蛋白质或多聚蛋白质：两条或多条肽链构成，每条多肽链称为亚基，亚基之间通过非共价力连接。
●氨基酸顺序的多样性●具有不同功能的蛋白质总是具有不同的氨基酸序列●功能相同或相似的蛋白质具有相似的氨基酸序列，这些蛋白质被称为同源蛋白质●泛素：76个残基组成，参与调节其他蛋白质的降解，人和果蝇的泛素氨基酸序列完全一致●蛋白质分子结构的组织层次●一级结构：蛋白质肽链的氨基酸残基排列顺序或氨基酸序列。
一级结构也称共价结构或化学结构。
●二级结构：肽链主链中局部肽段借助氢键形成的周期性结构，包括α-螺旋、β-折叠、β-转角●三级结构：多肽链借助非共价力折叠成具有特定走向的完整球状实体。
●四级结构：具有三级结构的亚基借助非共价力彼此缔合成寡聚蛋白质。
●一级结构举例及简要表达式●胰岛素：胰岛β细胞分泌的一种激素。
含两条多肽链，A链（约含21个残基）和B链（约含30个残基），两条多肽链通过链间二硫键连接起来，其中A链还有一个链内二硫键。
●合成过程：生物体内在核糖体上初合成时，是一条相对分子质量比胰岛素大一倍多的单链多肽，称为前胰岛素原。
是胰岛素原的前身，在它的N端（即胰岛素B链的N端）比胰岛素原多一段肽链（约含20个残基），称为信号肽。
信号肽引导新生多肽链进入内质网腔后，立即被酶切除，剩余的多肽链折叠成含3个二硫键的胰岛素原。
蛋白质结构
蛋白质的结构可以分为四个层次来研究，即一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
其中一级结构又称蛋白质的化学结构（chemicalstructure）、共价结构或初级结构。
而二级结构、三级结构和四级结构又称为蛋白质的空间结构或三维结构(threedimensional structure)。
一、蛋白质的一级结构（一）蛋白质的一级结构所谓蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序以及二硫键的位置。
一级结构是蛋白质分子结构的基础，它包含了决定蛋白质分子所有结构层次构象的全部信息。
蛋白质一级结构研究的内容包括蛋白质的氨基酸组成、氨基酸排列顺序和二硫键的位置，肽链数目，末端氨基酸的种类等。
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接起来的生物大分子，不同蛋白质的氨基酸种类、数量和排列顺序都不同，这是蛋白质生物学功能多样性的基础。
一级结构是蛋白质的共价键结合的全部情况，在生物化学及其相关领域中，许多问题都需要知道蛋白质的一级结构。
有些蛋白质不是简单的一条肽链，而是由2条以上肽链组成的，肽链之间通过二硫键连接起来，还有的在一条肽链内部形成二硫键（图2-7）。
二硫键在蛋白质分子中起着稳定空间结构的作用。
一般二硫键越多，蛋白质的结构越稳定。
蛋白质的氨基酸排列顺序对蛋白质的空间结构以及生物功能起着决定作用，通常氨基酸的排列顺序是不能轻易改变的，有的蛋白质分子只有—个氨基酸的改变就可能改变整个蛋白质分子的空间结构和功能，所以蛋白质的一级结构包含着决定其空间结构的因素。
（二）蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定就是测定蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，这是揭示生命本质，阐明结构与功能的关系，研究酶的活性中心和酶蛋白高级结构的基础，也是基因表达、克隆和核酸顺序分析的重要内容。
蛋白质一级结构的测定主要包括以下基本步骤：1．测定蛋白质的分子量和氨基酸组成获取一定量纯的蛋白质样品，测定其分子量。
将一部分样品完全水解，确定其氨基酸种类、数目和每种氨基酸的含量。
蛋白质一二三四级结构各自稳定的化学键
蛋白质一二三四级结构各自稳定的化学键下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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1.蛋白质的一级结构（共价结构）蛋白质的一级结构也称共价结构、主链结构。
1.蛋白质结构层次一级结构（氨基酸顺序、共价结构、主链结构）↓是指蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序二级结构↓超二级结构↓构象（高级结构）结构域↓三级结构(球状结构)↓四级结构(多亚基聚集体)1.一级结构的要点．1.蛋白质测序的一般步骤祥见 P116（1）测定蛋白质分子中多肽链的数目。
（2）拆分蛋白质分子中的多肽链。
（3）测定多肽链的氨基酸组成。
（4）断裂链内二硫键。
（5）分析多肽链的N末端和C末端。
（6）多肽链部分裂解成肽段。
（7）测定各个肽段的氨基酸顺序（8）确定肽段在多肽链中的顺序。
（9）确定多肽链中二硫键的位置。
1.蛋白质测序的基本策略对于一个纯蛋白质，理想方法是从N端直接测至C端，但目前只能测60个N端氨基酸。
1.直接法（测蛋白质的序列）两种以上特异性裂解法N CA 法裂解 A1 A2 A3 A4B 法裂解 B1 B2 B3 B4用两种不同的裂解方法，产生两组切点不同的肽段，分离纯化每一个肽段，分离测定两个肽段的氨基酸序列，拼接成一条完整的肽链。
1. 间接法（测核酸序列推断氨基酸序列）核酸测序，一次可测600-800bp1. 测序前的准备工作1. 蛋白质的纯度鉴定纯度要求，97%以上，且均一，纯度鉴定方法。
（两种以上才可靠）⑴聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)要求一条带⑵DNS —cl （二甲氨基萘磺酰氯）法测N 端氨基酸1. 测定分子量用于估算氨基酸残基n=方法：凝胶过滤法、沉降系数法1. 确定亚基种类及数目多亚基蛋白的亚基间有两种结合方式：⑴非共价键结合8mol/L 尿素，SDS SDS-PAGE 测分子量⑵二硫键结合过甲酸氧化：—S —S —+HCOOOH → SO 3Hβ巯基乙醇还原：举例:： 血红蛋白 (α2β2)（注意，人的血红蛋白α和β的N 端相同。
）分子量： M拆亚基： M 1 、M 2 两条带拆二硫键： M 1 、M 2 两条带分子量关系： M = 2M 1 + 2M 21. 测定氨基酸组成主要是酸水解，同时辅以碱水解。
氨基酸分析仪自动进行。
确定肽链中各种a.a 出现的频率,便于选择裂解方法及试剂。
①Trp 测定对二甲基氨基苯甲醛 590nm 。
②Cys 测定5、5/一二硫代双（—2—硝基苯甲酸）DTNB ，412nm1. 端基分析①N 端分析DNS-cl 法：最常用，黄色荧光，灵敏度极高，DNS-多肽水解后的DNS-氨基酸不需要提取。
DNFB 法：Sanger 试剂，DNP-多肽，酸水解，黄色DNP-氨基酸，有机溶剂（乙酸乙酯）抽提分离，纸层析、薄层层析、液相等PITC 法：Edman 法，逐步切下。
无色PTH-氨基酸，有机溶剂抽提，层析。
②C 端分析110mwA．肼解法H2N-A-B-C-D-COOH 无水肼NH2NH2 100℃ 5-10h。
A-NHNH2、 B-NHNH2、 C-NHNH2、 D-COOH氨基酸的酰肼，用苯甲醛沉淀，C端在上清中，Gln、Asn、Cys、Arg不能用此法。
B．羧肽酶法（Pro不能测）羧肽酶A：除Pro、Arg、Lys外的所有C端a.a羧肽酶B：只水解Arg、LysN H2N……………Val—Ser—Gly C图 P118 羧肽酶法测C末端1.肽链的部分裂解和肽段的分离纯化1.化学裂解法①溴化氰—Met—X—产率85%②亚碘酰基苯甲酸—Trp—X—产率70-100%③NTCB（2-硝基-5-硫氰苯甲酸）—X—Cys—④羟胺NH2OH —Asn—Gly—约150个氨基酸出现一次1.酶法裂解①胰蛋白酶(X ≠Arg—— X②胰凝乳蛋白酶 Tyr——X(X ≠ Pro)Trp——XPhe——X胃蛋白酶Phe(Trp、 Try、 Leu)——Phe(Trp、 Try、 Leu)③Glu蛋白酶 Glu——X（V8蛋白酶）④Arg蛋白酶 Arg——X⑤Lys蛋白酶 X——Lys⑥Pro蛋白酶 Pro——X1.肽段的分离纯化①电泳法ＳＤＳ－ＰＡＧＥ根据分子量大小分离②离子交换层析法（DEAE—Cellulose、DEAE—Sephadex）根据肽段的电荷特性分离③反相ＨＰＬＣ法根据肽段的极性分离④凝胶过滤1.肽段纯度鉴定分离得到的每一个肽段，需分别鉴定纯度，常用ＤＮＳ－c l法要求：ＳＤＳ－ＰＡＧＥ单带、ＨＰＬＣ单峰、Ｎ端单一。
1.肽段的序列测定及肽链的拼接2.Edman法一次水解一个Ｎ端a.a（1）耦联PITC ＋ H２N—A-B-C-D…… pH8—9 ，40℃ PTC——A-B-C-D……（2）裂解PTC—A-B-C-D……TFA无水三氟乙酸 ATZ—A + H2N—B-C-D （3）转化ATZ—A PTH—A用GC或HPLC测定PTH-APTC肽：苯氨基硫甲酰肽ATZ：噻唑啉酮苯胺（一氨基酸）PTH：苯乙内酰硫脲（一氨基酸）耦联：得PTC肽一次循环裂解：ATZ- a.a转化：PTH-a.a反应产率 99％循环次数 120(偶联、降 98% 60解两步） 90% 403.DNS-Edman法用DNS法测N末端，用Edman法提供（n-1）肽段。
Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｄ－Ｅ肽图4.有色Edman法荧光基团或有色试剂标记的PITC试剂。
5.用自动序列分析仪测序仪器原理：Edman法，可测60肽。
1967液相测序仪自旋反应器，适于大肽段。
1971固相测序仪表面接有丙氨基的微孔玻璃球，可耦连肽段的Ｃ端。
1981气相测序仪用Polybrene反应器。
（聚阳离子）四级铵盐聚合物液相：5nmol 20-40肽 97%气相：5pmol 60 肽 98%6.肽段拼接成肽链16肽，Ｎ端H Ｃ端ＳＡ法裂解：ONS PS EOVE RLA HOWTＢ法裂解：SEO WTON VERL APS HO重叠法确定序列：HOWTONSEOVER LAPS7.二硫键、酰胺及其他修饰基团的确定8.二硫键的确定（双向电泳法）碘乙酰胺封闭-SH胃蛋白酶酶解蛋白质第一向电泳过甲酸氧化—S—S—生成-SO3H第二向电泳分离出含二硫键的两条短肽，测序与拼接出的肽链比较，定出二硫键的位置。
9.酰胺的确定Asp –Asn、Glu-Gln酶解肽链，产生含单个Asx或Glx的肽，用电泳法确定是Asp还是Asn举例：Leu-Glx-Pro-Val肽在pH=6.0 时，电荷量是 Leu+ Pro0 Val-此肽除Glx外，净电荷为0，可根据此肽的电泳行为确定是Glu或是Gln。
10.糖、脂、磷酸基位置的确定糖类通过Asn、Ser与蛋白质连接，-N-糖苷 -0-糖苷脂类：Ser、 Thr、Cys磷酸：Ser、 Thr、His经验性序列： Lys(Arg)-Ser-Asn-Ser(PO4)Arg-Thr-Leu-Ser(PO4)Lys(Arg) –Ala-Ser(PO4)11.蛋白质的一级结构与生物功能12.蛋白质的一级结构决定高级结构和功能蛋白质一级结构举例：（1）牛胰岛素Sanger于1953年首次完成测序工作。
P128 图3-38分子量：5700 dalton51个a.a残基，A链21个残基，B链30个残基，A链内有一个二硫键 Cys 6—Cys 11A.B链间有二个二硫键 A.Cys 7 — B Cys 7A.Cys 20—B Cys 19（2）核糖核酸酶（RNase）P128 图3-39分子量：12600124个a.a残基4个链内二硫键。
牛胰RNase变性一复性实验：P164 图3-69。
(8M尿素+β硫基乙醇)变性、失活→透析，透析后构象恢复，活性恢复95%以上，而二硫键正确复性的概率是1/105。
（3）人血红蛋白α和β链及肌红蛋白的一级结构P129 图3-4013.同源蛋白质一级结构的种属差异与生物进化同源蛋白质：在不同的生物体内具有同一功能的蛋白质。
如：血红蛋白在不同的脊椎动物中都具有输送氧气的功能，细胞色素在所有的生物中都是电子传递链的组分。
同源蛋白质的特点：①多肽链长度相同或相近②同源蛋白质的氨基酸顺序中有许多位置的氨基酸对所有种属来说都是相同的，称不变残基，不变残基高度保守，是必需的。
③除不变残基以外，其它位置的氨基酸对不同的种属有很大变化，称可变残基，可变残基中，个别氨基酸的变化不影响蛋白质的功能。
通过比较同源蛋白质的氨基酸序列的差异可以研究不同物种间的亲源关系和进化，亲源关系越远，同源蛋白的氨基酸顺序差异就越大。
14.细胞色素C存在于线粒体膜内，在真核细胞的生物氧化过程中传递电子。
P130，图3-41分子量：12500左右氨基酸残基：100个左右，单链。
25种生物中，细胞色素C的不变残基35个。
60种生物中，细胞色素C的不变残基27个。
亲源关系越近的，其细胞色素C的差异越小。
亲源关系越远的，其细胞色素C的差异越大。
人与黑猩猩 0人与猴 1人与狗 10人与酵母 4415.胰岛素祥见 P175 胰岛素的结构与功能不同生物的胰岛素a.a序列中，有24个氨基酸残基位置始终不变，A．B链上6个Cys 不变（重要性），其余18（24-6）个氨基酸多数为非极性侧链，对稳定蛋白质的空间结构起重要作用。
其它氨基酸对稳定蛋白质的空间结构作用不大，但对免疫反应起作用，猪与人接近，而狗则与人不同，因此可用猪的胰岛素治疗人的糖尿病。
16.蛋白质一级结构的个体差异—分子病分子病：基因突变引起某个功能蛋白的某个（些）氨基酸残基发生了遗传性替代从而导致整个分子的三维结构发生改变，致使其功能部分或全部丧失。
Linus Pauling首先发现镰刀形红细胞贫血现是由于血红蛋白发生了遗传突变引起的，成人的血红蛋白是由两条相同的α链和两条相同的β链组成α2β2，镰刀形红细胞中，血红蛋白β链第6位的aa线基由正常的Glu变成了疏水性的Val。
因此，当血红蛋白没有携带O2时就由正常的球形变成了刚性的棍棒形，病人的红细胞变成镰刀形，容易发生溶血作用(血细胞溶解)导致病血，棍棒形的血红蛋白对O2的结合力比正常的低。
以血红蛋白为例：α2β2寡聚蛋白正常人血红蛋白，β.N......Glu 6镰刀型贫血β.N......Val 6生理条件下电荷：Va10 Glu-疏水亲水人的血红蛋白分子的四条肽链中（574个氨基酸残基）只有两个Glu分子变化成Va1分子，就能发生镰刀状细胞贫血病。
17.一级结构的部分切除与蛋白质的激活一些蛋白质、酶、多肽激素在刚合成时是以无活性的前体形式存在，只有切除部分多肽后才呈现生物活性，如血液凝固系统的血纤维蛋白原和凝血酶原，消化系统的蛋白酶原、激素前体等。
18.血液凝固的机理凝血因子（凝血酶原致活因子）凝血酶原凝血酶纤维蛋白原A 纤维蛋白B 凝胶（1）、凝血酶原P133 图3-43 凝血酶原的结构糖蛋白，分子量66000，582个a.a残基，单链。