生物化学 第2章 蛋白质化学
生物化学02第二章 多肽与蛋白质
Glu-Cys-Gly SH
Glu-Cys-Gly S S
Glu-Cys-Gly
谷胱甘肽的生理功用：
• 解毒作用：与毒物或药物结合，消除其 毒性作用；生物转化。
• 参与氧化还原反应：作为重要的还原剂， 参与体内多种氧化还原反应；
• 保护巯基酶的活性：使巯基酶的活性基 团-SH维持还原状态；
• 维持红细胞膜结构的稳定：消除氧化剂 对红细胞膜结构的破坏作用。
锌指结构是一个常见的模体。
由一个α-螺旋和两个反向平行的β-折迭组 成，形似手指。
Ｎ－端两个半胱氨酸，Ｃ－端两个组氨酸， 此四个氨基酸残基在空间上构成一个洞穴， 容纳一个锌，具结合锌离子功能。
含锌指结构的蛋白质都可与ＤＮＡ或ＲＮＡ 结合。
锌指结构 (折迭-折迭模序)
亮氨酸拉链结构：
• 见于真核生物DNA结合蛋白质的C端，与 癌基因表达调控有关。
第二章
多肽与蛋白质
Peptides and Proteins
1833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶。 1864年，Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白，
并将其制成结晶。 19世纪末，Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，
并将氨基酸合成了多种短肽 。 1938年，德国化学家Gerardus J. Mulder引用
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
3. 氧化供能
第一节
肽和蛋白质的一级结构
Primary Structure of Peptides and Proteins
一、肽和蛋白质是由氨基酸组成的多聚体
生物化学考题-名解
第二章蛋白质化学1、蛋白质的变性2、氨基酸的PI3、肽4、模体（超二级结构）5、结构域6、蛋白质一级结构7、蛋白质的四级结构8、亚基9、盐析10、分子伴侣11.标准氨基酸1.在理化因素作用下，蛋白质的空间构象被破坏，其理化性质和生物学活性也丧失的过程。
2.调整溶液的pH，使氨基酸带上等量的正电荷和负电荷，此时溶液的pH值为pI。
3.氨基酸之间脱去一分子水以肽键相连而成的化合物。
4.蛋白质中，由两个或三个具有二级结构的肽段在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，称为模体，也叫超二级结构。
5.蛋白质的三级结构中存在着若干个二级结构肽段区域或模体的聚集区，它们通常依据特定的几何位置排列，形成具有特定功能的区域，这种区域称为结构域。
6.蛋白质多肽链从N端到C端的氨基酸的排列顺序及二硫键的位置。
7.由两条以上具有独立三级结构的肽链通过非共价键连接而成的结构。
8.蛋白质四级结构中具有独立三级结构的肽链9.大量的中性盐使蛋白质沉淀下来而使蛋白质不变性的过程。
10.是通过提供一个保护环境，加速蛋白质折叠成天然构象蛋白质的伴侣分子。
由于在细胞中合成蛋白质新生多肽链的速度很快，为此存在许多可以帮助蛋白质新生多肽链折叠的蛋白质，统称为分子伴侣。
11.用于合成蛋白质的20种氨基酸为标准氨基酸，与其他氨基酸的区别是它们都有遗传密码。
第三章核酸化学1、稀有碱基2、增色效应3、减色效应4、变性温度5、核酸分子杂交1.核酸分子中，除了常规碱基之外，还存在含量很少的其他碱基，称为稀有碱基。
2.DNA变性导致其紫外吸收值增加，称为增色效应。
3.变性DNA复性恢复成天然构象时，其紫外吸收降低，称为减色效应。
4.50%DNA变性解链时的温度称为解链温度，又称变性温度、熔解温度或熔点。
5.不同来源的核酸链因存在互补序列而形成互补双链结构的过程称为核酸分子杂交。
第四章酶12.Km值Km是反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度1、酶2、酶的活性中心3、酶的必需基团4、多酶体系5、酶的特异性6、酶原激活7、同工酶8、米氏常数9、酶的最适温度10、酶的激活剂1.活细胞产生的具有催化作用的蛋白质及核酸。
生物化学 第2章 蛋白质化学
第二章蛋白质化学一、填空题：1、不同蛋白质的含量颇为相近，平均含量为____%。
2、蛋白质中存在种氨基酸，除了氨基酸外，其余氨基酸的α-碳原子上都有一个自由的基及一个自由的基。
3、能形成二硫键的氨基酸是，分子量最小的氨基酸是。
4、蛋白质具有两性电离性质，大多数在酸性溶液中带电荷，在碱性溶液中带负电荷。
当蛋白质处在某一pH值溶液中时，它所带的正负电荷数相等，此时的蛋白质成为，该溶液的pH值称为蛋白质的________。
5、蛋白质的一级结构是指在蛋白质多肽链中的。
6、在蛋白质分子中，一个氨基酸的α碳原子上的与另一个氨基酸α碳原子上的_______脱去一分子水形成的键叫，它是蛋白质分子中的基本结构键。
7、一个四肽Lys-Val-His-Arg在pH=7溶液中进行电泳，它将向极方向移动。
8、蛋白质在280nm处有最大吸收峰，这是由于蛋白质分子中存在、和残基的缘故。
9、α—螺旋和β—折叠结构属于蛋白质的级结构，稳定其结构的作用力是。
10、丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的极性是由侧链基团的基提供的；天冬酰胺和谷氨酰胺的极性是由其引起的，而半胱氨酸的极性则是因为含的缘故。
11、蛋白质颗粒表面的和是蛋白质亲水胶体稳定的两个因素。
12、蛋白质变性主要是因为破坏了维持和稳定其空间构象的各种键，使天然蛋白质原有的与性质改变。
13、.蛋白质分子二级结构常见的两种类型是和。
14、天然蛋白质分子中的α—螺旋都属于手螺旋。
15、已知下列肽段：(1)-Ala-Phe-Tyr-Ala-Arg-Ser-Glu—(2)-Lys-Glu-Arg-Gln-His-Ala-Ala—(3)-Gln-Cys-Leu-Ala-Ser-Cys-Ala—(4)-Gly-Leu-Ser-Pro-Ala-Phe-Val—其中在pH=7条件下向负极移动快的多肽是；在280nm有最大光吸收的是；可能形成二硫键桥的是；α—螺旋中断的是。
二、选择题(只有一个最佳答案)：1、在寡聚蛋白质中，亚基间的立体排布、相互作用以及接触部位间的空间结构称之谓( )A、三级结构B、缔合现象C、四级结构D、变构现象2、形成稳定的肽链空间结构，非常重要的一点是肽键中的四个原子以及和它相邻的两个α-碳原子处于( )A、不断绕动状态B、可以相对自由旋转C、同一平面D、随不同外界环境而变化的状态3、甘氨酸的解离常数是pK1=2.34, pK2=9.60，它的等电点（pI）是( )A、7.26B、5.97C、7.14D、10.774、肽链中的肽键是：( )A、顺式结构B、顺式和反式共存C、反式结构5、维持蛋白质二级结构稳定的主要因素是：( )A、静电作用力B、氢键C、疏水键D、范德华作用力6、蛋白质变性是由于（）A、一级结构改变B、空间构象破坏C、辅基脱落D、蛋白质水解7、必需氨基酸是对（）而言的。
动物生物化学 第二章 蛋白质
蛋白质分子为右手-螺旋。
（1）-螺旋
-螺旋
表 几种螺旋结构参数
结构类型 残基/圈 1个氢键环的原子数 每个残基高度（nm） Φ Ψ
310螺旋 3.0
位 置
及顺序分析，
的 然后同其它方法分析的肽段进行比较，
确 确定二硫键的位置。
定
2.4 蛋白质的高级结构
2.4.1 肽单位平面结构和二面角
O
O
O
H
H
H
H2N
C
C
N H
C
C
N H
C
C
R
R
R
N端
肽单位
肽单位
O
H
H
NH C C N C COOH
H
R
R
C端
肽单位： 主肽链中的重复单位
肽键平面—由于肽键的双键性质，使得形成肽键的N、C原子以及它们相 连的四个原子形成一个平面，这个平面就叫肽键平面。
蛋白质构件分子是氨基酸。 氨基酸是蛋白质的基本单位。 自然界存在的氨基酸有300多 种，但合成蛋白质的氨基酸只 有20种，都属于α-氨基酸，其 中除甘氨酸外，其余都是L-α氨基酸。
蛋白质分子中的20种 氨基酸在DNA分子中有它 们特异的遗传密码相对应，
因而也称编码氨基酸 （Coding amino acid）。 新近发现的硒代半胱氨酸 （SeCys）也是一种编码 氨基酸。
由 两 个 氨 基 酸 组 成 的 肽 称 为 二 肽 ， 由 多 个 氨 基酸组成的肽则称为多肽。因为多肽呈链状， 所以又称为多肽链。组成多肽的氨基酸单元称 为氨基酸残基。
生物化学 第二章 蛋白质化学 上
一 氨基酸的一般结构特征
氨基酸的基本结构特征：
•酸性：
•碱性：
•手性（旋光性）：
•特异性
蛋白质是由20种L-型 的α-氨基酸构成。
非极性氨基酸（6个）
极性不带电荷（6个）
芳香族（3个）
带电荷（5个）
二 氨基酸的分类和结构 1．按照氨基酸侧链的极性分类 非极性氨基酸：Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro共八种 极性不带电荷：Gly, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, Tyr共七种 带正电荷：Arg, Lys, His（碱性氨基酸） 带负电荷：Asp, Glu（酸性氨基酸）
胶联剂、可制作金属涂料和车辆、电器用高档氨基树脂装饰漆。
第二节 蛋白质的组成单位-氨基酸
发现：
法国化学家H Braconnot 纤维素酸热解---葡萄糖（单体） 明胶酸热解----含氮化合物（甘氨酸） 肌肉酸水解---含氮化合物（含氨基和羧基）---氨基酸 蛋白质的基本组成单位是（***）氨基酸（amino acid，AA）
3 根据组成分类 简单蛋白质 分子中只有氨基酸 结合蛋白质 简单蛋白+非蛋白成分，
也称复合蛋白质（conjugated protein）或全蛋白质（holoprotein） 结合蛋白根据结合的非蛋白成分进一步分为：
① 色蛋白（chromoprotein）色素+Pr
血红素蛋白；细胞色素类（蛋白）；叶绿素蛋白；血蓝蛋白；黄 素蛋白
Tyr、Phe
Trp
N
红色 胍基 Arg
酚试剂反应 (Folin-Cioculteu 反应)
Ellman反应
碱性 CuSO4 及磷 钨酸-钼酸
二硫硝基苯甲酸 DTNB
02蛋白质化学2 生物化学清晰易学版课件
2 2
2 11
1
2
2
Ψ* 2
Φ
1 *1
1
22
Ψ* 2
Φ
1
*1
1
所有肽单位在同 一平面时，规定Ψ和 Φ为180度。
肽平面是蛋白质结构最小单位，限制了肽链构象数
构象与构型
双面角（平面角）
➢ Ψ（psai）： Cα2-C2 轴上的旋转角
从Cα沿键轴方向观察，顺时针旋转所形成的
Ψ角为正值，反时针为负值。 Cα2 – N1 与C2 – N2 顺式时Ψ= 0 ，反式为180度 。
2 2
2 11
1
2
*2
Ψ2
Φ*
11
1
2*Ψ2 2 Φ*
1 1
1
➢ Φ（fai）： Cα2-N 1 轴上的旋转角
作用 ➢ 疏水性相互作用：水介质中，蛋白质折叠→疏
水基团彼此靠近 ➢ 离子相互作用：电离基团正、负电荷间的静电
相互作用 ➢ 范德华力：一切分子间的相互作用
肌红蛋白 (Myoglobin ，Mb ）的三级结构
球状分子 ；153氨 基酸残基；8段α-螺 旋(7-23AA): A—H； 非螺旋区: NA，AB， CD，EF，FG， GH，HC---HC； 分子量:17.2 kD； 血红素辅基；
➢ 构象（conformation）：分子内各原子或基团 之间的相互立体关系。构象改变是由于单键旋 转而产生，无共价键变化（二级以上的结构都 属于构象的范畴） 。
➢ 构型（configuration）：立体异构体中取代原 子或基团在空间的取向。一个碳原子与四个不 同基团相连时，只可能有二种不同的空间排列， 这二种不同的排列称为不同的构型。构型的改 变必须有共价键的断裂。
生物化学 第二章 习题
第二章蛋白质化学A型题一、名词解释1．氨基酸的等电点2．肽键3．多肽链4．肽平面5．蛋白质一级结构6．肽单位7．多肽8．氨基酸残基9．蛋白质二级结构10．超二级结构11．结构域12．蛋白质三级结构13．蛋白质四级结构14．二硫键15．二面角16．α–螺旋17．β–折叠或β–折叠片18．β–转角19．无规卷曲20．亚基21．寡聚蛋白22．蛋白质的高级结构23．蛋白质激活24．分子病25．变构效应26．蛋白质变性27．蛋白质复性28．蛋白质的等电点29．电泳30．盐溶31．盐析32．简单蛋白质33．结合蛋白质二、填空题1．结缔组织（肌腱、韧带、毛发、软骨）以_____为主要成分。
2．天然氨基酸的结构通式为______________。
3．氨基酸在等电点时主要以________离子形式存在，在pH>pI时的溶液中，大部分以______离子形式存在，在pH<pI的溶液中主要以_________离子形式存在。
4．在紫外光区有吸收光能力的氨基酸只有________、_________、________3种。
5．当氨基酸在等电点时，由于静电引力的作用，其_________最小，容易发生沉淀。
6．所谓的两性离子是指____________________。
7．在一定的实验条件下，___________是氨基酸的特征常数。
8．在常见的20种氨基酸中，结构最简单的氨基酸是________。
9．蛋白质中氮元素的含量比较恒定，平均值为_______。
10．蛋白质中不完整的氨基酸被称为________。
11．维系蛋白质二级结构最主要的力是________ 。
12．α–螺旋中相邻螺圈之间形成链内氢键，氢键取向几乎与________平行。
氢键是由每个氨基酸的______与前面隔3个氨基酸的_________形成的，它允许所有_______都参与氢键的形成。
13．参与维持蛋白质构象的作用力有_____、_____、________、_______、_______、和_______。
生物化学蛋白质化学复习题1
第二章蛋白质化学(1)一、单项选择题1．测得某一蛋白质样品的氮含量为0．40g，此样品约含蛋白质多少？A．2．00g B．2．50g C．6．40g D．3．00g E．6．25g2．下列含有两个羧基的氨基酸是：A．精氨酸 B．赖氨酸 C．甘氨酸 D．色氨酸 E．谷氨酸3．维持蛋白质二级结构的主要化学键是：A．盐键 B．疏水键 C．肽键 D．氢键 E．二硫键4．关于蛋白质分子三级结构的描述，其中错误的是：A．天然蛋白质分子均有的这种结构B．具有三级结构的多肽链都具有生物学活性C．三级结构的稳定性主要是次级键维系D．亲水基团聚集在三级结构的表面bioooE．决定盘曲折叠的因素是氨基酸残基5．具有四级结构的蛋白质特征是：A．分子中必定含有辅基B．在两条或两条以上具有三级结构多肽链的基础上，肽链进一步折叠，盘曲形成C．每条多肽链都具有独立的生物学活性D．依赖肽键维系四级结构的稳定性E．由两条或两条以上具在三级结构的多肽链组成6．蛋白质所形成的胶体颗粒，在下列哪种条件下不稳定：A．溶液pH值大于pIB．溶液pH值小于pIC．溶液pH值等于pID．溶液pH值等于7．4E．在水溶液中7．蛋白质变性是由于：A．氨基酸排列顺序的改变 B．氨基酸组成的改变C．肽键的断裂 D．蛋白质空间构象的破坏E．蛋白质的水解8．变性蛋白质的主要特点是：A．粘度下降 B．溶解度增加 C．不易被蛋白酶水解D．生物学活性丧失 E．容易被盐析出现沉淀9．若用重金属沉淀pI为8的蛋白质时，该溶液的pH值应为：A．8 B．＞8 C．＜8 D．≤8 E．≥810．蛋白质分子组成中不含有下列哪种氨基酸？A．半胱氨酸 B．蛋氨酸 C．胱氨酸 D．丝氨酸 E．瓜氨酸二、多项选择题（在备选答案中有二个或二个以上是正确的，错选或未选全的均不给分）1．含硫氨基酸包括：A．蛋氨酸 B．苏氨酸 C．组氨酸 D．半胖氨酸2．下列哪些是碱性氨基酸：A．组氨酸 B．蛋氨酸 C．精氨酸 D．赖氨酸3．芳香族氨基酸是：A．苯丙氨酸 B．酪氨酸 C．色氨酸 D．脯氨酸4．关于α-螺旋正确的是：A．螺旋中每3．6个氨基酸残基为一周B．为右手螺旋结构C．两螺旋之间借二硫键维持其稳定D．氨基酸侧链R基团分布在螺旋外侧5．蛋白质的二级结构包括：A．α-螺旋 B．β-片层 C．β-转角 D．无规卷曲6．下列关于β-片层结构的论述哪些是正确的：A．是一种伸展的肽链结构B．肽键平面折叠成锯齿状C．也可由两条以上多肽链顺向或逆向平行排列而成D．两链间形成离子键以使结构稳定7．维持蛋白质三级结构的主要键是：A．肽键 B．疏水键 C．离子键 D．范德华引力8．下列哪种蛋白质在pH5的溶液中带正电荷？A．pI为4．5的蛋白质 B．pI为7．4的蛋白质C．pI为7的蛋白质 D．pI为6．5的蛋白质9．使蛋白质沉淀但不变性的方法有：A．中性盐沉淀蛋白 B．鞣酸沉淀蛋白C．低温乙醇沉淀蛋白 D．重金属盐沉淀蛋白10．变性蛋白质的特性有：A．溶解度显著下降 B．生物学活性丧失C．易被蛋白酶水解 D．凝固或沉淀三、填空题1．组成蛋白质的主要元素有_________，________，_________，_________。
生物化学第二章蛋白质知识点归纳
一、概述
结合蛋白：由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成。按辅基种类分为： 1 核蛋白（nucleoprotein ） 核酸 2 脂蛋白（lipoprotein ） 脂质 3 糖蛋白（glycoprotein） 糖 4 磷蛋白（phosphoprotein） 磷酸基 5 血红素蛋白（hemoprotein ） 血红素 6 黄素蛋白（flavoprotein ） FAD 7 金属蛋白（metallaprotein ） 金属
据R基团 极性分类
例外：
COO+α
H3N C H
R
Gly —— 没有手性
构型与旋光方向没有直接对应关系，L-α-氨基酸有的为左旋，有的为右旋， 即使同一种L-α-氨基酸，在不同溶剂也会有不同的旋光度或不同的旋光方向。
二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号
据R基团化学 结构分类
脂肪族ＡA（烃链、含羟基或巯基、羧基、碱性基团） 杂环ＡＡ(His、Pro) 芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)
6 结构蛋白（structural protein）
7 防御蛋白（defense protein） 8 异常蛋白 (exotic protein)
二
氨基酸
1.蛋白质的水解 2.氨基酸的结构与分类 3.氨基酸的理化性质
一、蛋白质水解
完全水解得到各种氨基酸的混合物； 部分水解通常得到肽片段及氨基酸的混合物。 氨基酸是蛋白质的基本结构单元。 大多数的蛋白质都是由20种氨基酸组成，这20种
一、概述
按生物功能分：
1 酶（enzyme）
2 调节蛋白（regulatory protein）
3 转运蛋白（transport protein） 4 储存蛋白（nutrient and storage
生物化学第四版课后答案
（4）分离提纯所产生的肽，并测定出它们的序列。
（5）从有重叠结构的各个肽的序列中推断出蛋白质中全部氨基酸排列顺序。
如果蛋白质含有一条以上的肽链，则需先拆开成单个肽链再按上述原则确定其一级结构。如是含二硫键的蛋白质，也必须在测定其氨基酸排列顺序前，拆开二硫键，使肽链分开，并确定二硫键的位置。拆开二硫键可用过甲酸氧化，使胱氨酸部分氧化成两个半胱氨磺酸。
② 丹磺酰氯(DNS)法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与与丹磺酰氯（DNS―Cl）反应生成DNS―多肽或DNS―蛋白质。由于DNS与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定，因此DNS―多肽经酸水解后，只有N―末端氨基酸为强烈的荧光物质DNS―氨基酸，其余的都是游离氨基酸。
③ 苯异硫氰酸脂（PITC或Edman降解）法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与异硫氰酸苯酯（PITC）反应（Edman反应），生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白质。在酸性有机溶剂中加热时，N―末端的PTC―氨基酸发生环化，生成苯乙内酰硫脲的衍生物并从肽链上掉下来，除去N―末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。
2 蛋白质化学
1．用于测定蛋白质多肽链N端、C端的常用方法有哪些？基本原理是什么？
解答：（1） N-末端测定法：常采用 ―二硝基氟苯法、Edman降解法、丹磺酰氯法。
① ―二硝基氟苯(DNFB或FDNB)法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与 ―二硝基氟苯（ ―DNFB）反应（Sanger反应），生成DNP―多肽或DNP―蛋白质。由于DNFB与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定，因此DNP―多肽经酸水解后，只有N―末端氨基酸为黄色DNP―氨基酸衍生物，其余的都是游离氨基酸。
变性的本质：分子中各种次级键断裂，使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态，一级结构不破坏。
大学生物化学课件 第2章 蛋白质化学
肽链上的氨基酸不是完整的氨基 酸，因而称为氨基酸残基（Amino acid residues）。 一条肽链有两端。 具有游离氨基的一端称为氨基末端 （Amino terminal,或叫N端）。 具有游离羧基的一端称为羧基末端 （Carboxyl terminal，或叫C端）。
3. 肽的书写方法 Calligraph of peptides 书写肽链时，习惯把N端写在左 边，把C端写在右边。 两个氨基酸之间用·或-分开，也 可以用圆圈将氨基酸符号圈开。
4.
二 . 蛋白质的分类 Classification of proteins
1. 根据蛋白质的分子形状分类 Classification according to the shape of protein molecules 球状蛋白质 Globulins 纤维状蛋白质 Fibrins
2. 根据蛋白质的功能分类 Classification according to the functions of proteins 活性蛋白质 Active proteins 酶，转运蛋白，调节蛋白，信号蛋 白，防御蛋白等。 非活性蛋白质 Passive proteins 结构蛋白等。 3. 根据组成分类 Classification according to the composition of proteins 简单蛋白质 Simple proteins 结合蛋白质 Conjugated proteins
2. 由氨基和羧基参与的几种重要化学反应 Several important reactions of amino acids 1）茚三酮反应 Ninhydrin reaction 茚三酮 + 氨基酸 蓝紫色化合物
*
茚三酮反应
生物化学第2章 蛋白质
蛋白质的生物学意义
生命是蛋白质的存在形式，是重要的生物大分子； 蛋白质是生物功能的载体，每种细胞活性都依赖于一种 或几种特定的蛋白质；
蛋白质有极其重要的生物学意义（生物学功能）：
蛋白质功能多样性 5-1（阅读）
蛋白质是生物功能的载体，每种细胞活性都依赖于一种
或几种特定的蛋白质；
蛋白质的生物学功能有以下几个方面： 内各种化学反应几乎都是在相应酶参与下进行的，催化 效率远大于合成的催化剂；
极移动，即处于等电兼性离子（极少数为中性分子）状
态，少数解离成阳离子和阴离子，但解离成阳离子和阴 离子的数目和趋势相等；
第2章
蛋白质
2.1 蛋白质的分类 2.2 蛋白质的组成单位—氨基酸
2.3 肽 2.4 蛋白质的结构
2.5 蛋白质结构与功能的关系 2.6 蛋白质的性质与分离、分析技术
2.1 蛋白质的分类
P17
蛋白质分类方法至少有4种：
1. 根据分子形状分类；
2. 根据分子组成分类 ；
3.根据功能分类；
2. 1. 1 根据分子形状分类
引起精氨酸脱氨，生成鸟氨酸和尿素 （色氨酸稳定）；
3. 酶水解:
优点：不破坏氨基酸，不产生消旋作用。 缺点：使用一种酶常水解不彻底，需几种酶协同作用才 能使蛋白质完全水解；水解所需时间较长；
酶法主要用于部分水解； 常用的蛋白水解酶： 胰蛋白酶、糜（胰凝乳）蛋白酶、胃蛋白酶等；
这些酶的作用点见第6章（酶）表6-3 （P148） 。
泌一类胶质蛋白，能将贝壳牢固地粘在岩石或其他硬表
面上；
2. 2 蛋白质的组成单位--氨基酸
生物化学问答题
⽣物化学问答题第⼆章蛋⽩质化学1、举例说明蛋⽩质的⼀级结构、空间结构与功能的关系。
答：⼀级结构是空间结构和功能的基础。
⼀级结构相似其功能也相似，例如不同哺乳动物的胰岛素⼀级结构相似，仅有个别氨基酸差异，故它们都具有胰岛素的⽣物学功能；⼀级结构不同，其功能也不同；⼀级结构发⽣改变，则蛋⽩质功能也发⽣改变，例如⾎红蛋⽩由两条α链和两条β链组成，正常⼈β链的第六位⾕氨酸换成了缬氨酸，就导致分⼦病--镰⼑状红细胞贫⾎的发⽣，患者红细胞带氧能⼒下降，易出⾎。
空间结构与功能的关系也很密切，空间结构改变，其理化性质与⽣物学活性也改变。
如核糖核酸酶变性或复性时，随之空间结构破坏或恢复，⽣理功能也丧失或恢复。
变构效应也说明空间结构改变，功能改变。
2、什么是多肽链的N末端和C末端？如何测定N末端？答：c端是羧基端，n端是氨基端。
测定N末端可⽤2,4-⼆硝基氟苯法、丹磺酰氯法和Edman降解法。
3、维持蛋⽩质溶液稳定的因素是什么？实验中常⽤来沉淀蛋⽩质的⽅法有哪些？答：1）蛋⽩质的⽔化作⽤（⽔膜或⽔化层）2）蛋⽩质颗粒在⾮等电点时带有相同电荷沉淀蛋⽩质的主要⽅法有:1、加⾼浓度中性盐（盐析）2、重⾦属盐沉淀蛋⽩质3、⽣物碱试剂和某些酸类沉淀蛋⽩质4、有机溶剂沉淀蛋⽩质5、加热凝固4、什么是蛋⽩质的变性作⽤和复性作⽤？蛋⽩质变性后哪些性质会发⽣改变？答：蛋⽩质的变性作⽤是指在某些因素的影响下，蛋⽩质分⼦的空间构象被破坏，并导致其性质和⽣物活性改变的现象。
除去变性因素，某些蛋⽩质变性后在适当条件下可恢复其原来的三维结构和⽣物活性，这个过程称为蛋⽩质的复性。
变性发⽣的改变：①⽣物活性丧失②理化性质改变，包括：溶解度降低，结晶能⼒丧失，光学性质改变③⽣物化学性质改变，分⼦结构伸展松散，易被蛋⽩酶分解5、试⽐较蛋⽩质的⼀、⼆、三、四级结构及维持其稳定的化学键。
答：（1）多肽链中氨基酸的数⽬、排列顺序和连接⽅式称为蛋⽩质的⼀级结构，维系蛋⽩质⼀级结构中的主要化学键是肽键，有些蛋⽩质还包含⼆硫键。
《生物化学》第二章
2．β-折叠
形式
4．无规卷曲
多肽链中，两段以上折叠成锯齿状的肽链， 通过氢键相连而成的平行片层状结构称为β折叠或β-片层。
无规卷曲是指肽链中没有确定规律性的构象， 不能被归入明确的二级结构，本身也具有一 定的稳定性。
- 20 -
第二节 蛋白质的分子结构
二、蛋白质的空间结构
α-螺旋
α-螺旋的主链呈螺旋上升，每3.6个氨基酸残基 上升一圈，相当于0.54 nm。
另外，虽然亚基具有独立的三级结构，但单独存在时无生物活性。例如，血红蛋白（上图）由四个 亚基组成，每个亚基在含氧量高的地方均能结合一分子的氧，在含氧量低时，释放所结合的氧。但任何 一个亚基单独存在时，只能结合氧，不能释放氧，不具有血红蛋白的运氧作用。
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第二节 蛋白质的分子结构
二、蛋白质的空间结构
蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构。 蛋白质一级结构的阐明，对揭示某些疾病的发病机制、指导疾病治疗有十分重要的意义。
？
蛋白质的空间结构是如何形成的？？
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第二节 蛋白质的分子结构
二、蛋白质的空间结构
蛋白质的二级结构
蛋白质的二级结构（secondary structure）是指多肽链中有规则重复的构象， 这些构象由主链原子形成，不涉及侧链部分的构象。
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第一节
蛋白质的分子组成 二、蛋白质的基本结构单位——氨基酸
除甘氨酸外，其他氨基酸的α-碳原子均为手性碳 原子，有L-型和D-型两个旋光异构体。组成天然氨基 酸的氨基酸均为L-型，因此人体内的氨基酸均为L-α-氨 基酸，其结构式如右图所示。
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第一节
蛋白质的分子组成 二、蛋白质的基本结构单位——氨基酸
《生物化学》思考题第二章 蛋白质化学
第二章蛋白质化学学习要求一、掌握蛋白质分子平均含氮16％的意义，20种氨基酸名称(及三字符号)，R结构特点及分类法；蛋白质一、二、三、四级结构基本特点；蛋白质生物学功能。
二、熟悉蛋白质重要的理化性质；其他为应了解的内容。
习题一、名词解释1．等电点(pI) 2．肽键 3．蛋白质的变性作用 4．非编码氨基酸 5.α螺旋 6．结合蛋白 7．盐析作用 8．亚基 9．分子病 10．透析二、思考题1.不同蛋白质的含量颇为相近，平均含量为％。
2.20种基本氨基酸可以分为哪几类？其分类依据是什么？其中，酸性氨基酸和碱性氨基酸各包含哪几种氨基酸？3.蛋白质的一、二、三、四级结构的各自定义及其特点。
4.蛋白质的二级结构有哪些？维持二级结构的化学键是？5.维持蛋白质一级结构的化学键是键，而维持蛋白质高级结构的化学键有哪些？6.如果组成蛋白质的2条多肽链之间存在共价键（如二硫键），就没有四级结构。
7.试说明蛋白质结构与功能的关系。
8.维持蛋白质亲水胶体稳定的两个因素是？9.引起蛋白质变性的理化因素有哪些？蛋白质变性后，其理化性质．．．．和生物学活性．．．．．会发生怎样的改变？10.沉淀蛋白质的方法有哪些？其中法在常温下沉淀出的蛋白质不变性。
11.试举二例说明蛋白质变性在医学、食品工业等实践中的应用。
12.蛋白质和核酸对紫外光均有吸收。
蛋白质的最大吸收波长是 nm；核酸的最大吸收波长是 nm。
13.蛋白质的生理功能有哪些？试从含量及生理功能说明蛋白质在生命过程中的重要性。
14.氨基酸的等电点和中性点(pH 7.0)有何区别?15.如将氨基酸混合液(甘氨酸、精氨酸、谷氨酸)点在滤纸上，在pH6.8的缓冲液中进行电泳，试推测它们从正极至负极的顺序。
第三章酶学学习要求一、掌握酶的概念与作用特点(催化效率高、专一性强、不稳定性及可调控性等)．酶蛋白、辅助因子(辅酶或辅基)、参与辅酶或辅基组成的B族维生素及其功能、全酶；必需基团与活性中心；酶原激活及同工酶概念。
生物化学第二章 蛋白质
蛋白质
目 录
一、蛋白质的种类、含量与分类 二、氨基酸 三、肽 四、蛋白质的结构 五、蛋白质的性质 六、食物中的蛋白质 七、蛋白质的分离与纯化
一、蛋白质的化学组成与分类
主要组成元素：C、H、O、N、S 及 P、Fe、 Cu、Zn、Mo、I、Se 等微量元素。 百分数约为：碳占50~55%，氢占6~8%， 氧占20~30%，氮占15~18%及硫占0~4%。 大多数蛋白质所含氮素约为16%，因该元素容 易用凯氏(Kjeldahl)定氮法进行测定。 故蛋白质的含量可由氮的含量乘以 6.25(100/16)计算出来: 即：蛋白质含量＝6.25×样品含氮量
aa向正极移动 aa向负极移动 aa不移动
pI的测定：
酸碱滴定法； 基于aa所带基团 均可解离； 得到弱酸弱碱曲 线； 根据aa上可解离 基团的pK值计算 等电点： pK：解离常数。 以甘氨酸为例：
由此可知：
在生理pH内，aa 的羧基和氨基全部解离； 具有这种性质的物质称两性电解质； 带有相反基团的分子叫两性离子； 滴定中Gly的阳离子（R+）、阴离子（R-） 和两性离子（R°）的比例随pH而变； 当溶液中只有两性离子时， pH = pI
蛋白质氨基酸
蛋白质中存在的20种氨基酸，除脯氨酸外，在其 α -碳原子上都有一个自由的羧基及一个自由的氨基； 由于脯基酸的α -氨基被取代，它实际上是一种α -亚 氨基酸。此外，每种氨基酸都有一个特殊的R基团。
生物体内常见氨基酸的分类：
蛋白质氨基酸： 蛋白质中常见的20种氨基酸 稀有的蛋白质氨基酸：蛋白质组成中，除上述20 种常见氨基酸外，从少数蛋白质中还分离出一些 稀有氨基酸，它们都是相应常见氨基酸的衍生物。 如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸等。 非蛋白质氨基酸：生物体内呈游离或结合态的氨 基酸。
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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第二章蛋白质化学一、填空题：1、不同蛋白质的含量颇为相近，平均含量为____%。
2、蛋白质中存在种氨基酸，除了氨基酸外，其余氨基酸的α-碳原子上都有一个自由的基及一个自由的基。
3、能形成二硫键的氨基酸是，分子量最小的氨基酸是。
4、蛋白质具有两性电离性质，大多数在酸性溶液中带电荷，在碱性溶液中带负电荷。
当蛋白质处在某一pH值溶液中时，它所带的正负电荷数相等，此时的蛋白质成为，该溶液的pH值称为蛋白质的________。
5、蛋白质的一级结构是指在蛋白质多肽链中的。
6、在蛋白质分子中，一个氨基酸的α碳原子上的与另一个氨基酸α碳原子上的_______脱去一分子水形成的键叫，它是蛋白质分子中的基本结构键。
7、一个四肽Lys-V al-His-Arg在pH=7溶液中进行电泳，它将向极方向移动。
8、蛋白质在280nm处有最大吸收峰，这是由于蛋白质分子中存在、和残基的缘故。
9、α—螺旋和β—折叠结构属于蛋白质的级结构，稳定其结构的作用力是。
10、丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的极性是由侧链基团的基提供的；天冬酰胺和谷氨酰胺的极性是由其引起的，而半胱氨酸的极性则是因为含的缘故。
11、蛋白质颗粒表面的和是蛋白质亲水胶体稳定的两个因素。
12、蛋白质变性主要是因为破坏了维持和稳定其空间构象的各种键，使天然蛋白质原有的与性质改变。
13、.蛋白质分子二级结构常见的两种类型是和。
14、天然蛋白质分子中的α—螺旋都属于手螺旋。
15、已知下列肽段：(1)-Ala-Phe-Tyr-Ala-Arg-Ser-Glu—(2)-Lys-Glu-Arg-Gln-His-Ala-Ala—(3)-Gln-Cys-Leu-Ala-Ser-Cys-Ala—(4)-Gly-Leu-Ser-Pro-Ala-Phe-V al—其中在pH=7条件下向负极移动快的多肽是；在280nm有最大光吸收的是；可能形成二硫键桥的是；α—螺旋中断的是。
二、选择题(只有一个最佳答案)：1、在寡聚蛋白质中，亚基间的立体排布、相互作用以及接触部位间的空间结构称之谓( )A、三级结构B、缔合现象C、四级结构D、变构现象2、形成稳定的肽链空间结构，非常重要的一点是肽键中的四个原子以及和它相邻的两个α-碳原子处于( )A、不断绕动状态B、可以相对自由旋转C、同一平面D、随不同外界环境而变化的状态3、甘氨酸的解离常数是pK1=2.34, pK2=9.60，它的等电点（pI）是( )A、7.26B、5.97C、7.14D、10.774、肽链中的肽键是：( )A、顺式结构B、顺式和反式共存C、反式结构5、维持蛋白质二级结构稳定的主要因素是：( )A、静电作用力B、氢键C、疏水键D、范德华作用力6、蛋白质变性是由于（）A、一级结构改变B、空间构象破坏C、辅基脱落D、蛋白质水解7、必需氨基酸是对（）而言的。
A、植物B、动物C、动物和植物D、人和动物8、在下列所有氨基酸溶液中，不引起偏振光旋转的氨基酸是（）A、丙氨酸B、亮氨酸C、甘氨酸D、丝氨酸9、天然蛋白质中含有的20种氨基酸的结构（）A、全部是L－型B、全部是D型C、部分是L－型，部分是D－型D、除甘氨酸外都是L－型10、谷氨酸的pK’1(-COOH)为2.19，pK’2(-NH+3)为9.67，pK’3r(-COOH)为4.25，其pI是（）A、4.25B、3.22C、6.96D、5.9311、在生理pH情况下，下列氨基酸中哪个带净负电荷？（）A、ProB、LysC、HisD、Glu12、天然蛋白质中不存在的氨基酸是（）A、半胱氨酸B、瓜氨酸C、丝氨酸D、蛋氨酸13、破坏α－螺旋结构的氨基酸残基之一是：（）A、亮氨酸B、丙氨酸C、脯氨酸D、谷氨酸14、当蛋白质处于等电点时，可使蛋白质分子的（）A、稳定性增加B、表面净电荷不变C、表面净电荷增加D、溶解度最小15、蛋白质分子中-S-S-断裂的方法是（）A、加尿素B、透析法C、加过甲酸D、加重金属盐16、下列氨基酸中除( )外都是极性氨基酸：A、IleB、CysC、AsnD、Ser17、与茚三酮反应不呈兰紫色的氨基酸是( )A、PheB、ProC、GluD、Met18、下面几种氨基酸中除哪一种外其溶液均能引起偏振光旋转( )A、丙氨酸B、甘氨酸C、亮氨酸D、丝氨酸19、在生理pH下，下列哪一种是带正电荷的氨基酸：( )A、谷氨酸B、赖氨酸C、色氨酸D、缬氨酸20、蛋白质的二级结构单元包括下列内容，例外的是( )A、α—螺旋B、β—折叠C、β—转角D、氨基酸残基的排列顺序三、是非题（在题后括号内打√或×）：1、一氨基一羧基氨基酸的pI为中性，因为-COOH和-NH+3的解离度相等。
（）2、构型的改变必须有旧的共价健的破坏和新的共价键的形成，而构象的改变则不发生此变化。
（）3、生物体内只有蛋白质才含有氨基酸。
（）4、所有的蛋白质都具有一、二、三、四级结构。
（）5、用羧肽酶A水解一个肽，发现释放最快的是Leu，其次是Gly，据此可断定，此肽的C端序列是Gly-Leu。
（）6、蛋白质分子中个别氨基酸的取代未必会引起蛋白质活性的改变。
（）7、镰刀型红细胞贫血病是一种先天遗传性的分子病，其病因是由于正常血红蛋白分子中的一个谷氨酸残基被缬氨酸残基所置换。
（）8、镰刀型红细胞贫血病是一种先天性遗传病，其病因是由于血红蛋白的代谢发生障碍。
（）9、在蛋白质和多肽中，只有一种连接氨基酸残基的共价键，即肽键。
（）10、从热力学上讲蛋白质分子最稳定的构象是自由能最低时的构象。
（）11、蛋白质变性是蛋白质立体结构的破坏，涉及肽键的断裂。
（）12、所有的蛋白质都具有一、二、三、四级结构。
（）13、天然氨基酸都有一个不对称α-碳原子。
（）14、变性后的蛋白质其分子量也发生改变。
（）15、蛋白质在等电点时净电荷为零，溶解度最小。
（）16、当氨基酸处于等电点状态时，由于静电引力的作用，氨基酸的溶解度最小，容易发生沉淀。
（）17、蛋白质变性后，一级结构发生变化，二级结构也变化。
（）18、蛋白质分子由于带有电荷，并且在与水接触时，极易吸附水分子形成水膜，因此在水溶液中能形成稳定的亲水胶体。
（）19、蛋白质沉淀就是发生了变性。
（）20、蛋白质的氨基酸残基排列顺序很大程度上决定了它的空间构象。
（）四、问答题和计算题：1、为什么说蛋白质是生命活动最重要的物质基础？2、试比较Gly、Pro与其它常见氨基酸结构的异同，它们对多肽链二级结构的形成有何影响？3、对蛋白质中自然发生的氨基酸替换的研究有以下结果：①Lys→Arg和Ile→Leu这样的替换一般对蛋白质的功能基本无影响。
②色氨酸的替换最易改变蛋白质的功能。
试解释此种现象。
4、为什么说蛋白质水溶液是一种稳定的亲水胶体？5、一种蛋白质按其重量含有1.65％亮氨酸和2.48％异亮氨酸．计算该蛋白质的最低分子量。
6、试举例说明蛋白质结构与功能的关系（包括一级结构、高级结构与功能的关系）。
7、什么是蛋白质的变性？变性的机制是什么？举例说明蛋白质变性在实践中的应用。
8、简述血红蛋白结构与功能的关系?9、多肽链片段是在疏水环境中还是在亲水环境中更有利于α-螺旋的形成，为什么？10、已知某蛋白质的多肽链的一些节段是α-螺旋，而另一些节段是β-折叠。
该蛋白质的分子量为240 000，其分子长5.06⨯10-5,求分子中α-螺旋和β-折叠的百分率。
(蛋白质中一个氨基酸的平均分子量为120，每个氨基酸残基在α-螺旋中的长度0.15nm，在β-折叠中的长度为0.36nm)11、丙氨酸在pH4.34的溶液中主要以哪种离子形成存在？(已知丙氨酸解离基因的pK值分别如下：(a-COOH=2.34，a-NH3+=9.69)五、名词解释：等电点（pI）肽键和肽链肽平面及二面角一级结构二级结构三级结构四级结构超二级结构结构域蛋白质变性与复性分子病盐析与盐溶参考答案：第二章蛋白质化学一、填空题：1、不同蛋白质的含氮量颇为相近，平均含量为16 %。
2、蛋白质中存在20 种氨基酸，除了脯氨基酸外，其余氨基酸的α-碳原子上都有一个自由的羧基及一个自由的氨基。
3、能形成二硫键的氨基酸是半胱氨酸，分子量最小的氨基酸是甘氨酸。
4、蛋白质具有两性电离性质，大多数在酸性溶液中带正电荷，在碱性溶液中带负电荷。
当蛋白质处在某一pH值溶液中时，它所带的正负电荷数相等，此时的蛋白质成为两性离子（兼性离子），该溶液的pH值称为蛋白质的等电点。
5、蛋白质的一级结构是指氨基酸在蛋白质多肽链中的排列顺序。
6、在蛋白质分子中，一个氨基酸的α碳原子上的氨基与另一个氨基酸α碳原子上的羧基脱去一分子水形成的键叫肽键，它是蛋白质分子中的基本结构键。
7、一个四肽Lys-V al-His-Arg在pH=7溶液中进行电泳，它将向阴极方向移动。
8、蛋白质在280nm处有最大吸收峰，这是由于蛋白质分子中存在Tyr 、Phe 和Try 残基的缘故。
9、α—螺旋和β—折叠结构属于蛋白质的二级结构，稳定其结构的作用力是氢键。
10、丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的极性是由侧链基团的羟基基提供的；天冬酰胺和谷氨酰胺的极性是由其酰胺基引起的，而半胱氨酸的极性则是因为含巯基的缘故。
11、蛋白质颗粒表面的电荷层和水化膜是蛋白质亲水胶体稳定的两个因素。
12、蛋白质变性主要是因为破坏了维持和稳定其空间构象的各种次级键键，使天然蛋白质原有的物理化学与生物学性质改变。
13、.蛋白质分子二级结构常见的两种类型是α－螺旋和β－折叠。
14、天然蛋白质分子中的α—螺旋都属于右手螺旋。
15、已知下列肽段：(1)-Ala-Phe-Tyr-Ala-Arg-Ser-Glu—(2)-Lys-Glu-Arg-Gln-His-Ala-Ala—(3)-Gln-Cys-Leu-Ala-Ser-Cys-Ala—(4)-Gly-Leu-Ser-Pro-Ala-Phe-V al—其中在pH=7条件下向负极移动快的多肽是②；在280nm有最大光吸收的是①；可能形成二硫键桥的是③；α—螺旋中断的是④。
二、选择题：1. C2.C3.B4.C5.B6.B7.D8.C9.D 10.B11.D 12.B 13.C 14.D 15.C 16. A17.B 18.B 19.B 20.D三、是非题：1.×2.√3.×4.×5.√6.√7.√8.×9.×10.√11.×12.×13.×14.×15.√16.√17.×18.√19.×20. √四、部分问答题参考答案：1、一种蛋白质按其重量含有1.65％亮氨酸和2.48％异亮氨酸．计算该蛋白质的最低分子量。
解：亮氨酸和异亮氨酸的分子量都是131，根据两种氨基酸的含量来看，异亮氨酸：亮氨酸＝2.48％：1.65％＝1.5：1＝3：2。