蛋白质和多肽的氨基酸序列分析(课堂教学)
蛋白质分析鉴定精品课件
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22
2. 分析多肽链的氨基酸组成。
将多肽链用酸或酶完全水解，再用离子交换树脂 （或用高效液相色谱）将各种氨基酸分离开，测 定其含量并计算各种氨基酸组成的百分比。下图 表示蛋白质的水解产物通过Moor-Stein Dowex 50 离子交换柱层析的自动分析结果。
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双向电泳：
2-DE技术依然是大多数蛋白质组研究 中分离复杂蛋白质混合物的首选技 术。
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双向电泳分析中的样品制备
制备原则：
应使所有待分析的蛋白样品全部处于溶解状态 （包括多数疏水性蛋白），且制备方法应具有可 重现性。
防止样品在聚焦时发生蛋白的聚集和沉淀。
防止在样品制备过程中发生样品的抽提后化学修 饰（如酶性或化学性降解等）。
a 加入脱水剂除去水膜 b 使pH=pI c 加入电解质使质点表面失去同种电荷。
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五、蛋白质的变性作用
天然蛋白质受到理化因素的影响， 氢键、盐键等次级键维系的高级结构遭 到破坏，分子内部结构发生改变，致使 生物学 性质、理化性质改变的现象。
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物理因素： 加热、紫外线、X—射线、超声波
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双向电泳的分类
非变性2D-PAGE：两向均在非变性条件下 进行，这样分离的蛋白质点的等电点和表观 分子量同生理条件下获得的这些蛋白的值是 一样的
非变性/SDS-2D-PAGE：第一向采用非变性 IEF，之后在2%SDS溶液中平衡；第二向也 在SDS存在的条件下进行。适于分析非共价 键连接的蛋白－蛋白间的相互作用。
高中生物八种氨基酸教案
高中生物八种氨基酸教案
目标：学习者能够了解八种氨基酸的结构和功能
教学目标：通过本节课的学习，学生能够掌握八种氨基酸的结构和功能，并能够运用所学
知识解决相关问题。
教学重点：八种氨基酸的结构和功能
教学难点：识别八种氨基酸的结构和功能
教学准备：投影仪、课件、八种氨基酸模型
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过提问和图片展示引入话题，引导学生了解氨基酸的概念及其在生物体内的重要性。
二、讲解八种氨基酸的结构和功能（15分钟）
教师通过投影仪和课件展示八种氨基酸的结构，并对每种氨基酸的功能进行简要介绍，引
导学生进行讨论。
三、模型展示与练习（20分钟）
教师展示氨基酸模型，让学生进行观察和分析，巩固所学知识。
学生在小组内互相讨论，
解决相关问题，教师进行点评。
四、实验（15分钟）
教师组织学生进行实验，让学生亲自操作合成氨基酸的过程，加深对氨基酸的认识。
五、讨论与拓展（10分钟）
教师组织学生讨论八种氨基酸在生物体内的作用及意义，引导学生对氨基酸的研究进行拓
展性思考。
六、作业布置（5分钟）
布置作业：完成相关练习题，总结八种氨基酸结构和功能。
七、课堂小结（5分钟）
教师对本节课的教学进行总结，强调本节课的重点和难点，鼓励学生多加练习，巩固所学
知识。
教学反思：本节课通过多种教学手段，让学生从不同角度了解八种氨基酸的结构和功能，提高了学生的学习兴趣和参与度，但在实验环节应该更加细致，确保学生的操作安全。
多肽氨基酸序列分析
百泰派克生物科技
多肽氨基酸序列分析
多肽的氨基酸序列分析就是对组成多肽的氨基酸种类、数量以及排列次序进行鉴定，也称为多肽测序，属于多肽一级结构鉴定的内容。
目前较常用的多肽氨基酸序列分析方法包括经典的Edman降解法、C末端酶解法、C末端化学降解法以及新兴的质
谱法等。
Edman降解法主要是对多肽的N末端氨基酸序列进行分析，但是其对N末端封闭的
肽链无能为力。
此外，Edman降解法测序速度较慢、样品用量较大、样品纯度要求
很高，而且对发生修饰的氨基酸残基识别的准确性不高。
C末端测序法在寻找理想
的PITC化学探针方面仍面临着很大的困难。
在这种背景下，高分辨率（达fmol 级）、高准确性以及操作简便的质谱测序技术则备受青睐，质谱分析技术的灵敏度
及准确性与待测物的分子质量成负相关，分子量增大时检测结果的准确性明显降低，多肽的分子量相比蛋白质小得多，因此采用质谱进行多肽氨基酸序列分析比蛋白质简单，许多研究均是以多肽作为分析对象。
百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Q ExactiveHF质谱平台，结合Nano-LC
纳升色谱，提供高效精准的蛋白/多肽氨基酸序列分析服务技术包裹，可对各种蛋
白/多肽样品的一级结构进行解析，包括多肽链中氨基酸的种类、数目和排列顺序
以及多肽链内或链间二硫键的位置和数目等，欢迎免费咨询。
高中生物氨基酸讲课教案
高中生物氨基酸讲课教案
授课对象：高中生物学学生
课时安排：1课时
教学目标：
1. 了解氨基酸的基本概念和结构特点；
2. 掌握氨基酸在生物体内的作用和重要性；
3. 能够分辨不同氨基酸的结构和功能。
教学内容：
1. 氨基酸的基本概念和结构特点；
2. 氨基酸的分类和常见氨基酸；
3. 氨基酸在生物体内的作用和重要性。
教学准备：
1. PPT课件；
2. 氨基酸模型或图片；
3. 氨基酸的结构式和功能介绍。
教学步骤：
1. 引入：通过展示氨基酸的结构模型或图片引发学生对氨基酸的认识和兴趣；
2. 理论讲解：介绍氨基酸的结构特点、分类和常见氨基酸，阐述氨基酸在生物体内的作用
和重要性；
3. 互动讨论：与学生互动讨论氨基酸的相关问题，引导学生分辨不同氨基酸的结构和功能；
4. 总结梳理：总结本节课的重点内容，强化学生的记忆和理解；
5. 作业布置：布置相关作业，巩固学生对氨基酸知识的理解和掌握。
教学手段：
1. PPT课件展示；
2. 互动问答和讨论；
3. 氨基酸模型或图片展示。
教学评估：
1. 课堂互动表现；
2. 作业完成情况；
3. 学生对氨基酸知识的掌握情况。
教学延伸：
1. 让学生进一步了解氨基酸在蛋白质合成中的作用；
2. 组织学生实验，观察氨基酸在生物体内的作用和效果。
以上为氨基酸讲课教案范本，可根据实际情况进行调整和修改。
高中化学《选修5第二章第四节氨基酸和蛋白质》优质课教学设计、教案
氨基酸与蛋白质教学设计本节目标1.了解氨基酸的结构特点和主要化学性质。
2.了解二肽、多肽的概念。
3.了解蛋白质的结构和性质及酶的催化作用特点。
自主预习一、氨基酸的结构和性质1．氨基酸(1)氨基酸概念：氨基酸是取代了羧酸分子中烃基上的氢原子形成的取代羧酸。
官能团为氨基(—NH2)、羧基(—COOH)。
(2)天然蛋白质水解后均可得到α 氨基酸，即分子中氨基和羧基连在同一个碳原子上，其通式可表示为常见α氨基酸有甘氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸等，写出其结构简式：甘氨酸：；缬氨酸：；苯丙氨酸：。
(3)氨基酸的解离形式氨基酸分子中既含有氨基又含有羧基，是一种两性化合物，通常以两性离子形式存在。
溶液的pH 不同，氨基酸分子可以发生不同的解离。
(OH－可以与—COOH 反应，可以与—NH 反应；H＋可以与—NH2 反应，也可以与—COO－反应) 依据上述知识，写出下列反应方程式：a.与盐酸的反应：b.与氢氧化钠反应：2．多肽(1)由一个α氨基酸分子的羧， 基和另一个 α氨基酸分子的氨基脱去一分子水形成的酰胺键称为肽键，生成的化合物称为肽。
例如。
(2) 酰胺键的结构式为可简写为 ，又称为 ，是一种官能团。
(3) 由 个氨基酸分子脱去 3 个水分子形成的是四肽，它含有 个肽键。
三肽以上均可称为。
二、蛋白质的结构和性质1．蛋白质(1) 是构成蛋白质的物质基础。
(2) 核心官能团是 ，相对分子质量在 以上，有的高达数千万。
(3) 形成原理：不同的 α氨基酸通过分子间脱水缩合形成肽键连接而成的高分子化合物；因此每种蛋白质都有唯一而确切的 α氨基酸的序列。
(4) 性质： 、两性、灼烧等。
(5) 生理功能：每种蛋白质都有一定的生理活性，且结构与生理功能是高度统一的。
2．酶(1) 含义：酶是具有 活性，对许多 化学和生物体内进行的复杂化学反应具有很强催化作用的 。
(2) 催化的特点：①需要比较温和的条件；在接近体温和 环境中，酶才能够发挥较好的催化作用。
蛋白质和多肽的氨基酸序列分析
• 引言 • 蛋白质和多肽的氨基酸组成 • 氨基酸序列分析方法 • 氨基酸序列分析的应用 • 氨基酸序列分析的挑战与展望
01
引言
蛋白质和多肽的定义
蛋白质
由氨基酸组成的大分子，是生命 活动中不可或缺的组成部分，具 有多种生物学功能。
多肽
由2-50个氨基酸组成的短链肽， 具有较低的分子量和稳定性，在 生物体内发挥着重要的生理作用 。
蛋白质相互作用研究
通过分析蛋白质之间的相互作用，可以了解蛋白质在细胞内的功能 和调控机制，为疾病治疗提供新思路。
蛋白质修饰研究
通过对蛋白质的修饰进行分析，可以了解蛋白质的修饰对蛋白质功 能的影响，为药物设计和治疗提供依据。
生物进化研究
物种进化关系研究
通过对不同物种的氨基酸序列进行分析，可以了解物种之间的进 化关系和亲缘关系。
02
蛋白质和多肽的氨基酸组成
常见氨基酸的种类和特性
甘氨酸（Gly）：最简单的氨基酸，无手性碳原 子，呈中性。
01
缬氨酸（Val）：支链氨基酸，呈中性。
03
02
丙氨酸（Ala）：含有三个碳原子的氨基酸， 呈中性。
04
亮氨酸（Leu）：支链氨基酸，呈中性。
异亮氨酸（Ile）：支链氨基酸，呈中性。
05
药物设计与优化
氨基酸序列分析在药物设计 与优化中发挥着关键作用。 通过对靶点蛋白或活性多肽 的氨基酸序列进行分析，可 以发现潜在的药物作用靶点 ，为新药研发提供有力支持 。
生物进化与物种 分类
氨基酸序列分析在生物进化 与物种分类中具有重要价值 。通过对不同物种的蛋白质 和多肽进行氨基酸序列比对 ，可以揭示物种之间的亲缘 关系和进化历程。
蛋白质测序PPT课件
+
NH CH C NH CH C
H2O
CH2 CH2 O NH CH C O
Sanger法。2,4-二硝基氟苯在碱性条件下， 能够与肽链N-端的游离氨基作用，生成黄色 二硝基苯衍生物（DNP-氨基酸）。
弱碱
（黄色）
② Edman 降解法(I)
PITC
（pH8.3）
CH3NO2 三氟乙酸
Edman 降解法(II)
② Edman 降解法(I)
PITC法可用来连续测定出60个以上的氨 基酸顺序。
多肽链的选择性降解
化学法：溴化氰(CNBr)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。
CH3 S：
CH2
CH2 O
RO
Br-
NH CH C NH CH C + Br C+ N
CH3 S+ C N
CH2
CH2 O
RO
NH CH C NH CH C
CH2
CH3 S C N CH2 O
RO
多肽链的选择性降解
酶解法:
胰蛋白酶：得到以Arg和Lys为C-末端的肽段，
产生的肽段数一般等于Arg和Lys总数加1
多肽链的选择性降解 酶解法:糜蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）
专一性水解芳香族氨基酸羧基端形成的肽 键，若羧基端与Pro相连，则不被水解
多肽链的选择性降解 酶解法:酸性磷酸酶
多肽链的选择性降解 酶解法: 弹性蛋白酶
链 的
的氨
分 子
基 酸
比组
成
，
(五)分析多肽链的N-末端和C-末端。
(五)分析多肽链的N-末端和C-末端
在肽链氨基酸顺序分析中，最重要的 是N-端氨基酸分析法。
edman 化学降解法
edman 化学降解法【原创实用版】目录一、Edman 降解法简介二、Edman 降解法的应用范围三、Edman 降解法的优势四、Edman 降解法的操作步骤五、Edman 降解法的局限性正文一、Edman 降解法简介Edman 降解法是一种用于测定多肽和蛋白质氨基酸序列的方法，该方法通过化学降解的方式，将多肽或蛋白质中的氨基酸逐一降解并进行分析，从而得到其氨基酸序列。
Edman 降解法是 1950 年代由瑞典化学家 Pehr Edman 所发明，其对于蛋白质和多肽研究的发展具有重要意义。
二、Edman 降解法的应用范围Edman 降解法主要应用于以下领域：1.蛋白质和多肽的氨基酸序列分析2.蛋白质结构和功能的研究3.蛋白质工程和设计4.生物药物的研究和开发三、Edman 降解法的优势Edman 降解法具有以下优势：1.高效：自动分析仪进行分析时，能够可靠地测定肽链的 30 个左右氨基酸残基序列，最多可以分析 50-60 个氨基酸残基。
2.灵敏度高：此法用量少，一般只用 10-100 皮摩尔的多肽即可测定氨基酸序列。
3.可靠性高：在最好的条件下，每形成一次 PTH-氨基酸，效率可保持在 99% 以上。
4.适用于多种氨基酸：Edman 降解法可以分析各种类型的氨基酸，因此在分析蛋白质和多肽时具有较高的通用性。
四、Edman 降解法的操作步骤Edman 降解法的操作步骤主要包括以下几个方面：1.样品准备：将待测的多肽或蛋白质样品进行纯化，以确保分析结果的准确性。
2.标记氨基酸：将多肽或蛋白质中的氨基酸进行化学标记，通常使用异硫氰酸苯酯（PTH）作为标记试剂。
3.降解：通过化学降解的方式，将标记的多肽或蛋白质中的氨基酸逐一降解。
4.分析：使用自动分析仪对降解产物进行分析，从而得到多肽或蛋白质的氨基酸序列。
五、Edman 降解法的局限性尽管 Edman 降解法具有许多优势，但该方法仍存在一定的局限性：1.肽链较长的多肽分析难度较大，需要先将肽链切断成多个小肽，对这些小肽进行氨基酸分析，然后将这些信息拼接起来，得到起始肽链中的氨基酸序列。
多肽与蛋白质类药物 ppt课件
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多肽和蛋白质类药物研发技术与方向
1) 化学合成方法
2) 改造生物活性多肽及现有多肽药物
3) 提高活性多肽及现有多肽药物档次
4) 针对具生物活性的多肽天然产物研发
13
三、多肽及蛋白质类药物的生产方法
（3）胰岛素及其它激素 生长素释放抑制因子，是一种人 脑激素，治疗肢端肥大症， 50万个羊脑提取5mg. 工程菌：7.5L培养液可得到5mg.
肢端肥大症
2.血浆蛋白质
白蛋白，纤维蛋白溶酶原，血纤蛋白等
3.蛋白质类细胞生长调节因子 干扰素α、 β、 γ（IDN）,白细胞介素（1~16）（IL）神经生 长因子等
IFN：干扰素 IL：白细胞介素 hGH：生长激素 FDGF：成纤维细胞衍化生长因子
CSF：克隆刺激因子 EPO：红细胞生成素
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二、多肽和蛋白质类药物特点
1) 基本原料简单易得 多肽和蛋白质类药物主要以20种天然氨基酸为基本结构
单元依序连接而得,代谢物氨基酸为人体生长的基本营养成分, 可通过农产品发酵而制备。
t-PA(tissue-plasminogen activator)译成中文为组织纤溶 酶原激活剂，人体内自然存在，同时也是临床上用于急性心 肌梗死的一种生物蛋白药物，有18个半胱氨酸，9对二硫键
1953年，人类用化学合成法合成了有生物活性的多
肽----催产素。
（2）天然动植物及重组动植物提取法
通过生化工程技术，从天然动植物中分离纯化。由 于天然动植物中的有效成分含量过低，杂质太多，引起人 们对重组动植物的重视。
重组动植物只通过基因工程技术手段，将药物基因 或能对药物基因起调节作用的基因转导入动植物细胞，以 提高动植物合成药用成分的能力，再经过生化分离，制得 生物制品。
蛋白质和多肽的氨基酸序列分析
虽然多肽的氨基酸组成分析已向更灵 更精确、 敏、更精确、更快速以及自动化方向发展 和改进，但还没有一种单独适用于所有残 和改进，但还没有一种单独适用于所有残 基的，并且能在水解液中定量回收的水解 方法出现，很多因素如温度、时间、水解 方法出现，很多因素如温度、时间、 试剂、添加剂、 试剂、添加剂、水解方法等对水解的完全 程度均有影响。 程度均有影响。 • 下面主要对一些常用的水解方法作简要介 绍。
引言
测定蛋白质的一级结构前的准备工作
样品纯度必须>97%以上； 纯度必须>97%以上 1. 样品纯度必须>97%以上； 聚丙烯酰胺凝胶电泳要求一条带 测定蛋白质的相对分子质量 相对分子质量； 2. 测定蛋白质的相对分子质量； SDS-PAGE，凝胶过滤法， SDS-PAGE，凝胶过滤法，沉降系数法 测定蛋白质多肽链种类和数目 多肽链种类和数目； 3. 测定蛋白质多肽链种类和数目； 种类： SDS种类： SDS-PAGE 数目： 末端氨基酸残基摩尔数/ 数目：N末端氨基酸残基摩尔数/蛋白质摩尔数 测定蛋白质的氨基酸组成 氨基酸组成； 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； 种氨基酸的个数；
• 1、酸性水解
• 酸性水解是采用较多的一种水解方法，其中HCl是最 酸性水解是采用较多的一种水解方法，其中 是最 通用的水解剂。 通用的水解剂。 • 条件：6 mol/L HCI、真空、110℃，水解时间为 ～ 条件： 、真空、 ℃ 水解时间为20～ 24h。即可用于液相水解模式也可用于气相水解模式。 。即可用于液相水解模式也可用于气相水解模式。 • 损失：在该条件下，得到的氨基酸不消旋，但天冬酰 损失：在该条件下，得到的氨基酸不消旋， 胺和谷氨酰胺分别被完全水解为天冬氨酸和谷氨酸， 胺和谷氨酰胺分别被完全水解为天冬氨酸和谷氨酸， 色氨酸则被完全破坏， 色氨酸则被完全破坏，半胱氨酸不能从样品中直中痕量杂质所破坏，丝氨酸 和苏氨酸被部分水解，损失分别为10%和5%。 和苏氨酸被部分水解，损失分别为 和 。
氨基酸多肽及蛋白质
O
N H 2
O O+R C H 2C H C O O H
荧 光 胺
C O O H
RC H
N
+H 2 O
O O
*
食品化学 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白质类物质
生物活性肽也称作功能肽，是近年来非常活泼的研究领域，其应用涉及 到生物学、医药学、化学等多种学科，在食品科学研究及功能食品开发中 也显示出美好的前景。
去除正电荷
琥珀酸酐
O R NHCCH3
在Lys上引入正电荷
硫代仲康酸**
O C O O H 在Lys残基引入巯基
R N H C C H 2C H C H 2SH
*
食品化学 第六章 食品中的氨基酸、多肽及蛋白质类物质
官能团及反应
试剂及条件
产物
评价
6.芳基化
FDNB***
NO2
R NH
NO2
氨基酸序列测定
官能团及反应
氨基酸和蛋白质中官能团的化学反响性
试剂和条件
产物
评论
A.非α氨基 1.还原甲基化 2.胍基化 3.乙酰化 4.琥珀酰化 5.巯基化
甲醛、NaBH4 邻甲基异脲*，pH10.6,4℃,4d
+
R NHCH 32
+
NH2
R NHCNH2 O
蛋白放射性标记 Lys转换成Arg
乙酸酐
R NHCCH3
感染性疾病曾一度是人类生存所面临的最大威胁。随着抗生素的创造 和广泛使用，感染性疾病得到了一定程度的控制，但仍然是人类死亡的 一个重要原因。据WHO报告，2000年全球死亡人数5570万，其中 1440万由感染性疾病引起，占总死亡人数的15.9%。过去的几十年里， 耐药性微生物的不断产生和生物耐药性问题的日益恶化，开发新的抗感 染药物已成为治疗感染疾病的必由之路。昆虫抗菌肽因其独特的抗菌、 杀菌效果和良好的应用前景近来成为抗感染新药开发的热点。*目前国外
第五课蛋白质和多肽的氨基酸序列测定(共19张PPT)
四、PTH—氨基酸的鉴定
可以通过薄层层析、气相色谱、高效液相色谱及 质谱等各种手段进行分析。近年来由于高效液相色
谱技术具有分析速度快、灵敏度高、定性定量准确
等诸多优点，并且仪器自身结构也日臻完善，被广
泛应用于PTH—氨基酸的鉴定。通常选用C—18反
相柱进行分离。
第二节 N端蛋白质序列仪
三、气相序列仪
全，在N—甲基咪唑(NMl)和乙酸酐的共同作用下，Thr和
Ser上的羟基基本被乙酰化。
(5)裂解和衍生
C端的ATH衍生物在酸性条件下与[NCS]—反应而被
裂解生成ATH—氨基酸，新的C端自动形成TH，而不必重新
活化。 另外，由于载有活性基团的功能性PVDF膜的问世，
第端六测节 序复C杂端因，序需列此要分较析，多的整经验个。 测序过程只需在开始时对C端进行一次性活
用电脑控制，包括化学反应和分析鉴定以及数据的自动记录和处理。图 为标准PTH—氨基酸的色谱分离图。由图可见，欲在20min内将各组分
较好分离，需选择合适的色谱条件，表列出了各种条件的改变导致个
别组分位置的迁移及图谱的改善。
第三节 影响N端Edman反应裂解率的因素
在测序中往往可以发现，即使N端很均一的蛋白质(第一个循环出现单 个氨基酸残基)，经过十几个循环后背景明显不及第一个残基清晰。这是 由于Edman反应是一个化学过程，在其耦联、裂解、转化等步骤都有可 能发生一些副反应，从而影响最终裂解效率。目前最佳产率为95％～98 ％。因此，经过50次循环后，PTH—氨基酸分析谱中将出现较多杂峰， 影响正确辨认，也就是说对于一般蛋白质最多能分析至N端第50个氨基 酸左右，欲知全顺序，则需将蛋白质降解成一系列肽段分析后再拼接。
高中生物竞赛课件：蛋白质分子中氨基酸序列的确定
蛋白质分子中氨基酸序列的确定
蛋白质分子中氨基酸序列的确定
肽链的部分水解
酶解法
拆链得到的多肽链一般较大，需将其切割成 小肽段，分别测定AA的序列，然后拼接
胰蛋白酶
识别Lys和Arg羧基端的肽键
Lys和Arg都是碱性AA，R基末端带正电荷
识别Lys和Arg的R基的结构
可用化学修饰将多 肽链侧链保护起来
③ 与苯异硫氰酸酯(PITC)反应(Edman反应)：生成PTH-AA，乙 酸乙酯抽提→层析鉴定
蛋白质分子中氨基酸序列的确定
蛋白质分子中氨基酸序列的确定
肽链数目确定—末端分析法(N端) 酶解法
氨肽酶：肽链外切酶，从N端每次降解一个AA残基
随酶水解进程，将释放的AA分别定量测出可测得肽的序列 最常用：亮氨酸氨肽酶（LAP），N端的第二个AA是Pro时
蛋白质分子中氨基酸序列的确定
蛋白质分子中氨基酸序列的确定
肽链的分离，纯化与测定
肽链之间的 连接方式
共价键：二硫键(多)、酰胺键、酯键 非共价键：氢键、离子键、疏水作用、范德华力
二硫键的断裂
① 过甲酸氧化切割
产物稳定
② 巯基化合物(2-巯基乙醇/二硫苏糖醇)还原切割
不稳定 碘乙酸反应保护游离的-SH
蛋白质分子中氨基酸序列的确定
蛋白质分子中氨基酸序列的确定
肽链的分离，纯化与测定
肽链之间的 连接方式
共价键：二硫键(多)、酰胺键、酯键 非共价键：氢键、离子键、疏水作用、范德华力
二硫键的断裂
① 过甲酸氧化切割
产物稳定
② 巯基化合物(2-巯基乙醇/二硫苏糖醇)还原切割
不稳定 碘乙酸反应保护游离的-SH
增加/减少 作用位点
生物化学 蛋白质 氨基酸讲课文档
(2) Neutral (uncharged) but polar amino acids
Asparagine (Asn, N) 天冬酰胺
第二十五页，共87页。
(2) Neutral (uncharged) but polar amino acids Glutamine (Gln, Q) 谷氨酰胺
第十四页，共87页。
(1) Nonpolar or hydrophobic amino acids. Leucine (Leu, L) 亮氨酸
第十五页，共87页。
(1) Nonpolar or hydrophobic amino acids.
Isoleucine (Ile, I) 异亮氨酸
第十六页，共87页。
脂蛋白 蛋白质+脂类
色蛋白 蛋白质+色素 血红蛋白=珠蛋白+血红素 磷蛋白 蛋白质+磷酸
第六页，共87页。
3 根据功能分类
酶
调节蛋白 胰岛素
贮存蛋白 谷类贮存蛋白（小麦的面筋）
转运蛋白 运动蛋白 防御蛋白和毒蛋白
受体蛋白
支架蛋白 结构蛋白
异常蛋白
第七页，共87页。
二 蛋白质的组成单位-- 氨基酸
第六十六页，共87页。
球蛋白分子三级结构 疏水侧链多分布在分子内部 亲水侧链多分布在分子表面 分子表面常有空穴
第六十七页，共87页。
（4）蛋白质的四级结构 蛋白质分子中亚基的种类、数量以及相互关
系。 亚基
第六十八页，共87页。
第六十九页，共87页。
第七十页，共87页。
维持蛋白质结构的作用力
第四十二页，共87页。
（2）氨基酸的化学性质 与水合茚三酮反应 蓝紫色复合物 （脯氨酸和羟脯氨酸例外
蛋白质、多肽的氨基酸组成及序列分析
第十章蛋白质、多肽的氨基酸组成及序列分析氨基酸是组成肽和蛋白质的基本单位,也是生物体维持生长所必需的营养物质，它们参与机体的代谢过程，具有广泛的生物活性和特殊的生理功能。
在对肽和蛋白质的结构和功能进行研究时，往往需要将其进行完全水解，测定其氨基酸的组成；生物体内游离氨基酸在神经信息传递、代谢的调节以及肽、蛋白质的合成等生理过程中起着重要作用，为了了解其生理功能及某些外源性刺激对其功能的影响，也需要对生物体液、细胞或组织内的游离氨基酸进行分析。
除了氨基酸总量测定外，往往更需要对个别氨基酸进行分析。
常用的氨基酸分析方法可归纳为两类：衍生化间接分析法和无需衍生化的直接分析法。
蛋白质的一级结构即蛋白质中多肽链中氨基酸的排列顺序，既是研究蛋白质分子高级结构和功能的基础，又有助于蛋白质的基因结构的研究。
在某些特定情况下，基因突变常常导致蛋白质中氨基酸的序列发生改变，从而引起功能失调和疾病产生。
因此，测定蛋白质的氨基酸序列对新的诊断学方法开发、新的治疗方法建立以及多肽类药物的研究均有重要的意义。
§10. 1 氨基酸的衍生化间接分析法无论是游离氨基酸还是水解氨基酸的测定，由于多数氨基酸都缺少结构检测特征，既无紫外吸收，又无荧光，必须使之衍生，转化为具有紫外可见光吸收或能产生荧光的物质才能检测分析。
§10. 1. 1 氨基酸的衍生化反应为了使测定氨基酸的方法灵敏度高，分辨率好，氨基酸的衍生化是关键步骤之一。
近年来人们致力于开发灵敏度高、衍生操作简单、形成的氨基酸衍生物稳定的衍生化试剂。
常见的衍生化试剂有茚三酮、邻苯二甲醛（OPA）、丹酰氯（Dansyl-Cl）、异硫氢苯酯（PITC）、氯甲酸芴甲酯（FMOC-Cl）等。
茚三酮在酸性（pH = 3 ~ 4）和加热条件下与氨基酸反应生成氨、二氧化碳和蓝－紫色的复合物（最大吸收波长为570 nm）：(10.1)除了-氨基酸外，其它的氨基酸也可生成有色物质，但无二氧化碳生成，-，-，-和-氨基酸比-氨基酸反应慢得多，生成的是蓝色物质，而亚氨基酸（脯氨酸和羟脯氨酸）与茚三酮反应形成黄色化合物（最大吸收波长为440 nm ）。
2.4蛋白质是生命活动的主要承担者第2课时(教学设计)—高一上学期生物人教版必修1
《蛋白质是生命活动的主要承担者》第二课时教学设计一、教材分析本节是新人教版高中生物必修一《分子与细胞》第二章第4节的内容，是在“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”这一大概念之后，进一步阐明“蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成”这一次位概念。
教材先介绍蛋白质的功能，再处理蛋白质的结构，从宏观到微观，从形象到抽象，符合学生的认知规律，也易于形成“生物体的结构和功能相适应”的生命观念。
课程标准要求归纳氨基酸的结构通式特点并说出氨基酸形成蛋白质的过程，很好的实现了初高中学习方式的衔接，有助于提升归纳、抽象、概括的科学思维，落实核心素养。
课程标准还要求举例说明蛋白质的结构与功能相适应，在落实结构与功能观的基础上让学生结合实际，理解蛋白质如何作为生命活动的主要承担者，蛋白质在生活中的重要作用。
二、学情分析高一学生在初中已经学习有关食物中蛋白质消化吸收的内容，对蛋白质和氨基酸的关系有一定认识。
通过细胞中糖类和脂质的学习，对有机物的元素组成和几种常见有机物的空间结构有一定的了解，但对共价化合物成键原理及有机物空间结构并不了解，而细胞的分子组成又是微观的内容，所以在掌握氨基酸结构特点和氨基酸脱水缩合的过程有一定难度。
三、教学目标1.通过对蛋白质的结构和功能的学习，解释蛋白质结构与功能多样性的原因，形成结构与功能相适应的观念。
【生命观念】2.根据氨基酸脱水缩合的反应式，阐明肽链的形成过程。
【科学思维】3.通过探究活动“模拟脱水缩合”的过程，培养学生科学探究的能力。
【科学探究】4.联系生活实际，体会蛋白质在生命活动中的重要作用，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。
【社会责任】四、教学重点、难点重点：（1)氨基酸形成蛋白质的过程。
（2）蛋白质的结构和功能。
难点：（1）氨基酸形成蛋白质的过程。
（2）蛋白质的结构和功能多样性的原因。
五、教学方法教法：直观教学法、问题驱动式教学法。
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引言
牛胰岛素的一级结构
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引言
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引言
一级结构测定的基本流程
1. 拆分蛋白质分子的多肽链; 2. 鉴定多肽链的N-末端和C-末端残基; 3. 用两种或几种不同的断裂方法将多肽链裂解成较
小的片段; 4. 对各肽段的氨基酸序列进行测序; 5. 重建完整多肽链的一级结构; 6. 确定半胱氨酸残基间形成的二硫键的位置； 7. 酰胺基位置的确定。
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• 3、酶水解
• 用一组蛋白酶水解肽链，特别适用于对化学水解敏 感的氨基酸如天冬酰胺和谷氨酰胺的测定。
• 优点是水解过程中氨基酸不发生消旋化，几乎可
以保持所有的组成氨基酸不被破坏。因为酶水解条 件温和，对天冬酰胺、谷氨酰胺等皆无破坏作用。
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氨基酸组成分析的步骤
• 目前蛋白质或多肽的氨基酸组成分析主要包括 3个步骤，即：
1
2
3
水解
在一定温度、酸 度等条件下，蛋 白质或多肽的肽 键断裂，水解成 游离氨基酸。
衍生
在游离氨基酸残 基上衍生一个生 色基团
色谱
利用高效液相色 谱对这些氨基酸 进行定性和定量 色谱分析。
• 最终获得蛋白质或多肽中各氨基酸所占摩尔百分数或
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• 相关措施：
• 对某些氨基酸的破坏率，需要用不同水解时间测定 这些氨基酸的含量，然后外推到水解时间为0时， 算得的氨基酸含量，即代表了真正数值。
• 有些脂肪族氨基酸残基间的肽键，如Ile-Ile、ValVal、Ile-Val等之间的肽键难于裂解，可以通过延 长水解时间如水解92h甚至120h来解决。但是长时 间的水解，会使较敏感的氨基酸残基的损失更大。
• 因此，分析蛋白质的氨基酸序列是进行蛋白质结构功 能研究中不可缺少的部分。
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蛋白质测序的研究历史
1940年前 1947 1955 1958 1967
采用部分水解的方法试图测定 蛋白质的氨基酸序列
Consden等利用色谱技术成功测 定了短杆菌肽S6的氨基酸序列
Sanger首次测定了牛胰岛素的一级 结构（由51个氨基酸残基组成） Spackman、Stein、Moore制造了自 动化的氨基酸分析仪，使氨基酸定 量分析进入了一个崭新的阶段
另外，在蛋白质测序中有时遇到测不出结 果的情况，一种可能是蛋白质的N端封闭，另 一种可能则是样品本身不是蛋白质或绝大部分 是非蛋白质物质，解决这个问题的很好途径便 是做一个氨基酸组成分析以确定样品的成分。
除了蛋白质研究和重组蛋白需要测定氨基 酸组成外，医学上也需要测定血液或各种体液 中的游离氨基酸。
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章节
第一节 氨基酸组成分析 第二节 蛋白质的末端测定 第三节 亚基拆离、肽链降解和肽段的分离 第四节 肽段的氨基酸顺序测定 第五节 蛋白质一级结构的重建
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第一节 氨基酸组成分析
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第一节 氨基酸组成分析
一、蛋白质或多肽的水解方法 二、特殊氨基酸的保护 三、衍生方法及原理 四、氨基酸定性和定量分析 五、测定氨基酸组成的实验步骤
摩尔比。
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一、蛋白质或多肽的水解方法
• 水解是蛋白质氨基酸组成分 析的第一步，作用是破坏蛋 白质的肽键，得到游离的氨 基酸，用于之后的定性定量 分析。
• 这是极其重要的一步，因为 水解质量的好坏将直接影响 到最终分析结果的正确与否。
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虽然多肽的氨基酸组成分析已向更灵 敏、更精确、更快速以及自动化方向发展 和改进，但还没有一种单独适用于所有残 基的，并且能在水解液中定量回收的水解 方法出现，很多因素如温度、时间、水解 试剂、添加剂、水解方法等对水解的完全 程度均有影响。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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氨基酸组成分析的目的
现代分离提纯技术的发展使蛋白质操 作微量化，但也给定量带来了困难，一般 很难通过常规的称量或测蛋白溶液在 280nm的光吸收值来准确定量蛋白质，所 以如果在蛋白质酶解或测序前，取蛋白质 样品的一部分进行氨基酸组成分析，根据 结果便可以推算出蛋白量的可靠值。
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第十章
蛋白质和多肽的氨 基酸序列分析
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引言
• 氨基酸是一种小分子的两性化合物，分子量在 75～200Da之间，其化学通式为：
• 在生物体内出现的氨基酸都是L型，仅在少数微生 物来源的多肽中出现D型氨基酸。
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引言
• 蛋白质和多肽是由20种氨基酸按照一定的顺序通过肽 键连接成一长链，然后通过链内、链间的离子键、疏 水作用等多种作用力进行折叠卷曲形成一定的构象并 发挥其独特作用。氨基酸的排列顺序即蛋白质的一级 结构决定了蛋白质的高级结构及功能。
• 半胱氨酸和甲硫氨酸往往先将蛋白质用过甲酸氧化 后再水解，相应得到磺基丙氨酸和甲硫氨酸。
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• 2、碱性水解
• 碱性水解一般选用NaOH和KOH作为水解剂。 例如将水解样品加入5mol/L NaOH中，充氮 气后填充管，110 ℃水解22h。
• 该水解方法是HCl水解的互补法。因为碱水 解时，多数氨基酸如丝氨酸、苏氨酸、精氨 酸以及半胱氨酸遭到破坏，其它的氨基酸外 消旋化，仅色氨酸是稳定的。所以此法仅限 于测定色氨酸的含量。
• 下面主要对一些常用的水解方法作简要介 绍。
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• 1、酸性水解
• 酸性水解是采用较多的一种水解方法，其中HCl是最通 用的水解剂。
• 条件：6 mol/L HCI、真空、110℃，水解时间为20～ 24h。即可用于液相水解模式也可用于气相水解模式。
• 损失：在该条件下，得到的氨基酸不消旋，但天冬酰 胺和谷氨酰胺分别被完全水解为天冬氨酸和谷氨酸， 色氨酸则被完全破坏，半胱氨酸不能从样品中直接测 定，酪氨酸部分被水解液中痕量杂质所破坏，丝氨酸 和苏氨酸被部分水解，损失分别为10%和5%。
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引言
测定蛋白质的一级结构前的准备工作
1. 样品纯度必须>97%以上； 聚丙烯酰胺凝胶电泳要求一条带
2. 测定蛋白质的相对分子质量； SDS-PAGE，凝胶过滤法，沉降系数法
3. 测定蛋白质多肽链种类和数目； 种类： SDS-PAGE 数目：N末端氨基酸残基摩尔数/蛋白质摩尔数
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；