蛋白质共价结构

三、肽
（二）肽键的结构
O ..
Cα—C—N—Cα H
酰胺氮上的孤对电子与羰基氧具有明显的共轭作用。共 扼的结果：
1、C-N键具有40%左右双键的性质，C=O具有40%左右 单键的性质，限制了C-N键的自由旋转。由于C-N键具 有部分双键的性质，绕键旋转的能障较高，在室温下这 一能障足以能防止C-N键的旋转，使酰胺基处于平面结 构。
1、谷光甘肽(GSH)
SH
COOH H2N-CHCH2CH2CO—
γ-Glu
CH2
NHCHCO- NHCH2COOH
Cys
Gly
-2H
2GSH
还原型 +2H
GSSG
氧化型
★谷胱甘肽是一个三肽，因其分子中有-SH，所以常用“GSH”表示， 在其结构中含有一个特殊的γ-肽键。在动植物体中都有分布。
★二分子GSH脱H生成氧化型谷胱甘肽（GSSG），加H生成还原型 谷胱甘肽（GSH）。
了解蛋白质的一级结构主要是了解蛋白质序列的 测定。
蛋白质的氨基酸序列测定
1、对蛋白质测序之前，应了解： （1）样品必需纯（>97%以上）； （2）知道蛋白质的相对分子质量（用物理方法
测定）； （3）知道蛋白质有无配基（如：糖、脂、金属等）
2、蛋白质测序的基本步骤：
（1）测定蛋白质中不同的多肽链数目，用末端分析法， 即测定N-末端或C-末端的数目，杂多聚蛋白含有两种 或以上的多肽链。单体蛋白或同多聚蛋白含有一种多肽 链。
第4章 蛋白质共价结构
蛋白质通论 肽
蛋白质一级结构的测定
蛋白质的氨基酸序列与生物功能
肽和蛋白质的人工合成
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一、蛋白质分子大小
★蛋白质相对分子质量很大，从几千到上百万。
★蛋白质相对分子质量的上、下限是人为规定的。下限一 般认为从胰岛素开始，其相对分子质量为5733。上限可 达百万。
★对于单纯蛋白，已知相对分子质量，可以大约求出所含 氨基酸残基的数目。即相对分子质量÷110≈氨基酸残基 数目。
2、组成肽键的4个原子和2个相邻的α-碳原子共处一个平
三、肽
3、在肽平面内，两个α-碳原子可处于顺式构型或反式构 型，在反式构型中，两个α-碳原子及取代基位置较远，而 顺式构型中彼此较近，会引起Cα上的R基之间的空间位阻， 反式比顺式稳定，肽链中肽键都是反式构型。 4、肽键平面中有3个键可自由旋转，即C-Cα、N-Cα和 N-H键是单键，可以绕轴自由旋转， 但C-Cα和N-Cα间 的旋转受Cα上侧链的大小和极性影响. 绕N-Cα键旋转的角度用φ表示，绕C-Cα旋转的角度用ψ 表示。这两个旋转角叫α-碳原子的二面角（ φ；ψ），这 一对二面角决定了相邻肽平面的相对位置，许多α-碳原子 成对的二面角决定了多肽链主链骨架的构象，因此多肽链 主链的构象都用φ和ψ二面角来描述。
脑啡肽在中枢神经系统中形成，具有强烈的镇痛作用（强 于吗啡），不上瘾。
（甲）Met-脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-Met （亮）Leu-脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu
四、 蛋白质的测序策略
蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序（序列）就 是蛋白质的一级结构。又叫初级结构、共价结构、 或化学结构。
三、肽
（三） 天然存在的重要多肽 ➢ 在生物体中，多肽最重要的存在形式是构成蛋白质。 ➢ 生物体内也有许多分子量较小的多肽以游离状态存在。
这类多肽通常都具特殊的生理功能，常称为活性肽。如 ➢ 激素类多肽：催产素、抗利尿激素等；抗生素类多肽：
放线菌素D（通过与DNA结合抑制转录）；某些蕈产生 的剧毒毒素也属肽类物质，如α-鹅膏蕈碱是从鹅膏蕈属 的鬼笔鹅膏中分离出来的一种环八肽；谷胱甘肽；脑啡 肽；蛇毒多肽等。
★如果肽链键靠二硫键相连，断裂二硫键常用氧化 法和还原法.
氧化法:过甲酸是一种强氧化剂，能将-SH和-S-S键氧化为磺酸基（-SO3H），生成磺基丙氨酸，
还原法:用于还原法的试剂是含巯基的化合物, 常用 的试剂是-巯基乙醇,用过量的-巯基乙醇处理， 使胱氨酸的-S-S-还原为半胱氨酸自由的-SH， 但半胱氨酸自由的-SH很容易氧化重新生成-SS-键,所以需用烷化剂(如碘乙酸)使-SH被修饰, 阻挡二硫键再形成,保护生成的巯基，以防止它 重新被氧化。
N-末端测定可用2,4-二硝基氟苯法、异硫氰酸苯酯法、 丹酰氯法和氨肽酶法等。
C-末端测定可用羧肽酶法、肼解法和还原法
（2）肽链的拆分和纯化
多肽链间的连接键主要是二硫键和一些非共价力. 多肽链拆分主要是断裂二硫键和非共价力.
★如果肽链间靠非共价力缔合，打开非共价力可用 变性剂，如6mol/L盐酸胍或8mol/L的尿素或高 浓度的盐使多肽亚基解离。然后分离纯化每一亚 基。
Cys Tyr ILe S Gln S Asn Cys Pro Leu Gly NH2
Cys Tyr Phe S Gln S Asn Cys Pro Arg Gly NH2
舒缓激肽也是一种 9肽。具很强的致 痛作用，炎症和烧 伤时的主要症状如 红、热、肿、痛都 与舒缓激肽有关。
牛催产素
牛加压素
3、脑肽和舒缓激肽
用过甲酸打开二硫键
H2N—CH—COOH CH2 S
6 HCOOOH
S │ CH2 │ NH2—CH—COOH
H2N—CH—COOH
CH2
+ 6 HCOOH
SO3H
磺基丙氨酸
利用-巯基乙醇打开二硫键
H2N—CH—COOH CH2 S
2HSCH2CH2OH
S │ CH2 │ NH2—CH—COOH
★GSH是某些酶的辅酶,在氧化还原中起作用,主要作用是作为清除 剂,清除有毒物质。
2、催产素和加压素均为9肽，仅第3位和第8位氨基酸不同，但功能 差异明显，催产素使子宫和乳腺平滑肌收缩，用于引产，减少产后 出血和促使乳腺泌乳。加压素促进血管平滑肌收缩，升高血压，减 少排尿，用于治疗尿崩症和肺咯血。
二、 蛋白质的结构
一级结构(primary） 二级结构（secondary） 三级结构（tertiary） 四级结构（quaternary）
三、肽 (一)肽的结构 ❖肽(二肽、寡肽、多肽） ❖肽键（酰胺键）。
❖N-末端 ❖C-末端 ❖肽单位：肽链基本骨架上的重复单位。 ❖肽链的基本骨架 ❖氨基酸残基 ❖肽链写法：