蛋白质的共价结构

蛋白质的共价结构
1.了解蛋白质对生物体的重要意义。 2.了解蛋白质的分类，掌握蛋白质元素组成的
特点。 3 肽及肽键 4 蛋白质一级结构的测定
一. 蛋白质的生物学意义
(一) 蛋白质是生命活动的物质基础
生物体内的蛋白质是除水以外， 机体组织中最多的组分，占人体 干重的45%，占细菌干重的 50～70% 。
(二) 蛋白质的生物学功能
1.作为生物催化剂：在体内催化各种物质代谢反应的 酶几乎都是蛋白质。
2.调节代谢反应：一些激素是蛋白质或肽，如胰岛素、 生长素。
3.运输载体：如红细胞中运输O2、CO2要靠 Hb(Hemoglobin血红蛋白)、运输脂类物质的是载 脂蛋白、运铁蛋白等转运蛋白或叫载体蛋白。
4.参与机体的运动：如心跳、胃肠蠕动等，依靠与肌 肉收缩有关的蛋白质来实现，如肌球蛋白、肌动蛋白。
5.参与机体的防御： 机体抵抗外来侵害的防御机能，靠 抗体，抗体也称免疫球蛋白，是蛋白质。
6.接受传递信息：如口腔中的味觉蛋白、视网膜中的视 觉蛋白。
7.调节或控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达。
8.其它：如鸡蛋清蛋白、牛奶中的酪蛋白是营养和储存 蛋白；胶原蛋白、纤维蛋白等属于结构蛋白。还有甜味 蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功能。
按反应时间和AA残基释放量作动力学曲线 蛋白质N-末端残基顺序。
❖ 最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶 —水解以Leu残基为N-末端的肽键速度最大。
2 ① 肼解法
肼化物可与苯甲醛缩合成不溶于水的物质
C
末 端
② 还原法
分
析
硼氢化锂
C末端AA
α氨基醇
③羧肽酶法
❖ 肽链外切酶:从多肽链C-端逐个水解 ❖ 根据不同反应时间释放出的AA种类和数量
❖ 可用8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍处理，即 可分开多肽链(亚基)。
(3) 断开二硫键
❖ 在8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍存在下，用 过量的-巯基乙醇处理，使二硫键还原为巯 基，然后用烷基化试剂保护生成的巯基，防 止重新被氧化。
(4)测定每条多肽链的AA组成，并计算出AA成 分的分子比
（二）、末端氨基酸残基测定
❖ 两类多肽链末端氨基酸残基： N-端氨基酸 C-端氨基酸
❖ 在肽链氨基酸顺序分析中，最重要的是N-端 氨基酸分析法。
二硝基氟苯（DNFB）法
1 、 末 端 分 析
丹磺酰氯（DNS）法
苯异硫氰酸酯（PITC)法
④氨肽酶法
❖ 肽链外切酶:从多肽链N-端逐个向里水解 ❖ 根据不同反应时间测出释放的AA种类和数量，
CH2
肽键 OH
CONH2
❖ 多肽链中AA残基按一定顺序排列：氨基酸顺序 ❖ 含游离-氨基的一端：氨基端或N-端
含游离-羧基的一端：羧基端或C-端 ❖ AA顺序是从N-端开始以C-端氨基酸残基为终点
如上述五肽：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln
（一）、肽和肽键的结构
①肽键中C-N键有部分 双键性质 ——不能自由旋转
（三）、 天然存在的重要多肽
OH
CH3 CH CH2OH
CH O
O
O
HN CH C NH CH C NH CH2 C
CO
H
CH
HO N
CH2
OS N O CH2 H
OH O
NH
CH3
CH CH
C源自文库2CH3
CO
C CH2 NH C CH NH C CH2 NH O
鹅膏覃碱的化学结构
Cys Tyr ILe S Gln S Asn Cys Pro Leu Gly NH2
计算每种AA的个数 ❖ 5.测定水解液中的氨量计算酰胺的含量
（一）蛋白质测序策略
❖ (1) 测定蛋白质分子中多肽链的数目 ❖ 通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋白质分子
量之间的关系，即可确定多肽链的数目。
(2) 多肽链的拆分
❖ 几条多肽链借助非共价键连接在一起，称为 寡聚蛋白质，血红蛋白为四聚体，烯醇化酶 为二聚体。
②组成肽键原子处于 同一平面（肽平面）
③键长及键角一定 ④大多数情况以反式
结构存在
共价主链
（二）、肽的物理化学性质
•肽末端α-羧基pKa值比游离AA中的大。 肽末端α-氨基pKa值比游离AA中的小。 • 等电点（两性）。 • 酸碱性质取决于： —α-羧基、α-氨基、侧链基团的解离 • 具有双缩脲反应
(5)分析多肽链的N-末端和C-末端
(6)多肽链断裂成多个肽段 ❖ 采用两/多种不同的断裂方法将多肽
断裂成两套或多套肽段，并将其分离。
❖ (7)测定每个肽段的氨基酸顺序
❖ (8)确定肽段在多肽链中的次序 ❖ 利用两/多套肽段的AA顺序彼此间的交错重
叠，拼凑出整条多肽链的AA顺序。
(9)确定原多肽链中二硫键的位置。
蛋白质C-末端残基顺序。 ❖ 四种羧肽酶：A,B,C和Y；
牛催产素
Cys Tyr Phe S Gln S Asn Cys Pro Arg Gly NH2
牛加压素
三、蛋白质一级结构的测定
什么是Pr的一级结构？
蛋白质中氨基酸的排列顺序。
前提
❖ 1.样品必需纯（>97%以上） ❖ 2.知道蛋白质的分子量 ❖ 3.知道蛋白质由几个亚基组成 ❖ 4.测定蛋白质的AA组成并根据分子量
4.根据营养价值分：完全蛋白质、不完全蛋白质。
蛋白质——多肽—— 肽 —— AA
1*104
1000 200 -500 100
蛋白质与多肽无严格的界线
——通常将6000Dr以上的多肽称为蛋白质。
蛋白质分子量变化范围很大
二、肽（peptide）
氨基酸的α-羧基与另一氨基酸的α-氨基间 失水形成的酰胺键 称肽键，所形成的化合物称肽。
由两个AA组成的肽称为二肽。 由多个AA组成的肽则称为多肽。 组成多肽的AA单元称为氨基酸残基。
Ser
Val
Tyr
Asp
Gln
H
H
H
H
H
O
O
O
O
H3N+ C C N C C N C C N C C N C COO-
N-端 CH2
H CH
H CH2
H CH2
H CH2 C-端
OH
CH3 CH3
CO2H
所以，我们不难理解，为什么说没有蛋白质就没有生命。
（三）、蛋白质的分类
1.根据分子形状分：球状蛋白质、纤维状蛋白质
2.根据功能分：活性蛋白质、结构蛋白质。
3.根据组成分： （1）简单蛋白质：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、 醇溶谷蛋白、组蛋白、精蛋白、硬蛋白。 （2）结合蛋白质：色素蛋白、金属蛋白、磷蛋 白、核蛋白、脂蛋白、糖蛋白。