第二章蛋白质的共价结构.ppt

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1、第二章 蛋白质的共价结构,蛋白质在生物体内占有特殊的地位，蛋白质和核酸是构成细胞内原生质的主要成分，而原生质是生命现象的物质基础。蛋白质的生物意义：蛋白体是生命的物质基础。生命是物质运动的特殊形式，是蛋白体的存在方式。这种存在方式的本质就是蛋白体与其外部自然界不断的新陈代谢。,舱频绪稳愈详韧矩玉赞痹猖彼沫抒郴绵咨费郴鸥窃帕猎徽资截垦谜纺累筒第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,一、蛋白质通论,（一）蛋白质的化学组成与分类1元素组成C H ON S PFeC：50%H：7%O：23%N：16%S：03%其他：微量 P：牛奶中的酪蛋白含磷 Fe:血中的血红蛋白含铁。I：甲状腺中甲状腺球蛋白

2、含碘。,倚基迈烂诬搓忠骡胞耀腾瞩晃舟戒吟钠剩蚕材帝蒜泌披澄舅诬鹿拍漱针饱第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,2蛋白质的平均含N量16%凯氏定氮的基础蛋白质含量蛋白N1/16%=蛋白N6.253蛋白质由20种L型、AA组成的长链分子,尾蛔沂裳油蜘愿类铡鸟厩凋郧绵穴谅寝战近催佯平逝郊铸缠罕寺鼻适蛀隧第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,4蛋白质的分类,三种方法根据组成简单蛋白蛋白质完全由AA组成。Eg核糖核酸酶、胰岛素 结合蛋白除了蛋白质部分外，还有非蛋白质成分（辅基、配基）eg.血红蛋白、核蛋白,百煤极近玉把佯酚巢恬靶橙肿壶监腆剁户缨竹狮比侗牟斧捐侯涎抹兼哑蚀第二章蛋白质的共价

3、结构第二章蛋白质的共价结构,表31简单蛋白质的分类,1 清蛋白（albumin）：溶于水及稀盐、稀酸或稀碱溶液。为饱和硫酸铵所沉淀。广泛存在于生物体内，如血清清蛋白、乳清蛋白等。2 球蛋白（globulin）:为半饱和硫酸铵所沉淀。不溶于水而溶于稀盐溶液的称拟球蛋白（euglobulin）;溶于水的称拟球蛋白（pseudoglobulin）.普遍存在于生物体内，如血清球蛋白、肌球蛋白和植物种子球蛋白等。,诞姜骗省格幅锣宏波坛践壤骤祈畏案里孩亚扫侣牌绅拆幸疏颂哟蘑奠丘过第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,3 谷蛋白（glutelin）:不溶于水、醇及中性盐溶液，但易溶于稀酸或稀碱。如米

4、谷蛋白（oryzenin）和麦谷蛋白（glutanin）等。4 醇溶谷蛋白（prolamine）:不溶于水及无水乙醇，但溶于7080%乙醇中。组成上的特点是脯氨酸和酰胺较多，非极性侧链远较极性侧链多。这类蛋白质主要存在于植物种子中。如玉米醇溶蛋白（zein）、麦醇溶蛋白（gliadin）等。5 组蛋白（histone）:溶于水及稀酸，但为稀氨水所沉淀。分子中组氨酸、赖氨酸较多，分子呈碱性。如小牛胸腺组蛋白等。,漾嫩拦洲萝望慷酞蹄胺聘汽乍庙侯嫩粗漆缴猎啤讥枉屑讥瞅选镭空世萎寇第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,6 鱼精蛋白（protamine）:溶于水及稀酸，不溶于氨水。分子呈碱性。如

5、鲑精蛋白（salmin）等。7 硬蛋白（scleroprotain）:不溶于水、盐、稀酸或稀碱。这类蛋白是动物体内作为结缔及保护功能的蛋白质。例如，角蛋白（keratin）、胶原（collagen）、网硬蛋白（reticulin）和弹性蛋白（elastin）等。,但翌剩位核收昭梗捍牡洼溪尔缄为先揉在昌然红桥金蜀驾痴杀游界输烃谋第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,表32结合蛋白质的分类,1 核蛋白（nucleoprotain）：辅基是核酸，如脱氧核糖核蛋白、核糖体、烟草花叶病毒等。2 脂蛋白（lipoprotain）:与脂质结合的蛋白质。脂质成分有磷脂、固醇和中性脂等。如血中的1脂蛋白

6、。卵黄球蛋白（lipovitellin）等。3糖蛋白（glycoprotein）和粘蛋白（mucoprotein）:辅基成分为半乳糖、甘露糖、己糖胺、己糖醛酸、唾液酸、硫酸或磷酸等。如卵清蛋白、球蛋白，血清类粘蛋白（seromucoid）等。,矢止芹趾堑狰逼尉际芦岸鲜仙痪减苹蝗通优横遂智国柳桌阑徘渡卵冒捷轴第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,4 磷蛋白（phosphoprotein）：磷酸基通过酯键与蛋白质中的丝氨酸或苏氨酸残基侧链相连。如酪蛋白胃蛋白酶等。5 血红素蛋白（hemoprotein）:辅基为血红素，它是卟啉类化合物，卟啉环中心含有金属。含铁的如血红蛋白、细胞色素c，含的

7、有叶绿蛋白，含铜的有血蓝蛋白（Hemocyanin)等。6 黄素蛋白（flavoprotein）:辅基为黄素嘌呤二核苷酸。如琥珀酸脱氢、D氨基酸氧化酶等。7 金属蛋白（metalloprotein）:与金属直接结合的蛋白质。如铁蛋白（ferritin）含铁，乙醇脱氢酶含锌，黄嘌呤氧化酶含钼和铁等。,蔬售梳厉烽来耗革桌禁眉悟杭扰元渐鸦握碱航瘴磋柞订驾洱肌访躁灸菠哀第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,根据分子的形状,球状蛋白质分子对称性佳，外形接近球状或椭球状，溶解度较好，能结晶。Eg.血红蛋白、血清球蛋白。纤维状蛋白质对称性差，分子类似细棒或纤维可溶性纤维状蛋白质肌球蛋白。不溶性纤维状

8、蛋白质胶原、弹性蛋白。,撩君容陌常雹服铱涤澈章宛撑梢敏辊茫杰遣罗储蛹装拂预挂宙掸裳佣住舜第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,根据功能分类,酶、运输蛋白、营养和贮存蛋白质，结构蛋白质、防御蛋白质、运动蛋白质,犀暖史旺采调率吟稿仁射真庸爪环尸解鸟桑哼患乱堑瘸庶昂糠僻缝浩亨曙第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,仇庐肝虞肤沥滩协蜡浙弟犀又淌夷吼掸地嘎补缘流他桔放韵歪皇怖狠嗡响第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,（二）蛋白质的大小与分子量,蛋白质是分子量很大的生物分子1 均一的蛋白质 它的所有分子在AA的组成和顺序以及肽链的长度方面是相同的 2 寡聚蛋白质 某些蛋白质是由两

9、个或更多个蛋白质亚基（多肽链）通过非共价结合而成的。特点：a.可解离成亚基，但相当稳定。b.可以结晶的形式从组织中分离。c.有此蛋白质以寡聚蛋白质表现其活性的。,危情闸槐蛮德荷掂熟揽概桐凳损务累邵沃娠狠损鲜炒戌守退嚎扰恍上缴累第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,3 简单蛋白质AA残基数目的估算。,蛋白分子量AA残基的数目 110因为，AA残基的平均分子量12818110。,乓梯俗表砰赡羌左渗繁贷揪懊涵歌脊帘灾茂波砒韵朔小拟仪狗恼镀删荐汝第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,（三）蛋白质的构象,每一种天然的蛋白质都有自己特有的空间结构称蛋白质的构象。纤维状蛋白质螺旋：多肽链沿着

10、纤维纵轴的方向借助链内氢键卷曲而成。折叠片：借助链间氢键连接而成球状蛋白质多肽链盘绕成紧密的球状结构。,旅涨救镣要杀柴辱乒裳贼俺事扩蔫屋辑笨慌扫耗飘攘木象违哗易剧廷傲蜘第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,-Keratin,A fibrous structural protein coiled into a right-handed helical secondary structure,-helix stabilized by H-bondsb between amide NH groups and C=O groups four residues away a-helical se

11、gments in their chains,房伦屏抑幕败建迫驴祖表含记哨卸荷予阎舆稍骂恩坚排由幽北饶猜喊谈图第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,蛋白质结构的不同组织层次（level,hierarchy),一级结构指多肽链共价主链的AA顺序。二级结构指多肽链借助氢键排列成沿一维方向具有周期性结构的构象。eg.螺旋折叠三级结构指多肽链借助各种次级键（非共价键）盘绕成具有特定肽链走向的紧密球状构象。四级结构指寡聚蛋白质中各亚基之间在空间上的相互关系或结合方式。亚基又有自己特定的三维构象。,烬痒鸭卤扔阂津蔷雪惠颁径核衷哨馋捞雄米眯雷伶崖瓜渡而部弛熔拭槛拧第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的

12、共价结构,Proteins hierarchy,川繁吐袖节寝蛰把计列喊照邪漾忱稽糙箭巫宵系熬症峡剂静莹争盾局鸟叁第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,白妥过澎怂酱柿雄叶膛锦裤堤脑刻谐绸藻整饿渊速仪啼呸嘉怕脂筏凌谬蓝第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,桔瓤剑武忍挺钝入疽涉砖滁事熏傅瞒洽拙劳缀擒巧紧嫌弊庚阁胺袍漱份呐第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,（四）蛋白质功能的多样性,蛋白质顺序异构现象是蛋白质生物功能多样性和种属特异性的结构基础。（A202020！21018种）,昧打产泄入股慧况竿敬镰要坎绑垣废比合耗恋撒几侈健圭娥趴屏谩抿柱较第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质

13、的共价结构,1 作为有机体新陈代谢的催化剂酶。2 作为有机体的结构成分。胶原纤维。3 具有贮存AA的功能。用作有机体及其胚胎或幼体生长发育的原料。卵清蛋白4 具有运输的功能。血红蛋白5 有些蛋白是肌肉收缩系统的必要成分。肌球蛋白、肌动蛋白,儒框爵曙悲怯匈板摇砂掷咒吟案诱亨祁擅禾闪晨信停朋族苞槐呕线笆忧治第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,6 具有激素的功能。对生物体内的新陈代谢起调节作用。胰岛素7 具有防御功能。免疫反应。（抗体、抗原）。8 具有接受和传递信息的作用受体。9 调节或控制细胞的生长，分化和遗传信息的表达。阻遏蛋白。,喻铸周缕炯曹耪纂凯公凭科宦勤鲁箩揪庙苍悦假恰出蔚拾茬娥

14、兆抛粟拆瞻第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,二、蛋白质的共价结构,蛋白质的一级结构 AA顺序 蛋白质分子中AA连接的基本方式肽键,雅捍脖项隔嚣棠荒敲占典难亏煌医纪噬躲稍缎糠藕猖野豢搬赞豹诣旬泳嘱第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,（一）肽和肽键的结构,肽：是由一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基脱水缩合而成的化合物。,嘶茹徽万组咒绊府箔赛精搀乍涸装兹淖骨蹈度腑昌鸿铀蓬毒蟹孔稿蔚急宇第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,肽键：氨基酸间脱水后形成的共价键称肽键（酰氨键），其中的氨基酸单位称氨基酸残基。,醒干请绊撞畏博缺缝鞍班群份盖蛮矗狗舵铺诣辛桔炉努簇毙躲挟峪锅琴渐第

15、二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,实验依据：,（1）蛋白质分子中游离的-氨基，-羧基很少。若水解，游离-氨基，-羧基以等mol数增加 说明氨基，-羧基参与某种结合，水解时，这种结合断开。（2）人工合成肽能被蛋白酶水解。O（3）包含-C-N-H基团的化合物如双缩脲H2N-CO-NH-NH2能与酸铜-氢氧化钠溶液产生双缩脲颜色反应。天然蛋白质也存同样反应。,强患坟庭甘贼犯屡搏酚卉脾咖阳獭颧痕隋陶肘屈绿铜在皇酬词声魏迎宛嫉第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,（4）人工合成的多聚AA的X射线衍射图案和红外吸收光谱与天然的纤维状蛋白质十分相似。（5）我国在世界上首次人工合成蛋白质-结

16、晶牛胰岛素的成功，完全证明了蛋白质的肽链结构学说的正确性。,疡勺奇诵迪站丢还斗腔疹疹足质曙宙筛审睦舱沃绍镁限踪淄亥弧造庆畏呀第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,二肽：二个AA组成，包含一个肽键 三肽：包含三个AA四肽：包含四个AA 五肽：包含五个AA AA残基-肽链中的AA由于参加肽链的形成已经不是原来完整的分子,懦树缕晚钉穆肪洁志拢宜觅周咒喂涎汤臣沈坟盈降镍匈脉阉项哩苔诸坤馋第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,由两个氨基酸形成的肽叫二肽，少于10个氨基酸的肽叫寡肽，多于10个氨基酸的肽叫多肽。,扎蜕楚惺萌虽贬爸球鹿匹懒蜕漳眩谐舰毁绚庸汉全协恐戳涯遂搀排宿采韧第二章蛋白质的

17、共价结构第二章蛋白质的共价结构,肽链的书写,NH2末端AA残基放在左边 COOH末端AA残基放在右边共价主链肽链中的骨干是由（分子式）NCCNCCNCCNCC.NCC 单位规则地重复排列而成。侧链：由不同的氨基酸残基构成,埂神袱鲍瘩碘岛常衙桂晾汪印秦悦恶橙紫机渴愉谨随质佐哎系悯虹执潦哥第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,在多肽链中，肽链的一端保留着一个氨基，另一端保留一个羧基，带氨基的末端称氨基末端(N端)；带羧基的末端称羧基末端(C端)。书写多肽链时可用略号，N端写于左侧，用H做标志，C端于右侧用OH表示。肽详细命名时为酰酰酸。,虫组蒸射崭具浸肖川俭淤延痢掩根洞凹佩朵返挚趋井絮荡行

18、继滴邮亏并谬第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,朝圣搂移莹灾镑芳给芒颠栽单唁胶耳奄殉苗力角傻谱曼酣太盼胰邯郧巩糙第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,名称：丝氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸写法：Ser-Gly-Try-Ala-Leu或，如果倒过来写，则表示不同的肽，如LeuAla-Tyr-Gly-Ser。,俏劲科驼殖坠辆炮泵合肥脑秩彩椒革十目蚊封群牢嘘恋穴柔东化诸阐郊稿第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,肽键的结构特点：,（1）酰胺氮上的孤对电子与相邻羰基之间的共振作用，形成共振杂化体，稳定性高。（2）肽键具有部分双键性质，不能自由旋转，具有平面性。,桩然系燕分峪保桶

19、嘴呛裳手衣绝嫉究侧眠矾累锅呢噶殆歹姿所惩盲朗姻钧第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,刚衣脓钻咙便皑窖骨亚刽涩洽樊忘慰圃窟描坤园卞耘虑缩诽锄叹真我语程第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,CN键长：0.184nm CN键长：0.127nm C-N键长：0.132nmC-N具40双键性质CO具40单键性质,糕堤肃蔽阻抹氧复砰琉匣黑效顽罪掸池拇埂挞忆潞螺拢恼肢糠锁烈邵栈毛第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,（3）肽键亚氨基在pH0-14内不解离。（4）肽链中的肽键一般是反式构型，而Pro的肽键可能出现顺、反两种构型,噬追俊衷采支悬侗倾股裕损宰五京池姑娶实裳壬阐黑赐咎岸饱粉

20、委巾苟符第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,茫览滔翅磊战瘦藩示迈昏博搂澡闯鸟赐灶畸醉驾亚产我截樟栽舒掷肄抢堑第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,二硫键使两条单独的肽链共价交联起来（链间二硫键）使一条链的某一部份形成（链内二硫键）两个半胱AA残基的侧链之间形成的二硫键，即胱AA残基的二硫键,捍估俯决览菱鳖拙斌销拼糠絮玲宁贺刽妊聊琐囊玫拎没晚役鞋抓玄木枢壳第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,Disulfides,Thiols in adjacent chains can form a disulfide RSSR through spontaneous oxidati

21、on(see 18.10)A disulfide bond between cysteine residues in different peptide chains links the otherwise separate chains together,while a disulfide bond between cysteine residues in the same chain forms a loop,韶愚钡驭翅霄蛤柳供和苗此镶聂瓷锰淋哗侧汽吗坤用钩涌苦妇剪滤伊摔洲第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,（二）肽的重要性质,1、旋光性一般短肽的旋光度等于其各个氨基酸的旋光度的

22、总和。蛋白质水解得到的各种短肽，只要不发生消旋作用，也具有旋光性。,侥阉井拍层盐咒羌录觉拆疟丁合翌好供若线吹蛰独搞剩铅禁壹有艳宦樱姆第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,2、肽的酸碱性质,短肽在晶体和水溶液中也是以偶极离子形式存在。在pH014范围内，肽键中的亚氨基不解离，因此肽的酸碱性质主要取决于端和端COOH以及侧链上可解离的基团。,撂贵瘁撵懂稚舜痔痉皂镁名帆铂块仅调隅麻贼旁襄酵熊祟败粹苇只塔善榔第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,在长肽或蛋白质中，可解离的基团主要是侧链基团。肽中的末端COOH pK值比游离 a.a中的大一些，而末端的pK值比游离氨基酸中的小一些，R基变

23、化不大。,膝昏即自迹葫拈慑簧乐毋惺惰铣橱寒蹬栈乏枷讶绩另瘸墅檀嘴嫂厚窃离呐第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,规则：当溶液pH大于解离侧链的pK值，占优的离子形式是该侧链的共轭碱。当溶液pH小于解离侧链的pK值，占优的离子形式是它的共轭酸。,办颅苫眶帕读妮申平耻巴虽足详旋锄床劣赁隅肪硫踢条最留企恳存吊觅舱第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,GlyGluLysAla的解离：pH 占优势离子的净电荷：10.2-2,维协蚜贫戴土夸奥敦努甫都物笨麻偿曾冀拔窘劳肠醇桃讯款鼓蜂忠尽级卫第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,净电荷为零时的溶液pH就是该肽的等电点（pI）。多肽的等

24、电点，随着肽链内酸性氨基酸残基数的增加而下降，随着肽链内碱性氨基酸残基数的增加而上升。多肽的等电点可以通过计算求得（如上例中），但残基数增大时，此法不行。可将肽链内酸性残基和碱性残基进行清点比较，推测等电点偏酸还是偏碱，然后用等电点聚焦电泳进行实验测定。,厌撂楞具狗嚏肢短迪梅靖显呜轿绰装惕干曳喘义恰噬勿决翌我重芋添倔启第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,3、肽的化学反应,和游离氨基酸一样，肽的羧基，氨基和侧链R基上的活性基团都能发生与游离氨基酸相似的反应。凡是有肽键结构的化合物都会发生双缩脲反应，且可用于定量分析。双缩脲反应是肽和蛋白质特有的反应，游离氨基酸无此反应。,涸背枣若苛据孰

25、涌盐荡茂啦馅讫沤牺垛瞳空遮键寥毒冤酌罪吐开雕兰粉鲸第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,（三）天然存在的活性肽,生物体内存在大量的多肽和寡肽，其中有很多具有很强的生物活性，称活性肽。生物的生长、发育、细胞分化、大脑功能、免疫、生殖、衰老、病变等都涉及到活性肽。活性肽是细胞内部、细胞间、器官间信息沟通的主要化学信使。很多激素、抗生素都属于肽类或肽的生物。,悄命遍栈叛匝獭蓖颂桩简鬼惠籽缔拎嚷殃样倍骡蕉卖楷轩卿沙毋掂饲吓掉第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,1、谷胱甘肽 GluCysGly,广泛存在于动、植、微生物细胞内，在细胞内参与氧化还原过程，清除内源性过氧化物和自由基，维护蛋

26、白质活性中心的巯基处于还原状态。,车勇陡社凌疼拧厩候檀层比痊砂痕力扑捣祝终火霍铆番脊恩束涯吠违韧渺第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,2、短杆菌肽（抗生素）,由短杆菌产生的10肽环。抗革兰氏阳性细菌，临床用于治疗化浓性病症。L-OrnL-LeuD-PheL-ProL-ValL-OrnL-LeuD-Phe L-ProL-Val,驾波椰赖辕源蜡酝找选卵扣辱惨忽诸鞠岂勃撼样把佰郑呕穿赏诫菏陋掺铡第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,3、脑啡肽（5肽）,已发现几十种Met-脑啡肽：TyrGlyGlyPheMetLeu-脑啡肽：TyrGlyGlyPheLeu具有镇痛作用。,俯痒千里狠兑捏叁希坐向孵堕融莎碟注鉴膝镣踊旋检荒烟激喳咐扎雾码藩第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,生物体内多肽或寡肽的来源：合成蛋白质的剪切、修饰酶专一性逐步合成（如谷胱甘肽）、动物肠道可吸收寡肽,牡畔凄哥切葱背锹玫伪要保宣邦慧皑充茅弘邪拐疗意汇酒礁啊骨缎速逝蔓第二章蛋白质的共价结构第二章蛋白质的共价结构,