蛋白质的共价结构.ppt

第4章蛋白质的共价结构
蛋白质（protein）是一类最重要的生物大分子，在生物体中占有特殊的地位，与核酸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。4.1.1蛋白质的化学组成和分类
化学组成：
碳50%
氢7%
氧23%
氮16%
硫0-3%
其他微量

单纯蛋白质：仅由氨基酸组成，如核糖核酸
酶，肌动蛋白。
缀合蛋白质：除氨基酸外还其他化学成分作
为结构的一部分。称为
(辅基或配体)单纯蛋白还可根据溶解性及其它物理性质进行分类。

缀合蛋白可根据辅基分类。
蛋白质还可按生物功能分类，如：根据形状和溶解度可分为三大类：

１)纤维状蛋白质
２)球状蛋白质
３)膜蛋白纤维状蛋白质球状蛋白质：形状接近球形或椭圆球形，多肽链折叠紧密，疏水的氨基酸侧链位于内部，亲水的在外部，如酶类。
膜蛋白：与细胞的各种膜系统结合而存在，为能与膜内的非极性相相互作用，膜蛋白的疏水氨基酸侧链伸向外部。

构象和构型两个术语不应混用
构型：在具有相同结构式的立体异构体中，取代基团在空间的相对取向。不同的构型如果没有共价键的破裂时不能互变的。

构象：指具有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的多种形态。构象的改变不涉及共价键的断裂。蛋白质的一级结构
蛋白质的二级结构
蛋白质的三级结构
蛋白质的四级结构

4.1.4蛋白质功能的多样性
６）结构成分---结构蛋白的单体一般聚合成纤维状如胶原蛋白。
７）支架作用---支架蛋白常含有多个不同的组件，在它上面可将多种不同蛋白质组装成一个多蛋白复合体，这种复合体参与对激素和其它信号分子的胞内应答的协调和通讯。在细胞应答激素和生长因子的复杂途径中起作用。
８）防御和进攻---免疫球蛋白（抗体）、血液凝固蛋白、抗冻蛋白、蛇毒和蜂毒的溶血蛋白、植物毒素、细菌毒素。
９）异常功能蛋白---甜蛋白、节肢弹性蛋白等。4.2肽

肽是氨基酸的线型聚合物，也称肽链（peptidechain）
4.2.1肽和肽键的结构
蛋白质中氨基酸的连接方式是肽键，实验证据有：
蛋白质分子中游离α-氨基和α-羧基是很少的。
某些人工合成的多肽能被水解蛋白质的蛋白酶所水解。
双缩脲颜色反应
X射线衍射图案

二肽(dipeptide)、寡肽(oligopeptide)、多肽(polypeptide)、氨基酸残基(aminoacidresidue)、末端氨基、环状肽(cyclicpeptide)
规定从肽链的NH2为某氨基酰某氨基酰……某氨基酸。
Ser—Gly—Tyr—Ala—Leu
通常在总是把NH2末端氨基酸残基放在左边，COOH末端氨基酸残基放在右边，除特别指明者外。
肽链的骨干是由—N—Ca—C---序列重复排列而成，称为共价主链。
由于酰胺氮上的孤电子对离域与羰基轨道重叠，因此在酰胺氮和羰基氧之间发生共振相互作用(resonanceinteraction)。

肽键共振产生几个重要结果：
①限制绕肽键的自由旋转。
②组成肽基的4个原子和2个相邻的C形成所谓多肽主链的酰胺平面(amideplane)，也称肽基平面或肽平面。
③C==N键长度为0.133nm。估计C—N键具有约40%双键性质。由于C—N具有部分双键性质，绕键旋转的能障比较高。对肽键来说，这一能障在室温下足以防止旋转，保持酰胺基处于平面。
④肽键具有永久偶极。
肽平面4.2.2肽的物理和化学性质
短肽的晶体是离子晶格，在水溶液中以偶极离子存在。
在pH0—14范围内，肽键中的酰胺氢不解离。
4.2.3天然存在的活性肽
α—鹅膏蕈碱
还原型谷胱甘肽(reducedglutathione)即γ—谷氨酰半胱氨酰甘氨酸还原型和氧化型谷胱甘肽4.3蛋白质一级结构的测定

蛋白质的共价结构也称蛋白质的一级结构，一般看作是氨基酸序列的同义语。
现在已知约200000个不同蛋白质的氨基酸序列，相当一部分使用Sanger法测定的，现在大多数是根据编码蛋白质的基因核苷酸序列推导出来的。4.3.1蛋白质测序的策略

纯度应在97%以上，同时必须知道它的相对分子质量。
①测定蛋白质分子中多肽链的数目
②拆分蛋白质分子的多肽链（若是寡聚蛋白
则需用变性剂8mol/L尿素，6mol/L盐酸胍
或高浓度盐处理）
③断开多肽链内的二硫键（用氧化剂或还原
剂）
④分析每一条多肽链的氨基酸组成⑤鉴定多肽链的N-端和C-端氨基酸残基
⑥裂解多肽成较小的片段
⑦测定各肽段的氨基酸序列
⑧重建完整多肽链的一级结构
⑨确定二硫桥的位置
4.3.2N—末端和C—末端氨基酸残基的
测定

4.3.2.1N-末端分析
二硝基氟苯（DNFB,FDNB）法
丹磺酰氯（DNS）法（比DNFB法灵敏度高100倍）
苯异硫氰酸酯（Edman试剂）法
氨肽酶法4.3.2.2C-末端分析4.3.3二硫桥的断裂

过甲酸氧化