1第一章蛋白質(zhì)化學(xué)11

1、第一章第一章 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)什么是蛋白質(zhì)（什么是蛋白質(zhì)（protein）？）？由由20種左右的種左右的氨基酸氨基酸通過肽鍵相互連接而成的一類通過肽鍵相互連接而成的一類具有特定空間構(gòu)象和生物學(xué)活性的高分子化合物具有特定空間構(gòu)象和生物學(xué)活性的高分子化合物蛋白質(zhì)的生物學(xué)意義蛋白質(zhì)的生物學(xué)意義1、是生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)；2、生物體的新陳代謝所包含的化學(xué)反應(yīng)，幾乎都是由酶來催化的；3、參與物質(zhì)的運(yùn)輸；4、生物的運(yùn)動(dòng)；5、生物的防御體系。. 總而言之，一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)，蛋白總而言之，一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命現(xiàn)象的最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。質(zhì)是生命現(xiàn)象的最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。所有蛋白質(zhì)都含有

2、所有蛋白質(zhì)都含有 c、h、o、n 四種元素，大多數(shù)蛋四種元素，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有少量的白質(zhì)還含有少量的 s，有些蛋白質(zhì)還含有一些其它元，有些蛋白質(zhì)還含有一些其它元素，如素，如 p、fe、cu、mo、i、. 。 各種蛋白質(zhì)的含氮量都很接近，都在各種蛋白質(zhì)的含氮量都很接近，都在16%左右，因左右，因此可通過測(cè)定生物樣品中的含氮量計(jì)算出樣品中蛋此可通過測(cè)定生物樣品中的含氮量計(jì)算出樣品中蛋白質(zhì)的含量。白質(zhì)的含量。 蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的元素組成1克氮就相當(dāng)于克氮就相當(dāng)于6.25克蛋白質(zhì)克蛋白質(zhì)氨基酸（氨基酸（amino acid）氨基酸的通式氨基酸的通式l-alanined-alanine蛋白質(zhì)水解

3、得到的氨基酸都是蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸都是l-型型-氨基酸氨基酸中性氨基酸中性氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu)酸性氨基酸堿性氨基酸芳香族氨基酸雜環(huán)氨基酸l-谷氨酸谷氨酸-半醛半醛脯氨酸脯氨酸氨基酸的分類氨基酸的分類(1)(1)按按側(cè)鏈側(cè)鏈r r基的結(jié)構(gòu)基的結(jié)構(gòu)(2) (2) 按按側(cè)鏈側(cè)鏈r r基的極性基的極性氨基酸的分類氨基酸的分類氨基酸的一般性質(zhì)氨基酸的一般性質(zhì) p一般能溶于水(胱氨酸、半胱氨酸、酪氨酸除外)；p在稀酸、稀堿中溶解性好；p一般不溶于有機(jī)溶劑（脯氨酸除外）。溶解性：溶解性：氨基酸的一般性質(zhì)氨基酸的一般性質(zhì) 紫外吸收：紫外吸收：tyr: 275-278nmphe:257-259nm

4、trp:279-280nm兩性解離和等電點(diǎn)兩性解離和等電點(diǎn) 氨基酸的形式氨基酸的形式 h2nchcoohrh3nchcoor-+兩性離子形式兩性離子形式中性分子形式中性分子形式氨基酸具有酸堿性質(zhì)，是一類兩性電解質(zhì)氨基酸具有酸堿性質(zhì)，是一類兩性電解質(zhì)h2nchcoorh3nchcoor-+-+ h+as an acid（proton donor）：）：as a base（proton acceptor）：）：h3nchcoohrh3nchcoor-+ h+不同不同ph時(shí)氨基酸以不同的離子化形式存在：時(shí)氨基酸以不同的離子化形式存在： h3nchcoohrh3nchcoor-+ h+ oh-+ h+

5、 oh-h2nchcoor-正離子正離子兩性離子兩性離子負(fù)離子負(fù)離子 氨基酸所帶靜電荷為氨基酸所帶靜電荷為“零零”時(shí)，溶液的時(shí)，溶液的ph值稱為該氨值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)（基酸的等電點(diǎn)（isoelectric point），以），以pi表示。表示。h3nchcoohrh3nchcoor-+ h+ oh-+ h+ oh-h2nchcoor-h3nchcoohrh3nchcoor-+ h+ oh-+ h+ oh-h2nchcoor-h3nchcoohrh3nchcoor-+ h+ oh-+ h+ oh-h2nchcoor-h3nchcoohrh3nchcoor-+ h+ oh-+ h+ oh-h2

6、nchcoor-h3nchcoohrh3nchcoor-+ h+ oh-+ h+ oh-h2nchcoor-h3nchcoohrh3nchcoor-+ h+ oh-+ h+ oh-h2nchcoor-如何計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)？如何計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)？1、r基團(tuán)不解離的氨基酸pi=(pk1+pk2)/2 = (2.34+9.69)/2 = 6.0k1k2pk1=2.34pk2=9.692、r基團(tuán)解離的氨基酸k1k2pi=(pk1+pk2)/2pk1=1.88pk2=3.65ch2coohch2coohch2coo-ch2coo-asp+asp+-asp-asp-k3pk2=9.60= (1.88+

7、3.65)/2 = 2.77如何計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)？如何計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)？pi=(pk2+pk3)/2 = (8.95+10.53)/2 = 9.74pk1=2.18pk2=8.95lys+lys+lys+-lys-pk3=10.53k1k2(ch2)4nh3+k3(ch2)4nh3+(ch2)4nh3+(ch2)4nh22、r基團(tuán)解離的氨基酸如何計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)？如何計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)？amino acidpiamino acidpigly5.97glu3.22ala6.0asn5.41val5.96gln5.65leu5.98lys9.74ile6.02arg10.76ser5.68p

8、he5.48thr6.18tyr5.66cys5.07trp5.89met5.74his7.59asp2.77pro6.30各種氨基酸在各種氨基酸在25時(shí)時(shí)pi的近似值的近似值氨基酸在電場中移動(dòng)的行為氨基酸在電場中移動(dòng)的行為-+用紙色譜用紙色譜-電泳法分離電泳法分離glu、lys和和thr混合液中的三種氨基酸時(shí)，混合液中的三種氨基酸時(shí)，如何選擇：如何選擇：1、電泳緩沖液的、電泳緩沖液的ph值；值；2、點(diǎn)樣位置。、點(diǎn)樣位置。（1 1）與茚三酮的反應(yīng)）與茚三酮的反應(yīng) 氨基酸的化學(xué)性質(zhì)氨基酸的化學(xué)性質(zhì) 藍(lán)紫色物質(zhì)藍(lán)紫色物質(zhì)h+ rcho+co2+nh3+=ooo+2oo黃色黃色脯氨酸脯氨酸茚三茚三

9、酮酮（2 2）與甲醛的反應(yīng)）與甲醛的反應(yīng) 氨基酸的化學(xué)性質(zhì)氨基酸的化學(xué)性質(zhì) （3）與）與2，4-二硝基氟苯的反應(yīng)二硝基氟苯的反應(yīng)+ o2nno2nh-ch-cooh+hfrnh2-ch-coohrfo2nno2dnfbdnp-氨基酸氨基酸的化學(xué)性質(zhì)氨基酸的化學(xué)性質(zhì) 1955年年sanger用此法首次闡明胰島素的氨基酸排列順序用此法首次闡明胰島素的氨基酸排列順序 2，4-二硝基氟苯反應(yīng)的應(yīng)用二硝基氟苯反應(yīng)的應(yīng)用多肽或蛋白質(zhì)多肽或蛋白質(zhì)+ dnfbdnp-多肽或多肽或dnp-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)酸水解酸水解dnp-氨基酸氨基酸+氨基酸氨基酸乙酸乙酯抽提乙酸乙酯抽提dnp-氨基酸氨基酸色譜分析色譜分析鑒定出

10、多肽鑒定出多肽n-端端氨基酸的種類和氨基酸的種類和數(shù)目數(shù)目(4) (4) 與與 5 5一二甲氨基萘一二甲氨基萘-1-1-磺酰氯磺酰氯（dansyl chloride,dns-cl）的反應(yīng)的反應(yīng) h2nhccoohrnh3cch3soocl+nh3cch3soohnhccoohr+ hcldns-cldns-氨基酸（有強(qiáng)熒光）（有強(qiáng)熒光）(5) (5) 與苯異硫氰酸（酯）的反應(yīng)與苯異硫氰酸（酯）的反應(yīng) h2nccoohr+在 弱 堿 中ncshpitcncsptc-氨基酸氨基酸pth-氨基酸氨基酸ncncchhoohrhsh+ncnccohrhsthe edman degradation苯異硫氰

11、酸（酯）反應(yīng)的應(yīng)用苯異硫氰酸（酯）反應(yīng)的應(yīng)用蛋白質(zhì)自動(dòng)順序分析儀就是根據(jù)蛋白質(zhì)自動(dòng)順序分析儀就是根據(jù)edman 降解法的原理而設(shè)計(jì)的降解法的原理而設(shè)計(jì)的(6)與亞硝酸的反應(yīng)與亞硝酸的反應(yīng)應(yīng)用：1、是van slyke氏測(cè)定氨基氮的理論基礎(chǔ) 2、可用來判斷蛋白質(zhì)的水解程度肽（peptide）兩個(gè)或兩個(gè)以上的氨基酸通過酰胺鍵兩個(gè)或兩個(gè)以上的氨基酸通過酰胺鍵(或稱肽鍵或稱肽鍵)相連相連而成的化合物叫作肽。而成的化合物叫作肽。二肽二肽 三肽三肽 四肽四肽 寡肽（寡肽（oligopeptide） 多肽（多肽（polypeptide） 十肽十肽肽如何命名？肽如何命名？丙氨酰甘氨酰亮氨酸丙氨酰甘氨酰亮氨酸

12、alaglyleu (or alaglyleu) chcohnch2cohnchcoohh3cnh2ch2ch3cch3h1谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, gsh) 2gsh gssg-2h+2h天然存在的某些活性肽天然存在的某些活性肽 -肽鍵肽鍵2 2多肽激素多肽激素 3 3腦肽腦肽甲硫氨酸腦啡肽甲硫氨酸腦啡肽h-tyrglyglyphe- met-oh 亮氨酸腦啡肽亮氨酸腦啡肽h-tyr-gly-gly-phe-leu-oh 思考題思考題(1) 組氨酸的pk1(-cooh)是1.82，pk2(咪唑基) 是6.00，pk3(-nh3+)是 9.17，它的等電點(diǎn) 是 。(2) 實(shí)驗(yàn)

13、測(cè)得一蛋白質(zhì)樣品的含氮量為12.89%， 該樣品的蛋白質(zhì)含量為 。(3) 在ph=6時(shí)將一個(gè)ala、arg、glu的混合液進(jìn)行 紙上電泳，移向正極的是 ，移向負(fù)極的 是 ，留在原處的是 。思考題思考題(4)天然蛋白質(zhì)中不存在的氨基酸是（ ） a . 鳥氨酸； b.羥脯氨酸； c.半胱氨酸; d. 甲硫氨酸； e.絲氨酸(5)下列關(guān)于谷胱甘肽的敘述中，錯(cuò)誤的是 ( ) a.有一個(gè)易被氧化的側(cè)鏈基團(tuán)； b. 有一個(gè)與通常肽鍵不同的-肽鍵； c. 是一種堿性肽; d.它的氧化型是六肽(6) 多肽序列自動(dòng)分析儀是根據(jù)（ ）的原理設(shè)計(jì)的。 a . dnfb法； b. dns-cl法； c. 氨肽酶法;

14、d. pitc法； e. 羧肽酶法思考題思考題(7)蛋白質(zhì)中的氨基酸均含不對(duì)稱的碳原子 ( )(8)氨基酸為氨基取代的羧酸，可以直接用酸堿滴定法進(jìn)行定量測(cè)定 ( )(9) 生物界中不存在任何的d-型氨基酸 ( )(10)某氨基酸晶體溶于ph=7的水中，所得溶液的ph為6，該氨基酸的pi是大于6還是小于6？(11) 計(jì)算下列肽的等電點(diǎn)：a:天冬氨酰甘氨酸：末端-cooh (pk=2.10),末端-nh3+ (pk=9.07),-cooh (pk=4.53)b:谷胱甘肽：glu末端-cooh (pk=2.12),末端-nh3+ (pk=8.66),甘氨酸-cooh (pk=3.53),-sh (p

15、k=9.62)c:丙氨酰丙氨酰賴氨酰丙氨酸：末端-cooh (pk=3.58)，末端- nh3+ (pk=8.01)，- nh3+ (pk=10.58)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)（蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)（primary structure） 蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序（蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序（sequence）和）和二硫鍵的位置，一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要連接鍵是肽鍵和二硫二硫鍵的位置，一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要連接鍵是肽鍵和二硫鍵。鍵。

16、1969年正式將蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)定義為年正式將蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)定義為:amino acid sequences have direction.amino acid sequence of bovine insulin.a 鏈：21 aab 鏈：30 aathe formation of a disulfide bond from two cysteine residues is an oxidation reaction.一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定6、測(cè)定每一肽片段的氨基酸序列，推斷出完整的肽鏈的氨基酸序列1、純化蛋白質(zhì)樣品，測(cè)定其分子量；2、水解蛋白質(zhì)樣品，測(cè)定其氨基酸組分；3、末端分析，

17、確定肽鏈數(shù)目，及末端氨基酸；4、拆分肽鏈；5、幾種蛋白酶或化學(xué)試劑水解產(chǎn)生一些大小不等的重疊肽片段，并分離純化它們；蛋白質(zhì)樣品的酸水解和堿水解蛋白質(zhì)樣品的酸水解和堿水解 優(yōu)點(diǎn)：不產(chǎn)生消旋作用，水解完全。 缺點(diǎn)：trp被完全破壞，gln變?yōu)間lu, asn變?yōu)閍sp,含羥基的氨基酸部分被破壞。酸水解：酸水解： 6n hcl at 110 for 24 hours.堿水解：堿水解： 5n naoh at 110 for 24 hours。 優(yōu)點(diǎn)：trp不被破壞 缺點(diǎn)：易發(fā)生外消旋作用cohchnsch2cohchnsch2hcooohcohchnso3hch2cohchnso3hch2二硫鍵的拆分多肽鏈的專一性水解多肽鏈的專一性水解溴化氫(cnbr):專一性水解met的羧基形成的肽鍵高絲氨酸內(nèi)酯末端多肽鏈的專一性水解多肽鏈的專一性水解胰蛋白酶(trypsin)：但是賴氨酸或精氨酸的羧基與脯氨酸的亞氨基形成的肽鍵則不被胰蛋白酶水解。專一性水解賴氨酸或精氨酸的羧基形成的肽鍵。胰凝乳蛋白酶(chymotrypsin)專一性水解疏水性氨基酸，主要是酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸的羧基形成的肽鍵。但不水解脯氨酸的氨基形成的肽鍵