第三章-蛋白質(zhì)課件

第三章蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程。Protein3.1蛋白質(zhì)概述一、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成二、蛋白質(zhì)的大小和分子量三、蛋白質(zhì)功能的多樣性蛋白質(zhì)概念：Protein，它是一切生命體中最基本的物質(zhì)，由天然氨基酸（aa）通過(guò)肽鍵連接的生物大分子，在生物體中含量高（大約占生物體干重45%-50%），種類多，是表達(dá)生物遺傳性狀和功能的主要物質(zhì)。Aminoacid簡(jiǎn)寫aa

一、蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì),除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：碳50％-55%

氫6.5-7.3％氧19-24％

氮16%

硫0-3％其他微量含氮元素恒定的生物大分子蛋白質(zhì)的含氮量蛋白質(zhì)占生物組織中所有含氮物質(zhì)的絕大部分。因此，可以將生物組織的含氮量近似地看作蛋白質(zhì)的含氮量。所以，可以根據(jù)生物樣品中的含氮量來(lái)計(jì)算蛋白質(zhì)的大概含量，由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于16%：蛋白質(zhì)含量=樣品中含氮量

6.256.25為蛋白質(zhì)系數(shù)，即1克氮所代表的蛋白質(zhì)量（克數(shù)）N的含量平均為16%——?jiǎng)P氏（Kjadehl）定氮法的理論基礎(chǔ)。二、蛋白質(zhì)的分子組成經(jīng)酸、堿和酶處理蛋白質(zhì)，使其徹底水解得到產(chǎn)物為氨基酸。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。從細(xì)菌到人類，所有蛋白質(zhì)都由20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸（20standardaminoacids)組成。蛋白質(zhì)的大小與分子量蛋白質(zhì)是分子量很大的生物分子。蛋白質(zhì)分子量的變化范圍很大，從大約6000到1000000道爾頓（Da）或更大。某些蛋白質(zhì)是由兩個(gè)或更多個(gè)蛋白質(zhì)亞基(多肽鏈)通過(guò)非共價(jià)結(jié)合而成的，稱寡聚蛋白質(zhì)。有些寡聚蛋白質(zhì)的分子量可高達(dá)數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)。胰島素血紅蛋白三、蛋白質(zhì)功能的多樣性1.催化功能:酶類。如胃蛋白酶，胰蛋白酶等。2.結(jié)構(gòu)功能：生物體的細(xì)胞和組織的主要組成部分，也是生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)。3.轉(zhuǎn)運(yùn)功能：生命活動(dòng)中所需的小分子和離子由蛋白質(zhì)輸送和傳遞。如血紅蛋白、細(xì)胞膜上的載體4.調(diào)節(jié)功能:生物體生物化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，調(diào)節(jié)蛋白起作用。如蛋白質(zhì)類激素（胰島素和生長(zhǎng)激素）

三、蛋白質(zhì)功能的多樣性5.免疫功能：生物體內(nèi)抵御微生物或病毒的抗體，免疫蛋白6.運(yùn)動(dòng)功能：如動(dòng)物的肌肉主要成分蛋白質(zhì)，肌肉收縮和舒張肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白。7.貯藏功能：乳液中的酪蛋白、蛋類中的卵清蛋白等，可以貯藏氨基酸，以備機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育。

綜上所述：蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程。蛋白質(zhì)是一切生命活動(dòng)的體現(xiàn)者！3.2氨基酸除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下結(jié)構(gòu)通式。一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類各種氨基酸的區(qū)別在于側(cè)鏈R基的不同。L--氨基酸可變部分不變部分AminoacidHOCHCHOCH2OH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)L-甘油醛二、氨基酸的表示法生物體中有20種基本氨基酸，表示方法有下列幾種：1.中文名：X（X）氨酸，如甘氨酸、半胱氨酸。20種要會(huì)背。2.英文名：3字符，如Gly、Cys等，20種要會(huì)背。3.按字母順序記憶，記憶技巧。氨基酸的結(jié)構(gòu)甘氨酸

甘氨酸

Glycine

脂肪族氨基酸甘Gly（最特殊，唯一無(wú)旋光性）氨基酸的結(jié)構(gòu)丙氨酸

脂肪族氨基酸甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine丙Ala（顧名思義）氨基酸的結(jié)構(gòu)纈氨酸

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine

脂肪族氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)亮氨酸

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine

脂肪族氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)異亮氨酸

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine

脂肪族氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)脯氨酸

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine脯氨酸

Proline

亞氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)甲硫氨酸

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine脯氨酸

Proline甲硫氨酸

Methionine

含硫氨基酸甲硫Met（γ-甲硫基）氨基酸的結(jié)構(gòu)半胱氨酸

甘氨酸

Glycine丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine脯氨酸

Proline甲硫氨酸

Methionine半胱氨酸

Cysteine

含硫氨基酸半胱Cys（β-巰基）氨基酸的結(jié)構(gòu)苯丙氨酸

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine苯丙Phe（顧名思義）氨基酸的結(jié)構(gòu)酪氨酸

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine酪Tyr（β-苯酚基）氨基酸的結(jié)構(gòu)色氨酸

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine色氨酸Trytophan色Trp（β-吲哚基）氨基酸的結(jié)構(gòu)絲氨酸

絲氨酸

Serine

含羥基氨基酸絲Ser（β-羥基）氨基酸的結(jié)構(gòu)蘇氨酸

絲氨酸

Serine蘇氨酸

Threonine

含羥基氨基酸蘇Thr（β-羥基）酪氨酸Tyr氨基酸的結(jié)構(gòu)天冬酰胺

天門冬酰胺Asparagine

含酰胺氨基酸天門冬酰胺Asn（β-酰氨）氨基酸的結(jié)構(gòu)谷氨酰胺

天門冬酰胺Asparagine谷氨酰胺

Glutamine

含酰胺氨基酸谷氨酰胺Gln（γ-酰氨）氨基酸的結(jié)構(gòu)精氨酸

堿性氨基酸精氨酸

Arginine精Arg（δ-胍基）,含N量最高的氨基酸.氨基酸的結(jié)構(gòu)賴氨酸

堿性氨基酸精氨酸

Arginine賴氨酸

Lysine賴Lys（ε-氨基）氨基酸的結(jié)構(gòu)組氨酸

堿性氨基酸精氨酸

Arginine賴氨酸

Lysine組氨酸

Histidine組His（β-咪唑基）氨基酸的結(jié)構(gòu)天冬氨酸

天門冬氨酸

Aspartate

酸性氨基酸天冬Asp（β-羧基）氨基酸的結(jié)構(gòu)谷氨酸

天冬氨酸Aspartate谷氨酸

Glutamate

酸性氨基酸谷Glu

（γ-羧基）,含5個(gè)碳原子.按字母順序記憶：丙精天天半／谷谷甘組異／亮賴甲苯脯／絲蘇色酪纈。3.

按順序記憶，記憶技巧Ala Arg AsnAsp Cys Gln Glu Gly His Ile丙 精 天冬酰氨天 半 谷氨酰氨谷 甘 組 異亮Leu Lys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val亮 賴 甲硫 苯丙 脯 絲 蘇 色 酪 纈三、氨基酸的具體結(jié)構(gòu)：20種全部記住，先把通式記住，再注意R。1.特殊AA：甘Gly（最特殊，唯一無(wú)旋光性）、丙Ala（顧名思義）、苯丙Phe（顧名思義）。2.酸性AA：天冬Asp（β-羧基）、谷Glu（γ-羧基）3.堿性AA：精Arg（δ-胍基）、賴Lys（ε-氨基）、組His（β-咪唑基）4.芳香族AA：色Trp（β-吲哚基）、苯丙Phe、酪Tyr（β-苯酚基）5.含-OH的AA：絲Ser（β-羥基）、蘇Thr（β-羥基）、酪Tyr（β-苯酚基）6.含S的AA：半胱Cys（β-巰基）、甲硫Met（γ-甲硫基）7.酰氨基的AA：天冬酰氨Asn（β-酰氨）、谷氨酰氨Gln（γ-酰氨）、8.烷烴基的AA：纈Val、亮Leu、異亮Ile，…。9.亞氨基的AA：脯Pro（亞氨基）。10.20種基本AA中的幾種特殊基團(tuán)：胍基和咪唑基、巰基和甲硫基、吲哚基、α-亞氨基。氨基酸的分類1.結(jié)構(gòu)上<1>脂肪族氨基酸：酸性氨基酸（2羧基1氨基：Glu、Asp），堿性氨基酸（2氨基1羧基：Arg、Lys、不包括His），中性氨基酸（氨基羧基各一：很多）<2>芳香族氨基酸：含苯環(huán)：Phe、Tyr、Trp（也屬于雜環(huán)氨基酸）<3>雜環(huán)氨基酸：His（也是堿性氨基酸）、Pro、Trp（也是芳香族氨基酸）2.營(yíng)養(yǎng)價(jià)值<1>必需氨基酸：人和哺乳動(dòng)物不可缺少但又不能合成的氨基酸，只能從食物中補(bǔ)充，共有8種：Ile、Met、Val、Leu、Trp、Phe、Thr、Lys。諧音記憶：一家寫兩三本書來(lái)。<2>半必需氨基酸：人和哺乳動(dòng)物雖然能夠合成，但數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到機(jī)體的需求，尤其是在胚胎發(fā)育以及嬰幼兒期間，基本上也是由食物中補(bǔ)充，只有2種：Arg、His。有時(shí)也不分必需和半必需，統(tǒng)稱必需氨基酸，這樣就共有10種。<3>非必需氨基酸：人和哺乳動(dòng)物能夠合成，能滿足機(jī)體需求的氨基酸，其余10種從營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上看，必需>半必需>非必需三、幾種重要的不常見氨基酸在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見的氨基酸，通常稱為不常見蛋白質(zhì)氨基酸。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來(lái)的。其中重要的有4-羥基脯氨酸、5-羥基賴氨酸、N-甲基賴氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。這些不常見蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)如下。

常見氨基酸均為無(wú)色結(jié)晶，其形狀因構(gòu)型而異(1)溶解性：在水中的溶解度差別很大，能溶解于稀酸或稀堿中，不能溶解于有機(jī)溶劑。通常酒精能把氨基酸從其溶液中沉淀析出。(2)熔點(diǎn)：氨基酸的熔點(diǎn)高，一般在200℃以上。(3)味感：其味隨不同氨基酸有所不同，谷氨酸的單鈉鹽有鮮味，是味精的主要成分。氨基酸的一般物理性質(zhì)(4)光吸收：在可見光區(qū)都沒(méi)有光吸收，在遠(yuǎn)紫外區(qū)(<220nm)均有光吸收。在近紫外區(qū)(220-300nm)只有芳香族氨基酸有光吸收。苯丙氨酸（257nm）、酪氨酸(275nm)和色氨酸(280nm)有最大吸收。一般采用紫外分光光度計(jì)在280nm波長(zhǎng)處測(cè)得最大光吸收來(lái)測(cè)定蛋白質(zhì)的含量。（5）旋光性除甘氨酸外，氨基酸均含有一個(gè)手性-碳原子，因此都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)。

H2N—Cα—HCOOHR不帶電形式

H2N—Cα—HCOOHR+H3N—Cα—HCOO-R兩性離子形式二、氨基酸的離解性質(zhì)氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。二、氨基酸的離解性質(zhì)在不同的pH條件下，氨基酸的解離情況和帶電荷情況不同：酸性溶液等電點(diǎn)pI堿性溶液凈電荷+10-1正離子兩性離子負(fù)離子

氨基酸的酸堿滴定010.50.51HClNaOH氨基酸的等電點(diǎn)當(dāng)溶液濃度為某一pH值時(shí)，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為0，呈電中性，這一pH值即為氨基酸的等電點(diǎn)，簡(jiǎn)稱pI。氨基酸等電點(diǎn)的特點(diǎn)：1.凈電荷數(shù)等于零，在電場(chǎng)中不移動(dòng)；2.此時(shí)氨基酸的溶解度最小。

氨基酸等電點(diǎn)的確定：

pI值相當(dāng)于氨基酸的兩性離子狀態(tài)兩側(cè)的基團(tuán)pK’值的算術(shù)平均值。側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性氨基酸，其等電點(diǎn):

pI=(pK’1+pK’2)/2+OH-+H++OH-+H+(pK′1)(pK′2)在等電點(diǎn)時(shí)，[R-]=[R+]K’1

K’2=[H+]2[H+]=（K’1K’2

）1/2pI=(pK’1+pK’2)/2堿性氨基酸：pI=(pK’2+pK’R-NH2

)/2側(cè)鏈含有可解離基團(tuán)的氨基酸的等電點(diǎn):酸性氨基酸：pI=(pK’1+pK’R-COO-)/2課堂小測(cè)驗(yàn)

1、請(qǐng)默寫出20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的中文名稱及其相應(yīng)的三字符。2、人體所必需的氨基酸包括（）。3、請(qǐng)計(jì)算Arg的等電點(diǎn)?(Arg的α-羧基、α-氨基和胍基的pK值分別為2.17，9.04和12.48)。4、應(yīng)用微量凱氏定氮法測(cè)得某蛋白質(zhì)樣品的含氮量為4.0g/L，試計(jì)算該樣品中蛋白質(zhì)的含量約為多少？復(fù)習(xí)20種基本氨基酸的結(jié)構(gòu)和英文簡(jiǎn)稱甘氨酸

（Gly,G）丙氨酸

（Ala,A）纈氨酸（Val,V）亮氨酸（Leu,L）異亮氨酸（Ile,I）1.側(cè)鏈只是烴鏈（5種）

脂肪族氨基酸2.側(cè)鏈含有羥基

（2種）脂肪族氨基酸絲氨酸（Ser,S）蘇氨酸（Thr,T）3.側(cè)鏈含硫原子（2種）脂肪族氨基酸

半胱氨酸（Cys,C）甲硫氨酸（Met,M）4.側(cè)鏈含有羧基或酰胺基（4種）

脂肪族氨基酸天冬氨酸（Asp,D）谷氨酸（Glu,E）天冬酰胺（Asn,N）谷氨酰胺（Gln,Q）5.側(cè)鏈含有堿性基團(tuán)（3種）

賴氨酸（Lys,K）精氨酸（Arg,R）組氨酸（His,H）脂肪族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸（Tyr,Y）色氨酸（Trp,W）雜環(huán)氨基酸組氨酸（His,H）脯氨酸（Pro,P）非極性氨基酸極性中性氨基酸氨基酸等電點(diǎn)的確定：

pI值相當(dāng)于氨基酸的兩性離子狀態(tài)兩側(cè)可離解的基團(tuán)離解常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)pK’值的算術(shù)平均值。側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性氨基酸，其等電點(diǎn):

pI=(pK’1+pK’2)/2+OH-+H++OH-+H+(pK′1)(pK′2)復(fù)習(xí)堿性氨基酸：pI=(pK’2+pK’R-NH2

)/2側(cè)鏈含有可解離基團(tuán)的氨基酸的等電點(diǎn):酸性氨基酸：pI=(pK’1+pK’R-COO-)/2復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)含量=樣品中含氮量

6.25凱氏定氮法氨基酸的旋光性除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下結(jié)構(gòu)通式。L--氨基酸四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1.-氨基參與的反應(yīng)2.-羧基參與的反應(yīng)3.-氨基和羧基共同參與的反應(yīng)4.側(cè)鏈基團(tuán)(-R)的化學(xué)性質(zhì)四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（1）與甲醛發(fā)生羥甲基化反應(yīng)用途：可以用來(lái)直接測(cè)定氨基酸的濃度。1．-氨基參與的反應(yīng)N,N-二羥甲基氨基酸四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（2）與亞硝酸反應(yīng)用途：范斯來(lái)克法定量測(cè)定氨基酸的基本反應(yīng)。四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（3）?；磻?yīng)用途：是多肽合成的基本反應(yīng)；用于保護(hù)氨基以及肽鏈的氨基端測(cè)定等。四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（3）?；磻?yīng)N-苯甲酰甘氨酸（4）烴基化反應(yīng)用途：是鑒定多肽N-端氨基酸的重要方法。四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)Sanger試劑烴基化試劑：鹵代烴黃色四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（4）烴基化反應(yīng)-氯代烷基硫醚環(huán)硫翁鹽烴基化氨基酸四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（5）生成西佛堿的反應(yīng)用途：是多種酶促反應(yīng)的中間過(guò)程。絲氨酸磷酸二羥基丙酮質(zhì)子化西佛堿H四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（6）脫氨基和轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)用途：酶催化的反應(yīng)。谷氨酸丙酮酸-酮戊二酸丙氨酸谷丙轉(zhuǎn)氨酶氧化酶α-酮酸四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)

氨基酸與堿作用生成相應(yīng)的鹽。氨基酸的堿金屬鹽（味精主要成分谷氨酸鈉）能溶于水,而重金屬鹽（氨基酸的汞鹽）則不溶于水（重金屬中毒）。2．-羧基參與的反應(yīng)（1）成鹽反應(yīng)四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（2）形成酯的反應(yīng)用途：是合成氨基酸?；苌锏闹匾虚g體。2．-羧基參與的反應(yīng)干燥氯化氫or二氯亞砜PG保護(hù)基活性酯四,氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（3）形成酰鹵的反應(yīng)用途：這是使氨基酸羧基活化的一個(gè)重要反應(yīng)。2．-羧基參與的反應(yīng)PG為保護(hù)基團(tuán)為什么氨基被保護(hù)起來(lái)？四,氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（4）疊氮化反應(yīng)用途：氨基酸的羧基的活化方法2．-羧基參與的反應(yīng)四,氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（5）脫羧反應(yīng)用途：酶催化的反應(yīng)。2．-羧基參與的反應(yīng)脫羧酶四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)(1)與茚三酮反應(yīng)用途：常用于氨基酸的定性或定量分析。3．-氨基和羧基共同參與的反應(yīng)脯氨酸產(chǎn)生黃色物質(zhì)另一個(gè)顏色反應(yīng)？DNFB反應(yīng)四,氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（2）成肽反應(yīng)用途：是多肽和蛋白質(zhì)生物合成的基本反應(yīng)。3．-氨基和羧基共同參與的反應(yīng)四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)羥基（絲氨酸Ser；蘇氨酸Thr；酪氨酸Tyr）巰基（半光氨酸Cys）氨基（賴氨酸Lys）羧基（天門東氨酸Asp；谷氨酸Glu）芳香基（苯丙氨酸Phe;酪氨酸Tyr；色氨酸Trp）甲硫基（甲硫氨酸Met）咪唑基（組氨酸His）氨基酸側(cè)鏈中的活性基團(tuán)胍基（精氨酸Arg）作用：這些反應(yīng)可用于巰基的保護(hù)。Cys四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)條件：弱堿(1)巰基（-SH）的性質(zhì)活性鹵代烴作用：與金屬離子的螯合性質(zhì)可用于體內(nèi)解毒。(1)巰基（-SH）的性質(zhì)四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)絡(luò)合物作用：氧化還原反應(yīng)可使蛋白質(zhì)分子中二硫鍵形成或斷裂。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中起重要作用。四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)(1)巰基（-SH）的性質(zhì)二硫鍵胱氨酸氧化還原作用：可用于比色法定量測(cè)定半胱氨酸的含量。硝基苯甲酸二硫化合物(DTNB)產(chǎn)物在412nm處有強(qiáng)烈吸收四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)(1)巰基（-SH）的性質(zhì)四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)(1)巰基（-SH）的性質(zhì)（2）羥基的性質(zhì)二異丙基磷酰氟（DIFP）SerSer-DIP無(wú)活性四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)磷酸酯絲氨酸是許多水解酶活性中心的主要組分，當(dāng)其羥基酯化后，導(dǎo)致酶失活。組氨酸含有咪唑基，它的pK2值為6.0，在生理?xiàng)l件下具有緩沖作用。四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)（3）咪唑基的性質(zhì)1四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)（4）甲硫基的性質(zhì)親核試劑1四、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4．側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)（5）芳香環(huán)的性質(zhì)酪氨酸色氨酸苯丙氨酸苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)五、氨基酸的化學(xué)合成目前氨基酸的合成方法有5種：（1）直接發(fā)酵法；（2）添加前體發(fā)酵法；（3）酶法；（4）化學(xué)合成法；（5）蛋白質(zhì)水解提取法。通常將直接發(fā)酵法和添加前體發(fā)酵法統(tǒng)稱為發(fā)酵法。合成方法五、氨基酸的化學(xué)合成

醛與氫氰酸和氨反應(yīng)得到氰氨化物，經(jīng)水解得到外消旋的氨基酸。4.化學(xué)合成法（1）Strecker（斯瑞克）合成法H2O氯化銨和氰化鉀代替五、氨基酸的化學(xué)合成-酮酸與氨作用，生成亞胺，再還原成外消旋的氨基酸。

4.化學(xué)合成法（2）還原氨化法α-酮酸亞胺消旋氨基酸五、氨基酸的化學(xué)合成此法是先制得-溴代羧酸，再在封管內(nèi)或高壓釜內(nèi)和氨氣反應(yīng)得到外消旋氨基酸。

4.化學(xué)合成法（3）-溴代羧酸氨化法五、氨基酸的化學(xué)合成丙二酸酯經(jīng)亞硝化、催化氫化得到乙酰氨基丙二酸酯。在不同反應(yīng)條件下，可以進(jìn)一步得到各種氨基酸

4.化學(xué)合成法（4）丙二酸酯合成法a.乙酰氨基丙二酸酯合成法乙酰氨基丙二酸酯五,氨基酸的化學(xué)合成丙二酸酯溴化后與鄰苯二甲酰亞胺鉀反應(yīng)得到鄰苯二甲酰亞胺基丙二酸酯。它作為中間體，可以進(jìn)一步與多種試劑發(fā)生反應(yīng)制得不同的氨基酸4.化學(xué)合成法（4）丙二酸酯合成法B.溴代丙二酸酯合成法五、氨基酸的化學(xué)合成通?？梢允瓜w與一個(gè)具有光學(xué)活性的化合物反應(yīng)得到非對(duì)映體，然后利用二者的物理或化學(xué)性質(zhì)的不同進(jìn)行分離。常用的光學(xué)活性化合物有生物堿（如馬錢子堿）或有機(jī)酸（如酒石酸）等。L-氨基酸L-氨基酸鹽D-氨基酸D-氨基酸鹽5.外消旋氨基酸的拆分(1)化學(xué)法分離+純手性堿（或酸）五,氨基酸的化學(xué)合成5.外消旋氨基酸的拆分（2）酶解法氨基酸的應(yīng)用1，醫(yī)藥工業(yè)

氨基酸輸液

必需氨基酸：異亮氨酸、甲硫氨酸、纈氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、賴氨酸半必需氨基酸：精氨酸、組氨酸是嬰幼兒所必需的。治療藥劑1.精氨酸：對(duì)治療高血氨癥、肝機(jī)能障礙等疾病頗有效果；2.天冬氨酸：鉀鎂鹽可用于恢復(fù)疲勞；治療低鉀癥心臟病、肝病、糖尿病等。3.半胱氨酸：能促進(jìn)毛發(fā)的生長(zhǎng)，可用于治療禿發(fā)癥；4.組氨酸：可擴(kuò)張血管，降低血壓，用于心絞痛，心功能不全等疾病的治療。2，化學(xué)工業(yè)維生素B6:可采用丙氨酸或天冬氨酸為原料合成。葉酸：需要用谷氨酸為原料合成。氨基酸表面活性劑：?；劝彼徕c、月桂酰-L-精氨酸乙酯鹽等具有較強(qiáng)的抗菌殺菌活性，且無(wú)刺激性。聚合氨基酸：聚谷氨酸甲酯可用于作為合成皮革的表面處理劑；聚天冬氨酸或聚谷氨酸的二烷基酯與磷酸高級(jí)烷基酯結(jié)合得到化合物可作為可塑劑，穩(wěn)定劑等。3，食品工業(yè)谷氨酸鈉－味精；天冬氨酸鈉：可用于清涼飲料，能增加清涼感并使香味濃厚爽口；天冬氨酰苯丙氨酸甲酯：－甜味素APM4，農(nóng)業(yè)殺蟲劑：刀豆氨酸、5-羥色氨酸可使南方毛蟲拒食而死；半胱氨酸可殺死黃瓜蠅；甘氨酸乙酯衍生的二硫代磷酸鹽具有較強(qiáng)的殺蚜蟲和殺螨效果；殺菌劑：N-月桂酰纈氨酸可作為治療稻瘟病；-1，4環(huán)己二烯丙氨酸能抑制黑穗病毒、稻瘟病等；除草劑：如N-3,4二氮丙氨酸，硫代氨基酸酯等；5，化妝品工業(yè)氨基酸能調(diào)節(jié)皮膚pH的變動(dòng)，對(duì)細(xì)菌的防護(hù)作用，也可作為皮膚、毛發(fā)的營(yíng)養(yǎng)成分，增加皮膚、毛發(fā)的光澤。防止皮膚干燥的自然保濕因子的主要成分是甘氨酸、羥基丁氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、絲氨酸等游離氨基酸。在化妝品中添加天冬氨酸或其衍生物以及一些維生素，可防止皮膚老化。3.6多肽一個(gè)氨基酸的-氨基與另一個(gè)氨基酸的-羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。一、多肽的一些基本概念由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。肽鍵思考：三個(gè)氨基酸的脫水縮合反應(yīng)應(yīng)如何書寫，形成的化合物叫什么名稱？幾個(gè)氨基酸殘基？酶+2H2O三肽在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序。通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的-氨基，稱為氨基端或N-端；在另一端含有一個(gè)游離的-羧基，稱為羧基端或C-端。氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以C-端氨基酸殘基為終點(diǎn)的排列順序。如上述五肽可表示為：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln五肽肽鏈寫法規(guī)定書寫方法為：N端→C端。游離α-氨基在左，游離α-羧基在右，氨基酸之間用“-”表示肽鍵例如：Ala-Gly-Phe讀作：丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。Ser-Val-Tyr-Asp-Gln絲氨酰-纈氨酰-酪氨酰-天門冬氨酰-谷氨酰胺思考題

五肽A：Ser—Val—Tyr—Asp—Gln，五肽B：Gln—Asp—Tyr—Val—Ser請(qǐng)回答：A和B是否為同一物質(zhì)，為什么？二、肽鍵氮原子上的孤對(duì)電子與羰基具有明顯的共軛作用，肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。組成肽鍵的原子處于同一平面，這個(gè)平面稱為肽平面。肽平面上的基團(tuán)可以有順?lè)磧煞N結(jié)構(gòu)，在大多數(shù)情況下，反式結(jié)構(gòu)在能量上是有利的，以反式結(jié)構(gòu)存在。氨基酸之間脫水后形成的鍵稱肽鍵（酰胺鍵）。反式結(jié)構(gòu)肽鍵的特點(diǎn)鍵長(zhǎng)=0.132nm

C=N0.127nmC-N0.149nm四肽的結(jié)構(gòu)Glu-Gly-Ala-Lys三多肽的性質(zhì)1.多肽的兩性離解多肽至少有一個(gè)游離的氨基和游離的羧基，也是兩性化合物，至少有2級(jí)解離，通常都有多級(jí)解離。因此，肽在水溶液中也能夠帶電，也有自己的等電點(diǎn)pI，其計(jì)算與測(cè)定同氨基酸一致但復(fù)雜。三、多肽的性質(zhì)2．多肽鏈的反應(yīng)（1）多肽鏈的水解多肽可以被酸、堿、酶所水解，其優(yōu)劣性如下：<1>酸水解：濃酸（6mol/L鹽酸或4mol/L硫酸），高溫（105-110℃），長(zhǎng)時(shí)（20h），污染，Trp遭到破壞（營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低），側(cè)鏈中的酰胺鍵同時(shí)水解。優(yōu)點(diǎn)：不消旋，水解徹底。<2>堿水解：濃堿（5mol/L），高溫（100℃以上），10-20h，污染，含-OH和-SH的氨基酸均遭到破壞，Ser、Thr、Tyr、Cys，消旋，優(yōu)點(diǎn)：Trp不會(huì)被破壞,水解徹底。<3>酶水解：胰酶，常溫常壓，常pH，不消旋、不破壞aa、水解不徹底。三多肽的性質(zhì)2．多肽鏈的反應(yīng)（2）氨基酸的鄰基反應(yīng)—Asn—Gly—（3）多肽主鏈的消旋化

2．多肽鏈的反應(yīng)氨基酸堿性，高溫消旋化多肽鏈構(gòu)型改變多肽生理功能改變（4）顏色反應(yīng)多肽可與多種化合物作用，產(chǎn)生不同的顏色反應(yīng)。這些顯色反應(yīng)，可用于多肽的定性或定量鑒定。如黃色反應(yīng)，是由硝酸與氨基酸的苯基（酪氨酸和苯丙氨酸）反應(yīng)生成二硝基苯衍生物而顯黃色。三多肽的性質(zhì)（4）顏色反應(yīng)雙縮脲是兩分子的尿素經(jīng)加熱失去一分子NH3而得到的產(chǎn)物。雙縮脲（類似于二肽，即1個(gè)肽鍵）。雙縮脲能夠與堿性硫酸銅作用，產(chǎn)生藍(lán)色的銅-雙縮脲絡(luò)合物，稱為雙縮脲反應(yīng)。含有兩個(gè)以上肽鍵的多肽，具有與雙縮脲相似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，也能發(fā)生雙縮脲反應(yīng)，生成紫紅色或藍(lán)紫色絡(luò)合物。這是多肽定量測(cè)定的重要反應(yīng)。強(qiáng)調(diào)：含有兩個(gè)以上肽鍵的多肽都能發(fā)生此反應(yīng)。多肽的雙縮脲反應(yīng)是多肽特有的顏色反應(yīng)。多肽定量測(cè)定的反應(yīng)四、天然存在的重要多肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽。如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。1.腦啡肽腦啡肽具有強(qiáng)烈的鎮(zhèn)痛作用（強(qiáng)于嗎啡），不上癮。Met-腦啡肽Tyr-Gly-Gly-Phe-MetLeu-腦啡肽Tyr-Gly-Gly-Phe-Leuβ-內(nèi)啡肽（31肽）具有較強(qiáng)的嗎啡樣活性與鎮(zhèn)痛作用。2.谷胱甘肽（GSH）H2N-CHCH2CH2CO—COOHγ-GluNHCHCO—CH2SHCysNHCH2COOHGly谷胱甘肽：注意Glu與Cys的連接（γ-羧基，而不是正常的α-）。還原型GSH和氧化型GSSG。γ還原型谷胱甘肽(三肽，GSH)：γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸正常的谷胱甘肽能幫助保持正常的免疫系統(tǒng)的功能。半胱氨酸上的巰基為其活性基團(tuán)（故谷胱甘肽常簡(jiǎn)寫為G-SH），易與碘乙酸、芥子氣（一種毒氣）、能與某些藥物（如撲熱息痛）、毒素（重金屬）等結(jié)合，參與生物轉(zhuǎn)化作用，從而把機(jī)體內(nèi)有害的毒物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，排泄出體外。而具有了整合解毒作用。谷胱甘肽的另一主要生理作用是做為體內(nèi)一種重要的抗氧化劑，它能夠清除掉人體內(nèi)的自由基，清潔和凈化人體內(nèi)環(huán)境污染。機(jī)體代謝產(chǎn)生的過(guò)多自由基會(huì)損傷生物膜，侵襲生命大分子，促進(jìn)機(jī)體衰老，并誘發(fā)腫瘤或動(dòng)脈硬化的產(chǎn)生。

3.7蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽(polypeptide)鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大,從大約6000到1000000道爾頓甚至更大。蛋白質(zhì)與多肽無(wú)嚴(yán)格的界線，通常是將分子量在6000道爾頓以上的多肽稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)與多肽習(xí)慣上的分界線：含51個(gè)氨基酸殘基的胰島素歸為蛋白質(zhì)；含39個(gè)氨基酸殘基的促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)作為多肽。(1)依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類按照蛋白質(zhì)的外形可分為球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)。球狀蛋白質(zhì)：globularprotein外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。(血漿中的白蛋白、球蛋白、血紅蛋白和酶等)一、蛋白質(zhì)的分類(1)依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類纖維狀蛋白質(zhì)：fibrousprotein分子類似纖維或細(xì)棒。它又可分為可溶性纖維狀蛋白質(zhì)和不溶性纖維狀蛋白質(zhì)。（角蛋白、膠原蛋白、肌凝蛋白、纖維蛋白等）

一、蛋白質(zhì)的分類（2）依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類按照蛋白質(zhì)的組成，可以分為簡(jiǎn)單蛋白(simpleprotein)和結(jié)合蛋白(conjugatedprotein)。簡(jiǎn)單蛋白又稱為單純蛋白質(zhì)；這類蛋白質(zhì)只含由-氨基酸組成的肽鏈，不含其它成分。1，清蛋白和球蛋白：albuminandglobulin廣泛存在于動(dòng)物組織中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。簡(jiǎn)單蛋白2，谷蛋白(glutelin)和醇溶谷蛋白(prolamin)：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀堿中，后者可溶于70－80％乙醇中。3，精蛋白和組蛋白：堿性蛋白質(zhì)，存在與細(xì)胞核中。4，硬蛋白：存在于各種軟骨、腱、毛、發(fā)、絲等組織中，分為角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白和絲蛋白。結(jié)合蛋白由簡(jiǎn)單蛋白與其它非蛋白成分結(jié)合而成，可分為：色蛋白：由簡(jiǎn)單蛋白與色素物質(zhì)結(jié)合而成。如血紅蛋白、葉綠蛋白和細(xì)胞色素等。糖蛋白：由簡(jiǎn)單蛋白與糖類物質(zhì)組成。如細(xì)胞膜中的糖蛋白等。脂蛋白：由簡(jiǎn)單蛋白與脂類結(jié)合而成。如血清-，-脂蛋白等。核蛋白：由簡(jiǎn)單蛋白與核酸結(jié)合而成。如細(xì)胞核中的核糖核蛋白等。二、蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)與多肽一樣，能夠發(fā)生兩性離解，也有等電點(diǎn)。在等電點(diǎn)時(shí)(IsoelectricpointpI)，蛋白質(zhì)的溶解度最小，在電場(chǎng)中不移動(dòng)。在不同的pH環(huán)境下，蛋白質(zhì)的電學(xué)性質(zhì)不同。在等電點(diǎn)偏酸性溶液中，蛋白質(zhì)粒子帶正電荷，在電場(chǎng)中向負(fù)極移動(dòng)；在等電點(diǎn)偏堿性溶液中，蛋白質(zhì)粒子帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)中向正極移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)電泳(Electrophoresis)。（1）蛋白質(zhì)的兩性離解和電泳現(xiàn)象電泳蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)，不發(fā)生電泳現(xiàn)象。利用蛋白質(zhì)的電泳現(xiàn)象，可以將蛋白質(zhì)進(jìn)行分離純化。移動(dòng)的方向蛋白質(zhì)樣品線蛋白質(zhì)等電點(diǎn)和分子量有差異，分子量小、陰電荷多泳動(dòng)最快；分子量大、陰電荷較少者泳動(dòng)較慢。

由于蛋白質(zhì)的分子量很大，它在水中能夠形成膠體溶液。蛋白質(zhì)溶液具有膠體溶液的典型性質(zhì)，如丁達(dá)爾現(xiàn)象、布郎運(yùn)動(dòng)等。由于膠體溶液中的蛋白質(zhì)不能通過(guò)半透膜，因此可以應(yīng)用透析法將非蛋白的小分子雜質(zhì)除去（例如無(wú)機(jī)鹽、單糖、雙塘、表面活性劑等）。（2）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性與它的分子量大小、所帶的電荷和水化作用有關(guān)。改變?nèi)芤旱臈l件，將影響蛋白質(zhì)的溶解性質(zhì)在適當(dāng)?shù)臈l件下，蛋白質(zhì)能夠從溶液中沉淀出來(lái)。（3）蛋白質(zhì)的沉淀作用在溫和條件下，通過(guò)改變?nèi)芤旱膒H或電荷狀況，使蛋白質(zhì)從膠體溶液中沉淀分離。在沉淀過(guò)程中，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都沒(méi)有發(fā)生變化，在適當(dāng)?shù)臈l件下，可以重新溶解形成溶液，所以這種沉淀又稱為非變性沉淀?？赡娉恋硎欠蛛x和純化蛋白質(zhì)的基本方法，如等電點(diǎn)沉淀法、鹽析法和有機(jī)溶劑沉淀法等。（3）蛋白質(zhì)的沉淀作用可逆沉淀鹽析蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無(wú)機(jī)鹽[如(NH4)2SO4或Na2SO4]溶液后，可以使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出，這種作用就叫做鹽析。這樣析出的蛋白質(zhì)仍可以溶解在水中，而不影響原來(lái)蛋白質(zhì)的性質(zhì)。因此，鹽析是一個(gè)可逆沉淀過(guò)程。原理：使蛋白質(zhì)表面電荷被中和以及水化膜被破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)在水溶液中的穩(wěn)定性因素去除而沉淀。

作用：分離、提純蛋白質(zhì)

在強(qiáng)烈沉淀?xiàng)l件下，不僅破壞了蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性，而且也破壞了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，產(chǎn)生的蛋白質(zhì)沉淀不可能再重新溶解于水。由于沉淀過(guò)程發(fā)生了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化，所以又稱為變性沉淀。如加熱沉淀、強(qiáng)酸堿沉淀、重金屬鹽沉淀和生物堿沉淀等都屬于不可逆沉淀。（3）蛋白質(zhì)的沉淀作用不可逆沉淀蛋白質(zhì)的性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，某些物理或化學(xué)因素，能夠破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致其生理活性喪失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性(denaturation)。（4）蛋白質(zhì)的變性天然結(jié)構(gòu)展開結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的變性變性蛋白質(zhì)通常都是固體狀態(tài)物質(zhì)，不溶于水和其它溶劑，也不可能恢復(fù)原有蛋白質(zhì)所具有的性質(zhì)。所以，蛋白質(zhì)的變性通常都伴隨著不可逆沉淀。引起變性的主要因素是熱、紫外光、激烈的攪拌以及強(qiáng)酸和強(qiáng)堿、尿素、乙醇丙酮和強(qiáng)氧化劑等。蛋白質(zhì)變性后的表現(xiàn)（一）生物活性喪失蛋白質(zhì)的生物活性是指蛋白質(zhì)所具有的酶、激素、毒素、抗原與抗體、血紅蛋白的載氧能力等生物學(xué)功能。生物活性喪失是蛋白質(zhì)變性的主要特征。有時(shí)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)只有輕微變化即可引起生物活性的喪失。

蛋白質(zhì)變性后的表現(xiàn)（二）某些理化性質(zhì)的改變

蛋白質(zhì)變性后理化性質(zhì)發(fā)生改變，如溶解度降低而產(chǎn)生沉淀，因?yàn)橛行┰瓉?lái)在分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)由于結(jié)構(gòu)松散而暴露出來(lái)，分子的不對(duì)稱性增加，因此粘度增加，擴(kuò)散系數(shù)降低。

蛋白質(zhì)變性后的表現(xiàn)（二）某些理化性質(zhì)的改變

蛋白質(zhì)變性后理化性質(zhì)發(fā)生改變，如溶解度降低而產(chǎn)生沉淀，因?yàn)橛行┰瓉?lái)在分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)由于結(jié)構(gòu)松散而暴露出來(lái)，分子的不對(duì)稱性增加，因此粘度增加，擴(kuò)散系數(shù)降低。

（三）生物化學(xué)性質(zhì)的改變

蛋白質(zhì)變性后，分子結(jié)構(gòu)松散，不能形成結(jié)晶，易被蛋白酶水解。

復(fù)習(xí)等電點(diǎn)及電泳有一個(gè)六肽，其一級(jí)結(jié)構(gòu)為Glu-His-Arg-Val-Lys-Asp，在pH為12時(shí)和pH為3時(shí)，電泳的方向？12（正）3（負(fù)）大部分蛋白質(zhì)均含有帶芳香環(huán)的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。這三種氨基酸的在280nm附近有最大吸收。因此，大多數(shù)蛋白質(zhì)在280nm附近顯示強(qiáng)的吸收。利用這個(gè)性質(zhì)，可以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行定性鑒定。（5）蛋白質(zhì)的紫外吸收研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能，首先需要得到純的蛋白質(zhì)樣品。蛋白質(zhì)存在于生物體組織細(xì)胞中。三、蛋白質(zhì)的分離和純化如何從生物體組織細(xì)胞中獲得蛋白質(zhì)組織細(xì)胞破碎1．蛋白質(zhì)的分離步驟(1)生物組織破碎。機(jī)械破碎（不能破壞細(xì)胞）(2)細(xì)胞破碎。研磨法、超聲波法、凍融法和酶解法等。(3)抽提。根據(jù)蛋白質(zhì)的特性，選擇不同的溶劑進(jìn)行抽提。(4)粗提。(5)純化。（大小、溶解度、電荷、吸附性質(zhì)）(6)成品加工.測(cè)定蛋白質(zhì)的性質(zhì)并干燥成成品。水溶性蛋白用中性緩沖溶液酸性蛋白用稀堿性溶液抽提脂溶性蛋白用表面活性劑抽提沉淀法、超濾法、萃取法2．蛋白質(zhì)的純化方法根據(jù)蛋白質(zhì)的親水膠體性質(zhì)，當(dāng)其環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生沉淀作用(Precipitation)。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子量大小不同、表面所帶電荷不同、表面的親水和疏水區(qū)域不同，所以可以通過(guò)可逆沉淀法將蛋白質(zhì)分離出來(lái)。沉淀法具有部分純化、濃縮特點(diǎn)。(1)沉淀法+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)水化膜++++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸堿酸堿酸堿脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚沉2．蛋白質(zhì)的純化方法蛋白質(zhì)在高濃度的中性鹽溶液中，由于水化層被破壞和表面電荷被中和，容易發(fā)生沉淀常用的鹽為硫酸銨。不同的蛋白質(zhì)由于所帶的電荷和水化程度不同，鹽析時(shí)所需的鹽的濃度也不相同，因而可以將不同的蛋白質(zhì)加以分離。(1)沉淀法鹽析2．蛋白質(zhì)的純化方法在蛋白質(zhì)溶液中，加入一定量的與水互溶的有機(jī)溶劑，由于這些溶劑與水的親和力強(qiáng)，能夠破壞蛋白質(zhì)的水化層，使蛋白質(zhì)的溶解度降低而沉淀。常用的有機(jī)溶劑有乙醇、甲醇和丙酮等。為了防止蛋白質(zhì)在分離過(guò)程中發(fā)生變性，有機(jī)溶劑濃度不能太高(30%-50%)，而且需要在低溫條件下進(jìn)行。(1)沉淀法有機(jī)溶劑沉淀法2．蛋白質(zhì)的純化方法蛋白質(zhì)分子在等電點(diǎn)時(shí)，凈電荷為零，分子之間的靜電排斥力最小，因而容易聚集形成沉淀。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)混合物溶液的pH被調(diào)到某一成分的等電點(diǎn)時(shí)，則該蛋白質(zhì)大部或全部將沉淀出來(lái)。而那些等電點(diǎn)高于或低于該pH的蛋白質(zhì)仍然留在溶液中。該法適用于在等電點(diǎn)pH穩(wěn)定的蛋白質(zhì)。(1)沉淀法等電點(diǎn)沉淀法2．蛋白質(zhì)的純化方法此法是利用蛋白質(zhì)分子不能透過(guò)半透膜，而使它與其它小分子化合物，如無(wú)機(jī)鹽、單糖、雙糖、氨基酸、小肽以及表面活性劑等分離。常用的半透膜有玻璃紙或高分子合成材料，截止分子量一般為一萬(wàn)。（2）膜分離法透析法Dialysis2．蛋白質(zhì)的純化方法透析是將待純化的蛋白質(zhì)溶液裝在用半透膜制成的透析袋內(nèi)，再將透析袋放入透析液（通常是蒸餾水或緩沖液）中進(jìn)行透析。通透動(dòng)力為半透膜兩側(cè)的物質(zhì)濃度差。（2）膜分離法透析法2．蛋白質(zhì)的純化方法此法是利用離子交換樹脂作為柱層析支持物，將帶有不同電荷的蛋白質(zhì)進(jìn)行分離的方法。離子交換樹脂可以分為陽(yáng)離子交換樹脂（如羧甲基纖維素等），陰離子交換樹脂（如二乙基氨基乙基纖維素等）。（3）層析法離子交換層析法陽(yáng)離子交換樹脂：活性基團(tuán)是酸性的：如磺酸基-SO3H（強(qiáng)酸型），羧基-COOH（弱酸型）固定相交換相正電荷的蛋白質(zhì)交換吸附洗脫液洗脫氯化鈉溶液結(jié)合力弱先出來(lái)陰離子交換樹脂：活性基團(tuán)是堿性的，如季胺基-N+(CH3)3OH-

分離帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)習(xí)題舉例:

有一種蛋白質(zhì)水解物,在pH6時(shí),用陽(yáng)離子交換柱層析分離,第一個(gè)被洗脫的氨基酸是()A.Val(pI5.96)B.Lys(pI9.74)C.Asp(pI2.77)D.Arg(pI10.76)E.Tyr(pI5.66)最后被洗脫下來(lái)的氨基酸是（）2．蛋白質(zhì)的純化方法凝膠過(guò)濾(gelfiltration)又稱分子篩層析：利用各蛋白質(zhì)分子大小不同分離。凝膠過(guò)濾所用的介質(zhì)是由交聯(lián)葡萄糖、瓊脂糖或聚丙烯酰胺形成的凝膠珠。凝膠珠的內(nèi)部是多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。Sephadex-葡聚糖凝膠G10-G200Sepharose-瓊脂糖凝膠2B,4B,6BSephacryl-丙烯酰胺葡聚糖凝膠S100,S200,S300,S400（3）層析法凝膠過(guò)濾法2．蛋白質(zhì)的純化方法（4）層析法凝膠過(guò)濾法2．蛋白質(zhì)的純化方法這是一種高效分離純化蛋白的方法。（3）層析法③親和層析法特異配基分子載體蛋白質(zhì)原理：蛋白質(zhì)分子對(duì)于固定化在載體上的特殊配基具有不同的識(shí)別能力與結(jié)合能力選擇與待純化蛋白質(zhì)具有特殊識(shí)別和結(jié)合作用的配基，然后應(yīng)用化學(xué)方法將該配基與載體共價(jià)連接將這種連接有配基的載體裝入層析柱中待純化的蛋白質(zhì)溶液通過(guò)層析柱可與配基結(jié)合的蛋白質(zhì)吸附在層析柱上，其它蛋白質(zhì)流出柱。2．蛋白質(zhì)的純化方法配基：抗體、抗原、激素或受體蛋白、酶的底物和抑制劑等。層析柱載體為瓊脂糖凝膠等。（3）層析法③親和層析法配基-蛋白質(zhì)吸附在層析柱其它蛋白質(zhì)洗脫2．蛋白質(zhì)的純化方法在外電場(chǎng)的作用下，帶電顆粒將向著與其電性相反的電極移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電泳。不同蛋白質(zhì)的分子量不同，所帶的電荷不同，因而在電場(chǎng)中移動(dòng)的速度也不相同。在外加電場(chǎng)作用下，帶電的蛋白質(zhì)顆粒在電場(chǎng)中移動(dòng)的速度（v）取決于電場(chǎng)強(qiáng)度(E)，所帶的凈電荷(q)以及與介質(zhì)的摩擦系數(shù)(f)。（4）電泳法如果能創(chuàng)造條件，使Eq值接近一個(gè)常數(shù)，蛋白質(zhì)的移動(dòng)速率僅與摩擦系數(shù)（分子大?。┯嘘P(guān)，這樣可以按分子大小分離蛋白質(zhì)2．蛋白質(zhì)的純化方法SDS（十二烷基硫酸鈉）是一種陰離子型表面活性劑，它能夠與蛋白質(zhì)多肽鏈中的氨基酸殘基按大約12比例結(jié)合。這樣，每一個(gè)蛋白質(zhì)分子都因?yàn)榻Y(jié)合了許多的SDS而帶有大量的負(fù)電荷，而蛋白質(zhì)分子原有的電荷則可以忽略。由于所有的蛋白質(zhì)顆粒都帶有大量的負(fù)電荷，而且它們的電荷密度也大體相同，因此，Eq值接近一個(gè)常數(shù)。所以該法主要利用了蛋白質(zhì)分子量大小不同而分離蛋白質(zhì)。用已知分子量的蛋白質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)，則可以估算出不同蛋白質(zhì)的分子量。SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法（4）電泳法用凝膠過(guò)濾層析柱分離蛋白質(zhì)時(shí)，下了那項(xiàng)是正確的（）分子體積大的蛋白質(zhì)最先洗脫下來(lái)分子體積小的蛋白質(zhì)最先洗脫下來(lái)不帶電荷的蛋白質(zhì)最先洗脫下來(lái)帶正電荷的蛋白質(zhì)最先洗脫下來(lái)蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定因素（）蛋白質(zhì)溶液的黏度大蛋白質(zhì)在溶液中有“布朗運(yùn)動(dòng)”蛋白質(zhì)分子帶有電荷蛋白質(zhì)分子表面帶有水化膜和同種電荷3.8蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽(polypeptide)鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。一級(jí)結(jié)構(gòu)（primary）線性結(jié)構(gòu)肽鏈肽鏈進(jìn)一步折疊、卷曲，形成特殊的形狀三維結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)（secondary）三級(jí)結(jié)構(gòu)（tertiary）四級(jí)結(jié)構(gòu)（quaternary）一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(Primarystructure)包括：

(1)組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目;(2)多肽鏈的氨基酸順序;(3)多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。

★其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。維系蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵為肽鍵

正常紅細(xì)胞與鐮刀形紅細(xì)胞的掃描電鏡圖鐮刀形紅細(xì)胞正常紅細(xì)胞-鏈N端氨基酸排列順序12345678

Hb-A（正常人）Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys…

Hb-S（患者）

Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys…鐮形細(xì)胞貧血癥原因：血紅蛋白變異二、蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子的多肽鏈按一定方式折疊、盤繞或組裝成特有的空間結(jié)構(gòu)，亦稱高級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)即蛋白質(zhì)的構(gòu)象。三維結(jié)構(gòu)

二級(jí)結(jié)構(gòu)（secondary）

三級(jí)結(jié)構(gòu)（tertiary）

四級(jí)結(jié)構(gòu)（quaternary）二、蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)(Secondary)結(jié)構(gòu)是指肽鏈的主鏈在空間的排列?？臻g排列（二級(jí)結(jié)構(gòu)）的影響因素：肽鏈主鏈的構(gòu)象鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵主要有-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角、無(wú)規(guī)則卷曲。1．蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)肽鏈的主鏈可看成是由被Ca隔開的許多肽平面組成的。但是由于Cα—N鍵和Cα—C鍵之間可以自由旋轉(zhuǎn)，因此在保持肽平面結(jié)構(gòu)不變的情況下，能夠形成不同的空間排列。N端C端RHHOCCaNCaCRONOCNCaCRONCaHHHHCaH肽鏈主鏈的構(gòu)象:由肽鍵的特殊結(jié)構(gòu)決定鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵

主鏈中—C=O和—N—H之間形成鏈內(nèi)或鏈間的氫鍵。在各種可能的構(gòu)象中，形成氫鍵最多的構(gòu)象最穩(wěn)定。1）多肽鏈的主鏈圍繞一個(gè)中心軸螺旋上升，每隔3.6個(gè)氨基酸殘基螺旋上升一圈；每圈間距0.54nm，即每個(gè)氨基酸殘基沿螺旋中心軸上升0.15nm，旋轉(zhuǎn)100°。α-螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：（1）-螺旋-helix0.54nm2）每個(gè)氨基酸殘基的N-H都與前面（C端）第4個(gè)殘基C=O形成氫鍵。氫鍵的取向幾乎與中心軸平行，且是維系-螺旋

的主要作用力。12343)螺旋體中所有氨基酸殘基側(cè)鏈都伸向外側(cè)；4）絕大多數(shù)天然蛋白質(zhì)-螺旋都是右手螺旋。*R為Gly時(shí)，由于Ca上有2個(gè)氫，使Ca-C、Ca-N的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度很大，即剛性很小，所以使螺旋的穩(wěn)定性大大降低。R基大(如Ile)也不易形成α-螺旋。*α-螺旋遇到Pro就會(huì)被中斷而拐彎，因?yàn)楦彼崾莵啺被?，亞氨基N上缺少H，不能形成氫鍵。*帶相同電荷的氨基酸殘基連續(xù)出現(xiàn)在肽鏈上時(shí)，螺旋的穩(wěn)定性降低。側(cè)鏈在a-螺旋結(jié)構(gòu)的影響：*R基較小,且不帶電荷的氨基酸利于α-螺旋的形成,如多聚丙氨酸在pH7的水溶液中自發(fā)卷曲成α-螺旋。天然蛋白質(zhì)分子為右手-螺旋旋光性：天然-螺旋的不對(duì)稱因素引起偏振面向右旋轉(zhuǎn)。-螺旋圖示一條含有105個(gè)氨基酸殘基的多肽鏈，若只存在α-螺旋，其長(zhǎng)度為（）A.15.75nmB.37.80nmC.25.75nmD.30.50nm（2）-折疊-折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過(guò)鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構(gòu)象。在-折疊中，-碳原子總是處于折疊的角上，氨基酸的R基團(tuán)處于折疊的棱角上并與棱角垂直。

-pleatedsheet維系-折疊結(jié)構(gòu)的作用力是氫鍵兩條肽鏈之間形成的.同一肽鏈的不同部分之間形成多條肽鏈之間形成幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)。（2）-折疊-折疊是一種肽鏈相當(dāng)伸展的結(jié)構(gòu)。肽鏈按層排列，依靠相鄰肽鏈上的羰基和氨基形成的氫鍵維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。肽鍵的平面性使多肽折疊成片，氨基酸側(cè)鏈伸展在折疊片的上面和下面。β-折疊有兩種類型。平行式：兩條鏈的走向相同，即所有肽鏈的N-端都在同一邊。反平行式：兩條鏈的走向相反，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。NNCNNCCC平行反平行β-折疊中，相鄰多肽鏈以反平行式比較穩(wěn)定。-折疊類型（a）平行式

（b）反平行式α-螺旋與β-折疊相比更具彈性，不易拉斷，β-折疊易拉斷，α-螺旋經(jīng)加熱后可變成β-折疊，長(zhǎng)度增加.比較（3）-轉(zhuǎn)角在-轉(zhuǎn)角部分，由四個(gè)氨基酸殘基組成;彎曲處的第一個(gè)氨基酸殘基的-C=O和第四個(gè)殘基的–N-H之間形成氫鍵，形成一個(gè)不很穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)主要存在于球狀蛋白分子中。第二個(gè)氨基酸通常是pro4.無(wú)規(guī)則卷曲（non-regularcoil）

又稱自由卷曲，是指沒(méi)有一定規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構(gòu)，但是其結(jié)構(gòu)是明確而穩(wěn)定的，常常構(gòu)成酶的功能部位。

無(wú)規(guī)卷曲常出現(xiàn)在α-螺旋與α-螺旋、α-螺旋與β-折疊、β-折疊與β-折疊之間。它是形成蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)所必需的。2．蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)(TertiaryStructure)是指在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團(tuán)相互作用，在空間進(jìn)一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要有氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等。尤其是疏水鍵，在蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中起著重要作用。肌紅蛋白(Mb)N端C端一級(jí)結(jié)構(gòu)：?jiǎn)螚l肽鏈，153個(gè)aa，其中的83個(gè)aa為保守序列（即同源蛋白質(zhì)均相同，是決定功能的最重要序列）2.含有多種二級(jí)結(jié)構(gòu)單元3.二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈在空間進(jìn)一步盤繞，折疊，形成三級(jí)結(jié)構(gòu)。α-螺旋

無(wú)規(guī)蜷曲四級(jí)結(jié)構(gòu)（quaternarystructure）：由兩條或兩條以上具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚合而成、有特定三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)構(gòu)象。每條多肽鏈又稱為亞基(subunit)維持亞基之間的化學(xué)鍵主要是疏水力。例如，血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)（一）四級(jí)結(jié)構(gòu)的概念3、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)血紅蛋白血紅蛋白是一種結(jié)合蛋白。血紅蛋白含有四條亞基肽鏈，每一條肽鏈各與一個(gè)血紅素相連接。具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的亞基蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)總結(jié)蛋白質(zhì)分子中的共價(jià)鍵與次級(jí)鍵

一級(jí)結(jié)構(gòu)→二級(jí)結(jié)構(gòu)→三級(jí)結(jié)構(gòu)→四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)總結(jié)維持蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的作用力

離子鍵氫鍵范德華力疏水相互作用力維系蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)：肽鍵、二硫鍵維系蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)：氫鍵維系蛋白質(zhì)分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)：疏水相互作用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵維系蛋白質(zhì)分子的四級(jí)結(jié)構(gòu)：疏水力

a鹽鍵（離子鍵）b氫鍵c疏水相互作用力d范德華力e二硫鍵f酯鍵1、一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)

（一）蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系牛核糖核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)二硫鍵三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2、一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Glu·Glu·····C(146)HbSβ肽鏈HbAβ肽鏈N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Val

·Glu·····C(146)（一）蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系3.同功能蛋白質(zhì)中aa順序的種屬差異

對(duì)于功能相同的蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，一級(jí)結(jié)構(gòu)的不同可以表現(xiàn)出生物體的種屬差異。例如胰島素是一種較保守的蛋白質(zhì)，在各種生物體中功能恒定，空間結(jié)構(gòu)大致相同，如豬、牛、羊、鯨、人等，種屬上差異很大，但僅在A鏈上的8、9、10位上的三個(gè)aa不同，這三個(gè)AA對(duì)功能不重要，僅體現(xiàn)種屬差異。（一）蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能對(duì)應(yīng)的關(guān)系。變構(gòu)現(xiàn)象：蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機(jī)理。（二）蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變瘋牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一組人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。正常的PrP富含α-螺旋，稱為PrPc。PrPc在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為β-折疊的PrPsc，從而致病。變性作用：蛋白質(zhì)受各種不同理化因素的影響，氫鍵、離子鍵等次級(jí)鍵維系的高級(jí)結(jié)構(gòu)被破壞，分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使物理化學(xué)性質(zhì)、生物學(xué)性質(zhì)改變。（二）蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系緊密的結(jié)構(gòu)無(wú)秩序松散的結(jié)構(gòu)變性？蛋白質(zhì)變性后一級(jí)結(jié)構(gòu)是否發(fā)生改變可逆變性：三級(jí)結(jié)構(gòu)破壞，有可能恢復(fù)不可逆變性：二級(jí)結(jié)構(gòu)破壞，不能恢復(fù)四、幾種重要的蛋白質(zhì)類型

1．纖維狀蛋白纖維狀蛋白質(zhì)(fibrousprotein)廣泛地分布于動(dòng)物體內(nèi)，它是動(dòng)物體的基本支架和外保護(hù)成分，占動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)總量的一半以上。主要有角蛋白和絲蛋白。這類蛋白質(zhì)外形呈纖維狀或細(xì)棒狀。（1）角蛋白Keratin角蛋白廣泛存在于動(dòng)物的皮膚及皮膚的衍生物，如毛發(fā)、甲、角、鱗和羽等，屬于結(jié)構(gòu)蛋白。角蛋白中主要的是-角蛋白。

-角蛋白主要由-螺旋構(gòu)象的多肽鏈組成。一般是由三條右手-螺旋肽鏈形成一個(gè)原纖維，原纖維的肽鏈之間有二硫鍵交聯(lián)以維持其穩(wěn)定性。毛發(fā)中含二硫鍵較少，毛發(fā)具有很強(qiáng)的伸縮性，柔軟可彎曲，屬于軟角質(zhì)蛋白。蹄、爪等角蛋白含二硫鍵多，所以堅(jiān)硬不可彎曲，難拉伸，屬于硬角質(zhì)蛋白。（1）角蛋白Keratin-角蛋白的伸縮性能很好，當(dāng)-角蛋白被過(guò)度-拉伸時(shí)，則氫鍵被破壞而不能復(fù)原。此時(shí)-角蛋白轉(zhuǎn)變成-折疊結(jié)構(gòu)，稱為-角蛋白。（1）角蛋白Keratin思考：頭發(fā)的主要成分是什么？用生物化學(xué)原理解釋卷發(fā)過(guò)程？濕發(fā)睡覺(jué)頭發(fā)會(huì)翹？卷發(fā)(燙發(fā))的生物化學(xué)基礎(chǔ)還原劑含巰基的化合物，另外還有氧化劑?！堑鞍住獦?gòu)象—角蛋白

濕熱條件冷卻干燥（2）絲蛋白絲蛋白是由伸展的肽鏈沿纖維軸平行排列成反向-折疊結(jié)構(gòu)。分子中不含-螺旋。絲蛋白的肽鏈通常是由多個(gè)六肽單元重復(fù)而成。這六肽的氨基酸順序?yàn)椋?/p>

-（Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala）n-每隔一個(gè)氨基酸即為Gly，片層一邊所有側(cè)鏈均為氫原子2．球狀蛋白

球狀蛋白是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，功能最多的一類蛋白質(zhì)。這類蛋白結(jié)構(gòu)緊密，分子的外層多為親水性殘基，能夠發(fā)生水化；內(nèi)部主要為疏水性氨基酸殘基。因此，許多球蛋白分子的表面是親水性的，而內(nèi)部則是疏水性的。典型的球蛋白是血紅蛋白。血紅蛋白是一種結(jié)合蛋白。血紅蛋白含有四條肽鏈，每一條肽鏈各與一個(gè)血紅素相連接。血紅素同肽鏈的連接是血紅素的Fe原子以配位鍵與肽鏈分子中的組氨酸咪唑基的氮原子相連。血紅蛋白血紅蛋白由四條肽鏈組成，兩條鏈α鏈，兩條β鏈，α鏈和β鏈的三級(jí)結(jié)構(gòu)比較類似。血紅蛋白是脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞主要組成部分，它的主要功能是運(yùn)輸氧和二氧化碳。血紅蛋白是結(jié)合蛋白，每條肽鏈與一個(gè)血紅素連接，血紅素Fe原子的第六配價(jià)鍵可以與不同的分子結(jié)合無(wú)氧存在時(shí)，與水結(jié)合，生成去氧血紅蛋白(Hb)；有氧存在時(shí)，能夠與氧結(jié)合形成氧合血紅蛋白(HbO2)。血紅蛋白與氧的結(jié)合不牢固，容易離解。HbO2的形成和離解受氧的分壓和pH等因素的影響，氧的分壓和pH較高時(shí)，有利于血紅蛋白與氧的結(jié)合，反之，則有利于離解。

血紅蛋白的功能血紅蛋白除了運(yùn)輸氧和CO2外，還能夠?qū)ρ旱膒H起緩沖作用。因?yàn)镠bO2在釋放出一分子氧的同時(shí)，結(jié)合一個(gè)氫質(zhì)子。這樣就可以消除由于呼吸作用產(chǎn)生的CO2引起pH的降低。HbO2+H++CO2HbHCO2+O2

pH=7.2(肌肉)pH=7.6(肺)碳酸血紅蛋白煤氣中毒的機(jī)制一氧化碳（CO）也能與血紅素Fe原子結(jié)合。由于CO與血紅蛋白結(jié)合的能力是O2的200倍，因此，人體吸入少量的CO即可完全抑制血紅蛋白與O2的結(jié)合，從而造成組織缺氧，導(dǎo)致死亡。急救方法是盡快將病人轉(zhuǎn)移到富含O2的環(huán)境中（如新鮮空氣、純氧氣或高壓氧氣），使與血紅素結(jié)合的CO被O2置換出來(lái)。

Hb+COHbCO免疫球蛋白免疫球蛋白是一類血漿糖蛋白(serumglycoprotein)。糖蛋白中的蛋白質(zhì)與糖是共價(jià)聯(lián)接的。免疫球蛋白是脊椎動(dòng)物作為抗體合成的。它的合成場(chǎng)所是網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的細(xì)胞。這些細(xì)胞分布在脾、肝和淋巴節(jié)等組織中。當(dāng)一類外來(lái)的被稱為抗原的物質(zhì)，如多糖、核酸和蛋白質(zhì)等侵入機(jī)體時(shí)即引起抗體的產(chǎn)生，這就是免疫反應(yīng)。抗體就是免疫球蛋白。

抗體的特點(diǎn)抗體具有兩個(gè)最顯著的特點(diǎn)，一是高度特異性，二是多樣性。高度特異性就是一種抗體一般只能與引起它產(chǎn)生的相應(yīng)抗原發(fā)生反應(yīng)?？乖贵w復(fù)合物往往是不溶的，因此常從溶液中沉淀出來(lái)，即“沉淀反應(yīng)”。在體外，沉淀反應(yīng)已被廣泛用于研究抗原—抗體反應(yīng)，并成為免疫學(xué)的基礎(chǔ)。多樣性不同抗原可以誘導(dǎo)產(chǎn)生不同的抗體?！阏f(shuō)來(lái)，一個(gè)抗原與接受該抗原的動(dòng)物關(guān)系愈遠(yuǎn)，則產(chǎn)生抗體所需的時(shí)間愈短，抗體反應(yīng)也愈強(qiáng)。測(cè)定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要意義

①一級(jí)結(jié)構(gòu)是研究高級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。

②可以從分子水平闡明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系③是闡明遺傳疾病發(fā)生機(jī)理的分子手段④可以為生物進(jìn)化理論提供依據(jù)

⑤可以為人工合成蛋白質(zhì)提供參考順序不同生物與人的Cytc的AA差異數(shù)目生物與人不同的AA數(shù)目黑猩猩0恒河猴1兔9袋鼠10牛、豬、羊、狗11馬12雞、火雞13響尾蛇14海龜15金槍魚21角餃23小蠅25蛾31小麥35粗早鏈孢霉43酵母44

不同生物來(lái)源的細(xì)胞色素c中不變的AA殘基

14106100134323029271817675952514845413887848280706891GlyGlyPheCysGlyGlyGlyArgLysGlyCysLysPheHisProLeuGlyArgTyrAlaAsnTrpTyr707580LysLysLysProProTyrIleGlyThrMetAsnLeu血紅素細(xì)胞色素c分子的空間結(jié)構(gòu)不變的AA殘基

35個(gè)不變的AA殘基，是CytC的生物功能所不可缺少的。其中有的可能參加維持分子構(gòu)象；有的可能參與電子傳遞；有的可能參與“識(shí)別”并結(jié)合細(xì)胞色素還原酶和氧化酶。

胰島素是胰臟中胰島β細(xì)胞分泌的一種相對(duì)質(zhì)量較小的激素蛋白，由兩條肽鏈共51個(gè)氨基酸組成，一條叫A鏈(21)，一條叫B鏈(30)。分子量為5700道爾頓。SSSSSSANH2BNH2611772019COOHCOOH主要功能:是降低體內(nèi)血糖含量，在臨床上胰島素主要用來(lái)治療糖尿病。1953年F.Sanger等測(cè)定出了牛胰島素的氨基酸順序。每種蛋白質(zhì)都具有特異而嚴(yán)格的氨基酸種類、數(shù)量和排列順序的一級(jí)結(jié)構(gòu)。1965年9月，中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)研究所、有機(jī)化學(xué)研究所和北京大學(xué)化學(xué)系協(xié)作，在世界上第一次人工合成了結(jié)晶牛胰島素。胰島素的人工合成2.一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定蛋白質(zhì)氨基酸順序的測(cè)定是蛋白質(zhì)化學(xué)研究的基礎(chǔ)。自從1953年F.Sanger測(cè)定了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)以來(lái)，現(xiàn)在已經(jīng)有上千種不同蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)被測(cè)定。

蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)確定的原則一級(jí)結(jié)構(gòu)確定的原則：將大化小，逐段分析，制成兩套（或多套）肽片段，找出重疊位點(diǎn)，排出肽的前后位置，最后確定蛋白質(zhì)的完整序列。目前往往采用從待測(cè)蛋白質(zhì)的基因序列反推出蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。將肽段順序進(jìn)行疊聯(lián)以確定完整的順序

將肽段分離并測(cè)出順序?qū)Ｒ恍粤?/p>