第二章-蛋白質(zhì)化學(xué)for-graduates-candidates

第二章-蛋白質(zhì)化學(xué)for-graduates-candidates第一頁，共175頁。一、蛋白質(zhì)的概念與生物學(xué)意義Protein,Pr結(jié)構(gòu)組分簡單蛋白、綴合蛋白（輔基/配基/配體）功能物質(zhì)酶、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)運、貯存、收縮、支架…（糖、脂、核酸、蛋白質(zhì)）第一頁第二頁，共175頁。二、氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子（一）氨基酸的一般結(jié)構(gòu)（二）氨基酸的分類（三）氨基酸的基本性質(zhì)第二頁第三頁，共175頁。構(gòu)成Pr的20種基本AA都是α-氨基酸----C-C-C-C-COOHαβγ----C-C-C-C(NH2)-COOHα-氨基酸----C-C-C(NH2)-C-COOHβ-氨基酸----C-C(NH2)-C-C-COOHγ-氨基酸第三頁第四頁，共175頁。結(jié)構(gòu)通式含有氨基和羧基第四頁第五頁，共175頁。（二）氨基酸的分類——根據(jù)R基極性非極性R基AA：Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Phe、Trp、Met不帶電荷極性R基AA：Gly、Ser、Thr、Tyr、Cys、Asn、Gln帶正電荷R基AA：Lys、Arg、His帶負電荷R基AA：Asp、Glu第五頁第六頁，共175頁。不常見的蛋白質(zhì)AA（修飾、衍生而來）第六頁第七頁，共175頁。第七頁第八頁，共175頁。Pr合成時參入第八頁第九頁，共175頁。非蛋白質(zhì)氨基酸（β、γ、δ、D-型AA）下列氨基酸中側(cè)鏈含有羥基的是()。

A.GlyB.GluC.LysD.Thr下列含有兩個羧基的氨基酸是()。A．Arg

B．Lys

C．Gly

D．Trp

E．Glu含硫氨基酸包括：A．Met

B．Thr

C．His

D．Cys第九頁第十頁，共175頁。芳香族氨基酸是：A．Phe

B．Tyr

C．Trp

D．Pro下列哪些是堿性氨基酸：A．His

B．Met

C．Arg

D．Lys蛋白質(zhì)分子組成中不含有下列哪種氨基酸？A．Cys

B．Met

C．胱氨酸

D．瓜氨酸側(cè)鏈含有咪唑基的氨基酸是（）。

A、Met

B、Cys

C、Arg

D、His第十頁第十一頁，共175頁。下列哪一種氨基酸是先以其前體形式結(jié)合到多肽中，

然后再進行加工形成的A.脯氨酸B.賴氨酸C.羥脯氨酸D.谷氨酸生物體內(nèi)的氨基酸有D-型和L-型兩種，其中D-型氨基酸通常存在于()中。

A.胰島素B.抗菌肽C.細胞色素D.血紅蛋白蛋白質(zhì)中不存在的氨基酸是()。A.CysB.HypC.CitD.MetE.Ser第十一頁第十二頁，共175頁。1.氨基酸的酸堿性質(zhì)兼性離子質(zhì)子供體質(zhì)子受體（兩性電解質(zhì)）（三）氨基酸的基本性質(zhì)第十二頁第十三頁，共175頁。氨基酸的等電點溶液為某一pH時AA主要以兼性離子形式存在分子中所含的正負電荷數(shù)目相等，凈電荷為0——這一pH值即為AA的等電點（pI）pI時AA在電場中既不向正極也不向負極移動第十三頁第十四頁，共175頁。不同pH條件下兩性離子的狀態(tài)變化pH<pIpH=pIpH>pI

凈電荷+10-1

正離子兼性離子負離子等電點PI第十四頁第十五頁，共175頁。當(dāng)AA處于等電點時（中性AA）：

R+

R0R-

-H+

-H+

pH=pK平衡1+lg[R0]/[R+]pH=pK平衡2+lg[R-]/[R0]側(cè)鏈不含離解基團的中性AApI=(pK’1+pK’2)/2pI取決于兼性離子兩側(cè)pK’值的算術(shù)平均值第十五頁第十六頁，共175頁。pI取決于兼性離子兩側(cè)pK’值的算術(shù)平均值酸性AA：pI=(pK’1+pK’R-COO-

)/2第十六頁第十七頁，共175頁。pI取決于兼性離子兩邊pK’值的算術(shù)平均值堿性AA：pI=(pK’2+pK’R-NH2)/2第十七頁第十八頁，共175頁。谷氨酸有3個可解離，其pK1=2.19,pK2=9.67,pK3=4.24,它的等電點是（）。

A.3.22B.5.93C.6.43D.6.96精氨酸的pk1=2.17，pk2=9.04（-NH2），pk3=12.48（胍基），其pI=（）。

A.1/2(2.17+9.04)B.1/2(2.17+12.48)C.1/2(9.04+12.48)D.1/3（2.17+9.04+12.48）

分子中含有兩個不對稱碳原子的AA是（

）A.ProB.TyrC.ThrD.Arg第十八頁第十九頁，共175頁。pH為8時，荷正電的氨基酸為（）。A.GluB.LysC.SerD.Asn第十九頁第二十頁，共175頁。甘氨酸是乙酸甲基上的氫被氨基取代生成的，為什么乙酸羧基的pKa是4.75，而甘氨酸羧基的pKa是2.34?當(dāng)Gly溶液的pH低于6.0時，氨基以帶正電荷的形式存在，帶正電荷的氨基通過靜電相互作用（誘導(dǎo)效應(yīng)）使羧基更容易失去質(zhì)子，成為更強的酸。第二十頁第二十一頁，共175頁。Ala，Ser，Phe，Leu，Arg，Asp，Lys和His的混合液中pH3.9進行紙電泳。哪些向陽極移動？哪些向陰極移動？為什么帶相同凈電荷的AA如Gly和Leu在紙電泳時遷移率會稍有差別？Ala,Ser,Phe和LeupI(6):帶凈正電荷，陰極His,Lys,Arg

pI大于7:帶凈正電荷,陰極（帶的正電荷多，能和其他陰極移動的AA分開）AsppI是3.0，帶負電荷，陽極移動帶有相同電荷AA，MW大的移動速度較慢:電荷/質(zhì)量的比小，單位質(zhì)量受到的作用力小第二十一頁第二十二頁，共175頁。2.氨基酸的化學(xué)反應(yīng)（1）α-NH2參加的反應(yīng)（2）α-COOH參加的反應(yīng)（3）α-NH2和α-COOH共同參加的反應(yīng)（4）側(cè)鏈R基參加的反應(yīng)第二十二頁第二十三頁，共175頁。（1）α-氨基參加的反應(yīng)①與亞硝酸反應(yīng)②與酰化試劑反應(yīng)③烴基化反應(yīng)④形成Schiff’s堿反應(yīng)（DNFB、PITC）保護氨基第二十三頁第二十四頁，共175頁。

NH2OHRCHCOOH+HNO2RCHCOOH+H2O+N2VanSlyke法測氨基氮（體積）的基礎(chǔ)N2中的1/2為氨基氮

第二十四頁第二十五頁，共175頁。

OCOONa在弱堿中

CH2OCCl+H2NCH后酸化

ROCOOHCH2OCNCH+Na++Cl-

H

R芐氧酰氯芐氧酰氨基酸氨基酸氨基的保護措施第二十五頁第二十六頁，共175頁。NO2FO2N+H2N—CH—COOHRNO2O2NHN—CH—COOHR+HF弱堿性DNP-氨基酸（黃色）DNFBSanger法測定N末端氨基酸基礎(chǔ)第二十六頁第二十七頁，共175頁?！狽=C=S+N—CH—COOHHHRPITC—N—C—N—CH—COOHHHRSPTC-氨基酸—N—CHRSNCCOPTH-氨基酸pH8.3無水HF苯異硫氰酸酯PITC苯氨基硫甲酰衍生物苯乙內(nèi)硫脲衍生物Edman降解法基礎(chǔ)第二十七頁第二十八頁，共175頁。

R’COOHR’COOC=O+H2NCHC=NCHHRHR醛氨基酸Schiff’s堿-H20+H20第二十八頁第二十九頁，共175頁。（2）α-羧基參加的反應(yīng)①成鹽或成酯反應(yīng)②成酰氯反應(yīng)③脫羧基反應(yīng)④疊氮反應(yīng)保護羧基活化羧基活化羧基形成胺第二十九頁第三十頁，共175頁。

*與NaOH等形成鹽

*成酯

NH2

干燥，HCl

RCHCOOH+C2H5OH

回流

RCHCOOC2H5+H2ONH3·Cl

保護羧基第三十頁第三十一頁，共175頁。HN-保護基R—CH-COOH+PCl5

HN-保護基

R—CH-COOCl+POCl3+HCl保護氨基活化羧基第三十一頁第三十二頁，共175頁。

NH2

脫羧酶

R—CH-COOHR-CH2-NH2+CO2第三十二頁第三十三頁，共175頁。

YNHONH2NH2

R—CH—C—OCH3

YNHOHNO2

R—CH—C—NHNH2

YNHO

R—CH—C—N-—N+N+2H2O

?；被峒柞?/p>

肼酰化氨基酰肼?；被／B氮活化羧基第三十三頁第三十四頁，共175頁。（3）α-羧基和α-氨基都參加的反應(yīng)①成肽反應(yīng)②茚三酮反應(yīng)

（氨基酸殘基）第三十四頁第三十五頁，共175頁。弱酸加熱Pro和Hpro無游離氨基，只能形成黃色化合物（440nm）而不是紫色化合物（570nm）可鑒定某化合物是否有可能是AA

第三十五頁第三十六頁，共175頁。（4）側(cè)鏈R基參加的反應(yīng)含硫AA—CysCys的氧化Cys與金屬離子結(jié)合二硫鍵的打開第三十六頁第三十七頁，共175頁。巰基能與各種金屬離子形成穩(wěn)定程度不等的絡(luò)合物，使酶失活。（對氯汞苯甲酸）第三十七頁第三十八頁，共175頁。Cys的巰基不穩(wěn)定，易被氧化成二硫鍵第三十八頁第三十九頁，共175頁。二硫鍵可被氧化劑（過甲酸）及還原劑（巰基化合物）打開磺基丙氨酸二硫蘇糖醇巰基乙醇第三十九頁第四十頁，共175頁。所有α-氨基酸都有的顯色反應(yīng)是()。A.雙縮脲B.茚三酮C.坂口反應(yīng)D.米倫反應(yīng)AA與亞硝酸反應(yīng)所釋放的N2氣中，AA的貢獻是（）

A.25%B.50%C.80%D.100%寡肽或多肽測序時下列試劑中最好的是（）。

A.DNFB

B.肼C.苯異硫氰酸酯D.丹磺酰氯氨基酸不具有的化學(xué)反應(yīng)是（）

A.肼反應(yīng)B.PITC反應(yīng)C.茚三酮反應(yīng)D.雙縮脲反應(yīng)第四十頁第四十一頁，共175頁。3.AA的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)①AA的光學(xué)活性除甘氨酸外，19種AA都具有旋光性除胱氨酸和酪氨酸，其余AA都能溶于水第四十一頁第四十二頁，共175頁。②氨基酸的光譜性質(zhì)可見光區(qū)：無吸收遠紫外和紅外區(qū)：都吸收近紫外區(qū)（200-400nm）：Tyr/Trp/Phe

原因：-C=C-C=C-C=C-C=C-

第四十二頁第四十三頁，共175頁。Trp280nmTyr275nmPhe257nm蛋白質(zhì)含量測定第四十三頁第四十四頁，共175頁。下列氨基酸中[α]TD=0的是（）。

A.GlnB.GluC.GlyD.Ile構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸屬于下列哪種氨基酸？

A.L-αAA

B.L-βAA

C.D-αAA

D.D-βAA280nm波長處有吸收峰的氨基酸為（

）。

A.精氨酸

B.色氨酸

C.絲氨酸

D.谷氨酸下列AA在生理pH范圍內(nèi)緩沖能量最大的是（

）A.GlyB.HisC.CysD.Asp第四十四頁第四十五頁，共175頁。

試命名下列氨基酸（均存在于蛋白質(zhì)中）用強酸或強堿處理能轉(zhuǎn)變成存在于Pr中的另一種AA?？諝庵屑纯裳趸癁榇嬖谟诘鞍踪|(zhì)中的另一種氨基酸。能在279nm強烈吸收紫外光，易為強酸所破壞。在pH6～pH8內(nèi)有緩沖能力。與茚三酮反應(yīng)生成一種黃色產(chǎn)物。其水溶液無旋光性。Gln/AsnCysTrpHisProGly第四十五頁第四十六頁，共175頁。（一）肽的概念及理化性質(zhì)（二）蛋白質(zhì)的初級結(jié)構(gòu)（三）蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能（四）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第四十六頁第四十七頁，共175頁。（peptide）（一）肽的概念及理化性質(zhì)聚合反應(yīng)：AA-NH2與另一AA-COOH間失水形成酰胺鍵肽鍵形成的化合物稱肽第四十七頁第四十八頁，共175頁。氨基端或N-端、羧基端或C-端AA殘基順序：從N-端開始以C-端結(jié)束

Ser-Val-Tyr-Asp-Gln（方向性）

Gln-Asp-Tyr-Val-Ser第四十八頁第四十九頁，共175頁。蛋白質(zhì)和多肽中連接AA殘基的共價鍵：肽鍵、二硫鍵首尾縮合成環(huán)蛋白質(zhì)和多肽中連接AA殘基的共價鍵：

形成二硫鍵第四十九頁第五十頁，共175頁。蛋白質(zhì)與多肽無嚴格界線

——通常將6000Da以上的多肽稱為蛋白質(zhì)不同蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大蛋白質(zhì)→月示→胨→多肽→肽→AA

1×1045×1032×1031000200-500110

AA的平均分子量：128第五十頁第五十一頁，共175頁。1.肽和肽鍵的結(jié)構(gòu)AA殘基間以肽鍵相連——肽肽鍵的性質(zhì)C-N鍵有部分雙鍵性質(zhì)鍵長及鍵角一定以反式結(jié)構(gòu)存在組成肽鍵原子處于同一平面（肽平面）

第五十一頁第五十二頁，共175頁。2.肽的理化性質(zhì)①等電點（兩性）酸堿性質(zhì)取決于：

—α-羧基、α-氨基、側(cè)鏈基團的解離②具有雙縮脲反應(yīng)（CuSO4堿性溶液）——肽和蛋白質(zhì)所特有（紫紅色）第五十二頁第五十三頁，共175頁。腦啡肽激素類多肽、抗生素多肽谷胱甘肽

——細胞內(nèi)重要的還原劑

+H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO-

+H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO-Met-腦啡肽

Leu-腦啡肽天然存在的重要多肽第五十三頁第五十四頁，共175頁。

CO----NH-CH-CO--NH-CH2-COOH

（CH2）2

CH2

HCNH2

SH

COOH

還原型谷胱甘肽α第五十四頁第五十五頁，共175頁。

Glu------Cys------GlySH還原型谷胱甘肽

第五十五頁第五十六頁，共175頁。在下列有關(guān)谷胱甘肽的敘述中正確的是()。

A.谷胱甘肽中含有胱氨酸

B.谷胱甘肽是體內(nèi)重要的氧化劑

C.谷胱甘肽谷氨酸的α-羧基是游離的

D.谷胱甘肽的C-端是主要的功能基團還原型谷胱甘肽分子中的肽鍵有何特點？還原型與氧化型谷胱甘肽的結(jié)構(gòu)有何不同？第五十六頁第五十七頁，共175頁。（二）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

共價結(jié)構(gòu)包括：組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目多肽鏈內(nèi)/間二硫鍵的數(shù)目和位置多肽鏈的氨基酸順序(最重要)

第五十七頁第五十八頁，共175頁。多肽鏈的拆分幾條多肽鏈借助非共價鍵連接在一起（寡聚蛋白）8mol/L尿素6mol/L鹽酸胍第五十八頁第五十九頁，共175頁。斷開二硫鍵:在8mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍存在下用過量

-巰基乙醇處理烷基化試劑保護巰基，防止重新被氧化二硫鍵還原為巰基第五十九頁第六十頁，共175頁。酸水解常用6M鹽酸或4M硫酸優(yōu)點：水解產(chǎn)物不消旋缺點：Trp被沸酸完全破壞含羥基Ser、Thr、Tyr部分分解

Asn、Gln酰胺基被水解氨基酸組成分析第六十頁第六十一頁，共175頁。堿水解一般用5M氫氧化鈉缺點：許多AA受到不同程度的破壞部分水解產(chǎn)物發(fā)生消旋化優(yōu)點：Trp不受破壞氨基酸組成分析第六十一頁第六十二頁，共175頁。末端氨基酸殘基測定氨基酸排列順序測定N末端測定2，4-二硝基氟苯（DNFB）法丹磺酰氯（DNS）法氨肽酶法C末端測定肼解法（氨基酸酰肼）羧肽酶法Sanger法還原法（硼氫化鋰）Edman法（PITC）第六十二頁第六十三頁，共175頁。N-端分析法

特點：能夠不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈N-端氨基酸殘基逐一進行標(biāo)記和解離。

Edman法——肽段氨基酸序列的測定（苯異硫氰酸酯法）第六十三頁第六十四頁，共175頁。無水氨基非質(zhì)子化PITCPTC-肽第六十四頁第六十五頁，共175頁。酶解法:內(nèi)切酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶、嗜熱菌蛋白酶外切酶：羧肽酶和氨肽酶多肽鏈的選擇性裂解第六十五頁第六十六頁，共175頁。肽鏈水解位點胰蛋白酶：R1=Lys、Arg胰凝乳蛋白酶：R1=Phe、Trp、Tyr胃蛋白酶：R2＝Phe、Trp、Tyr、Leu、ValR2=Pro（抑制）葡萄球菌蛋白酶：R1＝Asp、Glu溴化氰：R1＝Met第六十六頁第六十七頁，共175頁。胰蛋白酶專一水解多肽鍵中（

）。A.堿性殘基N端

B.酸性殘基N端C.堿性殘基C端

D.酸性殘基C端下列敘述中不屬于蛋白質(zhì)共價結(jié)構(gòu)內(nèi)容的是（）。

A.多肽鏈中AA殘基的種類、數(shù)目、排列次序

B.多肽鏈中AA殘基的鍵鏈方式

C.多肽鏈中主肽鏈的空間走向，如α-螺旋

D.胰島分子中A鏈與B鏈間含有兩條二硫鍵，分別是A7-S-S-B7，A20-S-S-B19第六十七頁第六十八頁，共175頁。

蛋白質(zhì)水解肽鍵可被催化水解酸/堿能將蛋白完全水解得到AA的混合物酶水解一般是部分水解得到多肽片段和AA的混合物氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元第六十八頁第六十九頁，共175頁。氨基酸順序的測定是蛋白質(zhì)化學(xué)研究的基礎(chǔ)。自從1953年F.Sanger測定了胰島素的一級結(jié)構(gòu)胰島素：A鏈：21個AAB鏈：30個AA兩個鏈間二硫鍵一個鏈內(nèi)二硫鍵

第六十九頁第七十頁，共175頁。常用的試劑：CNBr，尿素，β-巰基乙醇，胰蛋白酶，過甲酸，丹磺酰氯，6mol/LHCl，茚三酮，異硫氰酸苯酯和胰凝乳蛋白酶等。為完成下列各項試驗，請回答每項的最適試劑是什么？（1）一個小肽的氨基酸順序的測定（2）多肽鏈的氨基末端的測定（3）一個沒有二硫鍵的蛋白質(zhì)的可逆變性（4）芳香族氨基酸殘基的羧基一側(cè)肽鍵的水解（5）甲硫氨酸的羧基一側(cè)肽鍵的裂解（6）通過氧化途徑將二硫鍵打開過甲酸異硫氰酸苯酯丹磺酰氯尿素胰凝乳蛋白酶CNBr第七十頁第七十一頁，共175頁。蛋白質(zhì)可與堿共熱水解，雖然這個過程會破壞一些AA，但它卻被常用來定量蛋白質(zhì)的()。A.SerB.CysC.ThrD.Trp如果一個肽用末端檢測方法測定不出它的末端，這個肽只能是個環(huán)肽?第七十一頁第七十二頁，共175頁。蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域（三）蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)構(gòu)型：原子的連接方式構(gòu)象：原子的空間排布第七十二頁第七十三頁，共175頁。

鍵能肽鍵

二硫鍵離子鍵

氫鍵疏水鍵

范德華力

90kcal/mol3kcal/mol1kcal/mol1kcal/mol0.1kcal/mol這四種鍵能遠小于共價鍵，稱次級鍵是維持蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)主要作用力

?數(shù)量巨大第七十三頁第七十四頁，共175頁。1、二級結(jié)構(gòu)指肽鏈的主鏈在空間的排列,或規(guī)則的幾何走向、旋轉(zhuǎn)及折疊只涉及主鏈構(gòu)象及鏈內(nèi)/間形成的氫鍵

-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角、無規(guī)卷曲第七十四頁第七十五頁，共175頁。共價主鏈

第七十五頁第七十六頁，共175頁。相鄰的肽平面構(gòu)成兩面角多肽鏈：通過可旋轉(zhuǎn)的Cα連接的酰胺平面鏈第七十六頁第七十七頁，共175頁。

酰胺平面與α－碳原子的二面角第七十七頁第七十八頁，共175頁。螺距0.54nm每圈含3.6個AA殘基每個AA殘基占0.15nm鏈內(nèi)氫鍵與軸平行多為右手螺旋（1）

-螺旋（3.613螺旋）第n個AA和第n+4個AA的C=O和NH間形成氫鍵第七十八頁第七十九頁，共175頁。R基大小：較大的難形成，如多聚IleR基的電荷性質(zhì)：不帶電荷易形成

Pro吡咯環(huán):無法形成鏈內(nèi)氫鍵影響

-螺旋形成的因素其他類型：310螺旋、π螺旋（4.416）肽鏈在回折轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)彎處常是Pro或Gly第七十九頁第八十頁，共175頁。下列因素中主要影響蛋白質(zhì)α-螺旋形成的是（）。

A.堿性AA的相近排列B.酸性AA的相近排列C.脯氨酸的存在D.甘氨酸的存在多肽鏈形成α-螺旋時，主要靠哪種次級鍵維持（）。

A.疏水鍵B.肽鍵C.氫鍵D.二硫鍵第八十頁第八十一頁，共175頁。由兩/多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間氫鍵交聯(lián)而成肽鏈主鏈呈鋸齒狀折疊構(gòu)象（2）

-折疊C

位于折疊的棱角AA的R基處于折疊的棱角上，并與之垂直第八十一頁第八十二頁，共175頁。幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)氫鍵與鏈的長軸接近垂直反平行平行第八十二頁第八十三頁，共175頁。作用力：氫鍵只形成

O……（氫鍵）………H

—C—（NH—CH—CO）2—N—R（3）

-轉(zhuǎn)角第八十三頁第八十四頁，共175頁。肽鏈主鏈骨架180°的回折結(jié)構(gòu)特點：由4個連續(xù)的AA殘基組成第一個殘基C=O第四個殘基NH形成氫鍵第八十四頁第八十五頁，共175頁。

——泛指不能歸入明確的二級結(jié)構(gòu)如折疊片和螺旋的多肽片斷。（4）無規(guī)卷曲（randomcoil）第八十五頁第八十六頁，共175頁。第八十六頁第八十七頁，共175頁。

-螺旋:1951年,PaulingL.和CoreyR.等

-角蛋白:典型的

-螺旋（頭發(fā)）

-角蛋白:典型的

-折疊(絲心蛋白)由360個AA殘基形成的典型

-螺旋，其螺旋長度是:

A.54nmB.36nmC.34nmD.15nm

-轉(zhuǎn)角主要存在于球狀蛋白分子中，多數(shù)處在Pr分子表面。第八十七頁第八十八頁，共175頁。維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是：A.鹽鍵

B.疏水鍵

C.肽鍵D.氫鍵

E.二硫鍵維系蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是()。A.鹽鍵B.二硫鍵C.疏水鍵D.肽鍵E.氫鍵蛋白質(zhì)分子中α-螺旋構(gòu)象的特征之一是()。A.肽鍵平面充分伸展B.多為左手螺旋C.靠鹽鍵維持穩(wěn)定性D.氫鍵的取向幾乎與中心軸平行第八十八頁第八十九頁，共175頁。2、超二級結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)域（1）超二級結(jié)構(gòu)

若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)單元按照一定規(guī)律有規(guī)則組合在一起、相互作用，形成在空間構(gòu)象上可彼此區(qū)別的

二級結(jié)構(gòu)組合單位。第八十九頁第九十頁，共175頁。第九十頁第九十一頁，共175頁。（2）結(jié)構(gòu)域二級/超二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成的特定區(qū)域局域分別折疊比整條肽鏈折疊

——在動力學(xué)上更為合理結(jié)構(gòu)域間由肽鏈連接

——有利于結(jié)構(gòu)的調(diào)整第九十一頁第九十二頁，共175頁。3、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)由二級結(jié)構(gòu)元件構(gòu)建成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的——總?cè)S結(jié)構(gòu)維系力：氫鍵/疏水鍵/離子鍵/范德華力

第九十二頁第九十三頁，共175頁。球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的特征含多種二級結(jié)構(gòu)元件三維結(jié)構(gòu)具有明顯的折疊層次分子是“緊密”的球/橢球狀實體疏水核和親水膜表面空穴——營造疏水環(huán)境、活性功能部位第九十三頁第九十四頁，共175頁。4、蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)由多條各自具有一、二、三級結(jié)構(gòu)的肽

鏈通過非共價鍵連接起來的結(jié)構(gòu)形式包括各亞基的：種類、數(shù)目、空間排列方式亞基間的相互作用關(guān)系第九十四頁第九十五頁，共175頁。單獨亞基無生物功能

亞基血紅蛋白血紅蛋白四亞基α1、α2、β1、β2亞基：具有獨立三級結(jié)構(gòu)的肽鏈第九十五頁第九十六頁，共175頁。研究對象：幾個亞基，是否相同？怎樣連接？穩(wěn)定四級結(jié)構(gòu)的作用力：

——結(jié)構(gòu)互補（極性）和非共價鍵離子鍵和氫鍵—締合的專一性疏水相互作用—驅(qū)動締合

第九十六頁第九十七頁，共175頁。第九十七頁第九十八頁，共175頁。在蛋白質(zhì)和核酸分子測序方面作出突出貢獻且獲得

諾貝爾獎的科學(xué)家是（）。A.J.WatsonB.F.SangerC.L.PaulingD.J.Sumner球狀蛋白分子含有極性基團的氨基酸殘基在其內(nèi)部，所以能溶于水。蛋白質(zhì)的亞基和肽鏈?zhǔn)峭x的。疏水作用是使蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的一種非常重要的次要鍵。第九十八頁第九十九頁，共175頁。蛋白質(zhì)分子中個別氨基酸的取代未必會引起蛋白質(zhì)活性的改變。二硫鍵和蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此沒有二硫鍵的蛋白質(zhì)就沒有三級結(jié)構(gòu)。不參與維系蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素是（）。A.范德華力B.離子鍵C.氫鍵D.肽鍵E.疏水作用每個蛋白質(zhì)分子必定有()。A.α-螺旋B.β-折疊結(jié)構(gòu)C.三級結(jié)構(gòu)D.四級結(jié)構(gòu)E.輔基或輔酶第九十九頁第一百頁，共175頁。關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的敘述，哪項不恰當(dāng)（）。A.胰島素由兩條肽鏈構(gòu)成，是多亞基Pr，具四級結(jié)構(gòu)B.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)中包含有高級結(jié)構(gòu)的信息C.非極性AA側(cè)鏈的疏水性基團，避開水相、相互聚集的傾向?qū)Χ嚯逆溤诙壗Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上按一定方式進一步折疊起著重要作用D.亞基間空間排布是四級結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，亞基間非共價締合第一百頁第一百零一頁，共175頁。有關(guān)亞基的描述，哪一項不恰當(dāng)（）。

A.每種亞基都有各自的三維結(jié)構(gòu)

B.亞基內(nèi)除肽鍵外還可能會有其它共價鍵存在

C.一個亞基（單位）只含有一條多肽鏈

D.亞基單位獨立存在時不具備原有生物活性關(guān)于可溶性Pr三級結(jié)構(gòu)的敘述，哪一項不恰當(dāng)（）。

A.疏水性氨基酸殘基盡可能包裹在分子內(nèi)部

B.親水性氨基酸殘基盡可能位于分子內(nèi)部

C.羧基、氨基、胍基等可解離基團多位于分子表面

D.Phe、Leu、Ile等殘基盡可能位于分子內(nèi)部第一百零一頁第一百零二頁，共175頁。在pH7的水溶液里，在典型的球狀蛋白分子中，處于分子的內(nèi)部的AA殘基經(jīng)常是（）。A.GluB.PheC.ThrD.Asn蛋白質(zhì)空間構(gòu)象主要取決于()。AA的排列順序B.次級鍵的維系力C.鏈間二硫鍵D.溫度、pH值和離子強度等E.鏈內(nèi)二硫鍵下列具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)是()。A．纖維蛋白B.肌紅蛋白C.清蛋白

D.乳酸脫氫酶E．胰島素第一百零二頁第一百零三頁，共175頁。在有關(guān)蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的描述中,錯誤的是()。A.具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈都有生物學(xué)活性

B.三級結(jié)構(gòu)是單體蛋白質(zhì)或亞基的空間結(jié)構(gòu)

C.三級結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性由次級鍵維持

D.親水基團多位于三級結(jié)構(gòu)的表面在有關(guān)蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的描述中,正確的是()A.蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性由二硫鍵維系

B.四級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)保持生物學(xué)活性的必要條件

C.蛋白質(zhì)都有四級結(jié)構(gòu)

D.蛋白質(zhì)亞基間由非共價鍵聚合第一百零三頁第一百零四頁，共175頁。（四）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能2、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能3、血紅蛋白分子病4、蛋白質(zhì)的AA序列與生物功能第一百零四頁第一百零五頁，共175頁。

1、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能①三級結(jié)構(gòu)

myoglobin，Mb

血紅素輔基第一百零五頁第一百零六頁，共175頁。丙酸基乙烯基乙烯基甲基甲基甲基甲基丙酸基血紅素輔基——亞鐵原卟啉第一百零六頁第一百零七頁，共175頁。O2與Mb的結(jié)合第一百零七頁第一百零八頁，共175頁。②Mb的氧結(jié)合曲線（雙曲線）MbO2Mb+O2氧合Mb去氧Mb氧合Mb與去氧Mb的濃度比與氧濃度成正比第一百零八頁第一百零九頁，共175頁。2、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能①結(jié)構(gòu)肌紅蛋白

血紅蛋白α

血紅蛋白β第一百零九頁第一百一十頁，共175頁。(R)relaxedstate(T)tensestate

血中氧分子的運送：Lung氧分子HemoglobinMyoglobinMuscle靜脈動脈環(huán)境氧高時Hb快速吸收氧分子環(huán)境氧低時Hb迅速釋放氧分子釋放氧分子后Hb變回

Tstate任何一個亞基接受氧分子后，會增進其它亞基吸附氧分子的能力第一百一十頁第一百一十一頁，共175頁。第一百一十一頁第一百一十二頁，共175頁。②Hb結(jié)合氧的調(diào)節(jié)a.H+、CO2促進O2的釋放碳酸酐酶pH降低時：促進氧的釋放、緩沖血液pH波爾效應(yīng)（Bohr效應(yīng)）第一百一十二頁第一百一十三頁，共175頁。CO2與Hb的結(jié)合氨甲酸血紅蛋白釋放的H+有助于Bohr效應(yīng)氨甲酸可形成額外的鹽橋：穩(wěn)定T態(tài)促進氧的釋放第一百一十三頁第一百一十四頁，共175頁。b.BPG降低Hb對氧的親和力2，3-二磷酸甘油酸Hb異促別構(gòu)調(diào)節(jié)的效應(yīng)物Hb有一個BPG結(jié)合部位于4個亞基締合形成的中央空穴內(nèi)第一百一十四頁第一百一十五頁，共175頁。離子鍵穩(wěn)定T態(tài)

hemoglobinfetalHbF(α2γ2)

對氧的親和力比成人高

Ser取代His，與BPG結(jié)合減弱第一百一十五頁第一百一十六頁，共175頁。血紅蛋白的氧合曲線向右移動是由于（）。A.O2分壓的減少B.CO2分壓的減少C.CO2分壓的增加D.pH值的增加關(guān)于Hb和O2結(jié)合的敘述，錯誤的是（）。A.Hb的4個亞基間有協(xié)同作用B.1個分子Hb最多結(jié)合4分子O2

C.Hb和O2的結(jié)合和解離曲線呈S形D.100ml血中的Hb實際結(jié)合的O2量稱為Hb氧容量第一百一十六頁第一百一十七頁，共175頁。3、血紅蛋白分子病

分子?。河捎诨蛲蛔儯瑢?dǎo)致蛋白質(zhì)中氨基酸種類發(fā)生變化，并引起功能降低或喪失。

鐮刀型貧血癥（sickle-cellanemia）第一百一十七頁第一百一十八頁，共175頁?；颊呷毖踔舷⒄＜毎牭缎渭毎谝话僖皇隧摰谝话僖皇彭摚?75頁。第一百一十九頁第一百二十頁，共175頁。正常型

---Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys---β鏈

谷氨酸鐮刀型

---Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys---β鏈

纈氨酸

（極性）（非極性）N影響去氧Hb的溶解度第一百二十頁第一百二十一頁，共175頁。第一百二十一頁第一百二十二頁，共175頁。纖維狀沉淀第一百二十二頁第一百二十三頁，共175頁。4、蛋白質(zhì)的AA序列與生物功能

——同源蛋白質(zhì)的物種差異與生物進化

同源蛋白質(zhì)：

來自不同生物體

執(zhí)行相同/相似功能的蛋白質(zhì)

同源蛋白的AA序列具有明顯的相似性第一百二十三頁第一百二十四頁，共175頁。不變殘基（黃色）保守殘基（藍色）Conservationandvariationofcytochromecsequences細胞色素C與系統(tǒng)樹第一百二十四頁第一百二十五頁，共175頁。

狗人猴

馬騾

鯨兔豬袋鼠企鵝雞鴨響尾蛇龜蒼蠅蛾脈孢菌屬念珠菌屬面包酵母菌小麥牛蛙金槍魚動物爬行動物兩棲動物魚哺乳動物鳥昆蟲植物脊椎動物從細胞色素C的一級結(jié)構(gòu)看生物進化第一百二十五頁第一百二十六頁，共175頁。簡述蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)與生物進化的關(guān)系（8分）答案要點：

(1)Pr一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中AA殘基的排列順序。

(2)不同物種同源蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)存在差異:親緣關(guān)系越遠，其一級結(jié)構(gòu)中AA序列的差異越大；親緣關(guān)系越近，其一級結(jié)構(gòu)中AA序列的差異越小。(3)與功能密切相關(guān)的AA殘基是不變的，與生物進化相關(guān)的AA殘基是可變的。第一百二十六頁第一百二十七頁，共175頁。蛋白質(zhì)的功能是由空間構(gòu)象決定的。蛋白質(zhì)空間構(gòu)象由關(guān)鍵部位的AA順序決定。關(guān)鍵部位氨基酸的變化會引起功能發(fā)生變化。第一百二十七頁第一百二十八頁，共175頁。四、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（一）相對分子量（二）兩性解離及等電點（三）膠體性質(zhì)（四）紫外吸收特征（五）變性及復(fù)性（280nm）第一百二十八頁第一百二十九頁，共175頁。（一）Pr相對分子量的測定

1.凝膠過濾法只適于球狀蛋白質(zhì)分子且不與凝膠發(fā)生相互作用需要幾種已知斯托克半徑的標(biāo)準(zhǔn)蛋白第一百二十九頁第一百三十頁，共175頁。蛋白質(zhì)混合樣第一百三十頁第一百三十一頁，共175頁。2.SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法蛋白質(zhì)電泳時遷移率取決于：所帶電荷分子量分子形狀十二烷基硫酸鈉第一百三十一頁第一百三十二頁，共175頁。十二烷基磺酸鈉原態(tài)蛋白質(zhì)變性？磺酸基極性親水烷基親油（蛋白質(zhì)疏水區(qū)）遷移率與電荷和形狀無關(guān)，僅取決于相對分子質(zhì)量巰基乙醇破壞二硫鍵第一百三十二頁第一百三十三頁，共175頁。第一百三十三頁第一百三十四頁，共175頁。3.

沉降速度法密度梯度（區(qū)帶）離心S：單位離心場的沉降速度多用于標(biāo)準(zhǔn)蛋白分子量測定第一百三十四頁第一百三十五頁，共175頁。4.根據(jù)化學(xué)組成測定最小分子量測定Pr中某微量元素含量(如Fe)假設(shè)Pr中僅含一個鐵原子最低相對分子質(zhì)量=100×

55.8/鐵的百分含量第一百三十五頁第一百三十六頁，共175頁。例1：測得一種血紅素蛋白含0.426%的鐵，計算其最低相對分子量。最低相對分子量==55.8/0.426%=13098 鐵的百分含量鐵的原子量55.8第一百三十六頁第一百三十七頁，共175頁。例2：一種純酶按其重量計算含有：1.65%亮氨酸和2.48%異亮氨酸，計算該酶的最低分子量。Ile:Leu=2.48%:1.65%=1.5:1=3:21.65%=2×(131

Da-18)/蛋白質(zhì)MW或2.48%=3×(131

Da-18)/蛋白質(zhì)MW第一百三十七頁第一百三十八頁，共175頁。（二）兩性解離及等電點蛋白質(zhì)含有酸/堿AA殘基具有兩性等電點（pI平均在6.0左右）（三）膠體性質(zhì)膠體溶液：質(zhì)點大小在1-100nm范圍所構(gòu)成的分散系統(tǒng)。Pr:2-20nm第一百三十八頁第一百三十九頁，共175頁。蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定因素：同種電荷相互排斥水化膜蛋白質(zhì)溶液：丁達爾效應(yīng)、布朗運動不能通過半透膜第一百三十九頁第一百四十頁，共175頁。膠體溶液穩(wěn)定因素被破壞：蛋白質(zhì)沉淀Ⅰ可逆沉淀：條件溫和，改變?nèi)芤簆H或Pr所帶電荷Pr結(jié)構(gòu)和性質(zhì)沒有變化適當(dāng)條件下可重新溶解

——非變性沉淀鹽析法、有機溶劑沉淀法、pI沉淀法等

第一百四十頁第一百四十一頁，共175頁。

不可逆沉淀強烈沉淀條件不僅破壞Pr膠體溶液穩(wěn)定性也破壞Pr結(jié)構(gòu)和性質(zhì)沉淀不能再重新溶解——變性沉淀如加熱沉淀、強酸/堿沉淀、重金屬鹽和生物堿沉淀等Ⅱ第一百四十一頁第一百四十二頁，共175頁。鹽析法中性鹽脫去蛋白質(zhì)的水化層、中和電荷有機溶劑沉淀脫去水化層以及降低介電常數(shù)等電點沉淀第一百四十二頁第一百四十三頁，共175頁。等電點沉淀的蛋白質(zhì)溶液中加入NaCl后沉淀溶解—鹽溶原因？鹽溶—鹽析加入少量鹽離子后破壞了這種吸引力，使分子分散鹽溶第一百四十三頁第一百四十四頁，共175頁。鹽析向蛋白質(zhì)溶液中加入大量硫酸銨后蛋白質(zhì)會沉淀析出原因？蛋白質(zhì)脫去水化層而聚集沉淀鹽析（（NH4）2SO4）第一百四十四頁第一百四十五頁，共175頁。第一百四十五頁第一百四十六頁，共175頁。蛋白質(zhì)沉淀，常選用硫酸銨優(yōu)點：1.

溶解度大，對溫度不敏感水溫25℃，飽和溶解度為4.1M

水溫0℃，飽和溶解度為3.9M2.

分級效果好，去雜75%以上3.

有穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用

經(jīng)2-3M硫銨鹽析的Pr可低溫保存1年以上缺點：繼續(xù)純化時，需脫鹽。鹽分級沉淀第一百四十六頁第一百四十七頁，共175頁。重金屬鹽沉淀與帶負電荷蛋白質(zhì)結(jié)成不溶性鹽生物堿試劑和某些酸類沉淀與帶正電荷蛋白質(zhì)生成不溶性鹽加熱變性沉淀天然結(jié)構(gòu)解體，疏水基外露，破壞水化層及帶電狀態(tài)第一百四十七頁第一百四十八頁，共175頁。（四）紫外吸收特征

——用于蛋白含量的測定（五）變性/復(fù)性引起生物功能丟失的三維結(jié)構(gòu)改變（變性）肽鏈未必完全伸展或構(gòu)象無序化實質(zhì)：次級鍵（非共價鍵）被破壞第一百四十八頁第一百四十九頁，共175頁。變性蛋白質(zhì)特點

A.生物活性喪失

B.側(cè)鏈基團暴露:易與化學(xué)試劑反應(yīng)

C.理化性質(zhì)改變:

疏水基外露溶解度分子相互凝集，形成沉淀

D.生化性質(zhì)改變：結(jié)構(gòu)伸展易被酶解第一百四十九頁第一百五十頁，共175頁。何謂Pr變性與復(fù)性？變性Pr發(fā)生哪些性質(zhì)上的變化？變性：Pr的次級鍵破壞,天然結(jié)構(gòu)解體,引起生物活性喪失,溶解度降低以及其它理化常數(shù)改變，但一級結(jié)構(gòu)沒有變化。

A.生物活性喪失B.側(cè)鏈基團暴露:更易與化學(xué)試劑反應(yīng)C.理化性質(zhì)的改變:疏水基外露,溶解度降低D.生物化學(xué)性質(zhì)的改變，分子結(jié)構(gòu)伸展，易被酶解復(fù)性：當(dāng)變性因素除去后，變性Pr重新回復(fù)到天然結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象（吳憲）第一百五十頁第一百五十一頁，共175頁。蛋白質(zhì)變性過程中與下列哪項無關(guān)（）。

A.理化因素致使氫鍵破壞B.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞

C.疏水作用破壞D.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)破壞，分子量變小加入下列試劑不會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性的是（）

A.尿素（脲）B.鹽酸胍C.

SDSD.硫酸銨變性蛋白質(zhì)的主要特點是：A．粘度下降B．溶解度增加C．不易被蛋白酶水解D．生物學(xué)活性喪失第一百五十一頁第一百五十二頁，共175頁。蛋白質(zhì)變性是由于()。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的改變B.亞基解聚C.輔基脫落D.發(fā)生水解E.空間構(gòu)象的破環(huán)第一百五十二頁第一百五十三頁，共175頁。五、蛋白質(zhì)的分離與純化（一）抽提原理及方法（二）純化方法：電泳、離心、層析（三）定量方法第一百五十三頁第一百五十四頁，共175頁。（一）蛋白質(zhì)分離純化的一般原則總目標(biāo)：增加制品純度或比活1.前處理：因來源而異（釋放活性物質(zhì)）2.粗分級：鹽析/等電點/有機溶劑沉淀3.細分級：凝膠過濾、離子交換/吸附/親和層析4.結(jié)晶是最后步驟第一百五十四頁第一百五十五頁，共175頁。（二）蛋白質(zhì)的分離純化方法1.根據(jù)分子大小差異

透析和超過濾、凝膠過濾2.利用溶解度差別

等電點沉淀、鹽析、有機溶劑分級分離3.根據(jù)電荷不同凝膠電泳和等電聚焦第一百五十五頁第一百五十六頁，共175頁。等電聚焦電泳第一百五十六頁第一百五十七頁，共175頁。雙向電泳第一百五十七頁第一百五十八頁，共175頁。4.離子交換層析5.親和層析第一百五十八頁第一百五十九頁，共175頁。第一百五十九頁第一百六十頁，共175頁。SDS凝膠電泳測定Pr的相對分子質(zhì)量是根據(jù)各種Pr（）。在一定pH值下所帶凈電荷的不同B.分子大小不同C.分子極性不同D.溶解度不同分析下列4個肽的混合物，在Dowex-1（一種陰離子交換樹脂）的離子交換柱上以從pH10→1.0連續(xù)變化的緩沖系統(tǒng)作洗脫，試說出每種肽洗脫的相對次序。A.賴-甘-丙-甘

B.賴-甘-丙-谷C.谷-甘-丙-谷

D.組-甘-丙-谷

A→B→D→C第一百六十頁第一百六十一頁，共