《生物化學(xué)習(xí)題》PPT課件.ppt

1、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu),多肽鏈氨基酸順序分析,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽鏈以特殊方式組合而成。當(dāng)多肽的分子量大到足夠具有一定的空間結(jié)構(gòu)時(shí)就稱為蛋白質(zhì)。,蛋白質(zhì)與多肽的主要差別： 分子量，空間結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),一級結(jié)構(gòu),三維結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（primary structure）,1定義：,蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)包括組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目、多肽鏈的氨基酸順序，以及多肽鏈內(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)。 蛋白質(zhì)氨基酸順序的改變，不僅影響蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)，而且將直接影響其生理功能。,蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)氨基酸順

2、序,鐮形細(xì)胞貧血的遺傳性疾病，特征是病者的血紅蛋白發(fā)生變異。 變異的血紅蛋白與正常的血紅蛋白差異是在一條多肽鏈上第6位的Glu被Val替代。由于Glu與Val在形成氫鍵上的差異很大，變異蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變化顯著，水溶性降低，血液粘度增大，導(dǎo)致貧血癥狀。,蛋白質(zhì)氨基酸順序的改變會引起異常功能或病變。,2蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定 胰島素的一級結(jié)構(gòu),1952年英國生化學(xué)家Sanger首次測定 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1. 由51個(gè)氨基酸殘基組成 2. 分兩條鏈： A鏈：21個(gè)氨基酸殘基 , B鏈：30個(gè)氨基酸殘基 3. 含三個(gè)二硫鏈： 一個(gè)A鏈內(nèi)的二硫鍵,兩個(gè)鏈間二硫鍵,蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定步驟,1.肽鏈的數(shù)目：通

3、過測定末端氨基酸殘基的量與蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量之間的關(guān)系,確定多肽鏈的數(shù)目.,2.多肽鏈的拆分:加入鹽酸胍,解離非共價(jià)力,過氧酸氧化或巰基還原法拆分二硫鍵.,4.測定多肽鏈氨基酸順序,3.測定多肽鏈氨基酸組成:酸水解,測定計(jì)算各種氨基酸分子比.,多肽鏈氨基酸順序分析,1.多肽鏈的選擇性降解 酶解法: 胰蛋白酶 化學(xué)法: CNBr水解 2.多肽鏈末端氨基酸的測定 二硝基氟苯(DNFB)法: N端 丹磺酰氯法:N端 阱解法:C端 3.Edman氨基酸順序法: N端,酶解法,帶正電荷的氨基酸,胰蛋白酶,Rm,Rn,Rn,預(yù)測端基氨基酸類型,思考題,用胰蛋白酶處理下列小肽，會斷裂成什么樣的肽片斷？ Al

4、a-Ser-Thr-Lys-Gly-Arg-Ser-Gly,答案,Ala-Ser-Thr-Lys Gly-Arg Ser-Gly,思考題,今有一個(gè)九肽，分別用（1）胰蛋白酶（2）胰凝乳蛋白酶（3）羧肽酶（4）溴化氰處理，試用箭頭及號碼表示出它們對肽鍵作用的位置。 Leu-Met-Arg-Pro-Ala-Lys-Tyr-Ser-Arg,化學(xué)方法,溴化氰（CNBr）水解法: 選擇性地切割由甲硫氨酸(Met)形成的肽鍵,高絲氨酸內(nèi)酯,思考題,一個(gè)肽用CNBr切成兩個(gè)小肽段，又用胰蛋白酶切成另外兩個(gè)小肽段。 CNBr1, Gly-Thr-Lys-Ala-Glu CNBr2, Ser-Met 胰蛋白酶1

5、, Ser-Met-Gly-Thr-Lys 胰蛋白酶2, Ala-Glu 推斷該多肽的氨基酸順序.,答案,Ser-Met-Gly-Thr-Lys-Ala-Glu,末端氨基酸分析： 包括N端分析，C端分析,N端分析方法,二硝基氟苯（DNFB)法,DNP-氨基酸（黃色）,酸性水解,丹磺酰氯法,N端分析方法,丹磺酰氯,丹磺酰氨基酸有很強(qiáng)的熒光性質(zhì)，檢測靈敏度高,肼解法,C端分析方法,阱化物能與苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)而與C-端氨基酸分離.,Edman氨基酸順序分析法,N端分析方法,異硫氰酸苯酯,特點(diǎn)：不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈N-端氨基酸殘基逐一進(jìn)行標(biāo)記和解離。,PTH- 苯乙內(nèi)酰硫脲,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

6、（三維結(jié)構(gòu)）,天然活性蛋白質(zhì)都有穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)。一旦這種三維結(jié)構(gòu)遭到破壞，即使一級結(jié)構(gòu)不變，蛋白質(zhì)的生物功能也會完全喪失。 具有獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)區(qū)別于普通有機(jī)分子最顯著的特征。,1.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指肽鏈的主鏈在空間的排列。只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。,多肽鏈的主鏈由許多酰胺平面組成，平面之間以碳原子相隔。而C-C鍵和C-N鍵是單鍵，可以自由旋轉(zhuǎn)，因此，在保持肽鍵平面結(jié)構(gòu)不變的條件下，能夠形成不同的空間排列。,維持主鏈空間排列的另一個(gè)重要因素是氫鍵。 主鏈中的-C=O和-N-H-能夠相互形成鏈內(nèi)或鏈間的氫鍵。,蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)主要有：,（1）-螺旋 （2

7、）-折疊 （3）-轉(zhuǎn)角,(1) -螺旋,1950年美國Pauling等人發(fā)現(xiàn),-螺旋是蛋白質(zhì)中最常見的二級結(jié)構(gòu)。 主鏈按右手方向盤繞成螺旋形，相鄰螺圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵。,(2) -折疊, -折疊主鏈骨架以一定的折疊形式形成一個(gè)折疊的片層。, 在兩條相鄰的肽鏈之間形成氫鏈。幾乎所有的肽鍵都參與了鏈間氫鍵交聯(lián)。因此，結(jié)構(gòu)牢固。,(3) -轉(zhuǎn)角,由第一個(gè)氨基酸殘基的C=O與第四個(gè)氨基酸殘基的NH之間形成氫鍵。,不穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，主要存在于球狀蛋白分子中。,2. 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，多肽鏈再進(jìn)一步折疊盤繞成更復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。 三級結(jié)構(gòu)主要靠非共價(jià)鍵來維持。包括氫鍵、

8、疏水鍵、離子鍵、范德華力等。,1963年Kendrew等通過肌紅蛋白的x-射線衍射分析，測得了為它的三級結(jié)構(gòu)。,蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu),具有三級結(jié)構(gòu)的多肽按一定的空間排列方式，通過非共價(jià)鍵締合在一起形成蛋白質(zhì)大分子。,蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)是在一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的，因此，一級結(jié)構(gòu)的改變必然影響到它的高級結(jié)構(gòu)。 -螺旋的形成及其穩(wěn)定性取決于它的氨基酸組成和排列順序。氨基酸殘基的R基團(tuán)比較小，不帶電荷，有利于-螺旋的形成和穩(wěn)定。由于脯氨酸的特殊結(jié)構(gòu)，肽鏈的主鏈在脯氨酸所在位置會發(fā)生骨架方向變化，不能形成內(nèi)氫鍵。因此，多薹鏈只要存在脯氨酸， -螺旋即發(fā)生中斷。,幾種重要的蛋

9、白質(zhì)類型,纖維狀蛋白質(zhì),球狀蛋白,角蛋白,絲蛋白,血紅蛋白,免疫球蛋白抗體,球狀蛋白,結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，功能最多的一類蛋白質(zhì)。 結(jié)構(gòu)緊密，分子外層為親水性殘基；內(nèi)部主要為疏水性氨基酸殘基。,血紅蛋白,結(jié)合蛋白質(zhì)，血紅素中的Fe原子以配價(jià)鍵與肽鏈分子中的組氨酸咪唑基的氮原子相連。,主要功能是運(yùn)輸氧和二氧化碳。,免疫球蛋白抗體,結(jié)合蛋白質(zhì)，血漿糖蛋白。主要在脾、肝、淋巴等組織的細(xì)胞內(nèi)合成。 抗體是高等動物免疫反應(yīng)的產(chǎn)物，是機(jī)體防止外界物質(zhì)侵入的防御物質(zhì)。當(dāng)外來的大分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、多糖、核酸以及細(xì)菌等侵入機(jī)體時(shí)，引起抗體的產(chǎn)生，這就是機(jī)體的免疫反應(yīng)。 抗體就是免疫球蛋白，外來的大分子物質(zhì)就稱為抗原。,

10、抗體的特點(diǎn),1. 高度的特異性： 一種抗體一般只與相應(yīng)的抗原發(fā)生作用，形成抗體-抗原復(fù)合物?？贵w-抗原復(fù)合物一般不溶于水，常從溶液中沉淀出來，稱為抗體-抗原沉淀反應(yīng)。 2. 多樣性： 不同的抗原可以誘導(dǎo)產(chǎn)生不同的抗體。抗原種類的多樣性決定了抗體的多樣性。,抗體蛋白Ig (immune globulin),人的抗體蛋白分為5類：IgA, IgD, IgE, IgG（含量最高）, IgM. 抗體蛋白的相對分子質(zhì)量范圍： 150 000950 000,習(xí)題課,蛋白質(zhì),甘氨酸的解離常數(shù)是pK1=2.34, pK2=9.60 ，它的等電點(diǎn)（pI）是( )A、7.26B、5.97 C 、7.14D、10.

11、77 維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要因素是：A、靜電作用力B、氫鍵C、疏水鍵 D、范德華作用力 蛋白質(zhì)變性是由于（ ） A、一級結(jié)構(gòu)改變 B、空間構(gòu)象破壞 C、輔基脫落 D、蛋白質(zhì)水解,選擇題,4. 在下列所有氨基酸溶液中，不引起偏振光旋轉(zhuǎn)的氨基酸是（ ） A、丙氨酸 B、亮氨酸 C、甘氨酸 D、絲氨酸 5. 谷氨酸的pK1(-COOH)為2.19，pK2(-NH3)為9.67，pK3(-COOH)為4.25，其pI是（ ） A、4.25 B、3.22 C、6.96 D、5.93 6.在生理pH情況下，下列氨基酸中哪個(gè)帶凈負(fù)電荷？（ ） A、Pro B、Lys C、His D、Glu,7. 蛋白

12、質(zhì)分子中-S-S-斷裂的方法是（ ） A、加尿素 B、透析法 C、加過甲酸D、加重金屬鹽 8. 含有兩個(gè)羧基的氨基酸是：（ ）。 A.甘氨酸 B. 谷氨酸 C. 纈氨酸 D.甲硫氨酸 9.所有的-氨基酸共有的顯色反應(yīng)是：（ ） A.茚三酮反應(yīng) B.雙縮脲反應(yīng) C.坂口反應(yīng) D.福林酚試劑反應(yīng) 10.下列關(guān)于氨基酸的敘述錯(cuò)誤的一項(xiàng)是：（ ） A. 酪氨酸和苯丙氨酸含苯環(huán) B. 谷氨酸和天冬氨酸含兩個(gè)氨基 C. 亮氨酸和纈氨酸是支鏈氨基酸 D. 酪氨酸和絲氨酸含羥基,11.維持蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是：（ ） A鹽鍵 B疏水鍵 C肽鍵 D. 氫鍵 12.多肽GiyArsLyspheAsp（C）經(jīng)E

13、dman 降解除去一個(gè)氨基酸后，其產(chǎn)物是：（ ） A.GlyArg（C）LyspheAsp（C） B.GlyArgLysphe（C）Asp C.ArgLySpheAsp（C）Gly D.ArgLysphe（C）GlyAsp,13.下列肽鏈不能形成- 螺旋的一個(gè)是：（ ） AIle-Asn-Met-Val-Gln BTrp-Val-Gly-Ala-Asn CAla-Pro-Tyr-phe-Gln DSer-Phe-Ala-Gln-Lys 14.有一混合的蛋自質(zhì)溶液，各種蛋自質(zhì)的pI 為4.6、5,0、5.3、6.7, 7.3 , 電泳時(shí)欲使其中四種泳向正極，緩沖液的pH 值應(yīng)該是：（ ） A 5

14、.0 B. 6.0 C7.0 D8.0,15.從組織提取液沉淀活性蛋白而又不使之變性的方法是加入 A硫酸銨 B三氯乙酸 C氯化汞D1molL HCl 16. 可用于測定蛋白質(zhì)分子量的方法是：（ ） ASDS 聚丙烯酰胺凝膠電泳 B離子交換層析 C凱氏定氮法 D親和層析,17.下列方法中可用于蛋白質(zhì)多肽鏈N 未端的氨基酸分析法是：（ ） A茚三酮法 B二硝基氟苯法 CEdman 降解 D丹磺酞氯法 18.下列方法中可用于蛋自質(zhì)多肽鏈c 未端的氨基酸分析的方法是：（ ） AEdman 降解 B肼解法 C硼氫化銀還原法 D羧肽酶法 19.分離純化蛋白質(zhì)可用離子交換層析法，其原理是：（ ） A蛋白質(zhì)的

15、溶解度不同 B組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類和數(shù)目不同 C蛋白質(zhì)分子能與其對應(yīng)的配基進(jìn)行特異性結(jié)合 D蛋白質(zhì)所帶電荷不同,填空題,1.構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的構(gòu)型除甘氨酸外均為型 2.含巰基的氨基酸是。兩個(gè)通過氧化巰基形成鍵而在穩(wěn)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中起重要作用。 3. 蛋自質(zhì)分子中，肽鏈?zhǔn)怯梢粋€(gè)氨基酸的基與后一個(gè)氨基酸的基縮合而成的。其中的每一個(gè)氨基酸單位稱為氨基酸,4.維持蛋自質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的共價(jià)鍵有鍵和鍵。 5.在-折疊片層中，多肽鏈間依靠相鄰肽鏈間形成的鍵來維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 6. -轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)是由第一個(gè)氨基酸殘基的C=O 與第個(gè)氨基酸殘基的N-H 之間形成 鍵而構(gòu)成的。 7. 某一種蛋白質(zhì)，其氨基酸組分中富含谷氨酸和天冬氨酸，它的pI 值可能會偏。 8.,判斷題,1.在溶液的pH 為7 時(shí)賴氨酸在電場中向正極方向移動。 2. Edman 降解反應(yīng)中PTC 是與氨基酸的-羧基形成PTC-氨基酸。 3. 在2,4-二硝基氟苯（DNFB）反應(yīng)中，氨基酸的-氨基與DNFB 反應(yīng)形成黃色的DNP-氨基酸。該反應(yīng)可用于肽鏈的C-未端氨基酸的鑒定。 4. 一個(gè)