第一章蛋白质化学.

1、第一章蛋白质化学Chapter 1 Strueture andFunction of Protein蛋白质(protein)是由氨基酸为单位 组成的一类重要的生物大分子，是 生命的物质基础。一、氨基酸(amino acid)组成蛋白质的。如将天然的蛋白质完全水解，最后都可得到约不同的氨基酸。除脯氨酸和甘氨酸外，其余均属于L-a -氨基酸。L-a -氨基酸的结构通式COOHIh2n c hR氨基酸的分类:根据R侧链基团解离性质的不同，可将 氨基酸进行分类：；侧链基1.酸性氨基酸团在中性溶液中解离后带负电荷的氨 基酸。2碱性氨基酸His, Arg, Lys；侧 链基团在中性溶液中解离后带正电荷 的

2、氨基酸。3.中性氨基酸一侧链基团在中性溶液 中不发生解离，因而不带电荷的氨基酸。 可分为：a）极性氨基酸：Trp , Ser, Tyr, Cys, Met, Thr, Asn, , Gin；b）非极性氨基酸：Gly, Ala, Vai, Leu, lie, Pro, Phe ,。结何式中文名英文名三字一字(pl)i.水性氨堆酸HCHCOO-内 cineG5.97(H4COO内氨腋allureAhA6.00MH, ch)chCIICOOvalineVdV5%CH, -hH, GHjchch,- aicoo-凫氨酸leucineLeuL5.9SCH> NH,CHjch,cHctxrUrlni

3、rinrIk16.02CHj NH.O CHjCHaxrphmvWUninePheF5.48叭 /"'CHCOO CHZURprolineP6.50必需氨基酸：必需靠食物供给才能满足 机体需要的氨基酸。纟颉氨酸（Vai）亮氨酸（Leu）异亮氨酸 （He）苯丙氨酸（Phe）蛋氨酸（Met） 色氨酸（Trp）苏氨酸（Thr）赖氨酸（Lys）氨基酸的理化性质:1两性解离及等电点:氨基酸分子是一种两性电解质。通过改变溶液的pH可使氨基酸分子的解 离状态发生改变。氨基酸分子带有相等正、负电荷时，溶液的pH值称为该氨基酸的（pl） oOHOHRCHCOOHz RCHCOOi=*RCHCO

4、O1H*1H11nh3+nh3+nh2pH < plpH = plpH > pl兼性离子2紫外吸收性质:组成天然蛋白质分子的20种氨基酸中,只有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸对紫外 光有光吸收。其吸收峰在左右，以吸收最强。可利用此性质采用紫外分分光度法测定 蛋白质的含量。3.昂三酮反应:氨基酸可与昂三酮缩合产生化合物，其最大吸收峰在570nm<>可利用此 性质测定氨基酸的含量。二、肽(peptide)蛋白质是由若干氨基酸的氨基与竣基经 脱水缩合而连接起来形成的长链化合物。氨基酸之间通过共价键链接而成的化合 物称作肽。 一个氨基酸分子的Q -竣基与另一个氨基 酸分子的a -氨基

5、在适当的条件下经脱水 缩合(形成共价键)即肽键。Peptide bondN-terminusC-terminus两氨基酸单位之间的酰胺键，称为多肽链中的氨基酸单位称为O多肽链具有方向性，头端为试Li （N 端），尾端为竣基篩（C端）。凡氨基酸残基数目在50个以上，且具有 特定空间结构的肽称蛋白质；凡氨基酸 残基数目在50个以下，且无特定空间结 构者称套肽。 The tetrapeptide below is : Ala-Tyr-Asp-Gly肽平面1. 由于C=0双键中的TT电子云与N原子上 的未共用电子对发生“电子共振”，使,不能自由旋转。组成肽键的四个原子及其相邻的两个 a -碳原子处在同

6、一平面上，构成刚性平 面结构，称为肽单元或肽键平面但由于 a -碳原子与其他原子之间均形成单键， 因此两相邻的肽键平面可以作相对旋转。Ca5-GG4.3mtcrnodiate. Tho barrier toC N bond rotation of aboutA pure double bona between Caround the C N bond.The other extreme would prohibitC N bond rottirn txit would and NH、and O would permit free rotationplncc too great a charge

7、 onThe true electron densi-y is88 kJ；mol is enough tokocp trio arnido group planar三、蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构可人为划分为一、二 三、四级结构。除一级结构外，蛋白质 的二、三、四级结构均属于空间结构， 即构象。构象是由于有机分子中的旋转所形成的。蛋白质的构象通常由非共价键 （次级键）来维系。次级键包括：氢键，离子键，疏水键， 分子间作用力。（一）蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中通过肽键连接起来的氨基酸的排列顺序, 即多肽链的线状结构。维系蛋白质一级结构的主要化学键为胰岛素(Insulin)由个氨基酸残

8、基组成，分为爪B两条链。个氨基酸残基，个氨基酸残基。A、B两条链之间通过联结在一起，A链另有个链内二硫键。Afet13 14】5 lb 17 IBGL? lie klrhi Sei IKI 2345 b I V M HI;* L«u V«l Ma L«u T>.Vy& GKClu CM Fti, i*r 1%r,20*20111213：41 . i-1 < n JO23 $42 & 2?« JH(二)蛋白质的二级结构是指蛋白质多肽链主链原子局部的空间结构，但不包括与其他肽 段的相互关系及侧链构象的内容。维系蛋 白质二级结构的主

9、要化学键是。3 血 xc«istacked array of peptide planes hinged at a-carboii5H-bonds stabilize（二）蛋白质二级结构的类型:蛋白质的二级结构主要包括P-折迭，卩-转角及无规卷曲等几 种类型。1. a 一螺旋:Four diflerent representations of the a-helix2. p -折迭:卩-折迭包括平行式和反平行式两种类型linear IIbondsoo "hvnt* ll-lxind%. f AYerIIY"sArWs>3卩一转角：4.无规卷曲:无规卷曲是指多

10、肽链主链部分形成的无规的卷曲构象。在蛋白质分子中，若干具有二级结构 的肽段在空间上相互接近，形成具有 特殊功能的结构区域，称）、模体或超二级结构。模体 是蛋白质发挥特定功能的结构基础。锌指结构（螺旋-折迭-折迭模序）锌指结构（螺旋-折迭-折迭模序）螺旋-环-螺旋模序螺旋环螺旋模序Asp - Asp - Asp -Thr - GluHelixLoopHelixfHelix（三）蛋白质的三级结构是指蛋白质分子或亚基内所有原子的空间排布，也就是一条多肽链的 完整的三维结构。维系三级结构的化学键主要是非共价键（次范氏引力等，但也有共价键，如 等。有些蛋白质只由一条多肽链组成，因而,其分子结构的最高形式

11、是三级结构，具有完整的生物学活性，如肌红蛋白。Myoglobin五、蛋白质的四级结构溶菌酶分子的三级结构结构域：在一级结构上相距较远的氨基酸残 基，通过三级结构的形成，多肽链的弯 折，彼此聚集在一起，从而形成一些社 功能上相对独立的，结构较为紧凑的区 域，称为(domain)。ivdrophobic core residues就是指寡聚蛋白质分子中亚基的立体排布，亚基间的相互作用与接 触部位的布局。业灵(subunit)就是指参与构成蛋白质四 级结构的、每条具有三级结构的多肽链。维系蛋白质四级结构的是等非共价键。亚基的立体排布C2(a) Cyclic symmetries(cj Tetrahedral symmetryOctahedral (cubic) symmetryIco hedral symmetry寡聚蛋白只有形成完整的四级结构 才具有其完整的生物学活性。如：血红蛋白血红蛋白(hemoglobin)的四级结