肽的结构和功能三学习教案

1、会计学1肽的结构肽的结构(jigu)和功能三和功能三第一页，共46页。二、肽单元二、肽单元(dnyun) (peptide (dnyun) (peptide unit) unit) 参与组成肽键的参与组成肽键的6个原子位于同一平面，个原子位于同一平面，又叫酰胺平面或肽键平面。它是蛋白质构象的又叫酰胺平面或肽键平面。它是蛋白质构象的基本结构基本结构(jigu)单位。单位。1. 1. 定义定义(dngy)(dngy)第2页/共46页第二页，共46页。肽单元肽单元RCCCOORNCNHHHH第3页/共46页第三页，共46页。第4页/共46页第四页，共46页。第5页/共46页第五页，共46页。 和和=

2、 0时的主链构象时的主链构象(u xin)第6页/共46页第六页，共46页。2. 肽平面肽平面(pngmin)的性的性质质l肽平面键长和键角一定肽平面键长和键角一定(ydng)(ydng)l肽键有肽键有40%40%的双键性质，相关的的双键性质，相关的6 6个原子个原子 处在处在同一平面同一平面 （肽平面、酰胺平面）（肽平面、酰胺平面）l肽键的原子排列呈反式构型肽键的原子排列呈反式构型l相邻的肽平面构成两面角相邻的肽平面构成两面角第7页/共46页第七页，共46页。三三 、 肽的命名肽的命名(mng mng)1 1）以氨基酸残基的数量）以氨基酸残基的数量(shling)(shling)命命名名2-

3、12个：二肽、三肽、四肽个：二肽、三肽、四肽12-20个个: 寡肽寡肽 20个：多肽个：多肽(du ti)2 2）以氨基酸残基的名称命名）以氨基酸残基的名称命名 从从N端开始，连续读出氨基酸残基的名称，并端开始，连续读出氨基酸残基的名称，并将将“酸酸”改为改为“酰酰”。 举例：丝氨举例：丝氨酰酰甘氨甘氨酰酰酪氨酪氨酰酰丙氨丙氨酰酰亮氨亮氨酸酸第8页/共46页第八页，共46页。四、肽的书写四、肽的书写(shxi)(shxi) NH2末端（末端（N端）放在左边，端）放在左边，COOH末端（末端（C端）放在右边端）放在右边(yu bian)，用连字符将氨基酸，用连字符将氨基酸从从N端到端到C端连接起

4、来端连接起来举例举例(j l)： Ser-Gly-Tyr-Ala-LeuS-G-Y-A-L1) 1) 已知氨基酸序列已知氨基酸序列2 2）未知氨基酸序列）未知氨基酸序列将氨基酸及数量写在括号内，并以逗号间隔将氨基酸及数量写在括号内，并以逗号间隔举例：举例： （Ala, Cys2, Gly)第9页/共46页第九页，共46页。N 末端：多肽链中有自由氨基的一端末端：多肽链中有自由氨基的一端(ydun)C 末端：多肽链中有自由羧基的一端末端：多肽链中有自由羧基的一端(ydun)多肽链有两端多肽链有两端(lin dun)* 多肽链多肽链(polypeptide chain)是指许多氨基是指许多氨基酸之

5、间以肽键连接酸之间以肽键连接(linji)而成的一种而成的一种结构。结构。第10页/共46页第十页，共46页。nAA顺序是从顺序是从N-端开始以端开始以C-端氨基酸端氨基酸残基为终点残基为终点n如上述五肽：如上述五肽：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln第11页/共46页第十一页，共46页。N末端末端(m dun)C末端末端(m dun)牛核糖核酸牛核糖核酸(h tn h sun)酶酶第12页/共46页第十二页，共46页。五、肽的重要五、肽的重要(zhngyo)(zhngyo)性质性质第13页/共46页第十三页，共46页。2、 旋光性旋光性 一般短肽的旋光度等于其各个一般短肽的旋光度等于其各

6、个(gg)氨基酸的旋光度的总和。氨基酸的旋光度的总和。 肽末端肽末端-羧基羧基pKa值比游离值比游离(yul)AA中的中的大。大。 肽末端肽末端-氨基氨基pKa值比游离值比游离(yul)AA中的中的小。小。3、 解离解离(ji l)系数系数第14页/共46页第十四页，共46页。六、生物六、生物(shngw)活性肽（活性肽（BAP）1.定义定义2. 调节生物体的生命活动或具有调节生物体的生命活动或具有(jyu)某些生理活性的寡肽和多肽的某些生理活性的寡肽和多肽的总称总称2.作用：作用： 调节酶类，保障代谢调节酶类，保障代谢(dixi)，影响蛋白质合，影响蛋白质合成成第15页/共46页第十五页，共

7、46页。 1 1）谷胱甘肽）谷胱甘肽(glutathione, GSH)(glutathione, GSH)结构结构(jigu):(jigu):3.常见常见(chn jin)生物活性生物活性肽肽第16页/共46页第十六页，共46页。GSHGSH过氧化过氧化物物(u (u yn hu yn hu w)w)酶酶H H2 2O O2 2 2GSH 2GSH 2H2H2 2O O GSSG GSSG GSH GSH还原酶还原酶NADPHNADPH+H H+ + NADPNADP+ + GSHGSH的转化的转化(zhunhu):(zhunhu):GSHGSH是细胞是细胞(xbo)(xbo)内十分重要的内

8、十分重要的还原剂还原剂第17页/共46页第十七页，共46页。SHSH为活性基团，参与氧化还原过程为活性基团，参与氧化还原过程(guchng)(guchng)，清除内源性过氧化物和自由基，清除内源性过氧化物和自由基，维护蛋白质活性中心的巯基处于还原状态，维护蛋白质活性中心的巯基处于还原状态；为酸性肽；为酸性肽；红细胞中的巯基缓冲剂。红细胞中的巯基缓冲剂。谷胱甘肽的功能谷胱甘肽的功能(gngnng)第18页/共46页第十八页，共46页。 多肽多肽(du ti)(du ti)类激素主要见于垂体及下丘脑类激素主要见于垂体及下丘脑分泌的激素，如催产素（分泌的激素，如催产素（9 9肽）、加压素（肽）、加压

9、素（9 9肽）、肽）、促肾上腺皮质激素（促肾上腺皮质激素（3939肽）、促甲状腺素释放激素肽）、促甲状腺素释放激素（3 3肽）。肽）。 神经肽主要与神经信号转导作用相关，包括脑神经肽主要与神经信号转导作用相关，包括脑啡肽（啡肽（5 5肽）、肽）、- -内啡肽（内啡肽（3131肽）、强啡肽（肽）、强啡肽（1717肽肽）等。）等。2 2）多肽）多肽(du ti)(du ti)类激素及类激素及神经肽神经肽第19页/共46页第十九页，共46页。CysTyrILeGlnAsnCysProLeuGlyNH2SS牛催产素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加压素第20页/共46

10、页第二十页，共46页。催产催产(cu chn)素：素： 促平滑肌收缩、催产促平滑肌收缩、催产(cu chn)、排乳、排乳、促进遗忘、促进遗忘加压素：加压素： 升高血压、抗利尿、促进升高血压、抗利尿、促进(cjn)记忆记忆第21页/共46页第二十一页，共46页。3 3）促肾上腺皮质激素（）促肾上腺皮质激素（ACTH)腺垂体分泌，作用于肾上腺皮质腺垂体分泌，作用于肾上腺皮质刺激肾上腺皮质的生长和肾上腺皮质激刺激肾上腺皮质的生长和肾上腺皮质激素的合成素的合成(hchng)和分泌和分泌可用于关节炎、皮肤和眼睛炎症的治疗可用于关节炎、皮肤和眼睛炎症的治疗第22页/共46页第二十二页，共46页。 4 4）

11、脑啡肽（）脑啡肽（5 5肽）肽） Met- Met- 脑啡肽：脑啡肽： TyrGlyGlyPheMet TyrGlyGlyPheMet Leu- Leu-脑啡肽：脑啡肽： TyrGlyGlyPheLeu TyrGlyGlyPheLeu（已人（已人工合成工合成(rn n h chn)(rn n h chn)） 具有镇痛作用。具有镇痛作用。第23页/共46页第二十三页，共46页。生物体内活性肽的来源生物体内活性肽的来源(liyun)体内途径体内途径(tjng)：非活性的蛋白质前体经特殊的酶系加：非活性的蛋白质前体经特殊的酶系加工形成。工形成。 肽链肽链+信号肽信号肽内质网（激素原前体内质网（激素原

12、前体）高尔基体高尔基体肽链选择性酶切（位点为成对碱性肽链选择性酶切（位点为成对碱性(jin xn)氨基酸，以氨基酸，以Lys-Arg为主）为主）体外途径体外途径： 分离纯化天然活性肽分离纯化天然活性肽 化学合成化学合成 生物合成生物合成 酶法水解酶法水解第24页/共46页第二十四页，共46页。第四节第四节 蛋白质的结构蛋白质的结构(jigu)(jigu)第25页/共46页第二十五页，共46页。蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构(fn z ji u)包括包括 一级结构一级结构二级结构二级结构超二级结构超二级结构结构域结构域三级结构三级结构四级结构四级结构空间结构空间结构第26页/共46页第二十六页

13、，共46页。一、蛋白质的一级结构一、蛋白质的一级结构(jigu)(jigu)蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。 其中最重要其中最重要(zhngyo)(zhngyo)的是多肽链的氨基酸顺序的是多肽链的氨基酸顺序，它是蛋白质生物功能的基础。，它是蛋白质生物功能的基础。2、主要、主要(zhyo)的化学的化学键键二硫键的位置属于一级结构研究范畴。二硫键的位置属于一级结构研究范畴。肽键，肽键，有些蛋白质还包括二硫键有些蛋白质还包括二硫键1、定义、定义第27页/共46页第二十七页，共46页。一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功一级结构是蛋白质空间构象和

14、特异生物学功能能(gngnng)(gngnng)的基础。的基础。胰岛素的一级结构胰岛素的一级结构第28页/共46页第二十八页，共46页。第29页/共46页第二十九页，共46页。二、蛋白质的空间结构二、蛋白质的空间结构1、定义、定义(dngy) 蛋白质分子中所有原子在三维空间的分布和肽链的走蛋白质分子中所有原子在三维空间的分布和肽链的走向向方法：方法：X射线衍射法，核磁共振法射线衍射法，核磁共振法2、空间结构中的作用力、空间结构中的作用力次级次级(c j)键（氢键、盐键）、疏水作用、范德键（氢键、盐键）、疏水作用、范德华力华力第30页/共46页第三十页，共46页。氢键：一个电负性原子上共价氢键：

15、一个电负性原子上共价(n ji)连连接的氢，与另一个电负性原子间的静电作接的氢，与另一个电负性原子间的静电作用力。用力。盐键：不同盐键：不同(b tn)电荷间的相互作用力电荷间的相互作用力疏水作用：氨基酸疏水侧链相互聚集形成疏水作用：氨基酸疏水侧链相互聚集形成(xngchng)的作用的作用力力 位于蛋白质内部的位于蛋白质内部的AA侧链全为疏水的。侧链全为疏水的。范德华力：范德华力：由瞬间偶极诱导的静电相互作用形成的由瞬间偶极诱导的静电相互作用形成的第31页/共46页第三十一页，共46页。 a盐键（离子键盐键（离子键 ） b氢键氢键(qn jin) c疏水相互作用力疏水相互作用力 d 范德华力范

16、德华力 e二硫键二硫键第32页/共46页第三十二页，共46页。二、蛋白质的二级结构二、蛋白质的二级结构(jigu)(jigu)蛋白质分子中某一段肽链的局部空蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链间结构，即该段肽链主链骨架主链骨架原子的相对原子的相对空间位置，空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构并不涉及氨基酸残基侧链的构象象 。1 1、定义、定义 2、主要、主要(zhyo)的化学键：的化学键： 氢键氢键 （稳定因（稳定因素）素）第33页/共46页第三十三页，共46页。 蛋白质二级结构的主要蛋白质二级结构的主要(zhyo)(zhyo)形式形式 - -螺旋螺旋 ( ( -helix ) -

17、helix ) - -折叠折叠 ( ( -pleated sheet )-pleated sheet ) - -转角转角(zhunjio) ( (zhunjio) ( -turn )-turn ) 无规卷曲无规卷曲 ( random coil ) ( random coil ) 第34页/共46页第三十四页，共46页。（一）（一） - -螺旋螺旋(luxun)(luxun)（最常（最常见的结构）见的结构）第35页/共46页第三十五页，共46页。 -螺旋结构要点螺旋结构要点: 多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧，侧链伸向螺旋外侧(wi c)。 每圈

18、螺旋含每圈螺旋含3.6个氨基酸，螺距为个氨基酸，螺距为0.54nm。 每个肽键的亚氨氢和第四个肽键的羰每个肽键的亚氨氢和第四个肽键的羰基氧形成的氢键保持螺旋稳定。氢键与螺基氧形成的氢键保持螺旋稳定。氢键与螺旋长轴基本平行。旋长轴基本平行。 -螺旋有左手螺旋和右手螺旋两种，螺旋有左手螺旋和右手螺旋两种，天然蛋白质的天然蛋白质的-螺旋绝大多数都是右手螺螺旋绝大多数都是右手螺旋，仅在嗜热菌蛋白酶的晶体结构中发现旋，仅在嗜热菌蛋白酶的晶体结构中发现左手螺旋。右手螺旋较稳定。左手螺旋。右手螺旋较稳定。第36页/共46页第三十六页，共46页。氨基酸侧链所带电荷氨基酸侧链所带电荷(dinh) 、大小及、大小

19、及形状。形状。影响影响-螺旋形成螺旋形成(xngchng)的因素：的因素：多肽链中有多肽链中有Pro（或羟脯氨酸）时螺旋中（或羟脯氨酸）时螺旋中断断多肽键中存在大量多肽键中存在大量(dling)Gly、Ser、Thr也不利于形成也不利于形成-螺旋螺旋第37页/共46页第三十七页，共46页。（三）（三）-折叠折叠(zhdi)（由（由Pauling,Corey1951年提出）年提出）多肽链充分伸展，相邻肽单元之间折叠成锯齿状结多肽链充分伸展，相邻肽单元之间折叠成锯齿状结构，侧链位于构，侧链位于(wiy)锯齿结构的上下方。锯齿结构的上下方。 两段以上的两段以上的 -折叠结构平行排列折叠结构平行排列 ，两链间可顺向平，两链间可顺向平行，也可反向平行行，也可反向平行 。两链间的肽键之间形成氢键，以稳固两链间的肽键之间形成氢键，以稳固 -折叠结构。折叠结构。氢键与螺旋长轴垂直。氢键与螺旋长轴垂直。 -折叠形成条件折叠形成条件(tiojin)：要求氨基酸侧链较小。要求氨基酸侧链较小。第38页/共46页第三十八页，共46页。第39页/共46页第三十九页，共46页。第40页/共46页第四十页，共46页。 -折叠折叠(zhdi)平行平行(pngxng)-折叠：多见于折叠：多见于大结构大结构反平行反平行(pngxng)-折叠折叠第4