生物化学王镜岩蛋白质的共价结构

1、会计学1生物化学王镜岩蛋白质的共价结构生物化学王镜岩蛋白质的共价结构 早在早在18781878年，思格斯就在年，思格斯就在反杜林论反杜林论中指出：中指出：“生生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断的自我更新。蛋白体的化学组成部分的不断的自我更新。” 可以看出，第一，蛋白体是生命的物质基础；第二，可以看出，第一，蛋白体是生命的物质基础；第二，生命是物质运动的特殊形式，是蛋白体的存在方式；第三，生命是物质运动的特殊形式，是蛋白体的存在方式；第三，这种存在方式的本质就是蛋白体与其外部自然界不断的新这种存在方式的

2、本质就是蛋白体与其外部自然界不断的新陈代谢。陈代谢。 现代生物化学的实践完全证实并发展了恩格斯的论断现代生物化学的实践完全证实并发展了恩格斯的论断。木瓜蛋白酶（组织蛋白酶）木瓜蛋白酶（组织蛋白酶）（一）蛋白质的化学组成和分类（一）蛋白质的化学组成和分类1 1、蛋白质是一类含氮有机化合物、蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有，除含有C、H、O外，还有外，还有N和少量的和少量的S、P 。某些蛋白质还。某些蛋白质还含有其他一些元素，主要是含有其他一些元素，主要是P P、Fe、Cu、Co、Mn、 Zn等。这些元素在蛋白质中的组成百分等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为：比约为： 碳碳 5050 氢氢

3、7 7 氧氧 2323 氮氮 16%16% 硫硫 0 03 3 其他其他 微微 量量生物化学 主讲 吴石金氮占生物组织中所有含氮物质的绝大部分。因此，可以将生物组织的含氮量近似地看作蛋白质的含氮量。由于大多数蛋白质的含氮量接近由于大多数蛋白质的含氮量接近于于16%16%，所以，可以根据生物样品中的含氮量来计算蛋白质的大概含量：蛋白质含量（克蛋白质含量（克% %）= =每克生物样品中含氮的克每克生物样品中含氮的克数数 6.256.25生物化学 主讲 吴石金 蛋白质是分子量（蛋白质是分子量（MrMr）很大的生物分子。对任）很大的生物分子。对任一种给定的蛋白质来说，它的所有分子在氨基酸的一种给定的蛋

4、白质来说，它的所有分子在氨基酸的组成和顺序以及肽链的长度方面都应该是相同的，组成和顺序以及肽链的长度方面都应该是相同的，即所谓均一的蛋白质。即所谓均一的蛋白质。4、蛋白质的分类、蛋白质的分类什么叫单纯蛋白质、缀合蛋白质？辅基（或配体）？分类什么叫单纯蛋白质、缀合蛋白质？辅基（或配体）？分类方法（方法（158页）；页）；球状蛋白质、纤维状蛋白质、膜蛋白（质）；球状蛋白质、纤维状蛋白质、膜蛋白（质）；单体蛋白质、寡聚蛋白质、亚基（亚单位）；单体蛋白质、寡聚蛋白质、亚基（亚单位）；生物化学 主讲 吴石金（二）蛋白质的构象和蛋白质结构的组织层次（二）蛋白质的构象和蛋白质结构的组织层次 每一种天然蛋白质

5、都有自己特有的空间结构或称三维结构，这种三维结构通常被称为蛋白质的构象。为了表示蛋白质结构的不同组织层次，一般采用下列专门术语： Protein的一级结构（的一级结构（primary structure) Protein的二级结构（的二级结构（secondary structure) Protein的三级结构的三级结构(tertiary structure) Protein的四级结构（的四级结构（quarternary structure)（三）蛋白质功能的多样性（三）蛋白质功能的多样性（160页）页）生物化学 主讲 吴石金一、一、Amino acid 的连接方式的连接方式肽键肽键(pepti

6、de bond)二、肽（二、肽（peptide) 1、定义：、定义：Amino acid 通过肽键连接起来的化合物称为肽。通过肽键连接起来的化合物称为肽。 2、分类：寡肽、分类：寡肽(oligopeptide)、多肽和游离活性肽（如谷胱苷肽、多肽和游离活性肽（如谷胱苷肽（GSH）、脑啡肽、生长素、催产素等）。）、脑啡肽、生长素、催产素等）。三、多肽链（三、多肽链（polypeptide chain) 1、氨基末段（、氨基末段（-NH2）和羧基末端（）和羧基末端（-COOH） 2、命名：、命名：“某氨基酰某氨基酰某氨基酰某氨基酰 某氨基酸某氨基酸” 3、肽链和肽键；主链和侧链；氨基酸残基、肽链和

7、肽键；主链和侧链；氨基酸残基 4、二硫键、链内二硫键和链间二硫键、二硫键、链内二硫键和链间二硫键第二节第二节 生物化学 主讲 吴石金 一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水形成的一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水形成的酰胺键酰胺键称为称为肽键肽键，所形成的化合物称为肽。，所形成的化合物称为肽。l由两个氨基酸组由两个氨基酸组成的肽称为二肽，成的肽称为二肽，由多个氨基酸组由多个氨基酸组成的肽则称为多成的肽则称为多肽。组成多肽的肽。组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸单元称为氨基酸残基。氨基酸残基。生物化学 主讲 吴石金CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO

8、2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽键在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列，这种排列顺序氨基酸残基按一定的顺序排列，这种排列顺序称为氨基酸顺序称为氨基酸顺序通常在多肽链的一端含有一个游离的 - -氨基，称为氨基端或氨基，称为氨基端或N-N-端；端；在另一端含有一个游离的 - -羧基，称为羧基端或羧基，称为羧基端或C-C-端。端。氨基酸的顺序是从N-N-端的氨基酸残基开始，以端的氨基酸残基开始，以C-C-端氨基酸残端氨基酸残基为终点基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为： Ser-Val-Tyr-Asp-Gln生物化

9、学 主讲 吴石金CONCN+O-CNCOHC生物化学 主讲 吴石金生物化学 主讲 吴石金生物化学 主讲 吴石金生物化学 主讲 吴石金在生物体中，多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位。但是，也有许多分子量比较小的多肽以游离状态存在。这类多肽通常都具有特殊的生理功能，常称为活性肽。如：脑啡肽；激素类多肽；抗生素类多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。生物化学 主讲 吴石金CysTyrILeGlnAsnCysProLeuGlyNH2SS牛催产素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加压素 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO- +H3N-Tyr-Gly-Gl

10、y-Phe-Leu- COO- Met-脑啡肽脑啡肽 Leu-脑啡肽脑啡肽生物化学 主讲 吴石金生物化学 主讲 吴石金第三节第三节 l蛋白质分子量的上下限是人为蛋白质分子量的上下限是人为规定的，因为这决定于蛋白质和规定的，因为这决定于蛋白质和分子量概念的定义。分子量概念的定义。l某些蛋白质是由两个或更多个某些蛋白质是由两个或更多个蛋白质亚基蛋白质亚基( (多肽链多肽链) )通过非共价通过非共价结合而成的，称寡聚蛋白质。有结合而成的，称寡聚蛋白质。有些寡聚蛋白质的分子量可高达数些寡聚蛋白质的分子量可高达数百万甚至数千万。百万甚至数千万。生物化学 主讲 吴石金常用常用6 mol/L6 mol/L的

11、盐酸或的盐酸或4 mol/L4 mol/L的硫酸在的硫酸在105-105-110110条件下进行水解，反应时间约条件下进行水解，反应时间约2020小时。小时。此法的优点是不容易引起水解产物的消旋化。缺此法的优点是不容易引起水解产物的消旋化。缺点是点是色氨酸色氨酸被沸酸完全破坏；被沸酸完全破坏；含有羟基的氨基酸如丝氨酸或苏氨酸有一小部分含有羟基的氨基酸如丝氨酸或苏氨酸有一小部分被分解；被分解；门冬酰胺和谷氨酰胺门冬酰胺和谷氨酰胺侧链的酰胺基被侧链的酰胺基被水解成了羧基。水解成了羧基。生物化学 主讲 吴石金一般用一般用5 mol/L5 mol/L氢氧化钠煮沸氢氧化钠煮沸10-2010-20小时。小

12、时。由于水解过程中许多氨基酸都受到不同程度的破由于水解过程中许多氨基酸都受到不同程度的破坏，产率不高。坏，产率不高。部分的水解部分的水解产物发生消旋化产物发生消旋化。该法的优点是该法的优点是色氨酸色氨酸在水解中不受破坏。在水解中不受破坏。生物化学 主讲 吴石金目前用于蛋白质肽链断裂的蛋白水解酶目前用于蛋白质肽链断裂的蛋白水解酶（proteolytic enzymeproteolytic enzyme）或称蛋白酶）或称蛋白酶（proteinaseproteinase）已有十多种。）已有十多种。应用酶水解多肽不会破坏氨基酸，也不会发生消应用酶水解多肽不会破坏氨基酸，也不会发生消旋化。水解的产物为较

13、小的旋化。水解的产物为较小的肽肽段。段。 最常见的蛋白水解酶有以下几种：最常见的蛋白水解酶有以下几种：生物化学 主讲 吴石金NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽链肽链水解位点水解位点胰蛋白酶胰蛋白酶生物化学 主讲 吴石金NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽链水解位点水解位点糜蛋白酶糜蛋白酶生物化学 主讲 吴石金NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽链水解位点水解位点胃蛋白酶胃蛋白酶生物化学 主讲 吴石金NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽链水解位点水解位点嗜热菌蛋白酶嗜热菌蛋白

14、酶生物化学 主讲 吴石金NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽链水解位点水解位点羧肽酶和氨肽酶羧肽酶和氨肽酶生物化学 主讲 吴石金第四节第四节 生物化学 主讲 吴石金生物化学 主讲 吴石金一、一、Protein的一级结构（的一级结构（primary structure) （一）定义：是指构成蛋白质的各种氨基酸的种类、数量、（一）定义：是指构成蛋白质的各种氨基酸的种类、数量、连接方式连接方式 和排列顺序，由遗传信息（遗传密码）所决定。涉和排列顺序，由遗传信息（遗传密码）所决定。涉及的化学键是肽键和少量的二硫键。及的化学键是肽键和少量的二硫键。 （二）研究意义（二）研究

15、意义 1、从分子水平上研究蛋白质的结构和功能，为蛋白质的、从分子水平上研究蛋白质的结构和功能，为蛋白质的人工合成奠定了物质基础。人工合成奠定了物质基础。 2、诊断遗传病、合成基因探针等高新技术的研究具有重、诊断遗传病、合成基因探针等高新技术的研究具有重要意义。要意义。生物化学 主讲 吴石金生物化学 主讲 吴石金（1 1）测定蛋白质的一级结构的要求）测定蛋白质的一级结构的要求生物化学 主讲 吴石金生物化学 主讲 吴石金生物化学 主讲 吴石金168页以自学为主页以自学为主生物化学 主讲 吴石金生物化学 主讲 吴石金现在已有氨基酸自动分析仪和肽链氨基现在已有氨基酸自动分析仪和肽链氨基酸顺序自动测定仪

16、，对蛋白质多肽氨基酸顺序自动测定仪，对蛋白质多肽氨基酸排列顺序的测定提供了极大的方便。酸排列顺序的测定提供了极大的方便。 生物化学 主讲 吴石金第五节第五节 现在已有氨基酸自动分析仪和肽链氨基酸顺序自动现在已有氨基酸自动分析仪和肽链氨基酸顺序自动测定仪，对蛋白质多肽氨基酸排列顺序的测定提供了极测定仪，对蛋白质多肽氨基酸排列顺序的测定提供了极大的方便。大的方便。 生物化学 主讲 吴石金CysTyrILeGlnAsnCysProLeuGlyNH2SS牛催产素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加压素 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO- +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu- COO- Met-脑啡肽脑啡肽 Leu-脑啡肽脑啡肽生物化学 主讲 吴石金NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽链水解位点水解位点胃蛋白酶胃蛋白酶生物化学 主讲 吴石金NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽链水解位点水解位点羧肽酶和氨肽酶羧肽酶和氨肽酶生物化学 主讲 吴石金一、一、Protein的一级结构（的一级结构（primary structure) （一）定义：是指构成蛋白质的各种氨基酸的种类、数量、（一）