生物化学蛋白质结构课件

1、多肽与蛋白质a多肽的分子量足够大、具有一定空间结构和构象时，就成为蛋白质。b一级结构和化学结构：一级结构，aa的序列。化学结构，肽链的数目、端基组成、aa序列、-S-S-的位置、等等（共价结构）。c一级结构，从N端到C端的aa的排列顺序。第四节蛋白质的结构（一）蛋白质的一级结构2．一级结构的测定——序列测定前的准备工作：样品的纯度>97%相对分子质量允许误差10%——一级结构的测定主要用小片段重叠的原理1蛋白分子中多肽链的数目2拆分蛋白分子中的多肽链3测多肽链的氨基酸组成4N端和C端的测定5断裂二硫键6多肽链的断裂7测定各肽段的氨基酸顺序8确定肽段在多肽链中的次序9确定二硫键的位置。——找重叠肽从而推断整个肽链的氨基酸序列——肽段的分离和氨基酸序列测定——二硫键位置的确定对角线电泳（二）蛋白质的高级结构

1．维持蛋白质高级结构的主要作用力——化学键

氢键离子键疏水键范德华引力二硫键配位键X-射线衍射法、核磁共振、光谱法（红外光谱、紫外差光谱、荧光光谱）、旋光色散法、园二色性、氢同位素交换法等。

维持蛋白质构象的次级键2．蛋白质空间结构的研究方法——多肽和蛋白质：当多肽的分子量大到足够具有一定的空间结构时就称为蛋白质。3、蛋白质的结构层次——结构层次：一级结构二级结构超二级结构结构域三级结构四级结构4.蛋白质的二级结构(1)α-螺旋1950年美国Pauling等人在研究纤维状蛋白质时，提出了α-螺旋，后来发现在球状蛋白质分子中也存在α-螺旋。0.15nm100º0.5nm——蛋白质的二级结构是指多肽链本身的折叠和盘绕方式。氢键；稳定性：同电荷、Pro、Gly、大R。氢键(3)β-转角

(β-turn)

β-转角是指蛋白质分子的多肽链经常出现180º的回折，在回折角上的结构就称β-转角，也称发夹结构，或称U形转折。由第一个氨基酸残基的C=O与第四个氨基酸残基的N—H之间形成氢键。(4)无规卷曲

无规卷曲：指表面上看没有规律性的肽链结构，但许多蛋白质的功能部位常常埋伏在这里。(5)胶原纤维胶原蛋白中的一种特殊二级结构：甘氨酸、脯氨酸（羟脯氨酸）、其它氨基酸组成的三肽单位重复单位——左手螺旋——三股螺旋进一步形成右旋的超螺旋结构。(6)二级结构举例

——α-角蛋白——丝蛋白——胶原蛋白5.蛋白质的超二级结构和结构域

（1）超二级结构：是1973年Rossmann提出的，它是指二级结构的基本结构单位（α-螺旋，β-折叠等）相互聚集，形成有规律的二级结构的聚集体。已知的超二级结构主要有αα，βαβ，ββ

。6.蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构：是指在二级结构基础上，多肽链再进一步折叠盘绕成更复杂的空间结构，三级结构主要靠非共价键来维持。1963年kendrew等通过x-射线衍射分析，测得鲸肌红蛋白空间结构(1)一条多肽链折叠盘绕成近球状构象。(2)80%α-螺旋（A…H），其余无规卷曲，(3)亲水基——表面，疏水基团——内部。(4)血红素辅基垂直伸出分子表面，通过一个His残基和分子内部相连。7.蛋白质的四级结构

四级结构：是指蛋白质的亚基聚合成大分子蛋白质的方式亚基：是指一条多肽链或以共价链连接在一起的几条多肽链组成的蛋白质分子的最小共价结构单位。英国科学家Max.Perutz：血红蛋白（hemoglobin），四个亚基组成，2个α-亚基，2个β-亚基，每个亚基由一条多肽链与一个血红素辅基组成。４个亚基以正四面体的方式排列，彼此之间以非共价键相连（主要是离子键、氢键）

。（一）蛋白质一级结构与功能的关系

1．镰刀状红细胞贫血病（sickle-cellanemia）第五节蛋白质的结构与功能HbAβ-链：Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys…HbSβ-链：Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys…1954年指纹图谱蛋白质和氨基酸：与氨基酸相似，大分子，新性质。第六节蛋白质的性质（一）胶体性质

亲水胶体：水化层、电荷；电泳：移动的速度v=E·Zf加酸沉淀蛋白质、加中性盐沉淀蛋白质、加有机溶剂沉淀蛋白质、加重金属盐沉淀蛋白质、加生物碱试剂沉淀蛋白质。

（二）沉淀作用

（三）大分子性质

凝胶过滤、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳；沉降作用：沉降系数，单位离心场中的沉降速度。

1S=10-13秒。1-200S

蛋白质分子的可解离基团;等电点：特征参数；蛋白质等电点的测定——等电聚焦（四）酸碱性质和等电点(五)变性作用（denaturation）

1．变性的概念和理论：吴宪；从紧密有序结构→松散无序；2．变性因素：加热、紫外线、X-射线、超声波等；酸、碱、有机溶剂、蛋白变性剂（尿素、盐酸胍）、重金属盐等。

生物活性全部或部分丧失、侧链基团暴露，可滴定基团增加、物理化学性质的改变、生化性质的改变、变性的可逆性、凝固作用。（一）前处理——细胞破碎和抽提破碎：机械方法，高速组织捣碎器、玻璃匀浆器、研缽中或球磨机上磨等、还有超声法、反复冻融法、自溶等方法。溶剂抽提。（二）粗分级——分离

盐析（盐溶）、等点沉淀、有机溶剂沉淀、吸附、透析超滤。第七节蛋白质的分离、纯化和鉴定超滤法是最近几年发展起来的一种新技术，利用分子大小不同，来分离蛋白质。（四）鉴定1．纯度鉴定常用的方法有电泳法、超离心法等。还有恒溶度法。2．通过分子量确定鉴定（1）SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳——亚基的分子量在电场上移动的速度完全取决于蛋白质分子的大小。（2）凝胶过滤法

（3）离心沉降3．等电点的测定4．生物活性的测定第八节蛋白质的分类（一）根据蛋白质分子的形状：球状蛋白质；纤维状蛋白质（二）根据组成和溶解度：单纯蛋白质和结合蛋白质（三）根据功能

1.活性蛋白质（activeprotein）

包括生命活动过程中一切有活性的蛋白质以及它们的前体分子，绝大多数蛋白质属于活性蛋白质：酶、激素蛋白、运输蛋白（转运蛋白）、贮存蛋白、运动蛋白、保护或防御蛋白、受体蛋白、控制生长和分化蛋白、毒蛋白、膜蛋白等。2.非活性蛋白质（passiveprotein）

对生物体起支持和保护作用，主要指硬蛋白包括胶原蛋白、角蛋白、丝蛋白、弹性蛋白等。复习参考一、蛋白质化学蛋白质的元素组成特点和基本结构组成单位，氨