蛋白质化学课件

蛋白质化学肌红蛋白血红蛋白蛋白质折叠的自由能漏斗

蛋白质(protein)是由许多不同的α-氨基酸按一定的序列通过酰胺键（蛋白质化学中专称为肽键）缩合而成的，具有较稳定的构象并具有一定生物功能的生物大分子

蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基本的结构物质和功能物质。蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎所有的生命活动过程。

第一节蛋白质的化学组成与分类

一般含:C50％～

55%H6％～8％

O20％～23％

N15%～

18%S0%～4%

有些还含微量的P,Fe,Zn,Cu,Mo,I等元素.

N含量在各种蛋白质中比较接近,平均为16%

1g氮相当于6.25g的蛋白质

(6.25常称为蛋白质系数)一、蛋白质的元素组成三聚氰胺含氮量为66.6%，是鲜牛奶的151倍，是奶粉的23倍。

蛋白质平均含N量为16％,这是凯氏(Kjeldahl)定氮法测定蛋白质含量的理论依据：

蛋白质含量＝蛋白氮量×6.251.化学成分

简单蛋白（按溶解度）

结合蛋白（按辅基）清蛋白球蛋白谷蛋白谷醇溶蛋白鱼精蛋白组蛋白硬蛋白核蛋白糖蛋白脂蛋白金属蛋白磷蛋白血红素蛋白黄素蛋白二、蛋白质的分类2.蛋白质功能酶调节蛋白转运蛋白贮存蛋白保护蛋白收缩和游动蛋白结构蛋白支架蛋白3.蛋白质形状球状蛋白质纤维状蛋白质第三节蛋白质的氨基酸组成

一、蛋白质的水解

完全水解得到各种氨基酸的混合物，部分水解通常得到多肽片段。1.酸水解方法：常用6mol/LHCl或4mol/LH2SO4，回流煮沸约20h。优点：不引起消旋作用，得到的是L-氨基酸。缺点：色氨酸被沸酸完全破坏；含有羟基的氨基酸（丝氨酸、苏氨酸）有一小部分被分解；天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解成羧基。2.碱水解

方法：一般用5mol/LNaOH

煮沸10～

20h。

优点：色氨酸在水解中不受破坏。

缺点：多数氨基酸受到不同程度的破坏，产生消旋现象，得到的是D-和L-氨基酸的混合物。此外，引起精氨酸脱氨（生成鸟氨酸和尿素）。3.酶水解方法：用于蛋白质肽链断裂的蛋白水解酶（或称蛋白酶,proteinase）已有十多种，常用的有胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶（或称糜蛋白酶）及胃蛋白酶等。优点：不产生消旋作用，也不破坏氨基酸。缺点：使用一种酶往往水解不彻底，需几种酶协同作用才能使蛋白质完全水解。该法主要用于部分水解。二、氨基酸(aminoacid)

的结构通式

除脯氨酸（亚氨基酸）外，其他19种均具有如下结构通式：不变部分侧链，可变部分－－蛋白质是由20种基本氨基酸组成的除脯氨酸外，均为α-氨基酸除甘氨酸外，均为手性氨基酸三、氨基酸的分类（一）按R基的化学结构分类

可分为三类：脂肪族、芳香族和杂环族

1、脂肪族氨基酸（15种）

●

含一氨基一羧基的中性氨基酸（5种）甘氨酸Gly,G丙氨酸Ala,A缬氨酸Val,V亮氨酸Lue,L异亮氨酸Ile,I丝氨酸(Ser,S)苏氨酸(Thr,T)半胱氨酸(Cys,C)甲硫氨酸(Met,M)●●

含羟基或硫氨基酸(一氨基一羧基)（4种）●●●

酸性氨基酸(一氨基二羧基)及其酰胺（4种）天冬氨酸(Asp,D)谷氨酸(Glu,E)天冬酰胺(Asn,N)谷氨酰胺(Gln,Q)●●●●碱性氨基酸(二氨基一羧基)（2种）赖氨酸(Lys,K)精氨酸(Arg,R)组氨酸(His,H)杂环2、芳香族氨基酸（3种）苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸（Tyr,Y）色氨酸（Trp,W）3、杂环氨基酸（2种）组氨酸（His,H）脯氨酸（Pro,P）说明：关于杂环氨基酸和杂环亚氨基酸色氨酸（Trg,W）组氨酸（His,H）脯氨酸（Pro,P）芳香族氨基酸杂环亚氨基酸杂环氨基酸（二）按R基的极性性质分类

20种基本氨基酸可分成以下4组：

1、非极性R基氨基酸（8种）

Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Met、Pro、Trp2、不带电荷的极性R基氨基酸（7种）

Ser、Thr、Tyr

含羟基；

Asn、Gln

含酰胺基；

Cys

含巯基（-SH）；

Gly

（因α-C上的H受易解离的α-氨基和α-

羧基的影响，体现不出极性，故有的书中将其列为非极性类）3、极性带正电荷的R基氨基酸（3种）3种碱性氨基酸：Lys、Arg、His

在pH7时带正电荷

♦在pH6.0时，His的R基50%以上质子化，但pH7.0时，质子化的分子不到10%。

His是唯一的R基的pKa值在7附近的氨基酸

4、极性带负电荷的R基氨基酸（2种）

2种酸性氨基酸：Asp、Glu3个有个性的氨基酸

1）脯氨酸（Pro）因为是一个环状的亚氨基酸,它的氨基和其它氨基酸的羧基形成的肽键有明显的特点,较易变成顺式肽键.2）甘氨酸（Gly）是唯一的在α-碳原子上只有2个氢原子,没有侧链的氨基酸.为此它既不能和其它残基的侧链相互作用，也不产生任何位阻现象,进而在蛋白质的立体结构形成中有其特定的作用.3）半胱氨酸(Cys)它的个性不仅表现在其侧链有一定的大小和具有高度的化学反应活性，还在于两个Cys

能形成稳定的带有二硫（桥）键的胱氨酸。二硫键不仅可以在肽链内，也可以在肽链间存在。更有甚者，同样的一对二硫键能具有不同的空间取向。

二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号据营养学分类

必需AA非必需AA据R基团化学结构分类

脂肪族AA芳香族AA(Phe、Tyr、Trp)杂环AA(His、Pro、Trp)据R基团极性分类极性R基AA非极性R基AA（８种）不带电荷（７种）带电荷带正电荷（３种）带负电荷（２种）据氨基、羧基数分类一氨基一羧基AA一氨基二羧基AA(Glu、Asp)二氨基一羧基AA(Lys、His、Arg)人体必需氨基酸

Lys

Trp

Phe

Val

Met

Leu

Ile

Thr（三）不常见的蛋白质氨基酸

存在于少数蛋白质中特殊的氨基酸。含硒半胱氨酸只存在于含硒蛋白之中；而吡咯赖氨酸仅存在于一些真细菌和古细菌体内，作为与产甲烷代谢有关的某些酶的组分。特例：二者均非蛋白质合成后修饰而成。（四）非蛋白质氨基酸

大多是蛋白质中存在的L型α-氨基酸的衍生物，是在蛋白质生物合成后由相应的基本氨基酸修饰而来。但有一些是β、γ或δ-氨基酸，且有些是D-型氨基酸。细菌细胞壁组成中的肽聚糖中的D-氨基酸：

D-谷氨酸、D-丙氨酸抗生素短杆菌肽S中含有D-苯丙氨酸。γ-羧基谷氨酸存在于凝血酶原中;羟脯氨酸存在于胶原蛋白中;N-甲基赖氨酸存在于肌球蛋白中。β-丙氨酸是遍多酸(泛酸,一种维生素)的前体成分

γ–氨基丁酸（GABA）是传递神经冲动的化学介质（抑制性递质）L-鸟氨酸、L-瓜氨酸是尿素循环的中间体第四节氨基酸的重要理化性质和功能一、氨基酸的性质（一）一般物理性质

α-氨基酸为无色晶体，熔点极高(一般在200℃以上)。氨基酸在水中的溶解度差别很大（半胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸在水中的溶解度很小）,在稀酸或稀碱中溶解最好,但绝大多数不能溶解于有机溶剂(通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出)。脯氨酸能溶于乙醇或乙醚中,且极易溶于水而潮解。α-氨基酸有的无味、有的味甜、有的味苦、谷氨酸的单钠盐有鲜味(味精的主要成分)。(氨基酸的味感与其立体构型有关。D-氨基酸多带有甜味，甜味最强的是D-色氨酸，可达蔗糖的40倍；L-氨基酸有甜、苦、鲜、酸四种不同味感。)

大米的香味是由于胱氨酸的存在；啤酒的苦味，其原因之一是由于三个支链氨基酸的存在。1、两性解离和等电点

两性离子是指在同一个氨基酸分子上带有能放出质子的-NH3+正离子和能接受质子的-COO-负离子。氨基酸在晶体和水中以两性离子形式存在，在溶液中极少为中性分子。氨基酸是两性电解质。

（二）氨基酸的解离

pH=pI

净电荷=0

pH<pI净电荷为正pH>pI净电荷为负CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3++H++

OH-+H++

OH-(pK´1)(pK´2)

在一定pH条件下,氨基酸分子中所带的正电荷数和负电荷数相等,即净电荷为零,在电场中既不向阳极也不向阴极移动,此时溶液的pH值称为该种氨基酸的等电点(isoelectricpoint，pI)。－－氨基酸的等电点是它呈现电中性时所处环境的pH值.（1）等电点的概念（2）氨基酸等电点的计算

氨基酸的pI可由其分子上解离基团的解离常数来确定。

可见，氨基酸的pI值等于该氨基酸的两性离子两侧的基团pK′值之和的二分之一。pI

=2pK´1+pK´2一氨基一羧基AA的等电点计算：pI

=2pK´2+pK´3二氨基一羧基AA的等电点计算：pI

=2pK´1+pK´2一氨基二羧基AA的等电点计算：一氨基一羧基AA的等电点计算，以甘氨酸为例:一氨基二羧基氨基酸等电点的计算,以Glu为例:二氨基一羧氨基酸的等电点的计算,以Lys为例：A.等电点时，氨基酸的溶解度最小，易沉淀。

利用该性质可分离制备某些氨基酸。例如谷氨酸的生产，即将微生物发酵液的pH值调至3.22（谷氨酸的等电点）而使谷氨酸沉淀析出。B.利用各种氨基酸的等电点不同，可通过电泳法、离子交换法等在实验室或工业生产上进行混合氨基酸的分离或制备。

（3）等电点理论的应用2、R基团的疏水性

氨基酸的疏水性直接影响到蛋白质的折叠。－－在水溶液中，这是驱动蛋白质分子折叠的动力之一。

侧链疏水度侧链疏水度IleValLeuPheCysMetAlaProGlyThr4.54.23.82.82.51.91.81.6－0.4－0.7Ser

TrpTyrHisGluGlnAspAsnLysArg－0.8

－0.9－1.3－3.2－3.5－3.5－3.5－3.5－3.9－4.5表氨基酸侧链的疏水度

氨基酸是离子化合物，但在溶液状态时，存在下列平衡：化学反应中可用左边的结构式表示氨基酸。

氨基酸分子的α-氨基、α-羧基均能参加反应，有的侧链R基团也能参加反应。

（三）氨基酸的化学反应

（1）α-羧基参加的反应①成盐、成酯、成酰氯和成酰胺反应

该反应使氨基酸的氨基被活化氨基酸与碱作用即生成盐。氨基酸的羧基被醇酯化，形成相应的酯。②脱羧基反应③蛋白质合成的氨基酸活化反应①与亚硝酸的反应

在标准条件下测定生成的N2体积，即可计算出氨基酸的量。用途：是范斯莱克（VanSlyke）法测定氨基氮的基础,可用于氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定室温（2）α-氨基参加的反应

注：Pro为亚氨基酸，与亚硝酸无反应。②与甲醛的反应

用NaOH滴定★氨基酸甲醛滴定法(概念)

在甲醛存在的情况下对氨基酸进行滴定的方法

●判断蛋白质水解或合成的进度③与2,4-二硝基氟苯（DNFB）的反应－－烃基化反应

2，4-二硝基苯氨基酸，黄色（DNP-氨基酸，可用乙酸乙酯或乙醚抽提）

多肽或蛋白质N端氨基酸的α-氨基也能与DNFB反应，生成DNP-多肽或DNP-蛋白质。后者用酸水解时，所有肽键被打开，可得到黄色的DNP-氨基酸。该反应由F.Sanger（英）首先发现，并用于鉴定多肽或蛋白质的N-端氨基酸，阐明了胰岛素的一级结构。（故DNFB亦称作Sanger试剂）－－蛋白质N端氨基酸测定的方法之一5-二甲氨基萘磺酰氯(简称丹磺酰氯或DNS-Cl

)代替DNFB试剂5-二甲氨基萘磺酰氨基酸有强烈的荧光，可用荧光光度计快速检出，灵敏度高。酰化试剂苯氨基硫甲酰氨基酸(PTC-氨基酸，无色)

苯硫乙内酰脲氨基酸(PTH-氨基酸,无色,可用乙酸乙酯抽提)④

与异硫氰酸苯酯(PITC)的反应－烃基化反应

Edman（瑞典）首先使用该反应鉴定多肽或蛋白质的N-端氨基酸。蛋白质多肽链N端氨基酸的α-氨基可与PITC反应生成PTC-蛋白质,在酸性溶液中，它释放出末端的PTH-氨基酸和比原来少了一个氨基酸残基的多肽链－－－称为Edman降解反应。（故PITC亦称作Edman试剂）。

该反应在多肽和蛋白质的氨基酸序列分析方面占有重要地位－－多肽顺序自动分析仪，一次可连续测出60个以上的氨基酸顺序。

（3）

α-氨基和α-羧基参加的反应①与茚三酮的反应茚三酮水合茚三酮+3H2O水合茚三酮(无色)NH3CO2RCHO+还原型茚三酮(弱酸)加热水合茚三酮+NH3+还原型茚三酮

蓝紫色化合物λmax=570nmα-氨基酸与茚三酮的总反应式脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生黄色物质，其余所有的α-氨基酸与茚三酮反应均产生蓝紫色物质。加热黄色，λmax=440nm

②成肽反应－－缩合反应——这是多肽和蛋白质生物合成的基本反应（4）侧链R基参加的主要反应①

Cys巯基（-SH）参加的反应－－性质很活泼A.

很容易被氧化形成二硫键（－S－S－）作用：氧化还原反应可使蛋白质分子中二硫键形成或断裂。B.

与过甲酸、碘代乙酸的反应②

Pauly反应——可用于检测TyrTyr的酚基可以与重氮化合物，如重氮苯磺酸，结合生成橘黄色化合物－－Pauly反应橘黄色③His的咪唑基与重氮盐（重氮苯磺酸）的反应棕红色附：咪唑基的性质

组氨酸含有咪唑基，其pK2值为6.0，在生理条件下具有缓冲作用。组氨酸中的咪唑基能够发生多种化学反应。可以与ATP发生磷酰化反应，形成磷酸组氨酸，从而使酶活化。组氨酸的咪唑基也能发生烷基化反应。生成烷基咪唑衍生物，并引起酶活性的降低或丧失。④羟基参加的反应作用：可用于修饰蛋白质（酶）。二异丙基氟磷酸

Ser和Thr

的羟基能够与酸作用形成酯。在蛋白质分子中，Ser常与磷酸结合。

Ser是大多数蛋白水解酶活性中心的主要组分，多种酰基化试剂能与酶活性中心的Ser羟基作用，导致酶的失活。Ser⑤甲硫基参加的反应－－Met侧链上的甲硫基是一个强的亲核中心，易与卤代烷等发生亲核取代反应形成烷基化产物。（四）氨基酸的旋光性●20种常见氨基酸中，除甘氨酸外均含有一个手性-碳原子，都具有旋光性。●比旋光度是氨基酸的重要物理常数之一，是鉴别各种氨基酸的重要依据。

氨基酸的构型－都有D-型和L-型2种立体异构体L-丙氨酸D-丙氨酸L-(－)甘油醛D-(＋)甘油醛L-丙氨酸D-丙氨酸

蛋白质中发现的氨基酸都是L-型的（故习惯上书写氨基酸都不注明构型和旋光方向）。（五）氨基酸的光谱性质光吸收性质

参与蛋白质组成的20种氨基酸在可见光区都无光吸收，但在红外区和远紫外区(<220nm)均有光吸收。

在近紫外区(220～300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力，因为它们含有苯环共轭π键系统。

Phe：max=257nm，257=2.0×102mol-1•L•cm-1

Tyr：max=275nm，275=1.4×103

mol-1•L•cm-1Trp：max=280nm，280=5.6×103mol-1•L•cm-1

蛋白质因含有Tyr、Phe、Trp,也有紫外吸收能力,一般最大吸收在280nm波长处。分光光度计定量分析依据Lambert-Beer定律：A=Log1/T=LogIo/I=εCL入射光强度Io透射光强度I样品池(溶液浓度mol/L)检测器单色器光源二、氨基酸的功能

1、作为寡肽、多肽和蛋白质的组成单位；

2、作为多种生物活性物质的前体；

(Arg→NO；His→组胺；Trp→褪黑激素)3、作为神经递质；(Glu：脑组织中一种兴奋性神经递质)4、氧化分解产生ATP；

5、作为糖异生的前体。注意阅读教材P.11-12：个别氨基酸的侧链性质和对蛋白质功能的贡献第五节氨基酸的分离和分析一、电泳举例：Glu、Asp、Ala、Leu

、His、Lys4种氨基酸的混合样品，在pH6.0时，泳动方向及相对速度。

Glu

AspAlaLeuHisLyspI3.222.976.025.987.599.74

氨基酸的分离与分析是测定蛋白质分子组成和结构的基础。Ala、Lys和Asp的电泳分离二、层析

层析即色层分析又称色谱(chromatograph)

固定相（静相）(stationaryphase)

流动相(mobilephase)

1891年Nerst提出分配定律，即：当一种溶质在两种互不相溶的溶剂中分配时，在一定温度下达到平衡后，溶质在两相中的浓度比为一常数称为分配系数(Kd)

。

物质分配不仅在互不相溶的两液相间分配，

也可以在固相-液相间或在气相-液相间分配。层析系统中的静相可以是固相、液相或固-液相混合相（半液体）；流动相可以是液相或气相，它充满于固定相的空隙中，并能流过固定相。

有效分配系数KeffKeff

=某一物质在流动相中的总量某一物质在固定相中的总量根据层析的分离原理分类：吸附层析法分配层析法离子交换层析法凝胶层析法（排阻层析法）亲和层析法疏水层析法根据层析的操作方式分类：柱层析法薄层层析法纸层析法薄膜层析法高效液相层析法（HPLC）1、柱层析－－分配层析可以同检测器、记录仪、馏分收集器、输液泵构成层析系统。2、薄层层析－－吸附层析分辨率高、所需样品量微、层析速度快薄层层析介质——纤维素粉、硅胶和氧化铝粉盖子层析缸层析板溶剂3、纸层析－－分配层析Rf主要与R基的极性有关，溶剂的pH可影响R基的极性，氨基酸与滤纸的吸附作用也影响Rf。纸层析中的Rf值Rf=XY溶剂前沿氨基酸显色点滤纸原点4、离子交换层析－－一种用离子交换树脂作支持剂的层析方法离子交换层析分离氨基酸的原理氨基酸的离子交换分离原理若pI>pH，两性离子带净正电荷，若pI<pH，两性离子带净负电荷。差值越大，所带的净电荷越多。用氨基酸自动分析仪分析氨基酸混合物的洗脱曲线（阳离子交换剂）。洗脱的先后顺序取决于氨基酸的所带电荷与离子交换树脂的静电吸引和疏水相互作用两者的综合作用的结果。

离子交换反应是可逆的，当提高洗脱液的pH和离子强度时，降低了氨基酸与阳离子交换树脂之间的亲和力，所以各种氨基酸就以不同的顺序被洗脱下来。使用强酸型阳离子交换树脂分离氨基酸混合物时，酸性和极性较大的氨基酸先被洗脱下来，接着是中性氨基酸，最后洗脱下来的是碱性氨基酸。一、肽的概念、分类和命名

1.肽键（peptidebond）：一个氨基酸的α-羧基与另一氨基酸的α-氨基脱水缩合而成的键第五节肽的结构与功能

peptide（一）概念2.肽（peptide）：氨基酸通过肽键相连而形成的聚合物（也常称作肽链－peptidechain）

构成肽的氨基酸由于参加肽键的形成已非原来完整的分子，故称氨基酸残基（residue）。（二）肽的分类

1.寡肽（oligopeptide）：由2－10个氨基酸残基缩合成的肽

2.多肽(polypeptide):由12－50个氨基酸残基缩合成的肽，典型的多肽Mr<1043.蛋白质(protein):由50个以上的氨基酸残基缩合成的肽,可由一条或几条多肽链组成生物大分子,Mr>104(一般以胰岛素的Mr5733为下限)除少数环状肽链外，在多肽链的一端含有一个游离的-氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有一个游离的-羧基，称为羧基端或C-端。

（三）肽的书写法

在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列,这种排列顺序称为肽链的氨基酸序列。按照惯例，肽链序列是从N-端的氨基酸残基开始，以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。即左边为N端，右边为C端。NH2

-甘-丙-谷……组-甲硫-COOH

C-末端

N-末端

123n-1n或H-Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu-OH或SGYAL（四）肽的命名命名为丝氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸1、寡肽的命名2、多肽和蛋白质的命名一般是根据其来源或/和功能进行命名。举例：胰高血糖素，血红蛋白二、肽键的结构与性质

1.肽键

2.肽键的性质(4点)

（1）肽键中的C-N键具有部分双键性质(40%)，不能自由旋转。

（2）与肽键相关的6个原子处于同一平面。

（3）在大多数情况下，以反式结构存在。图X-Pro

之间的反式肽键和顺式肽键

（4）肽键中氮原子上的孤对电子与羰基具有明显的共轭作用，是一个共轭杂化体。N带部分正电荷，O带部分负电荷。酰胺平面对肽链结构的限制酰胺平面的存在，使得肽链中的任何一个氨基酸残基只有2个角度可以旋转。由C-N单键旋转的角度被称为

(phi)，C-C单键旋转的角度被称为

(psi)。当一条肽链上所有氨基酸残基的和确定以后，该肽链主链骨架的基本走向也就确定了。三、寡肽的理化性质离子晶体，熔点高两性解离－－解离基团：α-氨基、α-羧基、R-基可解离基团双缩脲反应（biuretreaction）－－是肽和蛋白质所特有的一个反应（生成紫红色或蓝紫色复合物，可用分光光度法定量测定蛋白质或多肽）

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，在很低浓度下发挥效力，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。商业合成的二肽：L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯，是1种人造甜味剂。四、几种天然存在的活性肽1、谷胱甘肽(

glutathione,GSH)GSH容易氧化，二分子GSH脱氢以二硫键相连成氧化型的谷胱甘肽（GSSG）谷胱甘肽是某些酶的辅酶，在体内氧化还原过程中起重要作用

γ-肽键

GSH与GSSG间的转换H2O22H2OGSHGSH过氧化物酶还原酶2GSHGSSGNADP+NADPH+H+2、催产素和升压素

催产素:使子宫和乳腺平滑肌收缩促进遗忘升压素

:促进血管平滑肌收缩，升高血压、抗利尿激素

环状部分参与学习记忆的巩固

直链部分参与记忆的恢复过程3、促肾上腺皮质激素（ACTH）－39肽

大脑分泌的ACTH参与意识行为的调控；腺垂体分泌的ACTH主要作用于肾上腺皮质－－刺激肾上腺皮质的生长和肾上腺皮质激素的合成、分泌

4、脑肽－5肽

有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物

从猪脑中分离出一种31肽的具有较强的吗啡样活性与镇痛作用的β-内啡肽。

人类的β-内啡肽第23，27位分别为Va1、His,而31位是Gln。β-内啡肽降解产物：第1～17位的片段称为γ-内啡肽，无鸦片样活性也无镇痛作用，但显示出行为效应，具有抗精神分裂症的疗效。

5、胆囊收缩素——一种由33个氨基酸组成的肽

6、胰高血糖素——29肽

调控肝糖原降解产生葡萄糖，以维持血糖浓度；引起血管舒张，抑制肠蠕动及分泌7.α-鹅膏蕈碱－－环状8肽

抑制真核细胞RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ的活性

L-Leu－D-Phe－L-Pro－L-Val

L-OrnL-Orn

L-Val－L-Pro－D-Phe－L-Leu

短杆菌肽S(环十肽)(毒性较大，LD50为17mg/kg(大鼠腹腔注射)，现已很少使用)8.抗生素类多肽：短杆菌肽S

由细菌分泌的多肽，含有D-氨基酸和一些不常见氨基酸，如鸟氨酸(Ornithine,缩写为Orn)。生长激素释放抑制激素10肽内皮素21肽心钠素28肽促肾上腺皮质释放激素41肽生长激素释放激素44肽甲状旁腺素84肽神经肽——P物质和脑啡肽抗生素肽——短杆菌肽A，博莱霉素9.其它活性肽活性肽在核糖体上合成，由特定基因编码不在核糖体上合成，无特定基因10.基因工程产品神经生长因子118个氨基酸γ-干扰素127～134个氨基酸α-干扰素165～166个氨基酸白细胞介素Ⅱ133个氨基酸促红细胞生成素157个氨基酸

五、蛋白质的分子大小

相对分子质量(relativemolecularmass,Mr)很大,变化范围在6000～1000000

或更大一些。蛋白质有单体蛋白质和寡聚/多聚蛋白质之分。第六节蛋白质的结构关于蛋白质结构的组织层次一级结构(primarystructure):也称蛋白质的共价结构,指多肽链的氨基酸序列,也包括多肽链中连接氨基酸残基的共价键(主要是肽键和二硫键)。二级结构（secondarystructure）:多肽链主链借助氢键折叠和盘绕成的有规则的构象。（－－只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键，与侧链R的构象无关）三级结构（tertiarystructure）：在二级结构基础上，多肽链借助各种非共价键弯曲、折叠成的特定空间构象。（－－包括多肽链中所有原子的空间排布）四级结构（quaternarystructure）:由数条具有独立的三级结构的多肽链通过非共价键缔合而成的聚合体结构。超二级结构（或称基序、模体，supersecondarystructure,motif）：蛋白质结构中，若干相邻的二级结构元件（主要是α-螺旋和β-折叠片）彼此相互作用，形成种类不多的、有规则的、在空间上可辨认的二级结构组合体，在多种蛋白质中充当三级结构的构件。结构域（domain）:多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状体，是球状蛋白质的折叠单位。

蛋白质空间结构包括其二、三、四级结构。每一种天然蛋白质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。(一个蛋白质分子为获得复杂结构所需的全部信息都包含于一级结构即多肽链的氨基酸序列中内因)一、蛋白质的一级结构一级结构是对多肽链中连接氨基酸残基的所有共价键（－－主要是肽键和二硫键）的描述。一级结构中最重要的要素是氨基酸的序列。关于肽链中的二硫键（一）蛋白质一级结构举例1.胰岛素

1953年

Sanger(英)报道了胰岛素的一级结构，这是第一个被确定一级结构的蛋白质。（1）作用：动物胰脏β-细胞分泌的一种分子量较小的蛋白质激素，有降低血糖含量的作用。(2)结构：

51个氨基酸分子量：5700-6000

两条链：

A链－21肽，

B链－30肽。

3对二硫键用了大约10年时间和近100g蛋白质。2.核糖核酸酶20世纪50年代末，美国StanfordMoore等人完成了牛胰核糖核酸酶的全顺序分析。（1）结构：124个氨基酸,分子量12600,单一肽链,4对-S-S-键。（2）作用：水解核糖核酸磷酸二酯键。3.人血红蛋白α-和β-链的氨基酸顺序

α-链141氨基酸

β-链146氨基酸肌红蛋白链153氨基酸

α-和β-链相同的氨基酸：63个

α-、β-和肌红蛋白三者相同的有19个测定蛋白质一级结构的意义：

有助于理解蛋白质的高级结构和功能；可在分子水平上研究生物进化。（二）测定蛋白质一级结构(测序)的策略（1）测定蛋白质分子中多肽链的数目（2）拆分蛋白质分子的多肽链（3）断开多肽链内的二硫键（4）分析每一多肽链的氨基酸组成√（5）鉴定多肽链的N-末端和C-末端残基√（6）裂解多肽链成较小的肽段（用2种或几种不同的断裂方法）√（7）测定各肽段的氨基酸序列√（8）利用重叠肽段推断(重建)完整多肽链的氨基酸序列√（9）确定二硫键的位置

简言之，蛋白质必须首先裂解成可测定的足够小的单个片段，然后通过各片段的重叠序列构建出起始蛋白质的一级结构。1、N-和C-末端氨基酸残基分析N-末端分析已学：二硝基氟苯法，丹磺酰氯法，最常用的为异硫氰酸苯酯法

（三）蛋白质测序的常用方法图N-末端分析－－2,4-二硝基氟苯法黄色图N-末端分析－－Edman降解法C-末端分析（1）肼解法NH2NH2100℃

＋肼化物能与苯甲醛缩合成水不溶性的沉淀,而利于C-端氨基酸分离（2）还原法

多肽链C-末端的氨基酸，可用硼氢化锂还原成相应的α-氨基醇。肽链完全水解后，分析C-末端的α-氨基醇。（3）羧肽酶法－－最有效、最常用氨基酸的释放量(mol)反应时间羧肽酶法鉴定肽链C-末端残基及C-末端序列常用的四种羧肽酶羧肽酶A、B、C及Y

－－分别来自牛胰、猪胰、柑橘叶、面包酵母羧肽酶A：当C-末端为Pro、Arg

和Lys

时，或

倒数第二个是Pro时，该酶均不能作用。羧肽酶B：只水解以Arg

和Lys为C-末端残基的肽键，但要求倒数第二个不是Pro。羧肽酶A、B混合物：当倒数第二个不是Pro时,

能水解释放除Pro以外的任一C-末端残基。羧肽酶Y：可作用于任何一个C-末端残基的肽键

——设计自动化序列仪-AA-AA-Lys-AA-AA-Arg-AA-AA-Pro-AA-AA-pro-AA羧肽酶A不能作用-AA-AA-Lys-AA-AA-Arg羧肽酶B能作用羧肽酶A、B均不能作用（1）过甲酸氧化法半胱氨磺酸衍生物2、二硫键的断裂主要有2种方法

（2）巯基化合物还原法巯基乙醇或二硫苏糖醇8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍

＋可以用碘乙酸等烷基化试剂保护生成的半胱氨酸的-SH，以防其重新被氧化+HI+S-羧甲基衍生物→3、氨基酸组成的分析主要采用酸水解方法，同时辅以碱水解以测定Trp。图氨基酸自动分析仪记录的氨基酸混合物分析结果4、多肽链的部分裂解和肽段混合物的分离纯化

裂解时要求断裂点少、专一性强、反应产率高。

（1）酶裂解法举例：几种蛋白水解酶（内肽酶）的专一性

胰蛋白酶（trypsin）:只断裂Lys或Arg残基的羧基参与形成的肽键。（但若Lys、Arg的羧基与Pro相连，该酶不能作用。）

胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶,chymotrypsin):断裂Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸残基的羧基端肽键。（但若与它们的羧基相连的是Pro，该酶不能水解。）

胃蛋白酶（pepsin）:断裂点两侧的残基都是疏水性氨基酸（如Phe-Phe）葡萄球菌蛋白酶（Glu蛋白酶）:在磷酸缓冲液（pH7.8）中时，能从Glu和Asp残基的羧基端断裂肽键。在碳酸氢铵缓冲液（pH7.8）或醋酸铵缓冲液（pH4.0）时，只断裂Glu残基羧基端的肽键。（最有效和应用最广的蛋白酶之一）梭菌蛋白酶（Arg蛋白酶）：专门裂解Arg羧基端肽键（2）化学裂解法

◆溴化氰断裂溴化氰只断裂由Met残基的羧基端形成的肽键

(水解的结果产生1个C末端为高丝氨酸内酯的肽和1个带有新的N末端残基的肽)◆羟胺断裂

NH2-OH在pH9下能专一性地断裂Asn-Gly之间的肽键。但专一性不强，Asn-Leu及Asn-Ala键也能部分断裂。（3）肽段的分离纯化

常用：凝胶过滤、凝胶电泳、高效液相色谱等方法5、肽段氨基酸序列的测定3种测定肽段序列的方法●

Edman降解法（传统方法）●

C端降解法（经硫氰酸铵和醋酸酐处理）●质谱法6、肽段在多肽链中次序的决定重叠肽段拼凑法重建多肽链序列7、二硫桥位置的确定——对角线电泳

一般采用胃蛋白酶处理原来的含二硫键的多肽链，利用双向电泳（对角线电泳）技术，分别对用过甲酸处理前、后的肽段进行电泳，分离出各个肽段，将每个肽段进行组成及顺序分析，然后同其它方法分析的肽段进行比较，确定二硫键的位置。对角线电泳图谱（注：两个方向的电泳条件完全相同）胃蛋白酶水解含二硫键的蛋白质混和肽段点到滤纸中央第一向电泳滤纸暴露于过甲酸蒸气中，使二硫键断裂第二向电泳第二向电泳第一向电泳小结：蛋白质序列分析中的重要方法和技术测定N-末端残基的苯异硫氰酸酯（PITC）法；分析C-末端残基的羧肽酶法；用于多肽链局部断裂的酶裂解和CNBr

化学裂解；断裂二硫桥的疏基乙醇/二硫苏糖醇处理；测定肽段氨基酸序列的Edman化学降解和电喷射串联质谱技术；重建多肽链一级序列的重叠肽拼凑法用于二硫桥定位的对角线电泳等。

蛋白质顺序测定基本战略将肽段顺序进行叠联以确定完整的顺序

将肽段分离并测出顺序专一性裂解末端氨基酸测定二硫键拆开纯蛋白质（四）根据基因碱基序列推定多肽的氨基酸序列

原理：根据已得到的某种蛋白质基因的核苷酸序列，推导出其决定的氨基酸序列。

(术语：推定/推测蛋白质putativeprotein)优点：快速、无需纯化蛋白质、基因易分离测序缺点：无法确定经后加工的蛋白质的最终序列、被修饰的氨基酸和二硫键的位置

美国Rockefeller大学BruceMerrifield于1963年创立多肽固相合成法。1984年诺贝尔化学奖得主（五）肽与蛋白质的化学合成：固相肽的合成关于构型与构象构型（configuration)：指在具有相同结构式的立体异构体中取代基团在空间的相对取向，不同构型的互变涉及共价键的断裂和形成。如氨基酸的L-型和D-型之间的互变。构象（conformation)：指具有相同结构式和相同构型的分子中各个原子和基团在空间里可能的多种形态（即它们间的相对位置），构象形态间的互变不涉及共价键的变换。二、蛋白质的空间结构

正常情况下，蛋白质并非以完全伸展的多肽链存在，而是以紧密折叠的结构存在。

一个特定蛋白质行使其功能的能力通常是由它的三维结构或构象决定的。

蛋白质的天然折叠结构决定于3个因素：

①与溶剂分子（一般是水）的相互作用

②溶剂的pH和离子组成

③蛋白质的氨基酸序列－－最重要的因素

一级结构便于序列上相邻部分之间短程相互作用的形成，也便于相隔部分之间长程相互作用的出现研究蛋白质构象的方法

观察晶体结构——

X射线衍射法

研究溶液中蛋白质构象的方法——

核磁共振（NMR）圆二色性荧光偏振拉曼光谱扫描隧道显微技术肽单位平面结构－肽单元(peptideunit)

参与构成肽键的6个原子（C1、C、O、N、H、C2）被约束在同一个平面上，C1和C2处于平面对角，这样的平面单位称为肽平面。

一般地，肽平面几乎总是取反式构象，即连续的Cα原子分布在连接它们的肽链对侧。但在与Pro残基相连的肽键中,由于立体位阻的干扰减小,蛋白质中约10％的Pro残基取顺式肽键。

肽链的骨架可看成一长串通过单键连接α-碳原子和肽平面交替的长链－－即每一个α碳原子两侧各连一个肽平面

由G.N.Ramachandran发明的Ramachandran图（拉氏图），通过Ψ对Φ作图，可以获得Φ和Ψ的允许值，指出多肽链的允许构象。（一）蛋白质的二级(Secondary)结构定义：是指肽链的主链在空间的排列，或规则的几何走向、旋转及折叠。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。类型：主要有螺旋、折叠、转角、凸起、无规卷曲等。维系二级结构的化学键：氢键（次级键）

1.螺旋（-helix）－－LinusPauling

和RobertCorey

于1951年提出此模型区分左右手螺旋(1)结构要点：

①肽链骨架围绕一个轴螺旋延伸；

②自发形成螺旋，骨架上n位氨基酸残基的C=O与n+4位残基上的－NH之间形成氢键。由氢键封闭的环是13元环：

③每隔3.6个残基螺旋上升一圈，螺距0.54nm;Ns=3.613

④α螺旋主要是右手螺旋；

⑤氨基酸残基的R基团伸向螺旋外侧，不参与螺旋的形成。但其大小、形状和带电状态能影响螺旋的形成与稳定。α-螺旋的横截面（绿色圆圈表示R基团）(2)形成因素：与AA组成和排列顺序直接相关。(3)多态性：多数为右手螺旋(较稳定)，亦有少数左手螺旋存在(不稳定)；存在尺寸不同的螺旋，如3.010、2.27、4.416。

(4)影响α螺旋稳定的因素:②R基团较大(如Phe、Trp)，特别是β-碳原子上具有分支（如Ile、Leu、Val、Thr

）不利于形成-螺旋。

③连续存在带相同电荷基团的残基时，同性电荷相斥，如Glu和Asp、Lys和Arg。

①Pro由于-亚氨基上的H参与肽键形成后,再无H参与链内氢键形成而使螺旋中断;

Gly由于无侧链的约束,也不利于-螺旋形成。(5)分布：

存在于α-角蛋白（纤维状蛋白质）中，球状蛋白质中也普遍存在。-螺旋2.折叠（-pleatedsheet）或折叠结构或片或构象

Pauling等人1951年首先提出(1)特征A.

折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿状折叠构象。B.-碳原子总是处于折叠的角上，氨基酸的R基团交替分布在片层的两侧。C-C

键（即侧链）几乎垂直于折叠片平面。C.

折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都参与链间氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。(2)类型

①平行式:所有肽链的N-末端都在同一侧。

（重复距离为0.65nm,每个氨基酸残基上升0.325nm）

②反平行式:相邻两条肽链的方向相反.(稳定)

（重复距离为0.7nm,每个氨基酸残基上升0.347nm）♦♦蛋白质中的折叠片含2股到12股肽链以上,平均含6股.每股含残基数可多达15个,平均为6个.平行式反平行式(3)分布大量存在于丝心蛋白和-角蛋白中。－－

折叠无弹性，不易被拉长；－－螺旋拉长变成-折叠。羊毛具有弹性是由于羊毛纤维是由三股右手-螺旋一起绕同一轴左旋成大螺旋（超螺旋），经拉长后使螺旋变成折叠。♦♦在

折叠中出现频率较高的氨基酸残基有Val、Ile、Phe、Tyr、Trp和Thr。同一条肽链的不同肽段不同的肽链不同的蛋白质构成β折叠的β股来源Raf蛋白和Rap蛋白通过β折叠形成二聚体3.转角(-turn)—也称β弯曲(-bend)或发卡结构(hairpinstructure)

蛋白质分子的多肽链上常出现180°的回折，这种陡然改变方向的肽段即β转角，它是一种非重复性结构。β转角通常位于球状蛋白质分子的表面，因此含有极性的和带电荷的氨基酸残基。（因为在这里改变多肽链方向的阻力较小）已发现，蛋白质的抗体识别、磷酸化、糖基化和羟基化位点经常出现在转角和紧靠转角处。(1)特征：

♦肽链骨架以180o回折，改变了肽链的方向；♦在转角部分涉及四个氨基酸残基:n位氨基酸残基的-C=O与n+3位氨基酸残基的-NH-之间形成氢键；

♦

Gly

和Pro

往往出现在β转角部位;（－－Gly残基侧链为H原子，能很好地调整其他残基的空间位阻，适于充当多肽链大幅度转向的成员；Pro残基的环状侧链的固定取向有利于转角的形成）

♦

β转角有利于反平行β折叠的形成。(2)3种类型：以Ⅰ型转角更为常见Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型有重复的二面角，Φ和Ψ分别等于-60°和-30°，与310螺旋相同。4.β凸起(-bulge)

由于β折叠股中额外插入一个氨基酸残基，使原来连续的氢键结构被打破，从而使肽链产生一种弯曲凸起的结构即β凸起。

特征：

♦

β凸起主要出现在反平行β折叠中；♦β凸起能改变多肽链的走向，但没有β转角那样明显。5.无规卷曲(randomcoil)—又称自由回转或自由绕曲♦

泛指那些不能被归入明确的二级结构如折叠片或螺旋的松散多肽区段。它们是一种有序的非重复性结构。

♦经常构成蛋白质的功能部位，如酶的活性中心在某种程度上和上述的规则的二级结构相仿，对蛋白质多变的结构和纷繁的功能有所贡献。将相邻二级结构连结在一起的环结构（黄色）（环一般位于球状蛋白质的表面，人们越来越倾向于将环视为一种独立的二级结构形式）

细胞色素C的三级结构无规则卷曲小结－－常见蛋白质二级结构的稳定性和功能比较

1）稳定性：右手α螺旋>β折叠>β转角>无规卷曲

2）功能：蛋白质的功能部位与酶的活性中心通常由无规卷曲充当，α右手螺旋和β折叠一般只起支持作用。

特别提示：蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。氨基酸残基的侧链影响二级结构的形成，一段肽链其氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋或β-折叠，它就会出现相应的二级结构。

（二）蛋白质的超二级结构和结构域超二级结构此概念是由RossmanM.G.

于1973年首次提出

在蛋白质分子中特别是球状蛋白质分子中，经常可以看到由若干相邻的二级结构元件（主要是α螺旋和β折叠片）组合在一起，彼此相互作用，形成种类不多的、有规则的二级结构组合或二级结构串，在多种蛋白质中充当三级结构的构件，称为超二级结构(super-secondarystructure)或模体、基序（motif）、折叠花式、折叠单位。常见超二级结构类型

发卡α螺旋－环－α螺旋EF手相结构α螺旋-环-α螺旋也被称为EF手相α螺旋-环-α螺旋也被称为EF手相超二级结构的主要类型（1）αα是一种α螺旋束，如由两股平行或反平行排列的右手螺旋段互相缠绕而成的左手卷曲螺旋（coiledcoil）或称超螺旋；是α-角蛋白（纤维蛋白原）、肌球蛋白、原肌球蛋白的主要结构构件

（2）βαβ

最简单的βαβ组合又称βαβ单元

最常见的βαβ组合是3段β股和两段α螺旋又称Rossman折叠（βαβαβ）（3）ββ——实际上，为反平行式β折叠片最简单的ββ超二级结构是β发夹

β曲折希腊钥匙拓扑结构2.结构域♦结构域（structuraldomain）或域（domain）是一个在蛋白质分子内的相对独立的球状结构和/或功能模块，它是由若干个结构模体组成的相对独立的球形结构单位，通常是独自折叠形成的，与蛋白质的功能直接相关。♦最常见的结构域含有序列上连续的100~200个残基，少至40个左右，多至400个以上。♦是球状蛋白质独立的折叠单位——对于较小的蛋白质或亚基，结构域和三级结构是一个意思，即它们是单结构域。♦结构域分类

①全α结构

②全β结构

③α,β结构

④富含金属或二硫键的小蛋白结构图双结构域蛋白质肌钙蛋白－－使蛋白质看上去呈两叶状双结构域蛋白质3-磷酸甘油醛脱氢酶－－两个结构域不同结构域的出现是蛋白质进化史的一个重大事件其意义：从结构角度看，为多肽链折叠成复杂的三级结构提供更为合理的途径；从功能角度看，许多多结构域的酶，其活性中心都位于结构域之间的一段柔性的连接肽链上（即“铰链区”），易于结构域发生相对运动，这将有利于活性中心结合底物和对底物施加应力，也有利于变构酶发挥变构调节效应。马鞍形折叠片丙糖磷酸异构酶（平行/）由βαβ二级结构组装成的β-圆桶侧面顶面丙酮酸激酶结构域1由βαβ二级结构组装成的β-圆桶血红蛋白β亚基(反平行)图由α-螺旋组装成螺旋束结构域木瓜蛋白酶结构域1在球状蛋白质中,α-螺旋组装成螺旋束（下图）（三）蛋白质的三级结构指多肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕、卷曲和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次级键和二硫键维系的完整的三维结构。－－即多肽链上所有原子在三维空间的分布。(P.30

各种表示三维结构的模型)三级结构通常由模体和结构域组成。表示蛋白质三维结构的六种模型肌红蛋白（myoglobin,Mb）是哺乳动物肌细胞贮存和分配氧的蛋白质除去血红素的脱辅基肌红蛋白称珠蛋白（globin）肌红蛋白分子呈扁平的梭形，大小约4.5nm×3.5nm×2.5nm。8个螺旋段大体上组装成两层血红素（铁卟啉）非共价地结合于肌红蛋白分子的疏水空穴中卟啉环中心的铁原子有6个配位键，第6配位被O2分子占据肌红蛋白中的血红素对CO的亲和力比O2约大250倍－－

CO是一种很强的毒物(0.1%即窒息!)肌红蛋白三级结构肌红蛋白是单结构域蛋白质1、维系三级结构稳定的化学键

次级键——氢键、疏水键、离子键、范德华力、金属配位键；共价键——二硫键2、球状蛋白质三维结构的特征

虽然纤维状蛋白质在各种生物体内含量丰富也很重要，但它们的种类只占自然界中蛋白质的很小一部分，球状蛋白质远比它们多得多。♦球状蛋白质三维结构的特征（1）含多种二级结构元件（2）具有明显的折叠层次（3）是致密的球状或椭球状实体（4）疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子表面（5）分子的表面有一个空穴或裂沟－－常是结合底物、效应物等配体并行使生物功能的活性部位（四）蛋白质的四级结构

作为四级结构组分的肽链称为亚基(subunit)或单体。每个亚基都有自己的三级结构。四级结构的内容包括亚基的种类、数目、空间排布及亚基间的相互作用。1、四级结构的定义和内容

四级结构是指一些特定三级结构的多肽链通过非共价键而形成大分子体系时的组合方式。

促甲状腺素：1α-亚基＋1β-亚基血红蛋白：2α-亚基＋2β-亚基亚基是肽链，但肽链不一定是亚基：通过二硫键连接的肽链不能视作亚基，如α-胰凝乳蛋白酶中的3条肽链、胰岛素中的2条肽链，通过二硫键连接成分子。亚基特点：

①独立存在的亚基无活性；

②亚基间呈特定的三维空间排布，依赖次级键维持其结构稳定；

③蛋白质分子中亚基可相同(同源寡聚体)，也可不同(异源寡聚体)。两个亚基的结构

血红蛋白四级结构示意图血红蛋白分子近似球形，大小为4.5nm×3.5nm×2.5nm。α链和β链的三级结构与肌红蛋白链的三级结构非常相似。α链141个氨基酸残基位置中只有27位置的残基对于人的这3种多肽链（α链、β链、肌红蛋白链）是共有的。血红蛋白内部非极性残基的位置变化相当大。但这种变化只是一种疏水残基被置换成另一种疏水残基（如Val→Ile）而已。因此，分子内部的疏水特性总是被保留下来。2、稳定四级结构（驱动四级缔合）的作用力

氢键、疏水键、范德华力、离子键。

（某些蛋白质如免疫球蛋白G，亚基间有二硫键维系）3、四级结构形成的意义（－－蛋白质形成寡聚体的生物学意义）（1）通过减少蛋白质表面积和体积的比率来提高蛋白质的稳定性；（2）提高遗传经济性和效率；（3）使催化基团汇集在一起，以形成完整的催化部位；（4）具有别构效应；（5）减少在翻译时出错的机会；（6）提高选择性；（7）有利于包装。（五）纤维状蛋白质1、α-角蛋白

α-角蛋白来源于动物的毛发、角、鸟喙和爪子。α螺旋左手超螺旋

原纤丝

初原纤维2、丝心蛋白——β-角蛋白

β-角蛋白主要来源于蚕丝和蜘蛛丝中的丝心蛋白3、胶原蛋白胶原蛋白或称胶原(collagen),是动物体内含量最丰富的蛋白质，它也属于结构蛋白质，使骨、腱、软骨和皮肤具有机械强度。胶原蛋白至少包括四种类型，称胶原蛋白I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。下面主要讨论皮肤胶原蛋白（I型）。腱的胶原纤维具有很高的抗张强度(tensilestrength)，约为20-30kg／mm2，相当于12号冷拉钢丝的拉力。骨骼中的胶原纤维为骨骼提供基质，在其周围排列着羟基磷灰石(hydroxyapatite)[磷酸钙聚合物Ca10(PO4)6(OH)2]结晶。脊椎动物的皮肤含有编织比较疏松、向各个方向伸展的胶原纤维。血管亦含有胶原纤维。胶原蛋白的氨基酸组成与典型的球状蛋白有很大的不同。如皮肤胶原蛋白有含量很高的Gly（33％）和Pro（13％），并含有不常见的氨基酸：羟脯氨酸和羟赖氨酸。催化氨基酸羟化反应的羟化酶需要维生素C的存在。Vc缺乏，易发生牙龈出血、创伤不易愈合等病变。基本单位：原胶原蛋白（可溶的）原胶原蛋白的分子量300000,由3条同样长短的肽链组成缆状的3股螺旋三股左手螺旋→右手超螺旋，长280nm，直径1.5nm重复单位：Gly-x-y

每3.3个残基螺旋一圈，每个残基上升0.29nm，链间氢键并与螺旋轴垂直。（注：三股螺旋比α螺旋伸展）（每个Gly残基的N-H与邻链x残基的C=O形成氢键；Hyp残基的-OH也参与链间氢键的形成）胶原蛋白的结构3条α链绞合形成原胶原(tropocollagen)

I型胶原:Gly-Pro-Y/Gly-X-Hyp

体积最小的Gly位于螺旋的内部，Pro和Hyp的侧链位于3股螺旋的表面。

胶原蛋白富含Gly和Pro的性质使得它难以形成α螺旋，但有规律重复的Gly-Pro-Hyp三联体序列促进了三条胶原蛋白链之间形成另一种螺旋——三股螺旋。胶原蛋白生物体内胶原蛋白网一、蛋白质变性与功能丢失

蛋白质各自所特有的高级结构，是表现其物理性质和化学特性以及生物学功能的基础。

当天然蛋白质受到某些物理因素和化学因素的影响，其分子内部原有的高级构象发生变化，蛋白质的理化性质和生物学功能都随之改变或丧失，但并未导致其一级结构的变化，这种现象称为变性（denaturation）。第七节蛋白质的变性与折叠*蛋白质变性学说，我国生物化学家吴宪在1931年提出。天然蛋白质分子因环境的种种关系，从有序而紧密的结构，变为无序而松散的结构，这就是变性。他认为天然蛋白质的