2.蛋白质I

nullnull第二章 蛋白质的共价结构null一、蛋白质通论null （一）、蛋白质的化学组成 碳 50% 氢 7% 氧 23% 氮 16% 硫 0-3% 其它微量元素（包括磷，金属元素等，这些是蛋白质的辅助成份或修饰成份）null在这些化学元素中，氮的含量在不同蛋白质中很稳定 (16%)，所以可以根据氮元素的含量测定蛋白质的含量： 蛋白质含量＝蛋白质氮X6.25 这是蛋白质定量分析的理论基础，经典的蛋白质含量测定方法就是先测定蛋白质氮的含量，再根据上述公式计算蛋白质的含量。 三聚氰胺事件null（二）、蛋白质的分类nullI. 按理化性质分: (英国Physiological Society, 1907) 1. 单纯蛋白 (simple protein) 1). albumin 溶于水、盐、酸、碱溶液, 加热凝固 (血清) 2). globulin 溶于盐、酸、碱溶液, 加热凝固 (血清) 3). glutelin 溶于酸、碱溶液 (谷种) 4). prolamin 溶于70-90%酒精、酸、碱溶液 (谷种) 5). scleroprotein 不溶 (毛、发、爪、皮肤) 6). histone 溶于水、酸溶液 (细胞核) 7). protamine 溶于水、酸溶液 (精子) 2. 复合蛋白 (conjugated protein) 1). nucleoprotein 含五碳糖或脱氧五碳糖 (细胞核) 2). phosphoprotein 含有磷酸 (以酯的形式) (动物细胞、体液) 3). lipoprotein 含lipid (动植物细胞) 4). chromoprotein 含带Fe,Cu等金属的有机色素 (动植物细胞) 5). glucoprotein 含糖及其衍生物 (动植物细胞) 3. 衍生蛋白质 (derived protein) i). primary protein derivatives 天然蛋白质经少量变形后的产物 1). gelatin collagen加酸水解产物 2). protean 水溶性蛋白质经水、酶、稀酸作用而不溶化 3). metaprotein 经稀酸、稀碱变性后的蛋白质 4). coagulated protein 机械搅拌, 加酒精后形成的不溶物 ii). secondary protein derivatives 进一步分解后的变性蛋白质 1). primary proteose 溶于水, 加热不凝固, 易盐析 2). secondary proteose 溶于水, 加热不凝固, 难盐析 3). peptone 溶于水, 加热不凝固, 不能盐析 4). peptide 氨基酸的组成和序列一定的小分子蛋白质的经典分类法蛋白质经典分类null 1. 酶类, 占细胞内蛋白质种类的绝大部分 2. 运输蛋白, 如albumin, hemoglobin, transferrin等 3. 收缩运动蛋白, 如actin, myosin, tubolin等 4. 激素蛋白, 如insulin, growth hormone等 5. 细胞激动素(cytokinin), 如EGF, PDGF, IL-2等 6. 受体蛋白, 如insulin receptor, rhodopsin等 7. 毒素蛋白, 如cholera toxin, ricin, pertussis t. 8. 营养贮藏蛋白, 如prolamine, glutelin等 9. 防御蛋白, 如IgG等 10.结构蛋白, 如keratin, collagen等按功能的蛋白质分类法按功能的蛋白质分类对蛋白质化学有突出贡献的Nobel奖获得者对蛋白质化学有突出贡献的Nobel奖获得者1902年 H.E.Fischer (德，化) 肽键理论，多肽合成 1910年 A.Kossel (德，医) 组氨酸、组蛋白的发现，碱基的发现 1915年 W.H.Bragg/W.L.Bragg (德，物） 用X射线测定晶体物质结构 1926年 T.Svedberg (瑞，化) 用超离心手段蛋白质的分子量 1946年 J.B.Summer (美，化) 蛋白质酶的结晶，证明酶的本质为P 1948年 A.W.K.Tiselius (瑞，化) 电泳装置的开发，血清蛋白的研究 1952年 A.J.P.Martin/R.L.M.Synge (英，化〕分配层析发明，氨基酸的分离 1954年 L.Pauling (美，化) 蛋白质二级结构，抗原抗体反应理论 1958年 F.Sanger (英，化) 胰岛素一级结构的测定 1962年 M.F.Perutz/J.C.Kendrew (英，化) X射线确定蛋白质的立体结构 1972年 G.M.Edelman/R.R.Porter (美，医〕抗体的化学构造与功能的解明 1972年 W.H.Stein/S.More (美，化) RNase的一级结构和活性中心的解明 1972年 C.B.Anfinsen (美，化) 蛋白质的一级结构决定其立体结构 1998年 S.B.Prusiner (美，医) Prion:蛋白立体机构的变化导致疾病蛋白质化学Nobel获奖者null单纯蛋白（Sample protein) 结合蛋白(conjugated protein)蛋 白 质null单纯蛋白清蛋白球蛋白谷蛋白谷醇溶蛋白组蛋白鱼精蛋白硬蛋白null结合蛋白糖蛋白脂蛋白磷蛋白金属蛋白血红素蛋白核蛋白黄素蛋白null蛋白的功能酶调节蛋白储藏蛋白收缩和游动蛋白结构蛋白转运蛋白支架蛋白保护蛋白异常蛋白null（三）、蛋白质的形状和大小null蛋白的形状纤维状蛋白 长轴：短轴大于10球状蛋白 长轴：短轴小于10膜蛋白 结合在膜上nullnull哺乳类肌红蛋白null生长因子受体null 蛋白质的大小与分子量 蛋白质的分子量变化较大，从6000到1,000,000道尔顿（dolton）。蛋白质的分子量可以通过实验予以测定，通常也可根据氨基酸的数目估计： 蛋白质的分子量（dolton）＝氨基酸残基数X110 但对于结合蛋白上述公式不适应。蛋白质的结构层次 1952年丹麦人Linderstrom-Lang最早提出蛋白质的结构可以分成四个层次: primary structure 一级结构： 氨基酸序列 secondary structure 二级结构： α螺旋，β折叠 tertiary structure 三级结构：所有原子空间位置 quanternary structure 四级结构： 蛋白质多聚体 1969年正式将一级结构定义为氨基酸序列和双硫键的位置。 介于二级结构和三级结构之间还存在超二级结构（二级结构的组合）和结构域（在空间上相对独立）这两个层次。 蛋白质的结构层次蛋白质结构层次nullβ-折叠结构 （β-pleated sheet） 蛋白质的结构层次null三级结构null微管蛋白的四级结构血红蛋白的四级结构null 1.酶 2.结构成分 3.氨基酸的贮藏 4.运输功能 5.运动 (五）蛋白质的功能 6.激素 7.免疫 8.信息传递 9.基因达调控 null二、肽由氨基酸聚合而成的线性结构叫肽链（peptide chain)，蛋白质就是由一条或多条肽链组成。蛋白质的共价结构也即是肽链的结构。 蛋白质的共价结构有时也称一级结构。但根据IUPAC的规定蛋白质的一级结构指肽链的氨基酸顺序。 null （一）、肽和肽键的结构 1.蛋白质是由氨基酸通过肽键连接起来的多肽链分子，肽键是它的连接方式。蛋白质一级结构中的另一种共价结构是二硫键。它使同一条链内或两条链间的两个巯基形成二硫键。 2.肽键的结构 3.有关肽的名称 多肽，环肽，阅读方向，氨基酸残基 4.肽键的性质 刚性，反式 肽键将氨基酸与氨基酸头尾相连肽键将氨基酸与氨基酸头尾相连肽键与氨基酸null一起看课本p164 nullnull脯氨酸null（二）肽的物理与化学性质null 1.带电性 短肽：酸碱性由末端的α—氨基和α—羧基和R基团的可解离基团决定，滴定曲线相似于氨基酸的滴定曲线。其中α—氨基的pK值较游离氨基酸小，α—羧基的pK值较游离羧基大，R-基团变化不大。 长肽或蛋白质：酸碱性由R-基团决定。 电荷计算：根据R基团在某一pH值时的解离状态确定； 等电点计算：同样，先写解离式，再根据pK值进行计算。 null 2.化学性质 α—氨基，α—羧基和R基团与游离氨基酸一样，同样有茚三酮反应，还有肽键特有的反应——双缩尿反应。 3.旋光性 短肽为各氨基酸的旋光度的总和，而长肽不等于其总和。 null （三）、天然肽 有许多种生物活性：激素，抗生素等。 肽激素，α—鹅膏蕈碱，谷胱甘肽。 nullnullnullnull三、蛋白质一级结构测定略null四、蛋白质氨基酸序列与生物学功能的关系null（一）同源蛋白质的物种差异与生物进化1.蛋白质的同源性（sequence homology) 2.不变残基（invariant residue) 3.可变残基（varible residue)基于共同祖先假设而来null细胞色素C的进化 真核生物细胞色素C有100个左右氨基酸残基。其中有28个位置的氨基酸是不变的，其中17位和14位上的Cys和70-80位的氨基酸是不变的nullnull（二）同源蛋白质的起 源共同性 null（三）蛋白质断裂与激活nullnullnullnullnullnullnull胰岛素的加工过程nullEND!