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第三章 蛋白质化学 本章主要内容 蛋白质概述 氨基酸化学 蛋白质的共价结构 蛋白质的三维结构 蛋白质结构与功能 蛋白质的理化性质 重点、难点分析 重点： 蛋白质中的一些基本概念； 二十种氨基酸的结构及三个字母缩写； 氨基酸的两性解离及pI，紫外吸收特性； 肽键的特性、构象与构型的区别；一二三四级结构； 蛋白质的结构与功能的关系（血红蛋白）； 蛋白质的性质。 难点： 蛋白质二、三、四级结构；蛋白质的结构与功能的关系。 3.1 蛋白质概述 蛋白质（protein）是由许多α-氨基酸通过肽键相连形成的生物大分子含氮化合物。 2.蛋白质是一种生物功能的主要体现者P160 缬氨酸(Val) 异亮氨酸(Ile) 亮氨酸(Leu) 苯丙氨酸(Phe) 苏氨酸(Thr) 赖氨酸(Lys) 蛋氨酸(Met) 色氨酸(Trp) 婴儿时期所需: 精氨酸(Arg)、组氨酸(His) 早产儿所需：色氨酸(Trp)、半胱氨酸(Cys) 非蛋白质氨基酸 3.2.3.1 物理性质 1、形态： 常见氨基酸均为无色结晶，其形状因构型而异。 2、溶解性： 各种氨基酸在水中的溶解度差别很大，并能溶解于稀酸或稀碱中，但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。 5、旋光性 氨基酸与碱作用可生成盐，例如与氢氧化钠反应得到氨基酸钠盐。 氨基酸与醇反应，可得到相应的酯。 肽 肽键 多肽链 天然活性肽 蛋白质的一级结构 3.3.1 基本概念 肽：是氨基酸的线性聚合物，也称肽链（peptide chain）。蛋白质是由一条或多条具有确定氨 基酸序列的多肽链构成的生物大分子物质。 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（active peptide）。 如：脑啡肽；激素类多肽；抗生素类多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。 还原型谷胱甘肽（γ－谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，缩写GSH） 牛催产素和牛升压素 促肾上腺皮质激素 脑啡肽 胆囊收缩素 胰高血糖素 问：Ala-Leu与Leu–Ala是否为 同一肽？ 蛋白质的共价结构也称蛋白质的一级结构或初级结构，指多肽链中氨基酸的排列顺序。 蛋白质序列测定 前期准备 蛋白质变性 标记二硫键 末端分析 分析片段 剪切片段 Edman降解 重组序列 拼接序列 确定二硫键 练习： 问：一个四肽，经胰蛋白酶水解得两个片段，一个片段在280nm附近有强的光吸收，并且Pauly反应和坂口反应（检测胍基的）呈阳性。另一片段用溴化氰处理释放出一个与茚三酮反应呈黄色的氨基酸。写出此四肽的氨基酸序列。 作业： 看书168—175页 总结酶法和化学断裂法处理肽链的专一性 通过195页练习题2、4、6、7，加深理解和记忆各种肽链处理法的专一性，掌握肽链一级结构测序的原理和方法。 例：细胞色素C 60 个物种中，有 27 个位置上的氨基酸残基完全不变，是维持其构象中发挥特有功能所必要的部位，属于不变残基。可变残基可能随着进化而变异，而且不同种属的细胞色素 C氨基酸差异数与种属之间的亲缘关系相关。亲缘关系相近者，氨基酸差异少，反之则多（进化树）。 蛋白质的三维结构又称为蛋白质的空间结构或高级结构。是指蛋白质多肽链沿一定方向折叠、盘绕形成的特有空间构象。 ?-折叠有两种类型。一种为平行式（parallel），即所有肽链的N-端都在同一边。另一种为反平行式（ antiparallel ），即相邻两条肽链的方向相反。 3.5 蛋白质结构与功能的关系 自然界中蛋白质主要以球状蛋白质形式存在，然而球状蛋白质的构象不是刚性、静止的，而是柔性、动态的。蛋白质的功能总是跟蛋白质与其他分子（配体）相互作用相联系。 患者血红细胞合成了一种不正常的血红蛋白（Hb-S）它与正常的血红蛋白（Hb-A）的差别：仅仅在于β链的N-末端第6位残基发生了变化。（Hb-A）第6位残基是极性谷氨酸残基,（Hb-S）中换成了非极性的缬氨酸残基。使血红蛋白细胞收缩成镰刀形，易发生溶血，输氧能力下降。（4条链574个AA） 这说明了蛋白质分子组成与功能关系的高度统一性 一个亚基与氧