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生物化学第二章蛋白质化学蛋白质化学 第三节　蛋白质的一级结构 蛋白质的相关概念 肽的命名、书写及特点 测序过程 一、相关概念 1.蛋白质的一级结构（Primary structure）:又称为共价结构或化学结构。它是指蛋白质中的氨基酸（残基）的种类、排列顺序及连接方式。 特点： ①具有部分双键的性质,不可以旋转 ②肽键比一般的碳-氧键短； ③与肽键相连的氢原子和氮原子呈反式； 2.肽键(peptide bond) 　 一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基缩水形成的酰胺键（共价）键，称为肽键。 3.肽(peptide) 　一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩水形成的化合物，称为肽。在蛋白质分子中，氨基酸借肽键连接起来，形成肽链。 肽和肽键的形成 肽单位 肽键 肽平面 4.残基(residue) 肽链分子中的每一个氨基酸，由于相互连接而失去一分子水，与原来的结构相比，分子稍有残缺，因此通常把肽链分子中的每一个氨基酸单位称为氨基酸残基(128/110). 二、 肽的命名及书写 1.命名： 　习惯：按数量的多少、按来源 　系统：某氨基酰某氨基酰……某氨基酸 2.书写：从N(H)到C (OH) ，具方向性 　三字母符号或单字母符号表示，中间用“·”或“-”表示。例如:Gly-Glu-Lys-Ala (甘氨基酰谷氨基酰赖氨基酰丙氨酸) 当两个氨基酸通过肽键相互连接形成二肽，在N端仍然有游离的氨基和C端有游离的羧基，每一端连接更多的氨基酸。氨基酸能以肽键相互连接形成长的、不带支链的寡肽和多肽。 多肽仍然有游离的α-氨基和α-羧基。 少于10AA称为寡肽，多于10AA称为多肽或聚肽。 分子量大于10000d称为蛋白质，小于10000d称为多肽。 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，常称为活性肽。 实例：谷胱甘肽(glutathione,GSH) 短杆菌肽;脑啡肽； 　　 　　促甲状腺素释放因子（TRH） ?-天冬氨酸-苯丙氨酸甲酯（甜味剂） 激素类多肽；抗生素类多肽；蛇毒多肽等。 重要的肽 GSH的作用 解毒作用：与毒物或药物结合，消除其毒性作用； 参与氧化还原反应：作为重要的还原剂，参与体内多种氧化还原反应； 保护巯基酶的活性：使巯基酶的活性基团-SH维持还原状态； 维持红细胞膜结构的稳定：消除氧化剂对红细胞膜结构的破坏作用。 3.肽的理化特点： ①肽键的酰氨氢不解离，肽的酸碱性质主要决定于肽键中的游离末端α-NH2、α-COOH及侧链R基上的可解离基团； ②肽中末端α-羧基的pKa值比游离氨基酸的大，末端 α-氨基的pKa值比游离氨基酸的小(?)； ③游离的α-氨基、 α-羧基和R基可发生与氨基酸中相应的类似反应，如茚三酮反应等； ④蛋白质部分水解后所得的肽若不发生消旋，则具有旋光性，短肽的旋光度约等于组成氨基酸的旋光度之和，较长的肽的旋光度则不是简单加和。 二、蛋白质一级结构测定步骤 测序前提： 样品必须是均一的(纯度大于97%) 必须知道它的相对分子量，其误差允许在10%以内 ?????? 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.断开链内二硫键 　　 4.分析每条多肽链的氨基酸组成比及数目????? 5.鉴定多肽链的N、C瑞残基 　 6.裂解多肽成小的肽段 　 7.测各肽段的氨基酸序列 　 8.重建完整多肽链的一级结构 　 9.确定二硫键的位置 测序过程 (一) N末端 测定 二硝基氟苯（DNFB）法： 肽游离末端NH2与DNFB反应生成DNP-肽→黄色DNP-氨基酸 丹磺酰氯（DNS）法： 用DNS取代DNFB，生成DNS-氨基酸 苯异硫氰酸（PITC）法： 生成PTH-氨基酸，从肽上断裂下来 氨肽酶法：外切酶，但效果不好 氨肽酶法 氨肽酶是一类外切酶，它从肽链的N末端逐个向里切。 最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶 也会遇到N末端氨基封闭，用焦谷氨酸氨肽酶处理。 C- 末端 测定 肼解法： 最重要的化学方法，肽与肼反应，除C-末端氨基酸游离外，其他氨基酸转变为氨基酸酰肼化物 还原法： C-末端氨基酸用硼氢化锂还原成相应的α-氨基醇 羧肽酶法： 最有效、最常用 羧肽酶A 羧肽酶B 羧肽酶Y 羧肽酶C 氨基酸酰肼可以与苯甲醛作用变成水不溶性二苯基衍生物而沉淀 Gln Asn Cys等不易测出，末端Arg变成鸟氨酸 羧肽酶法 本方法目前最有效。 从羧基端开始向里逐一水解蛋白质 羧肽酶A：释放除Pro，Arg和Lys以个的所