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蛋白质的一级结构

目录CONTENTS一、蛋白质一级结构定义二、蛋白质一级结构的决定因素三、蛋白质一级结构的确定

一、蛋白质一级结构定义

一、蛋白质一级结构定义蛋白质分子的一级结构是指蛋白质分子的多肽链上各种氨基酸残基的排列顺序。肽键是一级结构中连接氨基酸残基的主要化学键，有的蛋白质还含有二硫键。人胰岛素的一级结构

二、蛋白质一级结构的决定因素

二、蛋白质一级结构的决定因素蛋白质中氨基酸的排列顺序是由DNA分子中的遗传信息，即DNA分子中核苷酸的排列顺序所决定的。不同蛋白质分子的多肽链数量及长度差别很大，有些蛋白质分子有一条多肽链，有的蛋白质分子有两条或多条多肽链。蛋白质的生物合成示意图

二、蛋白质一级结构的决定因素在不同生物体或同一机体内行使相同或相似功能的蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性，称为同源蛋白。通过比较同源蛋白氨基酸序列的差异可以研究不同物种间的亲缘关系和进化历史，亲缘关系越远，同源蛋白的氨基酸顺序差异就越大。CYP450CYP450是自然界中用途最广泛的生物催化剂之一，存在于所有生物体内。在哺乳动物中，这类酶氧化类固醇、脂肪酸以及异生物质（如药物、毒素等），对清除各种化合物以及激素合成和分解都很重要。因为酶的同源性，科学家会采用动物实验预测药物在人体中的反应。实验中，需要注意种属差异性，选择合适的物种进行动物实验，才能得到可靠的结果。例如青霉素对豚鼠和对小鼠的毒性截然不同。

二、蛋白质一级结构的决定因素A8A9A10B30种属A8A9A10B30人ThrSerIleThr牛AlaSerValAla猪ThrSerIleAla羊AlaSerIleAla马ThrGlyIleAla狗ThrSerIleAla鸡HisAsnThrAla鸭GluAsnProThr胰岛素在A8、A9、A10和B30位置上的氨基酸差异人胰岛素

二、蛋白质一级结构的决定因素不同动物种类的胰岛素氨基酸序列大多数都相同，表明它们在功能上有重要作用，被称为固定残基。A链的第8、9、10残基和B链的第30残基可被替换，这些替换并不影响蛋白质的生物学特性。以往人们使用免疫排异较小的猪和牛胰岛素来治疗人类糖尿病，其中，猪胰岛素比牛胰岛素更合适。随着基因工程技术的发展，利用工程菌或修饰猪胰岛素可得到人胰岛素并已用于临床。蛋白质中某一氨基酸被其他有类似极性的氨基酸替换称作保守性替换，如胰岛素A10的异亮氨酸被缬氨酸替换，常见于不同动物种类同一蛋白质一级结构中。如果用其他不同极性的氨基酸替代，将极大地改变整个分子的特性，除非替换发生在非重要区域内，这种替换称作非保守性替换。

三、蛋白质一级结构的确定

蛋白质一级结构的测定包括以下几个步骤：①测定蛋白质分子中多肽链的数目；②拆分蛋白质分子中的多肽链；③测定多肽链的氨基酸组成；④断裂链内二硫键；⑤分析多肽链的N末端和C末端；⑥多肽链部分裂解成肽段；⑦测定各个肽段的氨基酸顺序；⑧确定肽段在多肽链中的顺序；⑨确定多肽链中二硫键的位置。三、蛋白质一级结构的确定

蛋白质一级结构的测定常用方法包括：测定N末端的DNFB法、DNS法、PITC法等；测定C末端的羧肽酶法；用于多肽链局部断裂的酶裂解和CNBr化学裂解；断裂二硫桥的巯基乙醇处理；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以及用于二硫键定位的对角线电泳等。三、蛋白质一级结构的确定

最常用的多肽链测序方法有：Edman反应及质谱分析三、蛋白质一级结构的确定010203多肽链的N端与异硫氰酸苯酯反应通过质谱技术及与标准品对比，鉴定该氨基酸种类酸性条件剪切N端氨基酸衍生物理论上Edman法可不断重复直至测定整个多肽链序列，但反应产生的杂质会阻止下一次Edman反应进行，因此该法只能测定多肽链中30~40个氨基酸。多于该数量的多肽链需要事先被水解成小片段。水解方法包括酶法和化学法。

三、蛋白质一级结构的确定蛋白质测序时的重叠肽段法：将肽链降解成一套大小不等的肽段，将各个肽段分离并测序。再用另一种部分水解方法水解成另一套肽段，比较两套肽段的氨基酸顺序，根据其重叠部分拼凑出整个肽链的氨基酸顺序。NH3+-Ala-Leu-Tyr-Met-Gly-Arg-Phe-Ala-Lys-Ser-Glu-Asn-COO-胰蛋白酶糜蛋白酶溴化氰

基因克隆技术用DNA或mRNA序列推测蛋白质的氨基酸序列，这是得到蛋白质氨基酸序列较快的方法。但由于基因中有编码区（外显子）和非编码区（内含子），并且翻译得到蛋白质后还存在包括剪切、糖基化等结构修饰过程，因此这种方法并不能得到准确结果。不过，科学家会利用所测得的蛋白质序列