第三章蛋白质的结构与功能

第三章第三章 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能教学要求教学要求 掌握蛋白质的生物学重要性。掌握蛋白质的分子掌握蛋白质的生物学重要性。掌握蛋白质的分子组成特点和基本单位。掌握蛋白质的分子结构及组成特点和基本单位。掌握蛋白质的分子结构及其与功能的关系。熟悉蛋白质的重要理化性质。其与功能的关系。熟悉蛋白质的重要理化性质。了解蛋白质的重要分离和纯化方法了解蛋白质的重要分离和纯化方法。目录目录第一节第一节 蛋白质生理蛋白质生理功能功能、元素元素组成组成及及分类分类第二节第二节 蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本结构单位氨基酸氨基酸第三节第三节 肽肽第四节第四节 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构第五节第五节 蛋白质的分子结构与功能的关系蛋白质的分子结构与功能的关系第六节第六节 蛋白质的重要性质蛋白质的重要性质 蛋白质（蛋白质（proteinprotein）是生活细胞内含量最丰富、功能最复杂的）是生活细胞内含量最丰富、功能最复杂的生物大分子，并参与了几乎所有的生命活动和生命过程。因此，生物大分子，并参与了几乎所有的生命活动和生命过程。因此，研究蛋白质的结构与功能始终是生命科学最基本的命题。研究蛋白质的结构与功能始终是生命科学最基本的命题。生物体生物体最主要的特征最主要的特征是生命活动，而蛋白质是生命活动的体是生命活动，而蛋白质是生命活动的体现者，具有以下主要功能：现者，具有以下主要功能：催化功能；结构功能；调节功能；催化功能；结构功能；调节功能；防御功能；运动功能；运输功能；防御功能；运动功能；运输功能；信息功能；储藏功能信息功能；储藏功能 第一节第一节 蛋白质生理功能、元素组成及分类蛋白质生理功能、元素组成及分类蛋白质的主要生理功能蛋白质的主要生理功能主要功能：主要功能：催化功能；酶催化功能；酶 结构功能；动物的皮，毛等结构功能；动物的皮，毛等 防御功能；抗体，补体，凝血酶防御功能；抗体，补体，凝血酶 运动功能；肌球蛋白，肌动蛋白运动功能；肌球蛋白，肌动蛋白 运输功能；血红蛋白运输功能；血红蛋白 信息功能；膜蛋白信息功能；膜蛋白 贮存功能；贮存功能；卵清蛋白，卵清蛋白，蛋白质主要元素组成蛋白质主要元素组成：C C、H H、O O、N N、S S 及及 P P、FeFe、CuCu、ZnZn、MoMo、I I、Se Se 等等微量元素。微量元素。碳 50%氢7%氧23%氮16%硫 0-3%微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼 蛋白质平均含蛋白质平均含N N量为量为1616,这是这是凯氏定凯氏定氮法氮法测蛋白质含量的理论依据：测蛋白质含量的理论依据：蛋白质含量蛋白质含蛋白质含量蛋白质含N N量量6.256.25 三聚氰胺结构式如下，试说明为什么添三聚氰胺结构式如下，试说明为什么添加三聚氰胺可以增加乳汁中蛋白含量的加三聚氰胺可以增加乳汁中蛋白含量的原理？原理？三聚氰胺中含氮66.67%蛋白质的分类蛋白质的分类（1）按组成：按组成：简单蛋白：简单蛋白：此类蛋白完全水解的产物为此类蛋白完全水解的产物为-氨基酸，氨基酸，不含其它物质；不含其它物质；按其溶解度等理化性质的差异又可分为以下几类。按其溶解度等理化性质的差异又可分为以下几类。简单蛋白质：水解只产生简单蛋白质：水解只产生AA结合蛋白：结合蛋白：由简单蛋白质与非蛋白质组分结合而成，由简单蛋白质与非蛋白质组分结合而成，其非蛋白质组分通常称为辅基。其非蛋白质组分通常称为辅基。结合蛋白质：蛋白质结合蛋白质：蛋白质+辅基辅基简单蛋白质分类简单蛋白质分类结合蛋白质分类结合蛋白质分类结合蛋白：结合蛋白：由简单蛋白质与非蛋白质组分结合而成，其非蛋由简单蛋白质与非蛋白质组分结合而成，其非蛋白质组分通常称为辅基。白质组分通常称为辅基。（2）按蛋白质来源分类）按蛋白质来源分类 动物性蛋白质：肉类蛋白质、乳类蛋白质、蛋类蛋动物性蛋白质：肉类蛋白质、乳类蛋白质、蛋类蛋白质白质 植物性蛋白质：蔬菜蛋白、谷类蛋白、油料种子蛋植物性蛋白质：蔬菜蛋白、谷类蛋白、油料种子蛋白白 单细胞蛋白质单细胞蛋白质（3）、按分子外形的对称程度：）、按分子外形的对称程度：球状蛋白质球状蛋白质 纤维状蛋白质、膜蛋白质纤维状蛋白质、膜蛋白质（4）、按功能分：）、按功能分：酶、运输蛋白、营养和贮存蛋白、激素、受体蛋白、酶、运输蛋白、营养和贮存蛋白、激素、受体蛋白、运动蛋白、结构蛋白、防御蛋白运动蛋白、结构蛋白、防御蛋白。第二节第二节 蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本结构单位氨基酸氨基酸一、一、氨基酸的通式氨基酸的通式二、蛋白质氨基酸、稀有的蛋白质氨基酸和二、蛋白质氨基酸、稀有的蛋白质氨基酸和 非蛋白质氨基酸的概念非蛋白质氨基酸的概念三、三、二十种常见的蛋白质氨基酸分类、结构二十种常见的蛋白质氨基酸分类、结构及三字符号及三字符号四、四、氨基酸的性质氨基酸的性质五、氨基酸的生产和应用五、氨基酸的生产和应用蛋白质蛋白质完全水解完全水解得到各种氨基酸的混合物，得到各种氨基酸的混合物，部分水解部分水解通常得到多肽片段。最后得到各种通常得到多肽片段。最后得到各种氨基酸的混合物。所以，氨基酸是蛋白质的氨基酸的混合物。所以，氨基酸是蛋白质的基本结构单元基本结构单元。大多数的蛋白质都是由大多数的蛋白质都是由2020种种氨基酸组成。这氨基酸组成。这2020种氨基酸被称为种氨基酸被称为基本氨基酸基本氨基酸。氨基酸的通式氨基酸的通式 氨基酸的通式氨基酸的通式注注:L型的型的-NH2基写在分子的左边，基写在分子的左边，D型的写在右边。型的写在右边。D型型AA在自然界中存在于在自然界中存在于细菌细胞壁，短杆菌肽中。细菌细胞壁，短杆菌肽中。脯氨酸脯氨酸 （Pro,P）氨基酸是具有氨基氨基酸是具有氨基（-NH-NH2 2）或亚氨基和羧基或亚氨基和羧基（-COOH-COOH）的有机分子。氨基酸种类的有机分子。氨基酸种类多，但构成蛋白质具有遗多，但构成蛋白质具有遗传密码的氨基酸只有传密码的氨基酸只有2020种，种，且都是且都是L-L-型的型的-型氨基型氨基酸，酸，C C是不对称是不对称C C（除（除GlyGly），），则：则：1.1.具有具有两种立体异构体两种立体异构体 D-D-型和型和L-L-型型 2.2.具有具有旋光性旋光性 左旋（左旋（-）或右旋（或右旋（+）氨基酸结构共同点氨基酸结构共同点 常见的氨基酸有20种（自然界的氨基酸大于20种）氨基酸结构上的共同点：一个氨基，一个羧基，一个H原子与-C相连（相连（脯氨脯氨酸为酸为-亚亚氨基酸氨基酸）。）。除甘氨酸外，其余的除甘氨酸外，其余的AA -C都是不都是不对称对称C原子，具有原子，具有L和和D型。型。氨基酸的分类氨基酸的分类l 按其侧链按其侧链R结构的不同，可分为脂肪族、结构的不同，可分为脂肪族、芳香族和杂环氨基酸三大类芳香族和杂环氨基酸三大类 根据其侧链根据其侧链R有无极性再分为中性极性氨有无极性再分为中性极性氨基酸和中性非极性氨基酸二个亚类基酸和中性非极性氨基酸二个亚类.中性中性极性氨基酸（极性氨基酸（polar AA）较亲水）较亲水,（hydrophilic）亲水性大的极性较大。亲水性大的极性较大。中性非极性氨基酸（中性非极性氨基酸（non-polar AA）较）较疏水（疏水（hydrophobic）二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号据营养据营养学分类学分类 必需必需非必需非必需据据R基团基团化化学结构学结构分类分类 脂肪族脂肪族A A（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）芳香族芳香族A(PheA(Phe、TyrTyr、Trp)Trp)杂环杂环(His(His、Pro)Pro)人的必需氨基人的必需氨基酸酸LysLysTrpTrpPhePheValValMetMetLeuLeuIleIleThrThrArgArg、HisHis婴儿期：Arg和His供给不足，属半必需氨基酸 据据R基团基团极性极性分类分类极性极性R基团基团AA非极性非极性R基团基团AA（种）（种）不带电荷（种）不带电荷（种）带电荷：正电荷（种）负电荷（种）带电荷：正电荷（种）负电荷（种）非极性非极性R基团氨基酸基团氨基酸不带电荷极性不带电荷极性R基团氨基酸基团氨基酸带电荷带电荷R基团氨基酸基团氨基酸甘氨酸甘氨酸 （Gly,G）丙氨酸丙氨酸 （Ala,A）缬氨酸缬氨酸 （Val,V）亮氨酸亮氨酸 （Lue,L）异亮氨酸异亮氨酸 （Ile,I）中性脂肪族氨基酸中性脂肪族氨基酸R R基均为基均为中性烷基中性烷基，R R基对分子酸碱性影响很小，它们基对分子酸碱性影响很小，它们几乎有相同的等电点。（几乎有相同的等电点。（6.06.00.030.03）GlyGly是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性旋光性 从从GlyGly至至IleIle，R R基团基团疏水性增加疏水性增加 含羟基或硫脂肪族氨基酸含羟基或硫脂肪族氨基酸丝氨酸丝氨酸 （Ser,S）苏氨酸苏氨酸 （Thr,T）半胱氨酸半胱氨酸 （Cys,C）甲硫氨酸甲硫氨酸 （Met,M）SerSer的的-CH-CH2 2 OHOH基（基（pKpKa a=15=15）在生理条件下不解离）在生理条件下不解离,但在大多数酶的但在大多数酶的活性中心都发现有活性中心都发现有SerSer残基存在。残基存在。SerSer和和ThrThr的的-OH-OH往往与糖链相连，形成糖蛋白。往往与糖链相连，形成糖蛋白。CysCys的的R R中含巯基（中含巯基（-SH-SH），），具有两个重要性质：具有两个重要性质：（1 1）在较高）在较高pHpH值条件，巯基离解。值条件，巯基离解。（2 2）两个）两个CysCys的巯基氧化生成二硫键，生成胱氨酸。的巯基氧化生成二硫键，生成胱氨酸。MetMet在生物合成中是一种重要的甲基供体。在生物合成中是一种重要的甲基供体。下列氨基酸中侧链含有下列氨基酸中侧链含有羟基羟基的是的是(2011)酸性氨基酸及酰胺酸性氨基酸及酰胺天冬氨酸天冬氨酸 （Asp,D）谷氨酸谷氨酸 （Glu,E）天冬酰胺天冬酰胺 （Asn,N）谷氨酰胺谷氨酰胺 （Gln,Q）它们是唯一在生理条件下带它们是唯一在生理条件下带有负电荷的的两个有负电荷的的两个 氨基酸氨基酸 R R中含有酰胺基团（中含有酰胺基团（2 2种）种）酰胺基中氨基易发生氨基转移反应 碱性氨基酸碱性氨基酸赖氨酸赖氨酸 （Lys,K）精氨酸精氨酸 （Arg,R）组氨酸组氨酸 （His,H）杂环杂环LysLys侧链氨基的侧链氨基的pKapKa为为10.5310.53，生理条件下，生理条件下，LysLys侧链带有一个侧链带有一个正电荷（正电荷（NHNH3 3+），），侧链的氨基反应活性侧链的氨基反应活性增大。增大。ArgArg是碱性最强的氨基是碱性最强的氨基酸，侧链上的胍基是已酸，侧链上的胍基是已知碱性最强的有机碱，知碱性最强的有机碱，pKapKa值为值为12.4812.48，生理条，生理条件下完全质子化。件下完全质子化。HisHis是是pKapKa值最接近生理值最接近生理pHpH值的一种（游离氨基值的一种（游离氨基酸中为酸中为6.006.00，在多肽链，在多肽链中为中为7.35 7.35），是在生是在生理理pHpH条件下唯一具有缓条件下唯一具有缓冲能力的氨基酸冲能力的氨基酸。HisHis在酶的酸碱催化机制在酶的酸碱催化机制中起重要作用中起重要作用杂环氨基酸杂环氨基酸组氨酸组氨酸 （His,H）脯氨酸脯氨酸 （Pro,P）Pro的的-亚氨基是环的一部分，亚氨基是环的一部分，因此具有因此具有特殊的刚性结构特殊的刚性结构。一般出现在两段一般出现在两段-螺旋之间的转螺旋之间的转角处，角处，Pro残基所在的位置必然残基所在的位置必然发生骨架方向的变化，发生骨架方向的变化，芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸 （Phe,F）酪氨酸酪氨酸 （Tyr,Y）色氨酸色氨酸 （Trp,W）在280nm处，Trp吸收最强，Tyr次之，Phe最弱。蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸：蛋白质中常见的蛋白质中常见的2020种氨基酸种氨基酸 在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为稀在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为稀有氨基酸。有氨基酸。这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的，没有遗这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的，没有遗传密码。蛋白质生物合成后，经专一的酶催化形成。传密码。蛋白质生物合成后，经专一的酶催化形成。NHHOCOOH4-羟基脯氨酸H2NCH2CHCH2CH2CHCOOHOHNH25-羟基赖氨酸NH2CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH6-N-甲基赖氨酸HOIICH2CHCOOHNH23,5-二碘酪氨酸（主要存在于胶原蛋白中主要存在于胶原蛋白中）（主要存在于组蛋白中主要存在于组蛋白中）（主要存在于甲状腺球蛋白中主要存在于甲状腺球蛋白中）稀有的蛋白质氨基酸稀有的蛋白质氨基酸：生物体内的氨基酸类别生物体内的氨基酸类别非蛋白质的氨基酸非蛋白质的氨基酸不参与蛋白质的组成，而是以游离的状态存在于不参与蛋白质的组成，而是以游离的状态存在于生物体之中。生物体之中。在各种组织和细胞中找到在各种组织和细胞中找到180180多种非蛋白质的氨多种非蛋白质的氨基酸。基酸。总的来说，关于非蛋白质氨基酸的生物功总的来说，关于非蛋白质氨基酸的生物功能，报道的不多能，报道的不多。氨基酸的性质氨基酸的性质1 1、氨基酸的物理性质、氨基酸的物理性质常见氨基酸均为无色结晶常见氨基酸均为无色结晶,其形状因构型而异其形状因构型而异(1)(1)溶解性：溶解性：各种氨基酸在水中的溶解度差别很大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并能溶解于稀酸或稀碱中，但不能溶解于有机溶剂。通常剂。通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。(2)(2)熔点：氨基酸的熔点：氨基酸的熔点极高熔点极高，一般在，一般在200200以上。以上。(3)(3)味感：其味随不同氨基酸有所不同，有的无味感：其味随不同氨基酸有所不同，有的无味、有的为甜、有的味苦，谷氨酸的单钠盐有鲜味、有的为甜、有的味苦，谷氨酸的单钠盐有鲜味，是味精的主要成分味，是味精的主要成分。2、氨基酸光学性质、氨基酸光学性质1、除、除甘氨酸甘氨酸外，所有天然外，所有天然-氨基酸都有不对称（手性）碳氨基酸都有不对称（手性）碳原子，因此所有天然氨基酸都具有旋光性。原子，因此所有天然氨基酸都具有旋光性。参与蛋白质组成的参与蛋白质组成的20种氨基酸中种氨基酸中色氨酸色氨酸(Trp)、酪氨酸酪氨酸(Tyr)苯苯丙氨酸丙氨酸(Phe)的的R基团中含有基团中含有苯环共轭双键系统苯环共轭双键系统，在近紫外，在近紫外光区（光区（220-300nm）显示特征的吸收谱带，最大光吸收（）显示特征的吸收谱带，最大光吸收（max）分别为）分别为279、278、和、和259nm。由于大多数蛋白质都。由于大多数蛋白质都含有这些氨基酸残基，因此用紫外分光光度法可测定蛋白质含有这些氨基酸残基，因此用紫外分光光度法可测定蛋白质含量含量。TrpTyrPhe的的 紫外紫外吸收吸收光谱光谱摩尔吸收系数摩尔吸收系数波长波长(279)(279)(278)(278)(259)(259)氨基酸的性质氨基酸的性质（1 1）两性解离和等电点两性解离和等电点 （2 2）光学性质光学性质 （3 3）重要化学反应）重要化学反应a.a.与茚三酮反应与茚三酮反应:用于氨基酸定量定性测定用于氨基酸定量定性测定.b.b.与与2,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯(DNFB)(DNFB)的反应的反应（sangersanger反应）反应）:用用于蛋白质于蛋白质N-N-端测定端测定.c.c.与苯异硫氰酯（与苯异硫氰酯（PITCPITC）的反应）的反应（EdmanEdman反应），反应），用用于蛋白于蛋白N-N-端测定，蛋白质顺序测定仪设计原理的依据。端测定，蛋白质顺序测定仪设计原理的依据。氨基酸的两性解离性质氨基酸的两性解离性质 两性离子：带有数量相等的正负两种电荷的离子 两性离子：带有数量相等的正负两种电荷的离子pH=pI 净电荷净电荷=0 pH pI净电荷为负净电荷为负CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3+H+OH-+H+OH-(pK 1)(pK 2)当氨基酸溶液在某一定当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负电荷相值时，使某特定氨基酸分子上所带正负电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值即为该氨基酸的值即为该氨基酸的等电点等电点(isoelectric point，pI)。此时氨基酸的溶解度。此时氨基酸的溶解度最小。最小。氨基酸的两性解离性质及等电点氨基酸的两性解离性质及等电点3 3、氨基酸的化学性质、氨基酸的化学性质氨基酸等电点的应用氨基酸等电点的应用 等电点是氨基酸的特征常数，氨基酸不等电点是氨基酸的特征常数，氨基酸不同，其等电点不同。同，其等电点不同。当氨基酸处于等电点是，由于静电引力当氨基酸处于等电点是，由于静电引力的作用，其溶解度最小，容易发生沉淀。的作用，其溶解度最小，容易发生沉淀。利用此特点可从氨基酸混合物溶液中利用此特点可从氨基酸混合物溶液中分分离某种氨基酸离某种氨基酸。在等电点以上的在等电点以上的pH,AA带负电荷带负电荷,在电场在电场只向正极移动只向正极移动,反之向负极移动反之向负极移动.溶液的溶液的pH离等电点愈远离等电点愈远,AA携带的净电荷愈大携带的净电荷愈大.氨基酸等电点的计算氨基酸等电点的计算 可见，氨基酸的可见，氨基酸的pI值等于该氨基酸的两性离子状态两侧值等于该氨基酸的两性离子状态两侧的基团的基团pK值之和的二分之一。值之和的二分之一。pI=2pK 1+pK 2一氨基一羧基一氨基一羧基AA的等电点计算：的等电点计算：pI=2pK 2+pK R碱性碱性AA的等电点的等电点计算：计算：pI=2pK 1+pK R酸性酸性AA的等电点的等电点计算：计算：练习 甘氨酸的解离常数是甘氨酸的解离常数是pK1=2.34,pK2=9.60 pK1=2.34,pK2=9.60 ，它的等电，它的等电点（点（pIpI）是（）是（）。）。A A、7.26 B7.26 B、5.97 5.97 C C、7.14 D7.14 D、10.7710.77 谷氨酸的谷氨酸的pK1(-COOH)pK1(-COOH)为为2.192.19，pK2(-NH3)pK2(-NH3)为为9.679.67，pK3R(-COOH)pK3R(-COOH)为为4.254.25，其，其pIpI是（是（）。）。A A、4.25 B4.25 B、3.22 3.22 C C、6.96 D6.96 D、5.935.93氨基酸与茚三酮反应氨基酸与茚三酮反应(可定性定量测定可定性定量测定AA)AA)+3H20水合茚三酮水合茚三酮(无色无色)NH3CO2 RCHO+还原性茚三酮还原性茚三酮紫色化合物紫色化合物(弱酸弱酸)加热加热水合茚三酮水合茚三酮+2NH3+还原性茚三酮还原性茚三酮氨基酸与氨基酸与2,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯(DNFB)(DNFB)的反应的反应（sangersanger反应）反应）DNFB（dinitrofiuorobenzene）DNP-AA(黄色黄色)+HF弱硷中弱硷中氨基酸氨基酸用于测定用于测定N末端末端AA氨基酸与苯异硫氰酯（氨基酸与苯异硫氰酯（PITCPITC）的反应）的反应（EdmanEdman反应）反应）PITC（phenylisothiocyanate）+苯乙内酰硫脲衍生物苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA)（phenylisothiohydantion-AA）弱硷中弱硷中(400 C)(硝基甲烷硝基甲烷 400 C)H+3个反应共同的特点:与-氨基反应氨基反应 生成物溶于有机溶剂生成物溶于有机溶剂第三节第三节 肽肽一一 、肽肽(peptide)(peptide)和肽键和肽键(peptide bond)(peptide bond)的概念的概念二、天然存在的活性肽二、天然存在的活性肽 生理活性肽的功能类别：激素、抗菌素、辅助因子生理活性肽的功能类别：激素、抗菌素、辅助因子 实例：实例：谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione,glutathione,GSHGSH)促甲状腺素释放因子促甲状腺素释放因子（TRH）肽和肽键的形成肽和肽键的形成肽键肽键肽平面肽平面一个氨基酸的一个氨基酸的-羧基和另一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的-氨基氨基脱水缩合脱水缩合而成的化合物称为而成的化合物称为肽肽。氨基酸之间脱水后形成的氨基酸之间脱水后形成的酰胺酰胺键称键称肽键（酰胺键）肽键（酰胺键）。肽键肽键(peptide bend)的概念的概念 肽键（肽键（peptide bond）是蛋白质分子中的）是蛋白质分子中的主要共价键，性质比较稳定。它虽是单主要共价键，性质比较稳定。它虽是单键，但具有部分双键的性质，难以自由键，但具有部分双键的性质，难以自由旋转而有一定的刚性，因此形成肽键平旋转而有一定的刚性，因此形成肽键平面。包括连接肽键两端的面。包括连接肽键两端的CO、和和2个个C共共6个原子的空间位置处在一个个原子的空间位置处在一个相对接近的平面上，而相邻相对接近的平面上，而相邻2个氨基酸的个氨基酸的侧链侧链R又形成反式构型，从而形成肽键与又形成反式构型，从而形成肽键与肽链复杂的空间结构肽链复杂的空间结构 肽单位肽键的结构特点：肽键的结构特点：（1 1）酰胺氮上的孤对电子与相邻羰基之间形成）酰胺氮上的孤对电子与相邻羰基之间形成共振杂化体共振杂化体。（2 2）肽键）肽键具有部分双键性质具有部分双键性质，不能自由旋转。，不能自由旋转。（3 3）肽键具有平面性，组成肽键的）肽键具有平面性，组成肽键的4 4个原子和个原子和2 2个个CC几乎处在同几乎处在同一平面内（酰氨平面）。一平面内（酰氨平面）。（4 4）其中）其中C=OC=O与与N-HN-H以及两以及两个个C Ca a通常均呈反式构型通常均呈反式构型.（5）-碳原子的二面角（碳原子的二面角（和和）二面角二面角 两相邻酰胺平面之间，能两相邻酰胺平面之间，能以共同的以共同的C为定点为定点而旋转，而旋转，绕绕C-N键旋转的角度称键旋转的角度称角，角，绕绕C-C键旋转的角度称键旋转的角度称角。角。和和称作二面角，亦称构象称作二面角，亦称构象角。角。多肽链可以看成由多肽链可以看成由C串联起来的无数个酰胺平面组成串联起来的无数个酰胺平面组成完全伸展的多肽主链构象完全伸展的多肽主链构象-碳原子碳原子酰胺平面酰胺平面=1800，=1800=00，=00的多肽主链构象的多肽主链构象酰胺平面酰胺平面=00，=00(实际上不存在实际上不存在)侧链侧链非键合原子非键合原子接触半径接触半径 肽（肽（peptide）是氨基酸通过肽键相连的化合物，蛋白）是氨基酸通过肽键相连的化合物，蛋白质不完全水解的产物也是肽。肽按其组成的氨基酸数质不完全水解的产物也是肽。肽按其组成的氨基酸数目为目为2个、个、3个和个和4个等不同而分别称为二肽、三肽和四个等不同而分别称为二肽、三肽和四肽等，一般含肽等，一般含10个以下氨基酸组成的称寡肽个以下氨基酸组成的称寡肽（oligopeptide），由），由10个以上氨基酸组成的称多肽个以上氨基酸组成的称多肽（polypeptide），它们都简称为肽。），它们都简称为肽。多肽多肽（polypeptide）和蛋白质分子中的氨基酸均称为和蛋白质分子中的氨基酸均称为氨基酸残基（氨基酸残基（amino acid residue）。多肽和蛋白质的）。多肽和蛋白质的区别，一方面是多肽中氨基酸残基数较蛋白质少，一区别，一方面是多肽中氨基酸残基数较蛋白质少，一般少于般少于50个，而蛋白质大多由个，而蛋白质大多由100个以上氨基酸残基组个以上氨基酸残基组成成 中间的中间的AA不存在不存在-羧基和羧基和-氨基氨基,称称AA残基。残基。活性肽活性肽-具特殊生理功能，常游离存在。具特殊生理功能，常游离存在。天然存在的活性肽天然存在的活性肽谷胱甘肽谷胱甘肽 谷胱甘肽在体内参与氧化还原过程，作为某些氧化还谷胱甘肽在体内参与氧化还原过程，作为某些氧化还原酶的辅因子，或保护巯基酶，或防止过氧化物积累。原酶的辅因子，或保护巯基酶，或防止过氧化物积累。（一）谷胱甘肽（一）谷胱甘肽（GSH）第一个肽键与一般不同，由谷氨酸第一个肽键与一般不同，由谷氨酸-羧基与半胱氨酸的氨基组羧基与半胱氨酸的氨基组成，分子中半胱氨酸的巯基是该化合物的主要功能基团成，分子中半胱氨酸的巯基是该化合物的主要功能基团。还原性谷胱甘肽分子中的肽键有何特点？还原性与氧化还原性谷胱甘肽分子中的肽键有何特点？还原性与氧化性谷胱甘肽的结构有何不同？性谷胱甘肽的结构有何不同？(2010年考研题年考研题8分分)2GSH2GSHH2O2GS-SGH2O2GS-SG2H2O2H2O 谷胱甘肽谷胱甘肽(氧化型氧化型)Glutathione(Oxidized)Glutathione(Oxidized)分子结构分子结构式式 （二）催产素和升压素（二）催产素和升压素 均为均为9肽，第肽，第3位和第位和第9位氨基酸不同。位氨基酸不同。催产素催产素使子宫使子宫和乳腺平滑肌收缩，具有催产和促使乳腺排乳作用。和乳腺平滑肌收缩，具有催产和促使乳腺排乳作用。升升压素压素促进血管平滑肌收缩，升高血压，减少排尿。促进血管平滑肌收缩，升高血压，减少排尿。（三）促肾上腺皮质激素（三）促肾上腺皮质激素（ACTH）39肽，活性部位为第肽，活性部位为第410位的位的7肽片段：肽片段：Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly。（四）脑肽（四）脑肽脑啡肽具有强烈的镇痛作用（强于吗啡），不上瘾脑啡肽具有强烈的镇痛作用（强于吗啡），不上瘾。Met-脑啡肽脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-MetLeu-脑啡肽脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-内啡肽（内啡肽（31肽）具有较强的吗啡样活性与镇痛作用。肽）具有较强的吗啡样活性与镇痛作用。（五）胰高血糖素（五）胰高血糖素由胰岛由胰岛-细胞分泌（细胞分泌（-细胞分泌胰岛素），细胞分泌胰岛素），29肽。胰高血糖素肽。胰高血糖素调节调节 维持血糖浓度。维持血糖浓度。一、一、蛋白质的结构层次的划分蛋白质的结构层次的划分二、二、蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构三、三、多肽主链折叠的空间限制多肽主链折叠的空间限制和和 维持蛋白质构象的作用力维持蛋白质构象的作用力四、四、蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构五、五、蛋白质的超二级结构和结构域蛋白质的超二级结构和结构域六、六、蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构七、七、蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构第四节第四节 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构蛋蛋白白质质结结构构的的主主要要层层次次一级结构一级结构四级结构四级结构二级结构二级结构三级结构三级结构primary structureprimary structuresecondary structuresecondary structureTertiary structureTertiary structurequariernary structurequariernary structure超二级结构超二级结构结构域结构域 supersecondary structure supersecondary structureStructure domanStructure doman一、一、蛋白质的结构层次的划分蛋白质的结构层次的划分 蛋白质是氨基酸以蛋白质是氨基酸以肽肽键键相互连接的相互连接的线性序列线性序列。在蛋白质中，多肽链折叠在蛋白质中，多肽链折叠形成特殊的形状形成特殊的形状（构象）（构象）（conformationconformation）。在结。在结构中，这种构象是原子的构中，这种构象是原子的三维排列，由氨基酸序列三维排列，由氨基酸序列决定。蛋白质有决定。蛋白质有四种四种结构结构层次：层次：一级结构一级结构primaryprimary），），二级结构二级结构（secondarysecondary），），三级结三级结构构（tertiarytertiary）和）和四级结四级结构构（quaternaryquaternary）（不总）（不总是有）。是有）。二、蛋白质的一级结构二、蛋白质的一级结构多肽链中氨基酸的排列顺序，包括二硫键的位置称为蛋白质的多肽链中氨基酸的排列顺序，包括二硫键的位置称为蛋白质的一级结一级结构构(primary structure)(primary structure)。一级结构中包含的共价键（一级结构中包含的共价键（covalent bondscovalent bonds）主）主要指要指肽键肽键（peptide bondpeptide bond）和）和二硫键二硫键（disulfide bonddisulfide bond）这是蛋白质最基本的结构，它内寓着决定蛋白质高级结构和生物功能的信息。这是蛋白质最基本的结构，它内寓着决定蛋白质高级结构和生物功能的信息。牛胰岛素的一级结构牛胰岛素的一级结构一级结构测定一级结构测定1.获取一定量纯的蛋白质样品，测其分子量，然后将样品完全获取一定量纯的蛋白质样品，测其分子量，然后将样品完全水解，确定该蛋白质的氨基酸种类、数目及每种氨基酸的水解，确定该蛋白质的氨基酸种类、数目及每种氨基酸的含量。含量。2.进行末端测定，确定该蛋白质的肽链数目，进行末端测定，确定该蛋白质的肽链数目，N-端和端和C-端是端是什么氨基酸。什么氨基酸。lN-末端测定法：常采用末端测定法：常采用2，4二硝基氟苯法、二硝基氟苯法、Edman降解降解法、丹磺酰氯法。法、丹磺酰氯法。lC-末端测定法：常采用肼解法、羧肽酶法。末端测定法：常采用肼解法、羧肽酶法。3.肽链的拆分肽链的拆分 经末端的分析，若该蛋白质含有两条以上的肽经末端的分析，若该蛋白质含有两条以上的肽链，而且肽链之间是通过非共价键连接，使用蛋白质变性链，而且肽链之间是通过非共价键连接，使用蛋白质变性剂将其变性后分开；若蛋白质肽链之间通过共价键相连，剂将其变性后分开；若蛋白质肽链之间通过共价键相连，则可采取过甲酸氧化法或巯基乙醇还原法将其分开。则可采取过甲酸氧化法或巯基乙醇还原法将其分开。4.各肽链中氨基酸排列顺序的测定各肽链中氨基酸排列顺序的测定 使用两种以上的方法将肽使用两种以上的方法将肽链部分水解成肽段，测各肽段的氨基酸顺序，然后使用片链部分水解成肽段，测各肽段的氨基酸顺序，然后使用片段重叠法推测出完整肽链的氨基酸顺序。段重叠法推测出完整肽链的氨基酸顺序。5.确定二硫键和酰胺的位置确定二硫键和酰胺的位置 一级结构测定一级结构测定基本战略基本战略：片段重叠法氨基酸顺序直测法：片段重叠法氨基酸顺序直测法 要点：要点：a a.测定蛋白质的分子量及其氨基酸组分测定蛋白质的分子量及其氨基酸组分 b.b.测定肽键的测定肽键的N N末端和末端和C C末端末端 c.c.应用两种或两种以上的肽键内切酶分别在多肽键的应用两种或两种以上的肽键内切酶分别在多肽键的专一位点上断裂肽键；也可用溴化氰法专一性地断裂甲硫氨酸专一位点上断裂肽键；也可用溴化氰法专一性地断裂甲硫氨酸位点，从而得到一系列大小不等的肽段。位点，从而得到一系列大小不等的肽段。d.d.分离提纯所产生的肽段，并分别测定它们的氨基酸分离提纯所产生的肽段，并分别测定它们的氨基酸顺序顺序 e.e.将这些肽段的顺序进行跨切口重叠，进行比较分析将这些肽段的顺序进行跨切口重叠，进行比较分析，推断出蛋白质分子的全部氨基酸序列。，推断出蛋白质分子的全部氨基酸序列。蛋白质蛋白质AA顺序测顺序测 定基本战略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顺序进行叠联以确定完整的顺序 将肽段分离并测出顺序将肽段分离并测出顺序专一性裂解专一性裂解末端氨基酸测定末端氨基酸测定二硫键拆开二硫键拆开纯蛋白质纯蛋白质将大化小，逐段分析，制成将大化小，逐段分析，制成两套肽片段，找出重叠位点两套肽片段，找出重叠位点，排出肽的前后位置，最后，排出肽的前后位置，最后确定蛋白质的完整序列确定蛋白质的完整序列。胰蛋白酶专一水解Lys和Arg 胰凝乳蛋白酶专一水解Phe,Trp,Tyr 溴化氰专一水解Met 如:Val-Phe-Asp-Lys-Gly-Phe-Val-Glu-Arg 胰蛋白酶:Val-Phe-Asp-Lys和Gly-Phe-Val-Glu-Arg 胰凝乳蛋白酶:Asp-Lys-Gly-Phe、Val-Phe 和Val-Glu-Arg 蛋白质一级结构的重要性，是由于其序蛋白质一级结构的重要性，是由于其序列中不同氨基酸侧链列中不同氨基酸侧链R的大小、性质不同，的大小、性质不同，决定着肽链折叠盘曲形成不同的空间结决定着肽链折叠盘曲形成不同的空间结构和功能。构和功能。蛋白质的高级结构 蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构:指组成蛋白质的所有指组成蛋白质的所有原子和基团在三维空间中的构型和构象原子和基团在三维空间中的构型和构象.（一）（一）构型与构象构型与构象构型构型(configuration)：指一个不对称的化合：指一个不对称的化合物中不对称中心上的几个原子或基团的空物中不对称中心上的几个原子或基团的空间排布方式。在立体异构体中取代原子或间排布方式。在立体异构体中取代原子或基团在空间的取向基团在空间的取向.如单糖的如单糖的、构型，构型，氨基酸的氨基酸的D、L构型。当从一种构型转构型。当从一种构型转换成另一种构型的时候，会牵涉及共价键换成另一种构型的时候，会牵涉及共价键的形成或破坏。的形成或破坏。构象构象(conformation)：指一个分子结构中的：指一个分子结构中的一切原子绕共价单键旋转时产生的不同空一切原子绕共价单键旋转时产生的不同空间排列方式。一种构象变成另一种构象不间排列方式。一种构象变成另一种构象不涉及共价键的形成或破坏。涉及共价键的形成或破坏。维持蛋白质构象的作用力维持蛋白质构象的作用力维持蛋白质分子构象的作用力维持蛋白质分子构象的作用力a.盐键盐键 b.氢键氢键 c.疏水键疏水键 d.范得华力范得华力 e.二硫键二硫键维持蛋白质构象的作用力维持蛋白质构象的作用力蛋白质构象稳定的原因：蛋白质构象稳定的原因：1）酰胺平面；）酰胺平面；2）R的影响的影响。维持蛋白质分子构象的作用力维持蛋白质分子构象的作用力 1.范得华力范得华力：静电引力：静电引力 2.氢键：氢键：X-HY（N-HO）3.盐键盐键：正负离子之间的静电引力（：正负离子之间的静电引力（羧基，羧基，氨基之间氨基之间）4.二硫键：两个二硫键：两个S原子之间的共价键原子之间的共价键 5.疏水键疏水键：两个及以上疏水基团（非极性基团）两个及以上疏水基团（非极性基团）的作用。的作用。主要参与维持蛋白质的三、四级结构。主要参与维持蛋白质的三、四级结构。维持蛋白质二级结构的主要是氢键，维持蛋白维持蛋白质二级结构的主要是氢键，维持蛋白质三级结构的主要是疏水键，维持蛋白质四级质三级结构的主要是疏水键，维持蛋白质四级结构的有疏水键、盐键结构的有疏水键、盐键。蛋白质分子中的共价键与次级键蛋白质分子中的共价键与次级键共价键共价键次级键次级键化学键化学键 肽键肽键一级结构一级结构氢键氢键二硫键二硫键二、三、四级结构二、三、四级结构疏水键疏水键盐键盐键范德华力范德华力三、四级结构三、四级结构四、蛋白质的二级结构四、蛋白质的二级结构()螺旋螺旋（helixhelix）()折叠折叠（-pleated sheet）()转角转角（-turn）()无规则卷曲无规则卷曲（nonregular coil）蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构（secondary structuresecondary structure）是指蛋是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽链白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置。不涉及氨基酸残基侧链的主链骨架原子的相对空间位置。不涉及氨基酸残基侧链的构象。构象。是蛋白质结构的构象单元主要有以下类型：是蛋白质结构的构象单元主要有以下类型：特征特征：1 1、每隔每隔3.63.6个个AAAA残基螺旋上升一残基螺旋上升一圈，螺距圈，螺距0.54nm;0.54nm;每个每个残基沿轴旋转残基沿轴旋转100100。2 2、每个氨基酸残基、每个氨基酸残基的的C=0 C=0 与后面第与后面第4 4个个氨基酸残基的氨基酸残基的N-HN-H形形成氢键，肽链上所有成氢键，肽链上所有的肽键都参与氢键的的肽键都参与氢键的形成。形成。3 3、螺旋体中所有氨、螺旋体中所有氨基酸残基基酸残基R R侧链都伸向侧链都伸向外 侧，链 中 的 全 部外 侧，链 中 的 全 部C=0 C=0 和和N-HN-H几乎都平几乎都平行于螺旋轴行于螺旋轴;螺旋（螺旋（helix）形成因素形成因素：与组成和与组成和排列顺序直接相关。排列顺序直接相关。多态性多态性：多数为右手（较多数为右手（较稳定），亦有少数左手螺稳定），亦有少数左手螺旋存在（不稳定）；旋存在（不稳定）；ProPro的影响的影响 1、已知某蛋白质的多肽链是已知某蛋白质的多肽链是-螺旋。该螺旋。该蛋白质的分子量为蛋白质的分子量为240 000，求蛋白质的，求蛋白质的分子长度。分子长度。(蛋白质中一个氨基酸的平均蛋白质中一个氨基酸的平均分子量为分子量为120)2、已知某蛋白质的多肽链的一些节段是、已知某蛋白质的多肽链的一些节段是-螺旋，而另一些节段是螺旋，而另一些节段是-折叠。该蛋折叠。该蛋白质的分子量为白质的分子量为240 000，其分子长，其分子长5.06 10-5,求分子中求分子中-螺旋和螺旋和-折叠的百折叠的百分率分率.(蛋白质中一个氨基酸的平均分子量蛋白质中一个氨基酸的平均分子量为为120,每个氨基酸残基在每个氨基酸残基在-螺旋中的长度螺旋中的长度0.15nm，在，在-折叠中的长度为折叠中的长度为0.36nm)。影响影响螺旋稳定的因素：螺旋稳定的因素：酸性或碱性酸性或碱性氨基酸集中的区域，由于氨基酸集中的区域，由于同电荷同电荷相相斥，不利于斥，不利于螺旋形成；较大的螺旋形成；较大的R基团基团(如苯如苯丙氨酸、色氨酸、异亮氨酸丙氨酸、色氨酸、异亮氨酸)集中的区域，也集中的区域，也妨碍妨碍螺旋形成；脯氨酸因其螺旋形成；脯氨酸因其碳原子位于碳原子位于五元环上，不易扭转，加之它是五元环上，不易扭转，加之它是亚氨基酸亚氨基酸，不，不易形成氢键，故不易形成上述易形成氢键，故不易形成上述螺旋；甘氨螺旋；甘氨酸的酸的R基为基为H，空间占位很小空间占位很小，也会影响该处，也会影响该处螺旋的稳定。螺旋的稳定。折叠（折叠（-pleated sheet-pleated sheet）特征特征：两条或多条两条或多条伸展的多肽链（或伸展的多肽链（或一条多肽链的若干一条多肽链的若干肽段）侧向集聚，肽段）侧向集聚，通过相邻肽链主链通过相邻肽链主链上的上的N-HN-H与与C=OC=O之间之间有规则的氢键，有规则的氢键，形形成成锯齿状片层结构锯齿状片层结构，即，即折叠片。折叠片。类别类别：平行平行 反平行反平行 （较稳定）（较稳定）NNCNNCCC平行平行反平行反平行(所有肽链的所有肽链的N-N-端都在同一边端都在同一边)(相邻两条肽链的方向相反相邻两条肽链的方向相反)转角（转角（-turn-turn）特征特征：第一第一个氨基酸残个氨基酸残基上的基上的C=OC=O隔隔两个氨基酸两个氨基酸残基与第四残基与第四个个氨基酸残氨基酸残基上的基上的N-H之间形成氢之间形成氢键键 ，肽键回，肽键回折折1801800 0。n不很稳定的环状结构。不很稳定的环状结构。n这类结构主要存在于球状蛋白分子表面。这类结构主要存在于球状蛋白分子表面。无无规规则则卷卷曲曲示示意意图图无规则卷曲无规则卷曲细胞色素细胞色素C的三级结构的三级结构-螺旋、螺旋、-片层之间用无规卷曲连接起来片层之间用无规卷曲连接起来,使其具有柔性使其具有柔性,有利于盘绕和折叠有利于盘绕和折叠.蛋白质二级结构、乃至更高层次空间结蛋白质二级结构、乃至更高层次空间结构的形成，决定于其一级结构构的形成，决定于其一级结构。由于一级结构中氨基酸残基侧链由于一级结构中氨基酸残基侧链R大小与大小与性质的不同，使肽键可形成不同的性质的不同，使肽键可形成不同的-螺螺旋、旋、-片层等二级结构片层等二级结构五、五、蛋白质的超二级结构和结构域蛋白质的超二级结构和结构域蛋白质中相邻的二级结构单位（即单个蛋白质中相邻的二级结构单位（即单个螺旋或螺旋或折叠或折叠或转角）组合在一起，形成有规则的、在空间转角）组合在一起，形成有规则的、在空间上能辩认的上能辩认的二级结构组合体二级结构组合体称为蛋白质的超二级结构称为蛋白质的超二级结构;是蛋是蛋白质二级结构至三级结构层次的一种白质二级结构至三级结构层次的一种过渡态构象层次过渡态构象层次。基本组合方式基本组合方式：；()超二级结构超二级结构（supersecondary structure supersecondary structure）超二级结构类型超二级结构类型1 2 3 4 5 5 2 3 4 1 -链链-迂回迂回回形拓扑结构回形拓扑结构回形拓扑结构回形拓扑结构-迂回迂回(2)(2)结构域结构域（structure domainstructure domain）球状蛋白质的球状蛋白质的折叠单位折叠单位。在超二级结构的基础上，多肽链在超二级结构的基础上，多肽链组装成几个相对独立、近似球形的三维实体，再由两个或两个组装成几个相对独立、近似球形的三维实体，再由两个或两个以上这样的三维实体缔合成三级结构，这种相对独立的三维实以上这样的三维实体缔合成三级结构，这种相对独立的三维实体称为结构域。体称为结构域。形成意义：形成意义：动力学上更为合理动力学上更为合理 蛋白质（酶）活性部位往往位于结构域之间，使其蛋白质（酶）活性部位往往位于结构域之间，使其更具柔性更具柔性卵溶菌酶的三级结构中的结构域卵溶菌酶的三级结构中的结构域-螺旋螺旋-转角转角-折叠折叠结构域结构域+结构域结构域乳酸脱氢酶结构域乳酸脱氢酶结构域1/结构域结构域丙酮酸激酶结构域丙酮酸激酶结构域43-P-甘油醛脱氢酶结构域甘油醛脱氢酶结构域2木瓜蛋白酶结构域木瓜蛋白酶结构域1木瓜蛋白酶结构域木瓜蛋白酶结构域2无规则卷曲无规则卷曲+-螺旋结构域螺旋结构域无规则卷曲无规则卷曲+-回折结构域回折结构域六、六、蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构 多肽链在二级结构的基础上，通过多肽链在二级结构的基础上，通过侧链基团侧链基团的相互的相互作用进一步卷曲折叠，借助作用进一步卷曲折叠，借助次级键次级键维系使维系使螺旋、螺旋、折叠片、折叠片、转角等二级结构相互配置而转角等二级结构相互配置而形成特定的构象形成特定的构象。三级结构的形成使肽链中所有的原子都达到空间上的。三级结构的形成使肽链中所有的原子都达到空间上的重新排布。重新排布。l维系力维系力:氢键、疏水键、离子键和范德华力氢键、疏水键、离子键和范德华力等。尤其是等。尤其是疏水相互疏水相互作用作用。当三级结构形成就可以行使蛋白质的功能了。当三级结构形成就可以行使蛋白质的功能了.实例：实例：肌红蛋白肌红蛋白 核糖核酸酶核糖核酸酶肌肌红红蛋蛋白白三三级级结结构构疏水的氨基酸在分子内部，亲水的氨基酸在分子的表面。疏水的氨基酸在分子内部，亲水的氨基酸在分子的表面。肌红蛋白是一条由肌红蛋白是一条由153个氨基酸个氨基酸残基和残基和一一个血红素辅基个血红素辅基组成的肽链，分子中由八组成的肽链，分子中由八个肽段分别形成个肽段分别形成AH八段八段螺旋，再螺旋，再进一步通过进一步通过AB、CD等一些等一些转角与随转角与随意卷曲连接，进一步地折叠形成接近球意卷曲连接，进一步地折叠形成接近球状的分子三级结构状的分子三级结构。临床上也通过测定病人血中的肌红蛋白临床上也通过测定病人血中的肌红蛋白来鉴别诊断心绞痛还是心肌梗死来鉴别诊断心绞痛还是心肌梗死.核糖核酸酶三级结构示意图核糖核酸酶三级结构示意图 N His12CHis119Lys41由由3个个螺旋、螺旋、5个个折叠片和一些折叠片和一些转角等转角等七、蛋白质的四级结构七、蛋白质的四级结构四级结构是指由相同或不同的称作四级结构是指由相同或不同的称作亚基亚基（subunitsubunit）的亚单位按照一定排布方式聚合而成的蛋白质结构。亚基的亚单位按照一定排布方式聚合而成的蛋白质结构。亚基本身都具有球状三级结构，一般只包含一条多肽链，也有本身都具有球状三级结构，一般只包含一条多肽链，也有的由二条或二条以上由二硫键连接的肽链组成。的由二条或二条以上由二硫键连接的肽链组成。维持稳定的作用力维持稳定的作用力:疏水键、离子键、氢键、范得华力疏水键、离子键、氢键、范得华力 实例：实例：血红蛋白血红蛋白 烟草花叶病毒的外壳蛋白四级结构烟草花叶病毒的外壳蛋白四级结构血红蛋白四级结构血红蛋白四级结构 血红蛋白就是由两条相同、各由血红蛋白就是由两条相同、各由141个氨个氨基酸残基组成的基酸残基组成的-亚基和两条相同、各亚基和两条相同、各由由146个氨基酸残基组成的个氨基酸残基组成的-亚基按特定亚基按特定方式接触、排布组成的一个球状、接近方式接触、排布组成的一个球状、接近四面体的分子结构。四面体的分子结构。烟草花叶病毒外壳蛋白四级结构的自我组装烟草花叶病毒外壳蛋白四级结构的自我组装第五节第五节 蛋白质的分子结构与功能的关系蛋白质的分子结构与功能的关系一、一、蛋白质蛋白质一级结构与功能一级结构与功能二、二、蛋白质蛋白质高级构象与功能高级构象与功能 蛋白质复杂的组成和结构是其多种多样生物学功能的蛋白质复杂的组成和结构是其多种多样生物学功能的基础基础；而蛋白质独特的性质和功能则是其结构的；而蛋白质独特的性质和功能则是其结构的反映反映。蛋。蛋白质一级结构包含了其分子的所有信息，并决定其高级结白质一级结构包含了其分子的所有信息，并决定其高级结构，高级结构和其功能密切相关。构，高级结构和其功能密切相关。一级结构决定高级结构，一级结构决定高级结构，也决定蛋白质的功能也决定蛋白质的功能1 1、蛋白质一级结构的种属差异与同源性、蛋白质一级结构的种属差异与同源性 实例：实例：细胞色素细胞色素2 2、蛋白质一级结构的变异与分子病、蛋白质一级结构的变异与分子病 实例：实例：血红蛋白质异常病变血红蛋白质异常病变镰刀型贫血镰刀型贫血病3 3、蛋白质前体的激活与一级结构、蛋白质前体的激活与一级结构 实例：实例：胰岛素原的激活胰岛素原的激活1 1、同源蛋白质一级结构的种属差异与生物进化、同源蛋白质一级结构的种属差异与生物进化概念：同源蛋白质概念：同源蛋白质在不同的生物体内行使相同或相似功能的在不同的生物体内行使相同或相似功能的蛋白质。蛋白质。蛋白质一级结构与生物进化的关系（蛋白质一级结构与生物进化的关系（20082008考考研研8 8分）分）例子：例子：血红蛋白在不同的脊椎动物中都具有输送氧气的功能；血红蛋白在不同的脊椎动物中都具有输送氧气的功能；细胞色素在所有的生物中都是电子传递链的组分。细胞色素在所有的生物中都是电子传递链的组分。同源蛋白质的特点：同源蛋白质的特点：同源蛋白质的同源蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性氨基酸序列具有明显的相似性（序列同源性）（序列同源性）有许多位置的氨基酸对所有种属来说都是相同的，称有许多位置的氨基酸对所有种属来说都是相同的，称不变残不变残基基，不变残基高度保守，是必需的。，不变残基高度保守，是必需的。除不变残基以外，其它位置的氨基酸对不同的种属有很大变除不变残基以外，其它位置的氨基酸对不同的种属有很大变化，称化，称可变残基可变残基，可变残基中，个别氨基酸的变化不影响蛋，可变残基中，个别氨基酸的变化不影响蛋白质的功能。白质的功能。多肽链多肽链长度相同或相近长度相同或相近意义意义：通过比较同源蛋白质的氨基酸序列的差异可以研究：通过比较同源蛋白质的氨基酸序列的差异可以研究不