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第一章 蛋白质的结构与功能 Structure and Function of Protein 大事记 1951年 Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋白质的二级结构——α-螺旋(α-helix)。 1953年 Frederick Sanger完成胰岛素一级序列测定 1962年 John Kendrew 和 Max Perutz确定了血红蛋白的四级结构。 20世纪90年代以后 基因组计划。 第一节 蛋白质的重要性和一般组成 一、什么是蛋白质? 蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。 二、 蛋白质具有重要的生物学功能 1、蛋白质是生物体重要的组成成分 分布广——蛋白质分布广泛，几乎所有器官、组织都含有蛋白质； 含量高——蛋白质是生物体中含量最丰富的生物大分子。占人体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。 ? 蛋白质元素组成的特点 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量： 第二节 氨基酸 Amino acid 一、氨基酸的结构通式 氨基酸—— 组成蛋白质的基本单位。在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的基本氨基酸仅有20种。 另外： 1、蛋白质中的很多氨基酸是经过加工修饰的——修饰氨基酸 如：脯氨酸 羟基化 成 羟脯氨酸 赖氨酸 羟基化 成 羟赖氨酸 2、半胱氨酸Cys常以胱氨酸的形式存在 3、以丙氨酸为例计算等电点 氨基酸等电点的计算 总结 氨基酸带点状态的判定 pI－pH0 带负电 pI－pH0 带正电 pI－pH＝0 不带电 等电点的计算 ①侧链为非极性基团或虽为极性基团但不解离的氨基酸： pI=1/2（pK1+pK2） ②酸性氨基酸（Glu、Asp）及Cys： pI=1/2（pK1+pKR） ③碱性氨基酸（赖、精、组）： pI=1/2（pK2+pKR） 第三节 肽peptide 二、 几种生物活性肽 1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH) 第四节 蛋白质的分类 第五节 蛋白质的分子结构The Molecular Structure of Protein 蛋白质是由许多氨基酸单位通过肽键连接起来的，具有特定分子结构的高分子化合物。 构象是由于有机分子中单键的旋转所形成的。蛋白质的构象通常由非共价键（次级键）来维系。 （二）N末端和C末端氨基酸残基的鉴定 1、N末端分析 二硝基氟苯DNFB法 丹磺酰氯DNS 苯异硫氰酯PITC法 氨肽酶法：从多肽链的N末端逐个向里切。 氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应（sanger反应） 丹磺酰氯法:在碱性条件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以与N-端氨基酸的游离氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸。 氨基酸与苯异硫氰酯（PITC）的反应（Edman反应） 2、C末端分析 肼解法 羧肽酶法 羧肽酶 羧肽酶A：释放除Pro、Arg、Lys之外的所有C末端残基 羧肽酶B：只水解以碱性氨基酸Arg、Lys为C末端残基的肽键 羧肽酶A和B的混合物 （三）二硫键的断裂 使用最普遍的方法是用过量的巯基乙醇处理，使S—S转变为—SH，同时还需要8mol/L尿素同时存在，使蛋白质变性。 （四）氨基酸组成的分析 酸水解法：一般采用盐酸或硫酸进行水解。优点是不消旋，缺点是色氨酸完全破坏，同时天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解下来。 碱水解法：采用氢氧化钠进行水解。但是多数氨基酸被不同程度的破坏，并产生消旋现象。但是碱性条件下，色氨酸稳定。 （五）多肽链的裂解 1、酶裂解法 胰蛋白酶 胰凝乳蛋白酶 嗜热菌蛋白酶 胃蛋白酶 2、化学裂解法 溴化氰断裂：专一性断裂由甲硫氨酸残基的羧基参与形成的肽键。 羟胺断裂：在pH9.0情况下专一性断裂Asn—Gly之间的肽键。 （七）肽段在多肽链中次序的决定 第一套：Arg—Cys—Glu；His—Lys—Trp； Met—Phe 第二套：Arg—Cys；Glu—His；Lys—Trp—Met Phe Arg—Cys—Glu—His—Lys—Trp—Met—Phe 例题 有人纯化了一个未知肽，其氨基酸组成为：Asp1，Ser1，Gly1，Ala1，Met1，Phe1和Lys2，又做了一系列分析，其结果如下：（1）DNFB与该肽反应再用酸水解得DNP-Ala；（2）胰凝乳蛋白酶CT消化后，从