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第三章 蛋白质的共价结构 一、蛋白质通论 （一）、蛋白质的化学组成 碳 50% 氢 7% 氧 23% 氮 16% 硫 0-3% 其它微量元素（包括磷，金属元素等，这些是蛋白质的辅助成份或修饰成份） 在这些化学元素中，氮的含量在不同蛋白质中很稳定，所以可以根据氮元素的含量测定蛋白质的含量： 蛋白质含量＝蛋白质氮 × 6.25 这是蛋白质定量分析的理论基础，经典的蛋白质含量测定方法就是先测定蛋白质氮的含量，再根据上述公式计算蛋白质的含量。 （二）、蛋白质的分类 （三）、蛋白质的形状和大小 蛋白质的大小与分子量 蛋白质的分子量变化较大，从6000到1,000,000道尔顿（dolton）。蛋白质的分子量可以通过实验予以测定，通常也可根据氨基酸的数目估计： 蛋白质的分子量（dolton）＝氨基酸残基数×110 但对于结合蛋白上述公式不适应。 蛋白质的结构层次 一级结构： 氨基酸序列 二级结构： α螺旋，β折叠 三级结构： 所有原子空间位置 四级结构： 蛋白质多聚体 1969年正式将一级结构定义为氨基酸序列和双硫键的位置。 介于二级结构和三级结构之间还存在超二级结构（二级结构的组合）和结构域（在空间上相对独立）这两个层次。 (五）蛋白质的功能 1.酶2.结构成分3.氨基酸的贮藏 4.运输功能 5.运动 6.激素 7.免疫 8.信息传递 9.基因表达调控 二、肽 由氨基酸聚合而成的线性结构叫肽链（peptide chain)，蛋白质就是由一条或多条肽链组成。蛋白质的共价结构也即是肽链的结构。 蛋白质的共价结构有时也称一级结构。但根据IUPAC的规定蛋白质的一级结构指肽链的氨基酸顺序。 （一）、肽和肽键的结构 1.蛋白质是由氨基酸通过肽键连接起来的多肽链分子，肽键是它的连接方式。蛋白质一级结构中的另一种共价结构是二硫键。它使同一条链内或两条链间的两个巯基形成二硫键。 2.肽键的结构 3.有关肽的名称 多肽，环肽，阅读方向，氨基酸残基 4.肽键的性质 刚性，反式 肽键将氨基酸与氨基酸头尾相连 残基：在肽链中每个氨基酸都脱去一个水分子，脱水后的残余部分叫残基（residue), 因此蛋白质肽链中的氨基酸统统是残基形式。 （二）肽的物理与化学性质 1.带电性 短肽：酸碱性由末端的α—氨基和α—羧基和R基团的可解离基团决定，滴定曲线相似于氨基酸的滴定曲线。其中α—氨基的pK值较游离氨基酸小，α—羧基的pK值较游离羧基大，R-基团变化不大。 长肽或蛋白质中酸碱性由R-基团决定。 电荷计算：根据R基团在某一pH值时的解离状态确定； 等电点计算：同样，先写解离式，再根据pK值进行计算。 2.化学性质 α—氨基，α—羧基和R基团与游离氨基酸一样，同样有茚三酮反应，还有肽键特有的反应——双缩尿反应。 3.旋光性 短肽为各氨基酸的旋光度的综和，而长肽不等于其总和。 (三）、天然肽 有许多种生物活性：激素，抗生素等。 肽激素，α—鹅膏蕈碱，谷胱甘肽。 三、蛋白质一级结构测定 (一)、氨基酸序列分析的基本策略———重叠法 (二)、蛋白质一级结构测定的步骤 1、蛋白质的分离纯化 2、测定多肽链的数目 3、(亚基分离） 4、二硫键的拆分与保护 5、氨基酸组成分析 6、鉴定N-或C-末端残基 7、多种方法的部分水解和肽段分离 8、测序 9、重叠 10、确定二硫键的位置 1.N-末端测定 （1）二硝基氟苯（DNFB or FDNB)法； （2）丹黄酰氯（DNS)法; （3）苯异硫氰酸酯（PITC)法； （4）氨肽酶（amino peptidase)法 2.C-末端测定 （1）肼解法（hydrazinolysis)法； （2）还原法（reduction); （3）羧肽酶（Cardoxypeptidase)法 3.二硫键的切割与保护 1、过甲酸〔performic acid〕 不可逆 －CH2SO3H 2、亚硫酸分解〔Sulfitolysis〕 可逆 －R1-S-S