第一章蛋白质 第一节蛋白质的基本结构单位—氨基酸 1.氨基酸的基本结构 1. 2.氨基酸的分类及其结构 (1) 非极性氨基酸：丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、 脯氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸 (2)极性、不带电荷氨基酸：丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、半 胱氨酸、天门冬酰胺、谷氨酰胺、酪氨酸 (3) 酸性氨基酸：天门冬氨酸、谷氨酸 (4) 碱性氨基酸：精氨酸、 赖氨酸、组氨酸 .园 酒体 4蛋 点 。 ,因 文面5 本日6
第一章 蛋白质 第一节 蛋白质的基本结构单位——氨基酸 1．氨基酸的基本结构 1． 2．氨基酸的分类及其结构 （1） 非极性氨基酸：丙氨酸、 缬氨酸、 亮氨酸、 异亮氨酸、 脯氨酸、 色氨酸、 苯丙氨酸、 甲硫氨酸 （2） 极性、不带电荷氨基酸：丝氨酸、 甘氨酸、 苏氨酸、半 胱氨酸、 天门冬酰胺、 谷氨酰胺、 酪氨酸 （3） 酸性氨基酸：天门冬氨酸、 谷氨酸 （4） 碱性氨基酸：精氨酸、 赖氨酸、 组氨酸 1
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3.蛋白质中不常见的氨基酸 4．非蛋白质氨基酸 2
"-e 5.氨基酸的理化性质 (1)一般物理学性质 A.外观形状： 无色晶体或粉末状 B.熔点高：200-300℃ C.溶解性质： D.光学性质：旋光活性和紫外吸收 旋光活性：L型和D型氨基酸在旋光仪中的旋光方向相反，但 角度相同。溶液中的氨基酸使平面偏振光偏向左的为左旋异构体， 偏向右的为右旋异构体。 w
5．氨基酸的理化性质 （1） 一般物理学性质 A. 外观形状： 无色晶体或粉末状 B. 熔点高： 200-300 0 C C. 溶解性质： D．光学性质： 旋光活性和紫外吸收 旋光活性：L 型和 D 型氨基酸在旋光仪中的旋光方向相反，但 角度相同。溶液中的氨基酸使平面偏振光偏向左的为左旋异构体， 偏向右的为右旋异构体。 3
色氨酸：279nm苯丙氨酸；259nm酪氨酸：275nm (②)氨基酸的化学性质 A.氨基酸的酸碱性质 plI Net charge pH7 Net charge 0 -n 里w Cationic form Anlonie form B.等电点：pl(等电pH) 在一定的p州条件下，氨基酸分子中所带的正电荷和负电荷数 相等，即净电荷为零，此时溶液的p州称为该氨基酸的等电点 (isoelectric point),用pl表示.氨基酸在等电点时溶解 度最小。 pK值：指某种解离基团有一半被解离时的pH值。 计算pl pl 1/2 pK:+pK2) pl=1/2(pK1+pK2)=12/2.34+9.6)=5.97
色氨酸 ：279 nm 苯丙氨酸； 259 nm 酪氨酸：275 nm (2) 氨基酸的化学性质 A. 氨基酸的酸碱性质 B. 等电点：pI (等电 pH) 在一定的 pH 条件下，氨基酸分子中所带的正电荷和负电荷数 相等，即净电荷为零，此时溶液的 pH 称为该氨基酸的等电点 （isoelectric point），用 pI 表示. 氨基酸在等电点时溶解 度最小。 pK 值 ：指某种解离基团有一半被解离时的 pH 值。 计算 pI : pI = 1 / 2 ( pK1+pK2 ) pI = 1 / 2 ( pK1 + pK2 ) =1 /2/(2.34 + 9.6 ) = 5.97 4
6.氨基酸的化学反应 (1)茚三酮反应 (2) 亚硝酸反应 (3) 2.4一二硝基氟苯反应(FDNB) (4) 甲醛的反应 (5) 二甲基氨基萘磺酰氯反应(DNS.CI) (6) 氨基酸与酰化剂（苄氧羰酰氯）的反应 (7) ā-羧基的成酯反应 (8) 侧链基团参加的反应 7.氨基酸的分离和分析鉴定 (1)蛋白质的水解 A.酸水解：6mol/LHC1,110-120℃，24h B.碱水解：5mol/L NaOH110c,24h
6．氨基酸的化学反应 （1） 茚三酮反应 （2） 亚硝酸反应 （3） 2.4—二硝基氟苯反应（FDNB） （4） 甲醛的反应 （5） 二甲基氨基萘磺酰氯反应（DNS - Cl） （6） 氨基酸与酰化剂（苄氧羰酰氯）的反应 （7） α-羧基的成酯反应 （8） 侧链基团参加的反应 7．氨基酸的分离和分析鉴定 （1）蛋白质的水解 A. 酸水解：6 mol/L HCl, 110 –120 0 C , 24 h B. 碱水解：5 mol/L NaOH 110 0 C , 24 h 5
C.酶水解 (2)氨基酸的分离鉴定 A.纸层析 B.薄层层析：硅胶、氧化铝、纤维素粉等 C.离子交换柱层析：离子交换树脂、原理、方法 c.o 6
C. 酶水解 （2） 氨基酸的分离鉴定 A. 纸层析 B．薄层层析：硅胶、氧化铝、纤维素粉等 C. 离子交换柱层析: 离子交换树脂、原理、方法 6
第二节蛋白质的结构 蛋白质的结构层次：一级结构、二级结构、超二级结构、结构域、 三级结构、四级结构 1. 蛋白质的一级结构 定义：一级结构是指蛋白质多肽链中的氨基酸排列顺序，包括肽 链数目和二硫键位置 蛋白质一级结构是高级结构的分子基础，它包含了决定蛋 白质分子所有结构层次构象的全部信息。 (1) 肽键和肽链 肽键：一个氨基酸的α羧基与另一个氨基酸的α氨基之间脱去 一分子水形成的共价键称为肽键。又称酰胺键。 N-d-0 IN-CH- H.O Amino acid 1 Amino acid 2 Dipeptide 肽链：多个氨基酸以肽键相连成链称肽链或多肽（二肽、三肽 多肽)
第二节 蛋白质的结构 蛋白质的结构层次：一级结构、二级结构、超二级结构、结构域、 三级结构、四级结构 1． 蛋白质的一级结构 定义：一级结构是指蛋白质多肽链中的氨基酸排列顺序，包括肽 链数目和二硫键位置。 蛋白质一级结构是高级结构的分子基础，它包含了决定蛋 白质分子所有结构层次构象的全部信息。 （1） 肽键和肽链 肽键：一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基之间脱去 一分子水形成的共价键称为肽键。又称酰胺键。 肽链：多个氨基酸以肽键相连成链称肽链或多肽（二肽、三肽. 多肽） 7
主链：-NCC-NCC-NCC_NCC-N 侧连：R 命名：氨基酸残基，N末端，C末端表达： (2).二硫键： -SS (3)蛋白质的一级结构测定-一-片段重叠法 A.原理： B.测定步骤 a.提纯蛋白质样品 b. 测定蛋白质的分子量和氨基酸组成 c.氨基酸末端分析(N-末端和C一末端) d.拆开二硫键： e.专一水解肽链成大小不等的一系列片段（化学法和酶法） f.分离纯化各肽段并采用Edman降解法测序 g用重叠法推断肽链全部氨基酸序列 h.二硫键的定位：（对角线电泳）
主链：-N—C—C—N—C—C—N—C—C—N—C—C—N- 侧连：R 命名：氨基酸残基， N-末端 ，C-末端 表达： (2). 二硫键: -S—S— (3) 蛋白质的一级结构测定-片段重叠法 A. 原理： B. 测定步骤 a． 提纯蛋白质样品 b． 测定蛋白质的分子量和氨基酸组成 c． 氨基酸末端分析（N-末端和 C—末端 ） d. 拆开二硫键 ： e. 专一水解肽链成大小不等的一系列片段（化学法和酶法） f．分离纯化各肽段并采用 Edman 降解法测序 g. 用重叠法推断肽链全部氨基酸序列 h. 二硫键的定位：（对角线电泳） 8
2.蛋白质的二级结构 蛋白质二级结构的概念：通过肽链上的羰基氧和亚氨基氢之间形 成的氢键，使肽链主链骨架上的局部区域形成有规则的空间排布。 这种主链上的、有规则的空间排布称为蛋白质的二级结构。包括： α一螺旋、B-折叠、B-转角和无规卷曲。 (1) 酰胺平面和蛋白质的构象 A.酰胺平面（肽平面、肽单位）： - e C-N0.147nm,C=N0.128nm,肽键0.132m 0R
2．蛋白质的二级结构 蛋白质二级结构的概念：通过肽链上的羰基氧和亚氨基氢之间形 成的氢键，使肽链主链骨架上的局部区域形成有规则的空间排布。 这种主链上的、有规则的空间排布称为蛋白质的二级结构。包括： α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲。 （1） 酰胺平面和蛋白质的构象 A. 酰胺平面（肽平面 、肽单位）： C—N 0.147 nm , C=N 0.128 nm , 肽键 0.132 nm 9
0. 8 双面角：Ψ(psai)Ca2-Cz轴上的旋转角 Ca2-N1与C2-N2顺式时，Ψ=0以Ca2C2为轴， 顺时针旋转所形成的Ψ角为正值，反时针为负值 Φ(fai)Ca2N,轴上的旋转角 N1-C1与Ca2C2顺式时，中=0以CaN,为轴， 顺时针旋转所形成的Φ角为正值，反时针为负值 所有肽单位在同一平面时，规定Ψ和Φ为180度 肽平面的意义：是蛋白质结构最小单位，限制了肽链的构象数 B.蛋白质的构象(conformation): 构象是指分子内各原子或基团之间的相互立体关系。构象的改 变是由于单键的旋转产生的，不需有共价键的变化，但涉及到氢 键等次级键的改变（二级以上的结构都属于构象的范畴）。 构型：(configuration) 构型是指在立体异构体中，取代原子或基团在空间的取向。 一个碳原子与四个不同基团相连时，只可能有二种不同的空间排 列，这二种不同的排列称为不同的构型。构型的改变必须有共价 键的断裂
双面角： Ψ（psai） Cα2-C2 轴上的旋转角 Cα2 –N1 与C2 -N2 顺式时，Ψ= 0 以Cα2-C2 为轴， 顺时针旋转所形成的Ψ角为正值，反时针为负值 Φ（fai） Cα2-N 1 轴上的旋转角 N1 – C1 与 Cα2-C2 顺式时，Φ = 0 以Cα2-N 1 为轴， 顺时针旋转所形成的Φ角为正值，反时针为负值 所有肽单位在同一平面时，规定Ψ和Φ为 180 度 肽平面的意义：是蛋白质结构最小单位，限制了肽链的构象数 B.蛋白质的构象（conformation）： 构象是指分子内各原子或基团之间的相互立体关系。构象的改 变是由于单键的旋转产生的，不需有共价键的变化，但涉及到氢 键等次级键的改变（二级以上的结构都属于构象的范畴）。 构型：（configuration） 构型是指在立体异构体中，取代原子或基团在空间的取向。 一个碳原子与四个不同基团相连时，只可能有二种不同的空间排 列，这二种不同的排列称为不同的构型。构型的改变必须有共价 键的断裂。 10