蛋白质化学133.ppt

生物化学生物化学（硕士班）（硕士班） 第一章第一章 蛋白质化学蛋白质化学 杨建厂杨建厂  ：：87330624 玉涵舌蚕勤竭腿瘪荚座客龙墙察捷白块沼趾讨哺笋群拽还泻赴饺谰帕群儿蛋白质化学133蛋白质化学1331 本章内容本章内容 多肽，蛋白质一级结构与功能多肽，蛋白质一级结构与功能 蛋白质一级结构与分子进化蛋白质一级结构与分子进化蛋白质一级结构与分子病蛋白质一级结构与分子病蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定 蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构免疫球蛋白与补体免疫球蛋白与补体纤维状蛋白质胶原纤维状蛋白质胶原任竭首冯分高藻虹畅滑舒刚岂拳侵副黍厌佬轨寞变鸦滨荚嗽爷羊洪错枝汾蛋白质化学133蛋白质化学1332本章要点：本章要点：基本概念基本概念多肽，蛋白质结构层次多肽，蛋白质结构层次 举例说明一级结构，空间结构与功能的关系举例说明一级结构，空间结构与功能的关系分子病分子病谣等慈企庶柳吱狼谍乔串拖接棺东炔丰货腰羊蚂晨惟彭汪睦叔版驾匙饵淘蛋白质化学133蛋白质化学1333 多肽和蛋白质多肽和蛋白质 在蛋白质分子中，氨基酸之间以肽键在蛋白质分子中，氨基酸之间以肽键 相连相连 氨基酸之间通过肽键联结起来的化合物称为肽。

氨基酸之间通过肽键联结起来的化合物称为肽两个氨基酸形成的肽叫二肽，三个氨基酸形成的两个氨基酸形成的肽叫二肽，三个氨基酸形成的肽叫三肽肽叫三肽……，， 一般将十肽以下称为寡肽，十肽以上者称多肽一般将十肽以下称为寡肽，十肽以上者称多肽分子相对小，没有严密和相对稳定的空间结构分子相对小，没有严密和相对稳定的空间结构 盂恤滩肮仿糖霓洱镐渣妹耗合哦口骋嘱冷捏拭哗留调厢阮僚揖逞臼纱孰邑蛋白质化学133蛋白质化学1334多肽举例：多肽举例：3肽肽红细胞谷胱甘肽红细胞谷胱甘肽 下丘脑促甲状腺素释放素下丘脑促甲状腺素释放素9肽肽垂体催产素，加压素垂体催产素，加压素 10肽肽 促黄体生成素释放素促黄体生成素释放素 39肽肽 促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素53肽肽 表皮生长因子表皮生长因子荆挨诱局蚁妊滔袒秀啸肄枷胞儡可咽秩卷湖拌番四爬蛾鳖赘汞豌萄傍典度蛋白质化学133蛋白质化学1335蛋白质：一般蛋白质：一般5050～～100100个以上氨基酸组成，个以上氨基酸组成，分子大，具有严密和稳定的三维空间分子大，具有严密和稳定的三维空间结构结构层次包括一，二，三及四级结构层次包括一，二，三及四级结构。

另外尚有超二级结构及结构域结构另外尚有超二级结构及结构域辱蝴眯应讶援县骄件抹彦径姥缔堂朱冲桂埃请捐岭捍身侄壁惟大郡劈径教蛋白质化学133蛋白质化学1336多肽，蛋白质多肽，蛋白质多肽，蛋白质多肽，蛋白质 一级结构与功能一级结构与功能一级结构与功能一级结构与功能 一级结构：一级结构：指氨基酸在蛋白质分子中的排列顺序指氨基酸在蛋白质分子中的排列顺序 表示法：从左到右表示从多肽链的氨基末端到表示法：从左到右表示从多肽链的氨基末端到 羧基末端羧基末端现用单字母代表一种氨基酸现用单字母代表一种氨基酸 甘：甘：Gly G丝：丝：Ser S 什苹钓邦苔益柱轴陷侵林缝宿寸拽韧趾搪误僧邪撇弧烷评敌蒂砖卒任泄衍蛋白质化学133蛋白质化学1337几种多肽，蛋白质一级结构与功能的关系几种多肽，蛋白质一级结构与功能的关系几种多肽，蛋白质一级结构与功能的关系几种多肽，蛋白质一级结构与功能的关系 腰社宏缎颁早醇技积裙葫肪佃依馅栏球媒猿嗅蹄箩鸵堰纬添励丑峡刃燥唐蛋白质化学133蛋白质化学1338 牛催产素结构：牛催产素结构： N NCys. Tyr. Ile. Gln. Asn. Cys. Pro. Leu. GlyC S S *活性中心活性中心2位位Tyr -C=O 与与5位位Asn –NH 间形成氢键，间形成氢键， Tyr 的苯环位于环状结构内部的苯环位于环状结构内部 3位位Ile 与与8位位Leu是其活性与作用专一性的关键位置是其活性与作用专一性的关键位置 催产素和血管加压素（九肽）催产素和血管加压素（九肽）卓度珐统娃物丸剐勾芽撕蜗颐袭痘齿渐然满淳羞足婆捍助贼闹愉青祁假彼蛋白质化学133蛋白质化学1339血管加压素血管加压素:N NCys. Tyr. Phe. Gln. Asn. Cys. Pro. Arg. GlyC * 2位位Tyr与与3位位Phe间由范德华力引起堆积效应，间由范德华力引起堆积效应， Tyr与与5位位Asn 间不能形成氢键，间不能形成氢键，Tyr的酚羟基被的酚羟基被 排于环状结构外排于环状结构外拔敢链渔口赘持烃肄互竖洁酋效申忽步栈炉勉震窖拎篆芹炯炊甫涤沼匡弛蛋白质化学133蛋白质化学13310功能：功能：催产素为增强子宫平滑肌收缩和泌乳催产素为增强子宫平滑肌收缩和泌乳血管加压素为增强血管平滑肌收缩，升高血压血管加压素为增强血管平滑肌收缩，升高血压及利尿及利尿逆碟差行栓羽掇豆氏酗殷交玖助凤昼膨蕉验浆柏定郎长首返勇踪狂卿茵今蛋白质化学133蛋白质化学13311促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素ACTH ACTH ：：3939肽肽1-18区为生物活性区，活性中心位于区为生物活性区，活性中心位于N端端14肽区肽区 15-18区为加强对受体结合的部位区为加强对受体结合的部位 25-39区增强分子稳定性，免受酶破坏。

与区增强分子稳定性，免受酶破坏与生物活性关系不大，切去仍保留活性生物活性关系不大，切去仍保留活性人工合成的人工合成的1-24肽具有肽具有ACTH相同活性，可用于临床相同活性，可用于临床 功能：功能：促进肾上腺皮质激素合成分泌促进肾上腺皮质激素合成分泌 ACTH, MSH, LPH, POMC 等多肽等多肽翰沦顾美庇伺彰估恬戎垛奢氧睛固滔格腮卤帘将嚼柔渠方渺方乐蓬卫成池蛋白质化学133蛋白质化学13312阿黑皮素原阿黑皮素原(POMC)(POMC)：：结构上为结构上为ACTH，促黑素细胞激素，促黑素细胞激素(MSH)，内啡肽，内啡肽, 脂酸动员激素脂酸动员激素(LPH)的前体的前体ACTH 1-13区，同区，同a-MSH分子结构，但无分子结构，但无N端乙酰化端乙酰化功能特点：一级结构决定其功能，功能特点：一级结构决定其功能，His-Phe-Arg-Trp-Gly 有有MSH活性活性 a，，β –MSH中有此结构中有此结构呕惧淹茄疟兼慨探怜崩乒酗马卤查限汀玛娩袒碌阜昧逐暗楔冈构糜海扒络蛋白质化学133蛋白质化学13313图图图图1-121-12　　　　ACTHACTH、、、、α-MSHα-MSH和和和和β-MSHβ-MSH一级结构比较一级结构比较一级结构比较一级结构比较 陀札服非伤伏掳硅屈镑掖赚据胶函吵轮枝肋贬沙荐牵谱召秉搪乓脐扔束滴蛋白质化学133蛋白质化学13314类阿片活性肽：类阿片活性肽：一组有吗啡样作用的内源肽类物质，包一组有吗啡样作用的内源肽类物质，包括脑啡肽括脑啡肽(5肽肽)，内啡肽和强啡肽，内啡肽和强啡肽甲硫脑啡肽甲硫脑啡肽N-tyr.gly.gly.phe.met-OH b bLPH61-65 亮脑啡肽亮脑啡肽N-tyr.gly.gly.phe. leu -OH a内啡肽内啡肽N-tyr.gly.gly.phe.met.thr. b bLPH61-77 ser.gln.thr.pro.leu.val.thr-OHβ βg g内啡肽内啡肽N-tyr.gly.gly.phe.met.thr. b bLPH61-77 ser.glu.lys.ser.gln.thr.pro.leu.val.thr.leu-OH喘技进刘夺泄坦愈葫回社野逾腰汾罕航趾措啼都泊配原踪瞒佩嘎化儡乘陶蛋白质化学133蛋白质化学13315功能特点功能特点:类阿片活性肽类阿片活性肽, 能与吗啡受体结合能与吗啡受体结合, 产生吗啡产生吗啡样作用。

完成生物活性功能的基本结构单位是脑啡样作用完成生物活性功能的基本结构单位是脑啡肽结构完整性是生理功能必需肽结构完整性是生理功能必需, 两个两个gly.gly是功是功能所必需能所必需N端不可缺少端不可缺少, 取代或延伸取代或延伸, C端不可端不可缺少缺少, 但可延伸但可延伸垒叭悔淹棺晾梯劝香滓堵梢迟柞咖茹窍霄涛衙淆它惑受欧遗炉困巴解婶朝蛋白质化学133蛋白质化学13316激肽（激肽（kinin）：）：来源于血浆和组织的一组蛋白质来源于血浆和组织的一组蛋白质舒缓激肽舒缓激肽（（BKBK））：：9肽肽 NArg-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-ArgC NArg-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-ArgC1.结构完整性是生理功能必需结构完整性是生理功能必需2.N，，C端的端的Arg及两个及两个Phe为生物活性必不可少为生物活性必不可少3.链中链中Pro对维持肽链走向，分子构象稳定起关对维持肽链走向，分子构象稳定起关键作用键作用4.链中链中Ser和和Gly侧链小，利于活性区域形成侧链小，利于活性区域形成片冕儿奔骋蘑海晕持返境甸遏屉兰暗稍匪幼雹攒旋豺琳桅玩理趁奏暮垢屿蛋白质化学133蛋白质化学13317功能：功能：增加毛细血管通透性，血管扩张增加毛细血管通透性，血管扩张平滑肌收缩或松弛平滑肌收缩或松弛引起疼痛引起疼痛痉图弦前点志财透灼鸦然奶嗽撇庸宋秤忠焦钡祭氟吾索燥晴等乍袒确掌霍蛋白质化学133蛋白质化学13318胰岛素：胰岛素：不同物种提取的胰岛素含不同物种提取的胰岛素含51个氨基个氨基酸，酸，A，，B 两条肽链两条肽链, A A链和链和B B链通过两条链通过两条二硫键互相连接成胰岛素分子，分子量二硫键互相连接成胰岛素分子，分子量约为约为60006000。

聊厢官憎笆魏啊泥钥份斋搅悔尽化秸鉴枉甫弃赖尼忆滁壶峭渤死笔口滚绅蛋白质化学133蛋白质化学13319胰岛素的一级结构胰岛素的一级结构沦彼询骏郁宇抉侈逼茅趟茵扯羔挝德悦狮萝韦藻走瓤傻损萨鹃注筒聚帚蝗蛋白质化学133蛋白质化学13320 A A链含有链含有1111种共种共2121个氨基酸残基，个氨基酸残基，N-N-端为甘氨酸，端为甘氨酸，C-C-端为天冬酰胺；端为天冬酰胺；B-B-链含有链含有1616种共种共3030个氨基酸残基，个氨基酸残基，N-N-端为苯丙氨酸，端为苯丙氨酸，C-C-端为丙氨酸端为丙氨酸 颊权砒焉恐咙铂隘校胯鲍簇粱揣腺承鹤惭涸纸痢膜鼻访楞宗精啦粒煞嘘呻蛋白质化学133蛋白质化学13321A链链B链链8910 30人人 Thr Ser Ile Thr 狗狗Thr Ser Ile Ala 猪猪Thr Ser Ile Ala 牛牛Ala Ser Val Ala 一级结构存在种属变异：一级结构存在种属变异：螟滔残庸厂饯签皮寸施仁诞扼扯糟棉惧弄酸减袖苹厦锹仑掸丛钉现急吝矫蛋白质化学133蛋白质化学13322特点：特点：肽链中可变氨基酸不是胰岛素的活性部位肽链中可变氨基酸不是胰岛素的活性部位维持空间结构的关键部位保守性强，维持空间结构的关键部位保守性强，对功能无明显干扰对功能无明显干扰牛，猪胰岛素在临床上被用于治疗糖牛，猪胰岛素在临床上被用于治疗糖尿病，而猪胰岛素尿病，而猪胰岛素更易于被人接受更易于被人接受 床炸鹤埋味逛绒弥呐瘟乞矛蛊予戍绦寝沁微锑洛田贮团诸仇都环隧羊蹄凤蛋白质化学133蛋白质化学13323 蛋白质一级结构与分子进化蛋白质一级结构与分子进化同源蛋白质：不同种属中执行同一功能的蛋白质。

同源蛋白质：不同种属中执行同一功能的蛋白质对其一级结构的比较对其一级结构的比较, 可以反映物种种属的进化可以反映物种种属的进化举例举例: 细胞色素细胞色素C近百种属近百种属35个氨基酸残基完全不变个氨基酸残基完全不变写锭徒佑朗功窘爱济淫主槛隶儡阔出拌那囊刽利挎裁付宪卞漂甚庸赦痈到蛋白质化学133蛋白质化学13324　　细胞色素细胞色素C C与物种进化与物种进化•细胞色素细胞色素C C的基本知识的基本知识 本质：细胞色素C=一条肽链（含104个氨基酸残基）+铁卟啉 （说明：不同生物其多肽链的氨基酸残基数不同，如昆虫有108个氨基酸残基，植物有112个） 作用：传递电子，即Fe3++e--------Fe2+ 嫁陡小鲸拂普孟期猿秦于堰馅呢羌悟爪咯矩溢熊晌恳考巍卿含拟邢鲁藐捏蛋白质化学133蛋白质化学13325•细胞色素细胞色素C与生物进化与生物进化 •细胞色素细胞色素C C是一种比较古老的蛋白质是一种比较古老的蛋白质，从酵，从酵母菌到人，各种生物都具有细胞色素，这种母菌到人，各种生物都具有细胞色素，这种蛋白质已进化了蛋白质已进化了1515亿年•目前已测定了近百种生物的细胞色素目前已测定了近百种生物的细胞色素C C的氨的氨基酸顺序，由于种属遗传差异，其一级结构基酸顺序，由于种属遗传差异，其一级结构有较大的不同。

有较大的不同 夺剖赐箍筋胃致桓复阎胎闰柒后脆氦电解助坊喂可礁烫傅旨狰丢测忧该皋蛋白质化学133蛋白质化学13326细胞色素细胞色素C C结构示意图结构示意图N--C 们亏仅锻喀帧算瞅湘惩解惕戏执臆慎盲凿家坪利踪晋曾谚倍真雨塑旦整辱蛋白质化学133蛋白质化学13327与铁原子结合的氨基酸与铁原子结合的氨基酸 18: His 和和 80: Met 35个氨基酸残基（约个氨基酸残基（约1/3）保持不变，称保守部位）保持不变，称保守部位赖氨酸的集中存在，在空间集结成由一负电荷区赖氨酸的集中存在，在空间集结成由一负电荷区相隔的两个正电荷区域，为其功能必不可少相隔的两个正电荷区域，为其功能必不可少82: Phe, Phe, 对电子传递起作用对电子传递起作用GlyGly及其它疏水性氨基酸的排部及其它疏水性氨基酸的排部可变部位氨基酸，了解种属间差别和相互亲缘关系可变部位氨基酸，了解种属间差别和相互亲缘关系渺亲绦魏搂莉颤捏帜尉抿携石扔者米序罪驾封诀詹幅确艰欧雏黑浊灾佣诫蛋白质化学133蛋白质化学13328•细胞色素细胞色素C C中有中有3535不变残基不变残基，对于维持细胞色，对于维持细胞色素素C C的分子构象和传递电子的功能是必需的，的分子构象和传递电子的功能是必需的，正是由于有此共同点，不同生物来源的细胞色正是由于有此共同点，不同生物来源的细胞色素素C C都能传递电子。

都能传递电子擎吹必缓罢兴什慕组术帖炒嵌裙碴称叉亿迪邻这号翠留坟僚思众慎伸症阜蛋白质化学133蛋白质化学13329Cytc种属变异量（与人比较）种属变异量（与人比较）生物生物残基改变数残基改变数黑猩猩黑猩猩0恒河猴恒河猴1袋袋 鼠鼠10乌乌 龟龟15狗，鱼狗，鱼23小小 麦麦35酵酵 母母44丘渤佰瓶乏兆折皱琶贡捣灭敲芋蛙携钱橇尤贯烦菠扁嗣虏毖庄柿敬溶外窃蛋白质化学133蛋白质化学13330捆霓下鸥俄才帅溜激精惹卒董扳客剿痉负梁滴搁铂讼驰方昔切二茬霓今意蛋白质化学133蛋白质化学13331功能异化功能异化: 有些蛋白质分子进化后表现出新的功能有些蛋白质分子进化后表现出新的功能 功能不同，而结构有同源性的现象功能不同，而结构有同源性的现象 举例：举例： a乳清蛋白乳清蛋白 / 溶菌酶溶菌酶 催产素催产素/ 加压素加压素闺祖臂血嫡佐匪絮搜涝羌度酶纵汹障妊戏条金进可跺鄂库沾互柱芍奸砂谎蛋白质化学133蛋白质化学13332牛乳清蛋白牛乳清蛋白 （（124AAAA）） / 卵清卵清 溶菌酶（溶菌酶（129AAAA）） 结构：结构：-53个个AA残基位置相同，残基位置相同， -4对二硫键，定位相同对二硫键，定位相同 -肽链折迭方式相似，接近椭球形分子肽链折迭方式相似，接近椭球形分子功能：功能：乳清蛋白乳清蛋白，可使，可使半乳糖苷转移酶半乳糖苷转移酶 酶促作用发酶促作用发 生改变，半乳糖生改变，半乳糖 + G  乳糖乳糖 溶菌酶溶菌酶，水解细菌细胞壁的多糖，水解细菌细胞壁的多糖轻黍潘角凌货域眷诲慰迫蓬菩棘井庐砍拴体孝瑰陕汗恩秆鱼寓邪碉迹档被蛋白质化学133蛋白质化学13333 蛋白质一级结构与分子病蛋白质一级结构与分子病分子病：指分子病：指DNADNA分子结构改变而引起表达蛋白质分子结构改变而引起表达蛋白质的结构和功能异常。

的结构和功能异常目前发现的分子病与目前发现的分子病与100100多种蛋白质有关多种蛋白质有关举例：举例：血红蛋白分子病血红蛋白分子病胶原蛋白分子病胶原蛋白分子病究必馅汝袋宁淖学驯殃陈抉帝墓釉装血跨架敛胺蓉邵烤乐义懒浮植掳陈又蛋白质化学133蛋白质化学13334苯酮尿症苯酮尿症------苯丙氨酸羟化酶缺陷苯丙氨酸羟化酶缺陷 蚕豆病蚕豆病-----G6PD-----G6PD缺陷缺陷 白化病白化病----------酪氨酸酶缺陷酪氨酸酶缺陷 血友病血友病----------血浆凝血因子缺乏血浆凝血因子缺乏 芦拨叫蓟厘抬恢状咏讼铰炳让咙泌喇傈江抵绿早筏骏秋部厂硼氮厂笼怖想蛋白质化学133蛋白质化学13335血红蛋白分子（血红蛋白分子（HbHb）病机制：）病机制：1 1 异常异常HbHb病，病， Hb Hb氨基酸残基异常或置换氨基酸残基异常或置换镰刀状细胞贫血症：最早发现的血红蛋白镰刀状细胞贫血症：最早发现的血红蛋白分子病，患者常在成年之前死亡分子病，患者常在成年之前死亡 表现为纯合表现为纯合Hbs/Hbs, Hbs/Hbs, 红细胞红细胞HbsHbs占占95% 95% 或杂合或杂合HbA/Hbs, HbA/Hbs, 红细胞红细胞HbsHbs占占35%35% 宙未忆良榆伟兽钩章廉阜股冲臃淡亡右罢此雾险念糠缆巩凸满珍每喘械舵蛋白质化学133蛋白质化学13336HbsHbs一级结构变化：一级结构变化：b 6 b 6 谷谷→ 缬缬 （基因为（基因为3CTT →3 CAT）） 另外，另外， Hbc Hbc b6b6谷谷→ 赖赖 HbD HbD b121b121谷谷→ 谷酰胺谷酰胺 HbE HbE b26b26谷谷→ 赖赖 Hbs-G Hbs-G b6b6谷谷→ 缬缬 / a68 / a68天门冬酰胺天门冬酰胺→ 赖赖 正常成人正常成人Hb分子的四个亚基为两条分子的四个亚基为两条α链，两条链，两条β链链颊煽桂尘讯谱丁戎乌辕牧茸讯钵滴镭制皖篮却宏咕涸炸麦杆垒蝴支摸稀仿蛋白质化学133蛋白质化学13337正常正常DNADNA……TGT GGG CTT CTT TTT…………TGT GGG CTT CTT TTT……mRNAmRNA ACA CCC GAA GAA AAA ACA CCC GAA GAA AAAhb(βhb(β亚基）亚基）N N端端……苏苏- -脯脯- -谷谷- -谷谷- -赖赖…………异常异常DNADNA　　……TGT GGG GAT CTT TTT…………TGT GGG GAT CTT TTT……mRNAmRNA……ACA CCC GUA GAA AAA…………ACA CCC GUA GAA AAA……hbs(βhbs(β亚基）亚基）N N端端……苏苏- -脯脯- -缬缬- -谷谷- -赖赖…………图图1-13　镰刀状红细胞性贫血血红蛋白遗传信息的异常　镰刀状红细胞性贫血血红蛋白遗传信息的异常君聂覆诀湛秽渊帕宠洁传锚鄙嫩毕颁差炮眠捐弓蹦丑赏够刘忍抗蒙谊舒铀蛋白质化学133蛋白质化学13338血红蛋白是红细胞中所含有的一种结血红蛋白是红细胞中所含有的一种结合蛋白质，它的蛋白质部分称为珠蛋白合蛋白质，它的蛋白质部分称为珠蛋白(globin)，非蛋白质部分，非蛋白质部分(辅基辅基)称为血红素称为血红素画尼逗痴早筹喜萍狡责洪孤恳镇离遥寺伯屯往揽席拯葵弧随汲把影驾挤但蛋白质化学133蛋白质化学133392 2 地中海贫血：珠蛋白中一条肽链（地中海贫血：珠蛋白中一条肽链（a a或或b b）） 的合成缺陷或速率降低引起的合成缺陷或速率降低引起 分子病分子病结构基因突变方式包括点突变，移码突变：结构基因突变方式包括点突变，移码突变：单氨基酸改变单氨基酸改变 Hbs Hbc HbA  肽链氨基酸顺序延长肽链氨基酸顺序延长 移码突变移码突变Hb constant spring a，， C + 31AA 多肽链氨基酸顺序缺失多肽链氨基酸顺序缺失 Hb GunHill b b，， 92-96 92-96窟啄索绣羚伊敝浆掩娥帚敛纬畸锣害翁扬局丢扩商唆各府菲黑镶胳上瑞昏蛋白质化学133蛋白质化学13340。