二、蛋白质的三维结构课件.ppt
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- 蛋白质 三维 结构 课件
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1、l第一节第一节 蛋白质概述蛋白质概述l第二节第二节 蛋白质的构成单位蛋白质的构成单位-氨基酸氨基酸l第三节第三节 肽肽l第四节第四节 蛋白质的结构蛋白质的结构l第五节第五节 蛋白质的性质蛋白质的性质l第六节第六节 蛋白质的分离与纯化蛋白质的分离与纯化蛋白质存在于所有的生物细胞中,是蛋白质存在于所有的生物细胞中,是构成生物体最基本的结构物质构成生物体最基本的结构物质蛋白质是生命活动的物质基础,它参蛋白质是生命活动的物质基础,它参与了几乎所有的生命活动过程与了几乎所有的生命活动过程,是生是生命活动最基本的功能物质命活动最基本的功能物质第一节第一节 概概 述述二、蛋白质的功能二、蛋白质的功能 催化功
2、能催化功能 激素功能激素功能 运动功能运动功能 运输功能运输功能 免疫功能免疫功能一、蛋白质的定义一、蛋白质的定义由氨基酸以肽键相连而成的生物大分子化合物由氨基酸以肽键相连而成的生物大分子化合物三、三、蛋白质的分类蛋白质的分类1 1、球状蛋白质、球状蛋白质2 2、纤维状蛋白质、纤维状蛋白质:又分为:又分为可溶性纤维状可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。(一)(一)据蛋白质的外形分类据蛋白质的外形分类1 1、简单蛋白、简单蛋白:只含由:只含由-氨基酸组成的肽链。氨基酸组成的肽链。1)1)清蛋白和球蛋白清蛋白和球蛋白:广泛存在于动物组织广泛存在于动物组织中。中。2)2
3、)谷蛋白和醇溶谷蛋白:植物蛋白。谷蛋白和醇溶谷蛋白:植物蛋白。3)3)精蛋白和组蛋白:碱性蛋白质,存在与精蛋白和组蛋白:碱性蛋白质,存在与细胞核中。细胞核中。4)4)硬蛋白:分角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋硬蛋白:分角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。白和丝蛋白。1)1)色蛋白:如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色色蛋白:如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。素等。2)2)糖蛋白:如细胞膜中的糖蛋白等。糖蛋白:如细胞膜中的糖蛋白等。3)3)脂蛋白:如血清脂蛋白:如血清-,-脂蛋白等。脂蛋白等。4)4)核蛋白:如细胞核中的核糖核蛋白等。核蛋白:如细胞核中的核糖核蛋白等。2 2、结合蛋白:由简单蛋白与其它非蛋白成、
4、结合蛋白:由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成。分结合而成。1 1、蛋白质化学组成、蛋白质化学组成 碳碳 5050l 氢氢 7 7l 氧氧 2323l 氮氮 16%16%l 硫硫 0 03 3l 其他其他 微微 量量蛋白质含量(蛋白质含量(%)=每克生物样品中含氮每克生物样品中含氮 的克数的克数 6.256.25一、氨基酸的结构一、氨基酸的结构1、-氨基酸定义氨基酸定义氨基酸分子中与羧基相邻的位碳上连着一个氨基氨基酸分子中与羧基相邻的位碳上连着一个氨基氨基酸的简写符号氨基酸的简写符号2、-氨基酸通式氨基酸通式l按按R基团的极性分:基团的极性分:据据pH=7时,时,R基团的带电性基团的带电性 二、
5、氨基酸的分类二、氨基酸的分类1、非极性氨基酸、非极性氨基酸:丙缬异亮脯苯色蛋丙缬异亮脯苯色蛋2、极性不带电荷氨基酸:、极性不带电荷氨基酸:甘丝苏半酪天谷甘丝苏半酪天谷3、极性带负电荷氨基酸、极性带负电荷氨基酸(酸性氨基酸酸性氨基酸):天谷天谷4、极性带正电荷氨基酸、极性带正电荷氨基酸(碱性氨基酸碱性氨基酸):赖精组赖精组1、非极性氨基酸、非极性氨基酸:丙缬异亮脯苯色蛋丙缬异亮脯苯色蛋2、极性不带电荷氨基酸:、极性不带电荷氨基酸:甘丝苏半酪天谷甘丝苏半酪天谷3、带负电荷氨基酸:、带负电荷氨基酸:天谷天谷4、带正电荷氨基酸:、带正电荷氨基酸:赖精组赖精组 除甘氨酸外,氨基酸均含有一个手性除甘氨酸外
6、,氨基酸均含有一个手性-碳原子,因此都具有旋光性碳原子,因此都具有旋光性。判断判断D、L构型的方法构型的方法构成蛋白质的构成蛋白质的2020种氨基酸种氨基酸在近紫外区在近紫外区(220-300nm)(220-300nm)只有只有酪氨酸酪氨酸(275nm)275nm)、苯、苯丙氨酸丙氨酸(257nm)(257nm)和色氨酸和色氨酸(280nm)(280nm)有吸光有吸光能力。能力。氨基酸在结晶形态或在水溶液中,离解成两性离子。氨基酸在结晶形态或在水溶液中,离解成两性离子。不同的不同的pHpH下,两性离子的状态下,两性离子的状态:COO-CHH3N+R-pK1+H+H+COOHC HH3N+RH+
7、H+pK2-COO-CHH2NR pH=1 7 10净电荷净电荷+1 0 -1 正离子正离子 两性离子等电点两性离子等电点PI 负离子负离子 pH 小小 大大l 氨基酸的等电点(氨基酸的等电点(pIpI):):当溶液浓当溶液浓度为某一度为某一pHpH值时,氨基酸分子中所含值时,氨基酸分子中所含的的-NH-NH3 3+和和-COO-COO-数目正好相等,净电数目正好相等,净电荷为荷为0 0时的时的pHpH值。值。2)酸性氨基酸:酸性氨基酸:pI=(pK1+pKR-COO-)/2(Glu)1)中性氨基酸中性氨基酸:pI=(pK1+pK2)/23)碱性氨基酸:碱性氨基酸:pI=(pK2+pKR-NH
8、2)/2His一、概念一、概念一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水形成的酰胺键称肽键,所形成的化合物称肽水形成的酰胺键称肽键,所形成的化合物称肽。CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽键SVYDQ二、肽的命名二、肽的命名1.二肽:由两个氨基酸组成的肽二肽:由两个氨基酸组成的肽2.三肽三肽3.寡多肽:寡多肽:4.多肽:由多肽:由10个以上氨基酸组成的肽。组个以上氨基酸组成的肽。组成多肽的氨基酸单元称为氨
9、基酸残基。成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。1 1、参与肽键形成的、参与肽键形成的2 2个原子和另外个原子和另外4 4个取代成员:个取代成员:羰基碳原子、酰胺氢原子以及羰基碳原子、酰胺氢原子以及2 2个相邻的个相邻的 碳原子碳原子构成一个肽单位,肽单位的构成一个肽单位,肽单位的6 6个原子处于同一平个原子处于同一平面。面。2 2、肽键中的、肽键中的C-NC-N键具有部分双键性质,不键具有部分双键性质,不能自由旋转。能自由旋转。(一)定义:蛋白质的一级结构就是其共价(一)定义:蛋白质的一级结构就是其共价主链的氨基酸顺序主链的氨基酸顺序1 1、多肽链的拆分多肽链的拆分2、确定多肽链的数目确定多肽链
10、的数目 通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋白通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋白质分子量之间的关系来确定质分子量之间的关系来确定3 3、二硫键的断裂、二硫键的断裂4 4、测定每条多肽链的氨基酸组成,并计测定每条多肽链的氨基酸组成,并计算出氨基酸成分的分子比算出氨基酸成分的分子比5 5、分析多肽链的、分析多肽链的N-N-末端和末端和C-C-末端末端末端氨基酸测定方法末端氨基酸测定方法(1)(1)二硝基氟苯(二硝基氟苯(FDNBFDNB)法()法(SangerSanger法)法)FDNB:Sanger试剂试剂黄色黄色(2)(2)丹磺酰氯丹磺酰氯(DNS)(DNS)法法:更敏感更敏感(3)(3)苯异
11、硫氰酸酯苯异硫氰酸酯(PITC)(PITC)法法:可用于测序可用于测序(4)(4)氨肽酶法氨肽酶法:不太稳定不太稳定(5)(5)羧肽酶法羧肽酶法:可用于短序列测序可用于短序列测序6 6、多肽链断裂成多个肽段,并将其分离开、多肽链断裂成多个肽段,并将其分离开(1 1)化学法化学法 溴化氰水解法,它能选择性地切割由溴化氰水解法,它能选择性地切割由甲硫氨酸甲硫氨酸的的羧基所形成的肽键羧基所形成的肽键NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1水解位点水解位点1 1)胰蛋白酶)胰蛋白酶R R1 1=赖氨酸(赖氨酸(LysLys)、精氨酸()、精氨酸(ArgArg)侧链)侧链(2 2
12、)酶法)酶法NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1水解位点水解位点2)糜蛋白酶糜蛋白酶(胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶)R R1 1=苯丙氨酸(苯丙氨酸(PhePhe)、色氨酸()、色氨酸(TrpTrp)、酪氨酸()、酪氨酸(TyrTyr)NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1水解位点水解位点3)胃蛋白酶胃蛋白酶R R2 2R R1 1=苯丙氨酸(苯丙氨酸(PhePhe)、色氨酸()、色氨酸(TrpTrp)、)、酪氨酸(酪氨酸(TyrTyr)NCSNHCHCOR2NCHCOR1HHNHS:CCHCOR1HNNHCHCOR2NCOCHNHSCR17
13、7、测定每个肽段的氨基酸顺序、测定每个肽段的氨基酸顺序EdmanEdman(苯异硫氰酸酯法苯异硫氰酸酯法,PITCPITC)分析法分析法SNHCNHOCR1CHNH2CHCOR2+偶联反应偶联反应环化断裂反应环化断裂反应转化反应转化反应PTC-PTC-肽肽ATZATZPTH-PTH-氨基酸氨基酸268 nm268 nm8 8、确定肽段在多肽链中的次序、确定肽段在多肽链中的次序例例1 1、利用下面给出的信息确定多肽的序列利用下面给出的信息确定多肽的序列1)1)酸水解得酸水解得Ala,Arg,Leu,Met,Phe,Thr,2ValAla,Arg,Leu,Met,Phe,Thr,2Val。2)2)
14、SangerSanger试剂处理得试剂处理得 DNP-AlaDNP-Ala。3)3)胰蛋白酶处理得胰蛋白酶处理得Ala,Arg,ThrAla,Arg,Thr和和Leu,Met,PheLeu,Met,Phe,2Val2Val;当以;当以SangerSanger试剂处理时分别得到试剂处理时分别得到DNP-Ala DNP-Ala 和和DNP-ValDNP-Val。4)4)溴化氰处理得溴化氰处理得Ala Ala、ArgArg、高丝氨酸内酯、高丝氨酸内酯、ThrThr、2Val2Val和和LeuLeu、PhePhe;当用;当用SangerSanger试剂处理时,分别试剂处理时,分别得和得和DNP-Ala
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