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1、蛋白质与氨基酸主要介绍氨基酸、肽和蛋白质的结构、性质、功能以及蛋白质的结构与功能的关系。还介绍了一些基本技术如氨基酸的分离、纯化，多肽的人工合成，蛋白质的分离、纯化、鉴定等。一、蛋白质的重要性和一般组成一、蛋白质的重要性和一般组成（一）重要性（一）重要性 有些蛋白质是生物体的结构物质，有些蛋白质是生物体的结构物质，有些蛋白质是生物体的功能物质。有些蛋白质是生物体的功能物质。近年来的研究还指出蛋白质在遗传信息的控制，细胞膜的通透性以近年来的研究还指出蛋白质在遗传信息的控制，细胞膜的通透性以及高等动物的记忆等方面起了重要作用。及高等动物的记忆等方面起了重要作用。总而言之，一切重要的生理活动都离不开
2、蛋白质，蛋白质是生命总而言之，一切重要的生理活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命现象的最基本的物质基础。现象的最基本的物质基础。几年前，在欧洲乃至全世界引起恐慌的疯牛病，其致病元凶就是几年前，在欧洲乃至全世界引起恐慌的疯牛病，其致病元凶就是蛋白粒子（蛋白粒子（prion），这种只有蛋白质而没有核酸的病原体，可引起），这种只有蛋白质而没有核酸的病原体，可引起人或动物的疯牛病，这一发现又一次说明了蛋白质是生命的物质基人或动物的疯牛病，这一发现又一次说明了蛋白质是生命的物质基础。础。（二）一般组成（二）一般组成 元素组成：所有蛋白质都含有元素组成：所有蛋白质都含有 C、H、O、N 四种四种元素，大多数蛋
3、白质还含有少量的元素，大多数蛋白质还含有少量的 S，有些蛋白质，有些蛋白质还含有一些其它元素，如还含有一些其它元素，如 P、Fe、Cu、Mo、I等。等。各种蛋白质的含氮量都很接近，都在各种蛋白质的含氮量都很接近，都在16%左右，左右，因此可通过测定生物样品中的含氮量计算出样品中因此可通过测定生物样品中的含氮量计算出样品中蛋白质的含量，蛋白质的含量，1克氮就相当于克氮就相当于6.25克蛋白质。克蛋白质。蛋白质水解：用蛋白质水解：用H H+，OHOH-或酶将蛋白质彻底水或酶将蛋白质彻底水解，可以得到许多种氨基酸的混合物，说明解，可以得到许多种氨基酸的混合物，说明氨基氨基酸酸是蛋白质的基本结构单位。
4、是蛋白质的基本结构单位。二、蛋白质的基本结构单位二、蛋白质的基本结构单位氨基酸（氨基酸（amino amino acid,aa acid,aa或或AAAA）（一）氨基酸的通式、分类、结构和代号（一）氨基酸的通式、分类、结构和代号 1 1、氨基酸的通式、氨基酸的通式 或或2 2、氨基酸的分类、结构、代号、氨基酸的分类、结构、代号 氨基酸有两种分类方法氨基酸有两种分类方法(1)(1)按按侧链侧链R R基的结构基的结构(2)(2)按按侧链侧链R R基的极性基的极性中性氨基酸中性氨基酸氨基酸的结构、代号氨基酸的结构、代号:（二）氨基酸的构型、旋光性和光吸收（二）氨基酸的构型、旋光性和光吸收 构型：构型
5、：组成蛋白质的氨基酸除组成蛋白质的氨基酸除GlyGly以外都有手性碳原子，在三维以外都有手性碳原子，在三维空间上就有两种不同的排列方式，它们互为镜影，这两种不同的构空间上就有两种不同的排列方式，它们互为镜影，这两种不同的构型分别称为型分别称为D-D-型和型和L-L-型。型。以丙氨酸为例：以丙氨酸为例：如含两个手性碳原子，则有种立体异构体，分别称为如含两个手性碳原子，则有种立体异构体，分别称为-,-,-，别，别-和别和别-氨基酸。氨基酸。L-苏氨酸苏氨酸(L-threonine)D-苏氨酸苏氨酸(D-threonine)L-别别-苏氨酸苏氨酸(L-allo-threonine)D-别别-苏氨酸苏
6、氨酸(D-allo-threonine)蛋白质中的氨基酸都是蛋白质中的氨基酸都是L-L-型。型。(Gly(Gly除外除外)旋光性：旋光性：组成蛋白质的氨基酸除组成蛋白质的氨基酸除GlyGly以外，都有手性碳原子，以外，都有手性碳原子，所以所以都有旋光性，能使偏振光的偏振面的向左或向右旋转，向左旋都有旋光性，能使偏振光的偏振面的向左或向右旋转，向左旋转的称左旋，用转的称左旋，用“一一”号表示，向右旋转的称右旋，用号表示，向右旋转的称右旋，用“”号表示。号表示。旋光度，比旋光度旋光度，比旋光度消旋消旋外消旋外消旋内消旋内消旋光吸收：光吸收：组成蛋白质的氨基酸中，组成蛋白质的氨基酸中，TrpTrp、
7、TyrTyr和和 PhePhe对紫外光有对紫外光有一定的吸收，这是因为它们分子中含有苯环，是苯环的共一定的吸收，这是因为它们分子中含有苯环，是苯环的共轭双键造成的，这三个氨基酸的光吸收都在轭双键造成的，这三个氨基酸的光吸收都在280nm280nm附近。附近。（三）氨基酸的酸碱性质和等电点（三）氨基酸的酸碱性质和等电点 1 1、氨基酸的两性离子形式、氨基酸的两性离子形式 两性离子两性离子(dipolar ion)(dipolar ion)2 2、氨基酸的两性解离和等电点、氨基酸的两性解离和等电点 Brnsted的酸碱理论，即广义酸碱理论。的酸碱理论，即广义酸碱理论。HA A-+H+酸酸碱碱质子质
8、子 氨基酸在水中的两性离子既能像酸一样放出质子，也能像碱一氨基酸在水中的两性离子既能像酸一样放出质子，也能像碱一样接受质子，氨基酸具有样接受质子，氨基酸具有酸碱性质酸碱性质，是一类两性电解质是一类两性电解质。As an acid（proton donor）：）：As a base（proton acceptor）：）：不同不同pH时氨基酸以不同的离子化形式存在：时氨基酸以不同的离子化形式存在：正离子正离子两性离子两性离子负离子负离子 氨基酸所带静电荷为氨基酸所带静电荷为“零零”时，溶液的时，溶液的pH值称为该氨基值称为该氨基酸的等电点（酸的等电点（isoelectric point），以），以
9、pI表示。表示。实验证明在等电点时，氨基酸主要以两性离子形式存在，但也有少实验证明在等电点时，氨基酸主要以两性离子形式存在，但也有少量的而且数量相等的正、负离子形式，还有极少量的中性分子。量的而且数量相等的正、负离子形式，还有极少量的中性分子。当溶液的当溶液的pH=pIpH=pI时，氨基酸主要从两性离子形式存在。时，氨基酸主要从两性离子形式存在。pHpIpHpIpHpI时，氨基酸主要以负离子形式存在。时，氨基酸主要以负离子形式存在。3 3氨基酸的酸碱滴定曲线氨基酸的酸碱滴定曲线 Henderson-Hasselbalch方程方程pH=pKa+lg 质子受体质子受体 质子供体质子供体 酸碱滴定曲
10、线酸碱滴定曲线4 4等电点的计算等电点的计算 中性氨基酸：以中性氨基酸：以GlyGly为例为例 K1=Gly H+Gly+K2=Gly-H+GlypIpI时，时，Gly+=Gly-Gly H+K1=Gly K2H+H+2=K1K2pH=（pK1+pK2）/2pI=（pK1+pK2）/2pI =（2.34+9.60）/2=5.97Gly酸性氨基酸，以酸性氨基酸，以AspAsp为例：为例：碱性氨基酸，以碱性氨基酸，以Lys为例：为例：（四）氨基酸的化学性质（四）氨基酸的化学性质 1 1-氨基参加的反应氨基参加的反应 （1 1）成盐作用）成盐作用 （2 2）与）与HNOHNO2 2的反应的反应（3
11、3）与甲醛的反应）与甲醛的反应 甲醛滴定要注意几点甲醛滴定要注意几点 甲醛滴定的优缺点甲醛滴定的优缺点 （4 4）酰基化反应）酰基化反应 酰氯：酰氯：苄氧酰氯（苄氧酰氯（Cbz-ClCbz-Cl）:对甲苯磺酰氯对甲苯磺酰氯(Tos-Cl):(Tos-Cl):叔丁氧酰氯叔丁氧酰氯(Boc-Cl):(Boc-Cl):酸酐：酸酐：邻苯二甲酸酐：邻苯二甲酸酐：（R酰基）酰基）Cbz-ClCbz-氨基酸氨基酸氨基酸与氨基酸与 5 5一二甲氨基萘一二甲氨基萘-1-1-磺酰氯磺酰氯（dansyl chloride,DNS）的反应的反应 （5 5）烃基化反应）烃基化反应 与与2 2、4 4一二硝基氟苯的反应一
12、二硝基氟苯的反应 2，4一二硝基氟苯一二硝基氟苯（R烃基）烃基）DNFBDNP-氨基酸（黄色）氨基酸（黄色）与苯异硫氰酸（酯）的反应与苯异硫氰酸（酯）的反应 PITCPTC-氨基酸氨基酸PTH-氨基酸氨基酸2 2-羧基参加的反应羧基参加的反应 （1 1）成盐和成酯反应）成盐和成酯反应 酰化氨基酸酰化氨基酸对硝基苯酚对硝基苯酚酰化氨基酸对酰化氨基酸对-硝基苯酯硝基苯酯（活化酯）（活化酯）（式中（式中Y酰基）酰基）（2 2）成酰氯反应）成酰氯反应 （3 3）成酰胺反应）成酰胺反应 体外：体外：体内：体内：Asp+NH4ATP酶酶Asn+（4 4）脱羧基反应）脱羧基反应 （5 5）叠氮反应）叠氮反应
13、 3.-3.-氨基和氨基和-羧基共同参加的反应羧基共同参加的反应 （1 1）茚三酮反应）茚三酮反应注意几点：注意几点：（2 2）成肽键）成肽键 4 4侧链侧链R R基参加的反应基参加的反应 （1 1）-S-S-S-S-和和-SH-SH的氧化还原反应的氧化还原反应 R-SH：HS-CH2CH2OH 巯基乙醇（巯基乙醇（mercaptoethanol）HS-CH2COOH 巯基乙酸（巯基乙酸（mercaptoacetic acid）HS-CH2(CHOH)2-CH2SH二硫苏糖醇（二硫苏糖醇（dithiothreitol,DTT）半胱氨酸的半胱氨酸的-SH-SH很活泼，很容易在空气中重新氧化形成二
14、很活泼，很容易在空气中重新氧化形成二硫键，一般可用卤代化物对硫键，一般可用卤代化物对-SH-SH进行保护。进行保护。（2 2）苯环的黄色反应）苯环的黄色反应 phe+phe+少量浓少量浓H H2 2SOSO4 4+浓浓HNOHNO3 3 黄色黄色 TyrorTrp+浓浓HNO3 黄色黄色（3 3）酚基的）酚基的MillonMillon反应（米伦氏反应）反应（米伦氏反应）HgNOHgNO3 3 Tyr+Tyr+Hg(NOHg(NO3 3)2 2 红色红色 HNOHNO3 3 （4 4）paulypauly反应反应 His+His+重氮苯磺酸重氮苯磺酸 红色（棕红色）红色（棕红色）Tyr+Tyr+
15、重氮苯磺酸重氮苯磺酸 橘黄色橘黄色 （5 5）FolinFolin一酚反应一酚反应 +磷钼酸磷钼酸 TyrTyr磷钨酸磷钨酸 ororTrpTrp蓝色（钼蓝与钨蓝混合物）蓝色（钼蓝与钨蓝混合物）（6 6）紫外吸收：）紫外吸收：TrpTrp、TyrTyr、（、（phephe）（7 7）荧光：）荧光：TrpTrp、TyrTyr、（、（phephe）氨基酸化学性质总结氨基酸化学性质总结 （五）氨基酸分析（五）氨基酸分析 1 1分配层析法：分配层析法：分配系数分配系数 Kd=CACBCA：一种物质在：一种物质在A相（流动相）中的浓度相（流动相）中的浓度 CB：一种物质在：一种物质在B相（固定相）中的浓
16、度相（固定相）中的浓度 原理：主要根据被分析的样品（如原理：主要根据被分析的样品（如aaaa混合物）在两种互混合物）在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的目的，不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的目的，（1 1）逆流分溶（逆流分配）逆流分溶（逆流分配）（2 2）纸层析）纸层析 单向纸层析图单向纸层析图RfRf值值 双向纸层析图双向纸层析图 （3 3）聚酰胺薄膜层析）聚酰胺薄膜层析 （4 4）薄层层析）薄层层析 2 2离子交换层析法离子交换层析法 原理原理：分离氨基酸时，用离子交换树脂作为支持物，利用：分离氨基酸时，用离子交换树脂作为支持物，利用离离子交换树脂上的活性基团子交换树脂
17、上的活性基团与与溶液中的离子溶液中的离子进行进行交换反应交换反应，由于各，由于各种离子交换能力不同，与树脂结合的牢固程度就不同，在洗脱过种离子交换能力不同，与树脂结合的牢固程度就不同，在洗脱过程中，各种离子以不同的速度移动，从而达到分离的目的。程中，各种离子以不同的速度移动，从而达到分离的目的。这种分离主要与各种离子这种分离主要与各种离子所带电荷所带电荷有关，在电荷相同时，有关，在电荷相同时，与与极性，非极性极性，非极性有关。有关。离子交换树脂：离子交换树脂：化学本质：是一种人工合成的聚苯乙烯一苯二乙烯化学本质：是一种人工合成的聚苯乙烯一苯二乙烯组成的具有网状结构的高分子聚合物。组成的具有网状
18、结构的高分子聚合物。外观：外观：阳离子交换树脂：活性基团是酸性的阳离子交换树脂：活性基团是酸性的，如磺酸基，如磺酸基-SO-SO3 3H H （强酸型），羧基（强酸型），羧基-COOH-COOH（弱酸型）（弱酸型）阴离子交换树脂：阴离子交换树脂：活性基团是碱性的活性基团是碱性的，如季胺基，如季胺基-N N+(CH(CH3 3)3 3OHOH-茚三酮显色：仪器灵敏度茚三酮显色：仪器灵敏度10-9mol OPA（邻苯二甲醛），荧光胺：（邻苯二甲醛），荧光胺：灵敏度灵敏度10-12mol。3高效液相层析（高效液相层析（high performance liguid chromatography,HP
19、LC）HPLC的特点的特点:（1 1）反相层析（）反相层析（reverse phase chromatographyreverse phase chromatography）（2 2）离子交换层析）离子交换层析 （3 3）凝胶过滤）凝胶过滤 HPLCHPLC可使氨基酸分析的灵敏度达到可使氨基酸分析的灵敏度达到1010-12-12molmol水平。水平。HPLC：（六）氨基酸的制备（六）氨基酸的制备 1 1蛋白质水解蛋白质水解 （1 1）酸水解）酸水解 （2 2）碱水解）碱水解 （3 3）酶水解）酶水解 2 2人工合成人工合成 3 3微生物发酵微生物发酵 三、肽（三、肽（peptidepepti
20、de）（一）肽的结构和命名（一）肽的结构和命名 肽是由两个或两个以上的氨基酸通过肽键连接而形成的化合物。肽是由两个或两个以上的氨基酸通过肽键连接而形成的化合物。Peptide bond二肽二肽 三肽三肽 四肽四肽 二肽二肽+肽称寡肽（肽称寡肽（oligopeptide）多肽（多肽（Polypeptide）氨基酸之间通过肽键连接形成的链称肽链。氨基酸之间通过肽键连接形成的链称肽链。N N端端氨基酸残基氨基酸残基氨基酸残基氨基酸残基C C端端肽链书写方式：肽链书写方式：N端端C端端 肽链有链状、环状和分支状。肽链有链状、环状和分支状。命名：根据氨基酸组成，由命名：根据氨基酸组成，由N端端C端命名端
21、命名 丙氨酰甘氨酰亮氨酸丙氨酰甘氨酰亮氨酸 AlaGlyLeu (or AlaGlyLeu)（二）肽的理化性质（二）肽的理化性质 1 1两性解离与等电点两性解离与等电点 肽与氨基酸一样具有酸、碱性质，它的解离主要取决于肽链的肽与氨基酸一样具有酸、碱性质，它的解离主要取决于肽链的末端氨基、末端羧基和侧链末端氨基、末端羧基和侧链R R基。基。由于肽中由于肽中N N端自由氨基和端自由氨基和C C端自由羧基之间的距离比氨基酸中的端自由羧基之间的距离比氨基酸中的大，因此它们之间的静电引力较弱。肽中大，因此它们之间的静电引力较弱。肽中C C端端-COOH-COOH的的pKpK略大于氨基略大于氨基酸中的酸中
22、的pKpK值，值，pKpK1 1。N N端端-NH-NH+3 3的的pKpK略小于氨基酸中的略小于氨基酸中的pKpK值，值，pKpK2 2。R R基的基的pKpK变化不大。变化不大。肽的等电点：肽所带净电荷为肽的等电点：肽所带净电荷为“零零”时，溶液的时，溶液的pHpH值。值。例：已知末端例：已知末端-COOH，pK3.6，末端，末端-NH3+pK8.0 -NH+3pK10.6。计算计算Ala-Ala-Lys-Ala的等电点。的等电点。pI=(8.010.6)/2 2 2肽的化学性质肽的化学性质 肽的化学性质与氨基酸相似，如两性解离、等电点等，但肽的化学性质与氨基酸相似，如两性解离、等电点等，
23、但肽有肽有与氨基酸不同的特殊反应与氨基酸不同的特殊反应 （1）双缩脲反应）双缩脲反应（2）肽键的紫外吸收）肽键的紫外吸收210230nm 双缩脲双缩脲 碱性碱性CuSO4溶液溶液 紫色紫色（三）天然存在的某些活性肽（三）天然存在的某些活性肽 1 1肌肽和鹅肌肽肌肽和鹅肌肽 肌肽（肌肽（carnosinecarnosine）:-Ala-His:-Ala-His 鹅肌肽（鹅肌肽（anserineanserine）：）：-Ala-1-Me-His-Ala-1-Me-His 2谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione,GSH)3 3多肽抗菌素多肽抗菌素 4 4多肽激素多肽激素 5 5神经肽神经肽甲硫氨
24、酸脑啡肽甲硫氨酸脑啡肽TyrGlyGlyphe-Met 亮氨酸脑啡肽亮氨酸脑啡肽Tyr-Gly-Gly-phe-Leu 功能：镇痛功能：镇痛 如脑啡肽如脑啡肽(enkephalin)(enkephalin)（四）肽的人工合成（四）肽的人工合成1 1概况概况 20世纪初世纪初 E.Fischer：以氨基酸为原料合成了一个十八肽。：以氨基酸为原料合成了一个十八肽。1932年年 M.Bergman:Cbz 1953年年 美国美国 Du.Vigneaud：生物活性的催产素：生物活性的催产素 1965年年 中国：生物活性的牛胰岛素中国：生物活性的牛胰岛素 1962年年 美国美国Merrifield：固相
25、合成法：固相合成法 2 2合成方法合成方法 （1 1）液相合成法）液相合成法 用缩合剂的方法用缩合剂的方法 氨基保护基氨基保护基Y Y：CbzCbz、BocBoc、TosTos 羧基保护基羧基保护基Z Z：甲酯（：甲酯（OMeOMe）CHCH3 3O-O-乙酯（乙酯（OEtOEt）C C2 2H H5 5O-O-苄酯（苄酯（OBzlOBzl）叔丁酯（叔丁酯（OBuOBut t）缩合剂：缩合剂：N，N一二环己基碳二亚胺一二环己基碳二亚胺（N，N-dicyclohexyl carbodiimide，缩写，缩写DCCI或或DCC）脱去氨基保护基的方法：脱去氨基保护基的方法：Boc用酸，如用酸，如50
26、%三氟醋酸脱去三氟醋酸脱去Tos用钠氨还原法用钠氨还原法 脱去羧基保护基的方法：脱去羧基保护基的方法：苄酯（苄酯（OBzl）用催化加氢法）用催化加氢法 叔丁酯（叔丁酯（OBut）用酸，如）用酸，如50%三氟醋酸脱去三氟醋酸脱去 Cbz用催化加氢法用催化加氢法 甲酯或乙酯用皂化法甲酯或乙酯用皂化法 将参与肽键合成的羧基和氨基活化将参与肽键合成的羧基和氨基活化 羧基的活化羧基的活化:氨基的活化：氨基的活化：接肽时加入有机碱如三乙胺或接肽时加入有机碱如三乙胺或KHCOKHCO3 3等，保证氨基处于等，保证氨基处于自由状态，氨基即活化。自由状态，氨基即活化。早期用酰氯，但反应太激烈，后来采用叠氮法，而
27、现早期用酰氯，但反应太激烈，后来采用叠氮法，而现在用了最多的是在用了最多的是活化酯法活化酯法和和混合酸酐混合酸酐法。法。液相合成的优缺点液相合成的优缺点（2 2）固相合成法）固相合成法 （3 3）酶促合成法）酶促合成法 固相合成的优缺点固相合成的优缺点 四、蛋白质的分类四、蛋白质的分类 （一）根据蛋白质分子的形状（一）根据蛋白质分子的形状1 1球状蛋白质（球状蛋白质（globular proteinglobular protein）2 2纤维状蛋白质（纤维状蛋白质（fibrous proteinfibrous protein）（二）根据组成和溶解度（二）根据组成和溶解度1单纯蛋白质（单纯蛋白质
28、（simple protein）:也称简单蛋白质，完全由氨基酸组也称简单蛋白质，完全由氨基酸组 成的蛋白质。成的蛋白质。单纯蛋白质的分类（根据溶解度的不同）单纯蛋白质的分类（根据溶解度的不同）(1)清蛋白（清蛋白（albumin）：溶于水及稀盐、稀酸或稀碱溶液。如血清清）：溶于水及稀盐、稀酸或稀碱溶液。如血清清 蛋白。蛋白。(2)球蛋白（球蛋白（globulin）：不溶于水而溶于稀盐溶液，如血清球蛋白。）：不溶于水而溶于稀盐溶液，如血清球蛋白。(3)谷蛋白（谷蛋白（glutelin）：不溶于水、醇及中性盐溶液，但溶于稀酸、）：不溶于水、醇及中性盐溶液，但溶于稀酸、稀碱，如米谷蛋白。稀碱，如米谷
29、蛋白。(4)谷醇溶蛋白（谷醇溶蛋白（prolamine）：不溶于水，但溶于）：不溶于水，但溶于70%80%乙醇，乙醇，如玉米醇溶蛋白。如玉米醇溶蛋白。(5)组蛋白（组蛋白（histone）：溶于水及稀酸溶液，分子中含）：溶于水及稀酸溶液，分子中含Arg、Lys 较多，呈（弱）碱性，如小牛胸腺组蛋白。较多，呈（弱）碱性，如小牛胸腺组蛋白。(6)鱼精蛋白（鱼精蛋白（protamine）：溶于水及稀酸溶液，分子中含碱性）：溶于水及稀酸溶液，分子中含碱性 氨基酸特别多，呈（强）碱性，如鲑精蛋白。氨基酸特别多，呈（强）碱性，如鲑精蛋白。(7)硬蛋白（硬蛋白（scleroprotein）：不溶于水、盐、稀
30、酸、稀碱溶液。）：不溶于水、盐、稀酸、稀碱溶液。如胶原蛋白、角蛋白、丝心蛋白、弹性蛋白等。如胶原蛋白、角蛋白、丝心蛋白、弹性蛋白等。2缀合蛋白质（缀合蛋白质（conjugated protein）：也称结合蛋白质，）：也称结合蛋白质，由蛋白质和非蛋白质两部分组成。由蛋白质和非蛋白质两部分组成。缀合蛋白质的分类（根据非蛋白质即辅基的不同）缀合蛋白质的分类（根据非蛋白质即辅基的不同）(1)糖蛋白（糖蛋白（glycoprotein）：含糖类，如胶原蛋白。）：含糖类，如胶原蛋白。(2)脂蛋白（脂蛋白（lipoprotein）：含脂类，如血浆脂蛋白。）：含脂类，如血浆脂蛋白。(3)核蛋白（核蛋白（nuc
31、leoprotein）：含核酸，如核糖体。）：含核酸，如核糖体。(4)磷蛋白（磷蛋白（phosphoprotein）：含磷酸，如酪蛋白。）：含磷酸，如酪蛋白。(5)金属蛋白（金属蛋白（metalloprotein）：含金属，如铁蛋白含）：含金属，如铁蛋白含Fe。(6)血红素蛋白（血红素蛋白（hemoprotein）：辅基为血红素，如血红蛋白。）：辅基为血红素，如血红蛋白。(7)黄素蛋白（黄素蛋白（flavoprotein）：辅基为黄素（）：辅基为黄素（FAD或或FMN），），如琥珀酸脱氢酶（含如琥珀酸脱氢酶（含FAD）。）。（三）根据功能（三）根据功能 1.活性蛋白质（活性蛋白质（active
32、 protein）包括生命活动过程中一切有活性的蛋白质以及它们的前体分子，包括生命活动过程中一切有活性的蛋白质以及它们的前体分子，绝大多数蛋白质属于活性蛋白质，包括酶、激素蛋白、运输蛋白绝大多数蛋白质属于活性蛋白质，包括酶、激素蛋白、运输蛋白（转运蛋白）、贮存蛋白、运动蛋白、保护或防御蛋白、受体蛋白、（转运蛋白）、贮存蛋白、运动蛋白、保护或防御蛋白、受体蛋白、控制生长和分化蛋白、毒蛋白、膜蛋白等。控制生长和分化蛋白、毒蛋白、膜蛋白等。2.非活性蛋白质（非活性蛋白质（passive protein）对生物体起支持和保护作用，主要指硬蛋白包括胶原蛋白、角对生物体起支持和保护作用，主要指硬蛋白包括胶
33、原蛋白、角蛋白、丝蛋白、弹性蛋白等。蛋白、丝蛋白、弹性蛋白等。五、蛋白质的结构五、蛋白质的结构 当多肽的分子量大到足够具有一定的空间结构时就当多肽的分子量大到足够具有一定的空间结构时就称为蛋白质。称为蛋白质。蛋白质与多肽的主要蛋白质与多肽的主要差别：分子量，空间结构差别：分子量，空间结构 为了对蛋白质结构叙述的方便，人为地将蛋白质的结构分为为了对蛋白质结构叙述的方便，人为地将蛋白质的结构分为一一级结构、二级结构、三级结构和四级结构级结构、二级结构、三级结构和四级结构。蛋白质的蛋白质的一级结构一级结构又称又称初级结构初级结构，二级结构、三级结构、四二级结构、三级结构、四级结构级结构的三度空间排列
34、称蛋白质的的三度空间排列称蛋白质的空间结构、高级结构、三维结空间结构、高级结构、三维结构或构象构或构象。随着蛋白质化学研究的进展，越来越多的人认为在二级随着蛋白质化学研究的进展，越来越多的人认为在二级结构和三级结构之间应加入结构和三级结构之间应加入超二级结构超二级结构和和结构域结构域这两个层次，这两个层次，所以蛋白质的结构层次为：所以蛋白质的结构层次为：一级结构一级结构二级结构二级结构超二级结构超二级结构结构域结构域三级结构三级结构四级结构四级结构（一）蛋白质的一级结构（一）蛋白质的一级结构（primary structure）1定义：定义：蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的排列蛋白质
35、的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序（顺序（sequence），一级结构的主要连接键是肽键。），一级结构的主要连接键是肽键。2 2蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定 概况概况:序列测定前的准备工作：序列测定前的准备工作：样品的纯度样品的纯度相对分子质量相对分子质量肽链的数目肽链的数目氨基酸组成氨基酸组成一级结构的测定主要用一级结构的测定主要用小片段重叠小片段重叠的原理的原理 序列测定方法序列测定方法（1）末端分析：包括）末端分析：包括N端分析，端分析，C端分析端分析 N端分析方法端分析方法 二硝基氟苯法（二硝基氟苯法（DNP法、法、DNFB法或法或FDNB法）法）丹磺酰氯法（丹磺
36、酰氯法（DNS法）法）苯异硫氰酸苯异硫氰酸(酯酯)法（法（PITC法、法、PTC法、法、PTH法、法、Edman降解法降解法）氨肽酶（氨肽酶（aminopeptidase,Apase）法）法 AlaValGly亮氨酸氨肽酶（亮氨酸氨肽酶（Leucine amino peptidase,LAP）专一性专一性:A=非极性氨基酸时非极性氨基酸时 快快A=其它氨基酸时其它氨基酸时 慢慢A BN端端A=Leu时时 最快最快N N端氨基封闭的几种情况端氨基封闭的几种情况 C端分析端分析 硼氢化锂还原法硼氢化锂还原法 肼解法：也称联氨法肼解法：也称联氨法 羧肽酶（羧肽酶（carboxypeptidase,C
37、pase）法）法 4 4种羧肽酶的来源和专一性种羧肽酶的来源和专一性 羧肽酶羧肽酶来源来源专一性专一性CpA胰脏胰脏能能释释放放除除pro、Arg和和Lys以以外外的的所有所有C端氨基酸端氨基酸CpB胰脏胰脏主要水解主要水解C端为端为Arg或或Lys的肽键的肽键CpC植物或微生物植物或微生物相相当当广广泛泛，几几乎乎能能释释放放C端端的的所所有氨基酸有氨基酸CpY面包酵母面包酵母可释放可释放C端所有氨基酸端所有氨基酸（2 2）肽链的拆开和分离）肽链的拆开和分离 共价键共价键 非共价键非共价键 （3）肽链的部分水解）肽链的部分水解 化学方法：化学方法：溴化氰（溴化氰（CNBr）裂解法）裂解法:酶
38、解方法酶解方法 （4 4）肽段的分离和氨基酸序列测定）肽段的分离和氨基酸序列测定 （5 5）找重叠肽从而推断整个肽链的氨基酸序列）找重叠肽从而推断整个肽链的氨基酸序列 （6 6）二硫键位置的确定）二硫键位置的确定 对角线电泳对角线电泳 （7 7）酰胺基位置的确定）酰胺基位置的确定 3 3蛋白质测序举例蛋白质测序举例 insulin4指纹图谱（指纹图谱（finger print）法）法 近年来由于近年来由于DNADNA序列的测定发展很快，可将相应于序列的测定发展很快，可将相应于蛋白质的蛋白质的DNADNA序列测定出来后，推出蛋白质的序列，为序列测定出来后，推出蛋白质的序列，为蛋白质一级结构的测定带来了新的蛋白质一级结构的测定带来了新的曙光曙光。一级结构测定展望5 5蛋白质序列数据库蛋白质序列数据库 (1)PIR（Protein Information Resource）数据库）数据库(2)SWISS-PROT数据库数据库