中国药科大学生物化学基地班第四章蛋白质化学.ppt

第四章 蛋白质化学、氨基酸、多肽及蛋白质类生物药物 1833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶。 1864年，Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白，并将其制成结晶。 19世纪末，Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，并用氨基酸合成了多种短肽 。 1938年，德国化学家Gerardus J. Mulder引用“Protein” 一词来描述蛋白质。 1951年, Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋白质的二级结构——α-螺旋(α-helix)。 1953年，Frederick Sanger完成胰岛素一级序列测定。 1962年，John Kendrew和Max Perutz确定了血红蛋白的四级结构。 三、蛋白质功能的多样性 催化 调节 受体 转运 贮存 运动 结构成分 防御 异常功能 综上所述：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和功能物质。 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。 1.元素组成：蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳、氢、氧外，还有氮和少量的硫。某些蛋白质还含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、钼、锌和铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为： 碳 50％-55% 氢 6.5-7.3％ 氧 19-24％ 氮 16% 硫 0-3％ 其他 微 量 蛋白质的含氮量 大多数蛋白质的含氮量接近于16%，这是蛋白质元素组成的一个特点，也是凯氏（Kjedahl）定氮法测定蛋白质含量的计算基础。所以，可以根据生物样品中的含氮量来计算蛋白质的大概含量： 样品中蛋白质含量=蛋白氮 ? 6.25 6.25为蛋白质系数，即1克氮所代表的蛋白质量（克数） （一） 蛋白质水解 蛋白质和多肽的肽键可被催化水解 酸/碱能将蛋白完全水解 酶水解一般是部分水解 ----C-C-C-C-COOH γ β α ----C-C-C-C(NH2)-COOH α-氨基酸 ----C-C-C(NH2)-C-COOH β-氨基酸 ----C-C(NH2)-C-C-COOH γ-氨基酸 多肽链中AA残基按一定顺序排列：氨基酸顺序 含游离?-氨基的一端：氨基端或N-端 含游离?-羧基的一端：羧基端或C-端 AA顺序是从N-端开始以C-端氨基酸残基为终点 如上述五肽：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln （一）、肽和肽键的结构 ①肽键中C-N键有部分 双键性质 ——不能自由旋转 ②组成肽键原子处于 同一平面（肽平面） ③键长及键角一定 ④大多数情况以反式 结构存在 前提 1.样品必需纯（97%以上） 2.知道蛋白质的分子量 3.知道蛋白质由几个亚基组成 4.测定蛋白质的AA组成并根据分子量 计算每种AA的个数 5.测定水解液中的氨量计算酰胺的含量 （一）、蛋白质测序策略 (1) 测定蛋白质分子中多肽链的数目 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，即可确定多肽链的数目。 （一）、蛋白质测序策略 (2) 多肽链的拆分 （一）、蛋白质测序策略 几条多肽链借助非共价键连接在一起，称为寡聚蛋白质，血红蛋白为四聚体，烯醇化酶为二聚体。 可用8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍处理，即可分开多肽链(亚基)。 （一）、蛋白质测序策略 (3) 断开二硫键 在8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍存在下，用过量的?-巯基乙醇处理，使二硫键还原为巯基，然后用烷基化试剂保护生成的巯基，防止重新被氧化。 （一）、蛋白质测序策略 （一）、蛋白质测序策略 (5)分析多肽链的N-末端和C-末端 (6)多肽链断裂成多个肽段 采用两/多种不同的断裂方法将多肽 断裂成两套或多套肽段，并将其分离。 （一）、蛋白质测序策略 (7)测定每个肽段的氨基酸顺序 蛋白质一级结构的测定 蛋白质一级结构的测定包括蛋白质分子中氨基酸的组成和排列顺序的分析。 氨基酸组成的分析 N末端氨基酸分析方法： （1）二硝基氟苯法（DNFB） （2）二甲氨基奈磺酸氯法（DNS-Cl） 不能在同一肽链上重复应用，因为肽链在酸水解中已完全降解为氨基酸。 （3）Edman降解：该方法仅水解释放多肽链N末端残基，可以从N端逐一连续测定氨基酸序列。 C末端氨基酸分析方法： 大分子多肽氨基酸顺序的确定 核酸推导法： 2、蛋白质分子内部的作用力 肽键、二硫键——一级结构 氢键、疏水作用、范德华力、离子键、