第三章蛋白质化学.

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1 第三章蛋白质化学

2 提要 本章较全面地介绍了蛋白质化学的基本知识，重点阐述了氨基酸和蛋白质的结构、性质和功能间的依存关系。在学习氨基酸的结构时应联系有机化学的羧酸结构，在学习氨基酸的化学性质时应联系氨基酸的结构，再将氨基酸的结构和特性与蛋白质的结构和特性联系起来。认识蛋白质的重要生物学意义。

3 1.蛋白质的生物学意义 2.蛋白质的分类 3.蛋白质的元素组成 4.蛋白质的氨基酸组成 5.肽 6.蛋白质的结构 7.蛋白质分子结构与功能的关系 8.蛋白质的性质

4 蛋白质-英文为“Protein”——第一重要.

5 生老病死，万物轮回(蛋白质层次) 生（诞生、生长）：在蛋白质（酶）控制（催化）下的老细胞计划性凋亡和新细胞的再生（细胞新陈代谢）、活细胞物质的代谢。 老？ 蛋白质功能的普遍衰退(?)。 病——个别蛋白质的功能障碍。 死？ 蛋白质功能的全部停止,分解。 蛋白质——生物功能分子

6 一蛋白质的生物学意义 蛋白质是所有生物中非常重要的结构分子和功能分子，几乎所有的生命现象和生物功能都是蛋白质作用的结果，因此，蛋白质是现代生物技术，尤其是基因工程，蛋白质工程、酶工程等研究的重点和归宿点。

7 单细胞生物 胞外酶 鞭毛-蛋白质（运动器官） 细胞壁-糖、脂、肽 细胞膜-载运蛋白、酶蛋白 细胞质-酶蛋白（催化物质代谢）
细胞核-酶蛋白（催化遗传）

8 多细胞动物 个体层次 毛发、皮肤 -角蛋白 骨骼、牙齿-钙+胶原蛋白

9 器官层次 食道（口、胃、肠）-消化酶（细胞外） 血管中-免疫蛋白 （Antibody） 激素蛋白 巨噬细胞

10 ？ 细胞水平 结构蛋白, 均为纤维状； 细胞粘连物质-胶原蛋白 细胞内丝网状骨架蛋白（决定细胞形状及运动）；
带有绿色荧光的骨架蛋白质 细胞水平 地衣细胞 细胞粘连物质-胶原蛋白 细胞内丝网状骨架蛋白（决定细胞形状及运动）； 提问：为什么人体细胞会有不同的形状呢？ 细胞内有支撑体 ？ 食物－酵母细胞

11 功能 蛋 白,大多为 球 状； 细胞膜—载体蛋白（物质、信号）、酶 细胞质(包括细胞器)—酶（物质代谢）、信号传递 细胞质(包括细胞器)—酶（物质代谢）、信号传递 细胞核—酶（遗传）、结构蛋白（染色体骨架）

12 蛋白质在生物体内的分布 含量(干重) 微生物 50-80% 人 体 45% 一般细胞 50% 种类 大肠杆菌 3000种 人体 10万种
含量(干重) 微生物 % 人 体 45% 一般细胞 50% 种类 大肠杆菌 种 人体 万种 生物界

13 蛋白质分布广泛、功能多样 1. 催化功能-酶 2. 结构功能-皮、毛、骨、牙、细胞骨架 3. 载运功能-膜蛋白 4. 调控功能-激素
5. 运动功能-鞭毛、肌肉蛋白 6. 防御功能-免疫球蛋白 7. 神经传导 基本功能 辅助功能

14 结构决定功能 生物大分子包括蛋白质 提问：为什么同样是由铁组成的，汽车、轮船、卷尺功能大不相同？ 其他组成以及结构复杂程度不同
（分子结构决定生物功能）

15 蛋白质的定义 是由许多不同的α-氨基酸按一定的序列通过酰胺键（肽键）缩合而成的，具有较稳定的构象并具有一定生物功能的大分子。

16 蛋白质的分类 （1）按组成： 简单蛋白：完全由氨基酸组成 结合蛋白：除蛋白外还有非蛋白成分（辅基）

17 2)按分子外形的对称程度： 球状蛋白质：分子对称，外形接近球状，溶解度好，能结晶，大多数蛋白质属此类。
纤维状蛋白质：对称性差，分子类似细棒或纤维状。

18 3)按功能分： 活性蛋白：酶、运输蛋白、营养和贮存蛋白、激素、受体蛋白、运动蛋白、结构蛋白、防御蛋白。
非活性蛋白：对生物体起保护或支持作用。如：硬蛋白，包括胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白和丝心蛋白。

19 4)按溶解度分： 清蛋白：又称白蛋白。溶于水。血清清蛋白、乳清蛋白 球蛋白：微溶于水而溶于稀中性盐溶液。
谷蛋白：不溶于水、醇及中性盐溶液，但溶于稀酸、稀碱，如米、麦蛋白。 醇溶蛋白：不溶于水，溶于70%-80%乙醇，如玉米蛋白。 精蛋白：溶于水及酸性溶液，呈碱性，如：鲑精蛋白。

20 二、蛋白质的元素组成 C（50~55%）、H（6~8%）、O（20~23%）、N（15~18%）、 S（0~4%）、…
N的含量平均为16%——凯氏（Kjadehl）定氮法的理论基础

21 三、蛋白质的氨基酸组成 氨基酸 是蛋白质的基本组成单位。从细菌到人类，所有蛋白质都由20种标准氨基酸（20 standard amino acids)组成。 （一）氨基酸的结构通式：19种氨基酸具有一级氨基（-NH3+）和羧基（-COOH）结合到α碳原子（Cα），同时结合到（Cα）上的是H原子和各种侧链（R）；Pro具有二级氨基（α-亚氨基酸）

22 第二节 蛋白质的组成与结构 蛋白质——多聚氨基酸 如图 α-氨基酸

23 牛胰脏核糖核酸酶蛋白分子氨基酸组成

24 2.1 蛋白质的组成单位——氨基酸 1. 化学结构 含有氨基的羧酸 R-CH(NH2)-COOH
R 代 表 氨 基 酸 之 间 相 异 的 部 分 ， 叫 R 基 (R group)， 又 称 为 侧 链 (sidechain) 。 无色晶体、溶于水 酪氨酸分子

25 H2N—Cα—H COOH R +H3N—Cα—H COO- R Cα如是不对称C（除Gly），则： 具有两种立体异构体 [D-型和L-型]
不带电形式 H2N—Cα—H COOH R +H3N—Cα—H COO- R 两性离子形式 Cα如是不对称C（除Gly），则： 具有两种立体异构体 [D-型和L-型] 2. 具有旋光性 [左旋（-）或右旋（+）]

26 地 球 上 天 然 形 成 的 氨 基 酸 有 300 种 以 上 ， 但 是 构 成 蛋 白 质 的 氨 基 酸 只 有 22 种 , 且都是α-氨基酸（可能还存在更多的）。
提问：什么是α-氨基酸？ 答案： ----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

27 构 成 蛋 白 质 的 前二 十 种 氨 基 酸 的 名 称 、 符 号 、 化 学 结 构 和 疏 水 性 指 数 。 指 数 愈 正 表 示 疏 水 性 愈 强 。
20种基本氨基酸图示 天冬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 精氨酸 组氨酸 黑色素、甲亢 酪氨酸 脑白金 色氨酸

28 苯丙氨酸 甘氨酸 半胱氨酸 丙氨酸 蛋氨酸 缬氨酸 丝氨酸 亮氨酸 苏氨酸 异亮氨酸 天冬酰胺 脯氨酸 谷氨酰胺

29

30 （二）氨基酸的分类 根据R的化学结构 （1）脂肪族氨基酸：1）疏水性：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Met、Cys；2）极性：Arg、Lys、Asp、Glu、Asn、Gln、Ser、Thr （2）芳香族氨基酸：Phe、Tyr （3）杂环氨基酸：Trp、His （4）杂环亚氨基酸：Pro

31 2.根据R的极性 （1）极性氨基酸：1）不带电：Ser、Thr、Asn、Gln、Tyr、Cys；2）带正电：His、Lys、Arg；3）带负电：Asp、Glu （2）非极性氨基酸：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Met、Pro、Trp

32 2. 分类 大—小 极性（电性有—无）—非极性

33 1)编码的蛋白质氨基酸（20种） 也称基本氨基酸或标准氨基酸，有对应的遗传密码。
近年发现谷胱甘肽过氧化物酶中存在硒代半胱氨酸，有证据表明此氨基酸由终止密码UGA编码，可能是第21种蛋白质氨基酸。

34 2)非编码的蛋白质氨基酸 也称修饰氨基酸，是在蛋白质合成后，由基本氨基酸修饰而来。
Prothrombin(凝血酶原)中含有-羧基谷氨酸，能结合Ca2+。 结缔组织中最丰富的蛋白质胶原蛋白含有大量4-羟脯氨酸和5-羟赖氨酸。

35 3)必需氨基酸： 成年人：Leu、Ile、Val、Thr、Met、Trp、Lys、Phe 婴儿期：Arg和His供给不足，属半必须氨基酸。
必须氨基酸在人体内不能合成，是由于人体内不能合成这些氨基酸的碳架（α-酮酸）

36 4)非蛋白质氨基酸 除参与蛋白质组成的20多种氨基酸外，生物体内存在大量的氨基酸中间代谢产物，它们不是蛋白质的结构单元，但在生物体内具有很多生物学功能，如尿素循环中的L-瓜氨酸和L-鸟氨酸。

37 5)氨基酸的构型 除Gly外，19种氨基酸的α-碳原子都是不对称碳原子，因此有两种光学异构体，而Thr和Ile的β-碳原子也是不对称的，因此Thr、Ile各有两个不对称碳原子，有四种光学异构体。构成蛋白质的氨基酸均属L-型（L-苏氨酸），大部分游离氨基酸也是L-型。

38 6)氨基酸的旋光性 20种氨基酸中，只有Gly无手性碳。Thr、Ile各有两个手性碳。其余17种氨基酸的L型与D型互为镜象关系，互称光学异构体（对映体，或立体异构体）。一个异构体的溶液可使偏振光逆时针旋转（记为（一））。另一个异构体可使偏振光顺时针旋转（计为（+）），称为旋光性。

39 外消旋物：D-型和L-型的等摩尔混合物。

40 胱氨酸有三种立体异构体：L-胱氨酸、D-胱氨酸、内消旋胱氨酸。
内消旋物：分子内消旋   胱氨酸有三种立体异构体：L-胱氨酸、D-胱氨酸、内消旋胱氨酸。 L-胱氨酸和D-胱氨酸是外消旋物

41 7)氨基酸的光吸收性 20种氨基酸在可见光区域无光吸收，在远紫外区（〈220nm〉均有光吸收，在近紫外区（ nm）只有Tyr、Phe、Trp有吸收。 Tyr、Phe、Trp的R基含有共轭双键，在 nm紫外区有吸收。

42 氨基酸的光吸收性 含苯环氨基酸大π键吸收紫外光，蛋白质故也具有紫外吸光性，实验室利用紫外分光光度仪在280nm处测定蛋白质含量；

43 （三）氨基酸的重要理化性质 一般物理性质 无色晶体，熔点极高（200℃以上），不同味道；水中溶解度差别较大（极性和非极性），不溶于有机溶剂。

44 氨基酸的溶解度 水溶液中：Arg、Lys的溶解度特别大，Cys、Tyr、Asp、Glu等的溶解度很小。
盐酸溶液中：一切氨基酸都可有不同程度的溶解度。

45 2.氨基酸的化学性质 1)由氨基参加的反应 （一）与HNO2的反应
所生成的N2可用气体分析仪器加以测定是Van Slyke氏氨基氮测定法原理，该法用于氨基酸定量及测蛋白质水解程度的分析。

46 （二）与甲醛的反应：氨基酸的甲醛滴定法 R—CH—COO- NH3+ R—CH—COO- NH2 + H+ 中和滴定 R—CH—COO-
OH- 中和滴定 HCHO R—CH—COO- NHCH2OH HCHO R—CH—COO- N(CH2OH)2

47 （三）成盐作用 氨基酸的氨基与HCL作用即产生氨基酸盐酸化合物。用HCL水解蛋白质制得的氨基酸即为盐酸化合物。
R—CH—COOH + HCl NH2 R—CH—COOH NH2·HCl

48 （四）酰基化和烃基化 氨基酸氨基的一个H可被酰基或烃基（包括环烃及其衍生物）取代，这些取代基对氨基酸的氨基有保护作用。
R—CH—COOH + R X ′ NH2 R =酰基或烃基 R—CH—COOH + HX ′ NHR X =卤素（Cl、F）

49 取代DNFB测定蛋白质N端氨基酸，灵敏度高
CH3 O=S=O HN—CH—COOH R DNS-氨基酸 H2N—CH—COOH + R N CH3 O=S=O Cl 5-二甲氨基萘磺酰氯（DNS-Cl） pH9.7 40℃ 取代DNFB测定蛋白质N端氨基酸，灵敏度高

50 例如：与2,4-二硝基氟苯(DNFB)的反应(Sanger反应)
NO2 F O2N + HN—CH—COOH R 弱碱性 NO2 O2N HN—CH—COOH R + HF

51 根据荧光强度测定氨基酸含量（ng级）。激发波长λx=390nm，发射波长λm=475nm。
例如：与荧光胺反应： 根据荧光强度测定氨基酸含量（ng级）。激发波长λx=390nm，发射波长λm=475nm。

52 例如：与异硫氰酸苯酯（PITC）的反应（Edman反应）
—N=C=S N—CH—COOH H R PITC 重复测定多肽链N端氨基酸排列顺序，设计出“多肽顺序自动分析仪” pH8.3 —N—C—N—CH—COOH H R S PTC-氨基酸 —N—C H R S N C O PTH-氨基酸 无水HF

53 氨基酸经氧化剂或酶（氨基酸氧化酶）的作用即脱出氨，产生酮酸。
（五）脱氨反应（氧化脱氨） 氨基酸经氧化剂或酶（氨基酸氧化酶）的作用即脱出氨，产生酮酸。 氨基酸分解代谢的重要反应。

54 （六）生成西佛碱的反应（Schiff） 氨基酸的α氨基与醛类反应，生成西佛碱。 西佛碱是某些酶促反应的中间产物（如转氨基反应的中间产物）。

55 （七）含硫氨基酸的烷基化反应 生物体内，最重要的甲基化剂是S-腺苷甲硫氨酸（SAM），是由Met与ATP作用得到的S-烷基化产物。
S-腺嘌呤核苷-高半胱氨酸（比Cys多一个 CH2）

56 2)由羧基参加的反应 （一）成酯或盐：人工合成肽链保护羧基用 （二）酰氯化：人工合成肽链作为活化羧基用
（三）成酰胺作用：生物体储NH2的方式

57 2)由羧基参加的反应 （四）脱羧：是氨基酸代谢的重要反应之一 （五）叠氮：对人工合成肽链使羧基活化 （六）还原成醇：鉴定肽链末端用

58 成酯反应 当羧基变成乙酯后，羧基的化学性质就被掩蔽了，而氨基的化学性质就突出地显示出来。 R—CH—COOH + C2H5OH NH2
R—CH—COOC2H5 NH2 HCl气 当羧基变成乙酯后，羧基的化学性质就被掩蔽了，而氨基的化学性质就突出地显示出来。

59 酰氯化反应 使氨基酸的羧基活化，易于另一氨基酸的氨基结合，在合成肽的工作上常用。 Y—NH—CRH—COOH + PCl5
酰化氨基酸 Y—NH—CRH—COCl 酰化氨基酰氯 使氨基酸的羧基活化，易于另一氨基酸的氨基结合，在合成肽的工作上常用。

60 成酰胺反应 H2N—CHR—COOC2H5 + HNH2 H2N—CHR—CONH2 +C2H5OH Asn（Gln）
体外 H2N—CHR—COOC2H5 + HNH2 H2N—CHR—CONH2 +C2H5OH 氨基酸酰胺 无水 Asn（Gln）合成酶 Asn（Gln） Asp（Glu）+NH4+ ATP

61 脱羧反应 脱羧酶 H2N—CHR—COOH CO2 + RCH2NH2 胺

62 3)NH2与COOH共同参加的反应 两性离解：对酸碱有缓冲作用 成肽作用：为肽链形成的基本反应 茚三酮反应：氨基酸定性、定量显色用
离子交换反应：分离提纯氨基酸、肽或蛋白质用 与金属离子形成络合物：为解释酶及结合蛋白质某些性质的基础

63 Pro产生黄色物质，其它为蓝紫色。在570nm（蓝紫色）或440nm（黄色）定量测定（几μg）。
. NH2与COOH共同参加与茚三酮的反应 Pro产生黄色物质，其它为蓝紫色。在570nm（蓝紫色）或440nm（黄色）定量测定（几μg）。

64 4)氨基酸在晶体和水溶液中主要以兼性离子形式存在
α-氨基酸都含有-COOH和-NH2，都是不挥发的结晶固体，熔点 ℃，不溶于非极性溶剂，而易溶于水，这些性质与典型的羧酸（R-COOH）或胺（R-NH2）明显不同。

65 三个现象： ①晶体溶点高→离子晶格，不是分子晶格。 ②不溶于非极性溶剂→极性分子
③介电常数高（氨基酸使水的介电常数增高，而乙醇、丙酮使水的介电常数降低。）→水溶液中的氨基酸是极性分子

66 原因： α-羧基pK1在2.0左右，当pH>3.5，α-羧基以-COO-形式存在。α-氨基pK2在9.4左右，当pH<8.0时，α-氨基以α-NH3+形式存在。在pH 时，带有相反电荷，因此氨基酸在水溶液中是以两性离子离子形式存在。 Gly溶点232℃比相应的乙酸（16.5℃）、乙胺（-80.5℃）高，可推测氨基酸在晶体状态也是以两性离子形式存在。

67 Henderson-Hasselbalch方程
各成分的浓度为： 两边取负对数：

68 可以接受H+的A-被看作是广义碱，而能释放H+的HA被看作广义的酸。
一般来说在一定条件下某一可解离基团的解离常数是不变的，pKa也是定值。pH与基团解离之间的关系为： 当pH > pKa时lg([碱]/[酸])为正值，[碱]>[酸]；当pH ＝ pKa时lg([碱]/[酸])为０，[碱]=[酸]；当pH < pKa时lg([碱]/[酸])为负值，[碱]<[酸]；

69 （一）两性解离和等电点 氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以离子形式存在，在同一个氨基酸分子上带有能放出质子的-NH3+正离子和能接受质子的-COO-负离子，为两性电解质。

70 水溶后等电荷状态 纯晶体状态 加 酸 H+ H COO- H4N+ 总电荷 “+” 总电荷 0

71 水溶后等电荷状态 加 碱 OH－ COO- H4N+ H3N H2O 总电荷 “-” 总电荷 0

72 （当氨基酸相互连接成蛋白质时，只有其侧链基团和末端的α-氨基，α-羧基是可以离子化的）。
H3N—CH—COO- R + 在晶体状态或水溶液中的氨基酸（pH=pI） H2N—CH—COO- R 在碱性溶液中的氨基酸 （pH＞pI） H3N—CH—COOH R + 在酸性溶液中的氨基酸 （pH＜pI） 调节氨基酸溶液的pH，使氨基酸分子上的—+NH3基和—COO-基的解离程度完全相等时，即所带净电荷为零，此时氨基酸所处溶液的pH值称为该氨基酸的等电点（pI）。 （当氨基酸相互连接成蛋白质时，只有其侧链基团和末端的α-氨基，α-羧基是可以离子化的）。

73 氨基酸在等电点状态下，溶解度最小 pH > pI时，氨基酸带负电荷，-COOH解离成-COO-，向正极移动。 pH = pI时，氨基酸净电荷为零 pH < pI时，氨基酸带正电荷，-NH2解离成-N+H3，向负极移动。 pH = pKa/ 时，缓冲能力最大，等电点时缓冲能力最小。

74 氨基酸等电点的确定： 1）酸碱滴定（滴定曲线）： 2）根据pK值（该基团在此pH一半解离）计算： 等电点等于两性离子两侧pK值的算术平均数。
pI = ———— pK1+pK2 2 or（ pI = ————） pK2+pK3 2 看课本第8页！

75 “ + ” “ 不带电 ” “ — ” + pI——等电点时的pH 不同氨基酸等电点（pI）不同 提问：为什么？ _
在酸性溶液中 在晶体状态或水溶液中 在碱性溶液中 即等电点（pI） “ ” “ 不带电 ” “ — ” pI——等电点时的pH 不同氨基酸等电点（pI）不同 提问：为什么？

76 - 答案： -R 有电性区别。 中性氨基酸pI一般为6.0 提问：为什么偏酸性？ 答案：-COOH解离程度略大于-NH2的得电子能力
更酸（3.0 左 右） 碱 性 氨 基 酸pI 更 碱（7.6~10.7)( 只 有 三 种） 提 问： 大 多 数 氨 基 酸 在 中 性（pH=7） 时， 带 电？ -

77 B.等 电 点 时 的 氨 基 酸 溶 解 度 最 小，易 于 沉 淀 提 问： 为 什 么？ 较小的同性排斥

78 关于等电点知识点例题： 例题1：有一混合蛋白质溶液，其pI值分别为4.6、5.0、5.3、6.7、7.3，电泳时欲使其中四种泳向正极，缓冲液pH应该是多少? a．4． b．5． c．6．0 d．7． e．8．0

79 例题2 （中国农大01年考研题） 将Ala, His, Ser，Glu 和Lys溶于pH4.5的缓冲液中，此五种氨基酸应各带何种电荷？（7分）

80 4)R-侧链参加的反应 Pauly反应：用于鉴定Tyr（桔黄色物质） His（棕红色物质）
Millon(米伦氏）反应：用于鉴定Tyr （红色物质）

81 R-侧链参加的反应 乙醛酸反应：Tyr与乙醛酸反应生成紫红色物质 坂口反应：用于鉴定Arg，Arg与奈酚和次溴酸钠反应生成鲜红色 。

82 Cys的一些反应： 过甲酸（氧化法） 还原法：巯基醇作为还原剂打开二硫键 保护-SH试剂：碘乙酰胺

83 Cys与5,5′-双硫基-双（2-硝基苯甲酸）反应，如下：

84 测定Cys含量（pH8.0λ412nm的摩尔消光系数ε=13600）
NO2 HOOC COOH H2N—CH—COOH + CH2 SH pH8.0 H2N—CH CH2 S SH NO2 HOOC COOH + 测定Cys含量（pH8.0λ412nm的摩尔消光系数ε=13600）

85 二硫键(-S-S-) Cys的SH基可与另一个SH基结合成二硫键（-S-S-）。
二硫键存在于多种肽和蛋白质中，如胰岛素分子中有3个，核糖核酸酶分子4个。 二硫键对蛋白质和多肽分子的立体结构有维系稳定的作用。 二硫键可被还原成SH基，被氧化成磺酸基（HSO3）

86 （四）氨基酸的分离与纯化 1. 电泳分离 举例：Glu、Leu 、His 、Lys，4种混合样，在pH6.0时，泳动方向及相对速度。
1.     电泳分离 举例：Glu、Leu 、His 、Lys，4种混合样，在pH6.0时，泳动方向及相对速度。 Glu Leu His Lys pI

87 2. 层析 滤纸层析： 柱层析：工业上 薄层层析：分辨率高 高效液相层析法（HPLC）:快速、灵敏

88 离子交换层析分离氨基酸 磺酸型阳离子交换树脂
树脂先用含Na的缓冲液处理成钠盐，且pH在2左右，将氨基酸混合液（pH2-3）上柱，氨基酸此时是阳离子，与树脂上的钠离子交换，被固定在树脂上。 1)转型 2）上样 3）洗脱 梯度洗脱：树脂的负电荷与Lys、Arg、His结合几率最高，而Asp、Glu则“跑”得最快。

89 （五）氨基酸的制备 水解蛋白质 人工合成 微生物发酵

90 水解蛋白质法 酸水解：色氨酸破坏，天冬酰胺、谷胺酰胺脱酰胺基 碱水解：消旋，色氨酸稳定
酶水解：水解位点特异，用于一级结构分析，肽谱氨基酸的功能：

91 人工合成法 所制得的氨基酸都是外消旋产物（即D-型和L-型的混合物，称DL型） 只适用于其他方法难于制备的少数氨基酸（如：Thr、Trp、Met等）。

92 微生物发酵法 具有多、快、好、省的优点 如：用Glu生产菌发酵生产味精

93 （六）氨基酸的用途 科学实验：肽、蛋白质的人工合成和代谢等研究工作都需要氨基酸作材料
医药卫生：用适当比例配成的氨，基酸混合液可以直接注射到人体血液补充营养，部分地代替人血浆。 工农业：制人造纤维、人造革和塑料；Gly防止橡胶老化；Trp、His作油脂的抗氧化剂

94 氨基酸是如何聚合为蛋白质的呢？ 成 肽 反 应

95 四、 肽 肽键(酰胺键) 1. 成 肽 反 应 二 肽 二肽还有α—羧基与α—氨基，还可以继续与其他氨基酸缩水形成三肽、四肽等等
四、 肽 肽键(酰胺键) 1. 成 肽 反 应 二 肽 二肽还有α—羧基与α—氨基，还可以继续与其他氨基酸缩水形成三肽、四肽等等 多个氨基酸形成的肽叫多肽， 呈链状故又称多肽链。

96 四、肽 ——一个氨基酸的α-羧基和另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而成的化合物。 氨基酸之间脱水后形成的键称肽键（酰胺键）。

97 肽键的结构特点： （1）酰胺氮上的孤对电子与相邻羰基之间的共振作用，形成共振杂化体，稳定性高。
（2）肽键具有部分双键性质，不能自由旋转，具有平面性。 （3）肽键亚氨基在pH0---14内不解离。 （4）肽链中的肽键一般是反式构型，而Pro的肽键可能出现顺、反两种构型．

98 寡肽、多态 当两个氨基酸通过肽键相互连接形成二肽，在一端仍然有游离的氨基和另一端有游离的羧基，每一端连接更多的氨基酸。氨基酸能以肽键相互连接形成长的、不带支链的寡肽（10个氨基酸残基以下）和多肽（多于10个氨基酸残基）。多肽仍然有游离的α-氨基和α-羧基。

99 肽的旋光性 一般短肽的旋光度等于其各个氨基酸的旋光度的总和。蛋白质水解得到的各种短肽，只要不发生消旋作用，也具有旋光性。

100 肽链写法 游离α-氨基在左，游离α-羧基在右，氨基酸之间用“-”表示肽键。 （Ser-Leu-Phe）
H2N-丝氨酸-亮氨酸-苯丙氨酸-COOH

101 肽的化学性质 只要含有相应的氨基酸就有相对应的如：Pauly、坂口反应。
双缩尿反应：包括有两个以上肽键的化合物所具有的反应。与CuSO4-NaOH溶液反应，生成紫红或蓝色物质。

102 蛋白质= 1或几条长多肽链 +[或不+] 辅助基团
短 链 且具有生物功能的 多 肽 不 算 蛋 白 质，通常称为活性肽！

103 天然存在的活性肽 生物体内存在大量的多肽和寡肽，其中有很多具有很强的生物活性，称活性肽。
生物的生长、发育、细胞分化、大脑功能、免疫、生殖、衰老、病变等都涉及到活性肽。 活性肽是细胞内部、细胞间、器官间信息沟通的主要化学信使。 很多激素、抗生素都属于肽类或肽的生物。

104 催产素 2. 活 性 肽 如催产素、加压素（升高血压）、舒缓素、干扰素、胸腺肽、脑肽等等。 3异亮氨酸 2酪氨 酸 1半胱氨酸 6半胱氨酸
2. 活 性 肽 如催产素、加压素（升高血压）、舒缓素、干扰素、胸腺肽、脑肽等等。 6半胱氨酸 4谷氨酰胺 5天冬酰胺 7脯氨酸 9甘氨酸 8缬氨酸

105     （一）谷胱甘肽 Glu—Cys—Gly 广泛存在于动、植、微生物细胞内，在细胞内参与氧化还原过程，清除内源性过氧化物和自由基，维护蛋白质活性中心的巯基处于还原状态。

106 谷光甘肽（GSH） 2GSH GSSG NHCHCO— CH2 SH H2N-CHCH2CH2CO— COOH NHCH2COOH
Cys H2N-CHCH2CH2CO— COOH γ-Glu NHCH2COOH Gly 2GSH GSSG 氧化型谷光甘肽 还原性谷光甘肽

107 （二）催产素和升压素 均为9肽，第3位和第9位氨基酸不同。催产素使子宫和乳腺平滑肌收缩，具有催产和促使乳腺排乳作用。升压素促进血管平滑肌收缩，升高血压，减少排尿。

108 Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly。
（三）促肾上腺皮质激素（ACTH） 39肽，活性部位为第4~10位的7肽片段： Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly。

109 （四）脑肽 脑啡肽具有强烈的镇痛作用（强于吗啡），不上瘾。 Met-脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-Met
Leu-脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu β-内啡肽（31肽）具有较强的吗啡样活性与镇痛作用

110 机理：由受损细胞分泌促使其他细胞产生相应的抗病毒蛋白质。 详见：
干扰素、胸腺肽是治疗乙肝、肿瘤的首选药 机理：由受损细胞分泌促使其他细胞产生相应的抗病毒蛋白质。 详见： 脑肽是人在受到突然伤害，脑垂体自然分泌的“鸦片”。 提 问： 有什么生物意义吗？ 不受疼痛的干扰，迅速自救

111 由胰岛α-细胞分泌（β-细胞分泌胰岛素），29肽。胰高血糖素调节 维持血糖浓度。
（五）胆囊收缩素 肽 （六）胰高血糖素 由胰岛α-细胞分泌（β-细胞分泌胰岛素），29肽。胰高血糖素调节 维持血糖浓度。

112 （七） 短杆菌肽（抗生素） 由短杆菌产生的10肽环。抗革兰氏阳性细菌，临床用于治疗化浓性病症。
（七）    短杆菌肽（抗生素） 由短杆菌产生的10肽环。抗革兰氏阳性细菌，临床用于治疗化浓性病症。 L-Orn—L-Leu—D-Phe—L-Pro—L-Val—L-Orn—L-Leu—D-Phe —L-Pro—L-Val

113 为 研 究 方 便，分 四层 次 探 讨 五 蛋 白 质 的 结 构 虾红素

114 五、蛋白质的结构 一级结构（氨基酸顺序、共价结构、主链结构） ↓ 是指蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序 二级结构 ↓ 超二级结构
↓ 是指蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序 二级结构 ↓ 超二级结构 构象（高级结构） 结构域 三级结构(球状结构) 四级结构(多亚基聚集体)

115 一级结构：共价结构、蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序(含二硫键)
二级结构：多肽链主链中各个肽段形成的规则的或无规则的构象。主要有α-螺旋、β折叠、β-转角、无规卷曲。

116 超二级结构：由两个以上二级结构单元相互聚集形成的有规则的二级结构的组合体如αα、βαβ、βββ。
结构域：大的球蛋白分子中，多肽链形成几个紧密的球状构象，彼此分开，以松散的肽链相连，此球状构象是结构域，结构域是多肽链的独立折叠单位，一般由 个氨基酸残基构成。

117 三级结构：多肽链通过盘旋、折叠，形成紧密的借各种次级键维持的球状构象。
或：蛋白质分子或亚基内所有原子的空间排布，不含亚基间或分子间的空间排列关系。 四级结构：寡聚蛋白中亚基种类、数目、空间排布及亚基间相互作用力。 单链蛋白质只有一、二、三级结构，无四级结构。

118 单条肽链： 肌红蛋白 单体蛋白 胰岛素 多条肽链 胰凝乳蛋白酶 蛋白质 相同亚基 一种乳酸脱氢酶α4 寡聚蛋白 不同亚基 血红蛋白α2β2 蛋白质一级结构(序列)中含有形成高级结构的全部需的信息，一级结构决定高级结构结构及功能。

119 1.一 级 结 构（ 线 性 结 构） 蛋 白 质 的 一 级 结 构 (primary structure) 指 它 的 氨 基 酸 序 列 。 首 N 端（ “H”） 末 C 端（“OH”） 其 中 的 氨 基 酸 称 氨 基 酸 残 基( —NH—CO—) R

120 1. 一级结构的要点 ⑴蛋白质中的肽键都是由α-NH2和α-COOH结合生成的。
1.    一级结构的要点 ⑴蛋白质中的肽键都是由α-NH2和α-COOH结合生成的。 ⑵每一种蛋白质都有相同的肽主链结构，各种蛋白质间的差异是蛋白质的氨基酸种类、数量及排列顺序不同。 ⑶氨基酸的α-NH2和α-COOH缩合，只有末端及侧链基团有化学活性。 ⑷每个蛋白质或每个蛋白质的亚基只有一个α-NH2 和α-COOH ⑸分子量大于5000的活性肽才能称为蛋白质。