蛋白质共价结构.ppt

蛋白质通论
肽
蛋白质的氨基酸序列与生物功能
肽和蛋白质的人工合成
第4章蛋白质共价结构
蛋白质一级结构的测定
一、蛋白质分子大小
★蛋白质相对分子质量很大,从几千到上百万。
★蛋白质相对分子质量的上、下限是人为规定的。下限一般认为从胰岛素开始,其相对分子质量为5733。上限可达百万。
★对于单纯蛋白,已知相对分子质量,可以大约求出所含氨基酸残基的数目。即相对分子质量÷110≈氨基酸残基数目。
二、蛋白质的结构
一级结构(primary)
二级结构(secondary)
三级结构(tertiary)
四级结构(quaternary)
三、肽
(一)肽的结构
肽(二肽、寡肽、多肽)
肽键(酰胺键)。
N-末端
C-末端
肽单位:肽链基本骨架上的重复单位。
肽链的基本骨架
氨基酸残基
肽链写法:
酰胺氮上的孤对电子与羰基氧具有明显的共轭作用。共扼的结果:
1、C-N键具有40%左右双键的性质,C=O具有40%左右单键的性质,限制了C-N键的自由旋转。由于C-N键具有部分双键的性质,绕键旋转的能障较高,在室温下这一能障足以能防止C-N键的旋转,使酰胺基处于平面结构。
2、组成肽键的4个原子和2个相邻的α-碳原子共处一个平面内,叫肽键平面(酰胺平面或肽平面)
Cα—C—N—Cα
O
H
..
(二)肽键的结构
三、肽
3、在肽平面内,两个α-碳原子可处于顺式构型或反式构型,在反式构型中,两个α-碳原子及取代基位置较远,而顺式构型中彼此较近,会引起Cα上的R基之间的空间位阻,反式比顺式稳定,肽链中肽键都是反式构型。
4、肽键平面中有3个键可自由旋转,即C-Cα、N-Cα和N-H键是单键,可以绕轴自由旋转, 但C-Cα和N-Cα间的旋转受Cα上侧链的大小和极性影响.
绕N-Cα键旋转的角度用φ表示,绕C-Cα旋转的角度用ψ表示。这两个旋转角叫α-碳原子的二面角( φ;ψ),这一对二面角决定了相邻肽平面的相对位置,许多α-碳原子成对的二面角决定了多肽链主链骨架的构象,因此多肽链主链的构象都用φ和ψ二面角来描述。
三、肽
(三) 天然存在的重要多肽
在生物体中,多肽最重要的存在形式是构成蛋白质。
生物体内也有许多分子量较小的多肽以游离状态存在。这类多肽通常都具特殊的生理功能,常称为活性肽。如
激素类多肽:催产素、抗利尿激素等;抗生素类多肽:放线菌素D(通过与DNA结合抑制转录);某些蕈产生的剧毒毒素也属肽类物质,如α-鹅膏蕈碱是从鹅膏蕈属的鬼笔鹅膏中分离出来的一种环八肽;谷胱甘肽;脑啡肽;蛇毒多肽等。
三、肽
H2N-CHCH2CH2CO—
COOH
γ-Glu
NHCHCO-
CH2
SH
Cys
NHCH2COOH
Gly
2GSH
还原型
GSSG
氧化型
-2H
+2H
★谷胱甘肽是一个三肽,因其分子中有-SH,所以常用“GSH”表示,在其结构中含有一个特殊的γ-肽键。在动植物体中都有分布。
★二分子GSH脱H生成氧化型谷胱甘肽(GSSG),加H生成还原型谷胱甘肽(GSH)。
★GSH是某些酶的辅酶,在氧化还原中起作用,主要作用是作为清除剂,清除有毒物质。
1、谷光甘肽(GSH)
2、催产素和加压素均为9肽,仅第3位和第8位氨基酸不同,但功能差异明显,催产素使子宫和乳腺平滑肌收缩,用于引产,减少产后出血和促使乳腺泌乳。加压素促进血管平滑肌收缩,升高血压,减少排尿,用于治疗尿崩症和肺咯血。
舒缓激肽也是一种9肽。具很强的致痛作用,炎症和烧伤时的主要症状如红、热、肿、痛都与舒缓激肽有关。
3、脑肽和舒缓激肽
脑啡肽在中枢神经系统中形成,具有强烈的镇痛作用(强于吗啡),不上瘾。
(甲)Met-脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-Met
(亮)Leu-脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu