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1、Chapter 3 Protein: Primary StructureProteins: polymers of amino acids单体蛋白质(monomeric protein)寡聚蛋白质(oligomeric protein)多聚蛋白质(multimeric protein)亚基 (subunit)amino acidspeptidesproteinFormation of Peptidepeptide bond肽键（酰胺键）肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化 合物。 两分子氨基酸缩合形成二肽（dipeptide） ，三分子氨基酸缩合则形成三肽（tripeptide ）肽链中的氨基酸
2、分子因为脱水缩合而基团 不全，被称为氨基酸残基(residue)。由二十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡 肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的 肽称多肽(polypeptide)。肽键是由一个氨基酸的a-羧基和另一个 氨基酸（含侧链）的a-氨基除去一分子水缩 合而形成。serylglycyltyrosylalanylleucine, or SerGlyTyrAlaLeuSGYALN 末端：多肽链中有游离-氨基的一端C 末端：多肽链中有游离-羧基的一端n多肽链有方向性：N末端C末端多肽链的主链(backbone)N Ca C 肽基(peptide group)或肽单位(pept
3、ide unit)CO NH 蛋白质分子量的估算：20种氨基酸的平均分子量为138但多数蛋白质中，较小的氨基酸占优势，统计结果为氨基酸 的平均分子量接近128，减去一分子水(Mr 18) ，因此氨基 酸残基的平均分子量为110蛋白质分子量=氨基酸残基数X110肽平面(peptide plane)体内存在多种重要的生物活性肽谷胱甘肽(glutathione, GSH) n蛋白质的分子结构包括: 一级结构(primary structure)二级结构(secondary structure)三级结构(tertiary structure)四级结构(quaternary structure)l Th
4、e primary structure is the amino acid sequence (including the locations of disulfide bonds).1: 多肽链的氨基酸顺序l The secondary structure refers to the regular, recurring arrangements of adjacent residues resulting mainly from hydrogen bonding between backbone groups, with a-helices and b-pleated sheets as
5、the two most common ones.2: 多肽链按氢键排列成有规律的a螺旋和b折叠片段lThe tertiary structure refers to the spatial relationship among all amino acid residues in a polypeptide chain, that is, the complete three- dimensional structure.3: 多肽链借助各种非共价键弯曲折叠而形成在空 间上的相互关系, 一般球状构象(最低的表面积/体 积之比,使蛋白质和周末环境的相互作用力最小)lThe quaternary
6、 structure refers to the spatial arrangements of each subunit in a multisubunit protein, including nature of their contact.4: 多亚基的蛋白,各亚基之间在空间上的相互关系 和结合方式蛋白质序列的测定 确定蛋白质中不同肽链的数目-末端分析 拆分多肽链 断裂多肽链内的二硫键 分析多肽链的氨基酸组成 确定多肽链N-末端或C-末端残基 裂解多肽链成为较小的片断 测定各多肽段的氨基酸序列 重建完整多肽链的氨基酸序列 确定二硫键的位置蛋白质测序的常用方法（一）末端分析Frederic
7、k Sanger, 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene(1- 氟-2,4-硝基苯）N-末端（一）末端分析N-末端C-末端（一）末端分析羧肽酶(carboxypeptidase): 从C-末端逐一降解肽链，释放氨基酸（二）二硫键的断裂过甲酸氧化或DTT还原（三）氨基酸组成分析多肽链完全水解后分离游离氨基酸（四）多肽链的部分裂解：酶水解l Trypsin（胰蛋白酶）：Arg、Lys羧基端肽键; l Chymotrypsin（胰凝乳蛋白酶, 糜蛋白酶）： Phe、 Tyr、Trp羧基端肽键，pH89l Pepsin (胃蛋白酶）：专一性和Chymotrypsin相似，但 断裂的是
8、氨基端肽键, pH2l Staphylococcus aureus Vs protease (葡萄球菌蛋白酶） ：Glu、Asp羧基端肽键（四）多肽链的部分裂解：化学裂解l Cyanogen bromide (溴化氰，CNBr)：Met羧基端肽键多肽链必须用至少2种试剂裂解，以得到可以重叠的肽段（五）肽段氨基酸序列的测定：Edman化学降解法phenylisothiocyanate(苯异硫氰酸酯，PITC)Disulfide bonds(二硫键）位置的确定Diagnoal electrophoresis（对角线电泳）胃蛋白酶水解 一向电泳 过甲酸氧化 二向电泳n通过核酸来推演蛋白质中的氨基酸序
9、列按照三联密码的原则推演出氨基酸的序列分离编码蛋白质的基因测定DNA序列排列出mRNA序列肽链的化学合成 化学合成肽链是由C-端向N-端延长的，和生物体内合成 顺序相反 氨基基团被BOC或Fmoc所保护，保护剂可以用过氟乙酸 除去 肽键是由接肽缩合剂DCC使一个羧基被保护的和一个氨 基被保护的两个氨基酸脱水形成，DCC转变成不溶物被除 去 肽键形成后，洗去未反应的游离氨基酸，N-端去保护，加 入需要接入的下一个氨基酸，重复接肽反应 少于150个氨基酸残基组成的肽链可以用固相肽合成仪 (solid-phase peptide synthesizer)自动合成 用合成仪合成100个氨基酸残基组成的肽链需要耗时4天 ，但生物体合成同样的肽只需要5秒且精度更高！ 完成肽链的合成后，用HF将肽链从树脂上脱离下来
