【正文】 級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)等層次。一級結(jié)構(gòu)為線狀結(jié)構(gòu)，二、三、四級結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。 蛋白 質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)是形成空間結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ) . 1．一級結(jié)構(gòu) ：指多肽鏈中氨基酸的排列順序，其維系鍵是肽鍵。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)。 2．二級結(jié)構(gòu) ：指多肽鏈主鏈骨架盤繞折疊而形成的構(gòu)象，借氫鍵維系。 二級結(jié)構(gòu)是肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，它是蛋白質(zhì)復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)形成的基礎(chǔ)，因此也稱為構(gòu)象單元。 主要有以下幾種類型： ⑴ α 螺旋：其結(jié)構(gòu)特征為： ① 主鏈骨架圍繞中心軸盤繞形成右手螺旋； ② 螺旋每上升一圈是 個氨基酸殘基，螺距為 ； ③ 相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵； ④ 側(cè)鏈基團(tuán)位于螺旋的外側(cè)。 ⑵ β 折疊：其結(jié) 構(gòu)特征為： ① 若干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片； ② 所有肽鍵的C=O和 N— H形成鏈間氫鍵 。 ⑶ 無規(guī)卷曲：主鏈骨架無規(guī)律盤繞的部分。 蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域 在蛋白質(zhì)（特別是球狀蛋白）的結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常會出現(xiàn)兩個或幾個二級結(jié)構(gòu)單元被連接起來，進(jìn)一步組合成有特殊的幾何排列的局域空間結(jié)構(gòu)，這些局域空間結(jié)構(gòu)稱為超二級結(jié)構(gòu)（ Supersecondary structure） ，或簡稱模體（ Motif）。超二級結(jié)構(gòu)可以視為是處于二級結(jié)構(gòu)與三級結(jié)構(gòu)之間的一個結(jié)構(gòu)層次?，F(xiàn)在已知的超二級結(jié)構(gòu)有 3種基本的組合形式： αα ，βαβ ， ββ 。 多肽鏈還會在二級結(jié)構(gòu)或超二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成三級結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)，稱為結(jié)構(gòu)域（ Structural domain） 。對于一些簡單的球狀蛋白分子來說，它還可能是一個獨立的功能單位或功能域（ functional domain） 。 3．三級結(jié)構(gòu)： 結(jié)構(gòu)域、二級結(jié)構(gòu)、超二級結(jié)構(gòu)的多肽鏈在空間進(jìn)一步協(xié)同盤曲、折疊，形成包括主鏈、側(cè)鏈在內(nèi)的專一排布，這就是蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)（ Tertiary structure） 。對于一些較小的蛋白質(zhì)分子，三級結(jié)構(gòu)就是它的完整三維立體結(jié)構(gòu)；而對于大的蛋白質(zhì)分子，則需要通過 三級結(jié)構(gòu)單位的進(jìn)一步組織才能形成完整分子。 其維系鍵主要是非共價鍵（次級鍵）：氫鍵、疏水鍵、范德華力、離子鍵等，也可涉及二硫鍵。 4．四級結(jié)構(gòu)： 亞基 的概念： 亞基是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的而又具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈。 四級結(jié)構(gòu) 的概念：含兩條以上肽鏈的蛋白質(zhì)分子，每條肽鏈彼此以非共價鍵相結(jié)合，這些肽鏈稱為亞基（ Subunit）。通過非共價鍵形成大分子體系時，亞基間的組合方式稱為蛋白質(zhì)分子的四級結(jié)構(gòu)（ Quaternary structury）。 其維系鍵為非共價鍵。 一般來說，單獨存在的亞基并沒有完整的生物 活性，只有具有完整的四級結(jié)構(gòu)的寡聚體才具有生物活性。 維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力 維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力主要是弱的相互作用稱非共價鍵或次級鍵，包括氫鍵、范德華力、靜電作用、疏水作用等。其中以氫鍵和疏水作用是維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的最重要因素。 三 、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定： 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定 多肽鏈蛋白質(zhì) 一級結(jié)構(gòu)的測定 以胰島素為例 s A鏈 s s B鏈 測定步驟： （ 1） 測定蛋白質(zhì)分子中多 肽鏈的數(shù)目 （ 2） 多肽鏈的分離 及 降解 （ 3） 肽段的分離和順序分析 （ 4） 二硫鍵 － S－ S－定位 。 單 肽鏈蛋白質(zhì)的氨基酸順序分析，即蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定，主要有以下幾個步驟： （ 1） 分離純化蛋白質(zhì)，得到一定量的蛋白質(zhì)純品； （ 2） 完全水解，測定蛋白質(zhì)的氨基酸組成； （ 3） 分析蛋白質(zhì)的 N端和 C端氨基酸； （ 4） 將蛋白質(zhì)處理為若干條肽段 ,采用特異性的酶（如胰凝乳蛋白酶）或化學(xué)試劑（如溴化氰）； (5) 分離純化單一肽段； (6) 測定各條肽段的氨基酸順序。一般采用 Edman降解法，用異硫氰酸苯酯進(jìn)行反應(yīng)，將氨基酸 降解后，逐一進(jìn)行測定； (7) 至少用兩種不同的方法處理蛋白質(zhì)，分別得到其肽段的氨基酸順序； (8) 將兩套不同肽段的氨基酸順序進(jìn)行比較，以獲得完整的蛋白質(zhì)分子的氨基酸順序。 四 、 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)： 1．蛋白質(zhì)的變性 ：蛋白質(zhì)在某些理化因素的作用下，其特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變及生物活性喪失，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。引起蛋白質(zhì)變性的因素有：高溫、高壓、電離輻射、超聲波、紫外線及有機溶劑、重金屬鹽、強酸強堿等。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子的變性是不可逆的。 復(fù) 性 (renaturation)： 當(dāng)無活 性 的伸展的蛋白質(zhì)進(jìn)入有利于 折疊 的最適環(huán)境里，則伸展的肽 鏈就會自動折疊成天然的 折疊肽， 并恢復(fù)全部的活性，稱為復(fù)性。 2．兩性解離與等電點：蛋白質(zhì)分子中仍然存在游離的氨基和游離的羧基，因此蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有兩性解離的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子所帶正、負(fù)電荷相等時溶液的 pH 值稱為蛋白質(zhì)的等電點。 3．蛋白質(zhì)的紫外吸收 ：蛋白質(zhì)分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸殘基對紫外光有吸收，以色氨酸吸收最強，最大吸收峰為 280nm。 4．蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)具有親水溶膠的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子表面的水化膜和表面電荷是穩(wěn)定蛋白 質(zhì)親水溶膠的兩個重要因素。 第 一 章 蛋白質(zhì) [習(xí)題 ] √ 一、名詞解釋 肽鍵 (peptide bond) 蛋白質(zhì)的等電點 (isoelectric point of protein)： 蛋白質(zhì)的變性 (denaturation of protein) 亞基 (subunit) 鹽析 離子交換層析 凝膠 過濾 層析 親和層析 電泳 氨基酸 1 蛋白質(zhì)的紫外吸收 1 氨基酸的茚三酮反應(yīng) √ 二、填空題 組成蛋白質(zhì)的元素有 _______、 ______、 ______、 ______。含量恒定的元素是 ______，其平均含量為 ______。 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本單位是 ______， 結(jié)構(gòu)通式 為 ______ 。 肽是氨基酸與氨基酸之間通過 ______ 相連的化合物。 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)形式有 ______、 ______、 ______、 ______。 維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的非共價鍵有 ______、 ______、 ______、 ______。 氨基酸在等電點 (PI)時，以 ______離子形式存在，在 PHPI 時以 ______離子存在，在PHPI時，以 ______離子形式存在 。 氨基酸與茚三酮的反應(yīng)，除脯氨酸和羥脯氨酸顯黃色外，其它氨基酸都顯 ______。在生化中是特別重要的，因為它能用來定量測定 ______。 酸性氨基酸基酸有 ______、 ______；堿性氨基酸有 ______、 ______、 ______。 含巰基的氨基酸是 ______。 √ 三、單項選擇題 1．有一混合蛋白質(zhì)溶液，各種蛋白質(zhì)的 pI 分別為 、 、 、 、 。電泳時欲使其中 4種泳向正極，緩沖液的 pH 應(yīng)該是 ( ) A． B． C． D． E． 2．蛋白質(zhì)分子引起 280nm光吸收的最主要成分是 ( ) A．肽鍵 B．半胱氨酸的 SH 基 C．苯丙氨酸的苯環(huán) D．色氨酸的吲哚環(huán) E．組氨酸的咪唑環(huán) 3．含芳香環(huán)的氨基酸是 ( ) A． Lys B． Tyr C． Val D． Ile E． Asp 4．變性蛋白質(zhì)的特點是 ( ) A．黏度下降 B．喪失原有的生物活性 C．顏色反應(yīng)減弱 D．溶解度增加 E．不易被胃蛋白酶水解 5．蛋白質(zhì)變性是由于 ( ) A．蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)改變 B．蛋白質(zhì)空 間構(gòu)象的改變 C．輔基的脫落 D．蛋白質(zhì)水解 E．以上都不是 6．以下哪一種氨基酸不具備不對稱碳原子 ( ) A．甘氨酸 B．絲氨酸 C．半胱氨酸 D．蘇氨酸 E．丙氨酸 7．下列有關(guān)蛋白質(zhì)β折疊結(jié)構(gòu)的敘述正確的是（ ） A．β折疊結(jié)構(gòu)為二級結(jié)構(gòu) B．肽單元折疊成鋸齒狀 C．β折疊結(jié)構(gòu)的肽鏈較伸展 D．若干肽鏈骨架平行或反平行排列，鏈間靠氫鍵維系 E．以上都正確 8．可用于蛋白質(zhì)定量的測定方法有（ ） Ａ．鹽析法 Ｂ．紫外吸收法 C．層析法 D．透析法 E．以上都可以 9．維 系蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是（ ） A．氫鍵 B．肽鍵 C．鹽鍵 D．疏水鍵 E．范德華力 10．天然蛋白質(zhì)中不存在的氨基酸是（ ） A．半胱氨酸 B．瓜氨酸 C．羥脯氨酸 D．蛋氨酸 E．絲氨酸 11．蛋白質(zhì)多肽鏈書寫方向是（ ） A．從 3 端到 5 端 B．從 5 端到 3 端 C．從 C端到 N 端 D．從 N端到 C端 E．以上都不是 12．血漿蛋白質(zhì)的 pI 大多為 pH5～ 6，它們在血液中的主要存在形式是（ ） A．兼性離子 B．帶負(fù)電荷 C．帶正電荷 D．非極性分子 E．疏水分子 13．蛋白質(zhì)分子中的α螺旋和β片層都屬于（ ） A．一級結(jié)構(gòu) B．二級結(jié)構(gòu) C．三級結(jié)構(gòu) D．域結(jié)構(gòu) E．四級結(jié)構(gòu) 14．α螺旋每上升一圈相當(dāng)于氨基酸殘基的個數(shù)是（ ） A． B． C． D． E． 15．下列含有兩個羧基的氨基酸是（ ） A．纈氨酸 B．色氨酸 C．賴氨酸 D．甘氨酸 E．谷氨酸 16．組成蛋白質(zhì)的基本單位是（ ） A． Lα 氨基酸 B． Dα 氨基酸 C． L，β 氨基酸 D． L， Dα氨基酸 E． Dβ 氨基酸 17．維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是（ ） A．疏水鍵 B．鹽鍵 C．肽鍵 D．氫鍵 E．二硫鍵 18．蛋白質(zhì)分子的β轉(zhuǎn)角屬于蛋白質(zhì)的（ ） A．一級結(jié)構(gòu) B．二級結(jié)構(gòu) C．結(jié)構(gòu)域 D．三級結(jié)構(gòu) E．四級結(jié)構(gòu) 19．關(guān)于蛋白質(zhì)分子三級結(jié)構(gòu)的描述 錯誤 的是（ ） A．具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈都具有生物學(xué)活性 B．天然蛋白質(zhì)分子均有這種結(jié)構(gòu) C．三級結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要由次級鍵維系 D．親水基團(tuán)多聚集在三級結(jié)構(gòu)的表面 E．決定盤曲折疊的因素是 氨基酸序列 20．有關(guān)血紅蛋白 (Hb)的敘述 正確 的是（ ） A．可以與氧結(jié)合 B．含鐵 C．含輔基的結(jié)合蛋白 D．具有四級結(jié)構(gòu)形式 E．以上都正確 21．具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)特征是（ ） A．分子中必定含有輔基 B．四級結(jié)構(gòu)在三級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步折疊、盤曲形成 C．依賴肽鍵維系四級結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 D．每條多肽鏈都具有獨立的生物學(xué)活性 E．由兩條或兩條以上的多肽鏈組成 22．關(guān)于蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)正確的是（ ） A．一定有多個不同的亞基 B．一定有多個相同的亞基 C．一定有種類相同，而數(shù)目不同的亞基數(shù) D．一定有種類不同，而數(shù)目相同的亞基 E．亞基的種類，數(shù)目都不一定相同 23．蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)及高級結(jié)構(gòu)決定于（ ） A． 亞基 B．分子中鹽鍵 C．氨基酸組成和順序 D．分子內(nèi)部疏水鍵 E．分子中氫 24．蛋白質(zhì)的等電點是（ ） A．蛋白質(zhì)溶液的 pH等于 7時溶液的 pH B．蛋白質(zhì)溶液的 PH等于 pH C．蛋白質(zhì)分子呈負(fù)離子狀態(tài)時溶液的 pH D．蛋白質(zhì)分子呈正離子狀態(tài)時溶液的 pH E．蛋白質(zhì)的正電荷與負(fù)電荷相等時溶液的 pＨ 25．蛋白質(zhì)溶液的主要穩(wěn)定 因素是（ ） A．蛋白質(zhì)溶液的黏度大 B．蛋白質(zhì)在溶液中有“布朗運動” C．蛋白質(zhì)分子表面帶有水化膜和同種電荷 D．蛋白質(zhì)溶液有分子擴散現(xiàn)象 E．蛋白質(zhì)分子帶有電荷 26．血清在飽和硫酸銨狀態(tài)下析出的蛋白質(zhì)是（ ） A．纖維蛋白原 B．球蛋白 C．?dāng)M球蛋白 D．清蛋白 E．β球蛋白 27. 胰島素分子 A鏈與 B鏈交聯(lián)是靠（ ） A．疏水鍵 B．鹽鍵 C．氫鍵 D．二硫鍵 E．范德華力 √ 四、多項選擇題 1．關(guān)于蛋白質(zhì)的組成正確的有（ ） A．由 C， H， O， N等多種 元素組成 B．含氮量約為 16％ C．可水解成肽或氨基酸 D．由α 氨基酸組成 E．含磷量約為 10％ 2．蛋白質(zhì)在 280nm波長處的最大光吸收是由下列哪些結(jié)構(gòu)引起的（ ） A．半胱氨酸的巰基 B．酪氨酸的酚基 C．色氨酸的吲哚基 D．組氨酸的異吡唑基 E．精氨酸的胍基 3．關(guān)于蛋白質(zhì)中的肽鍵哪些敘述是正確的（ ） A．比一般 C— N單鍵短 B．具有部分雙鍵性質(zhì) C．與肽鍵相連的氫原子和氧原子呈反式結(jié)構(gòu) D．肽鍵可自由旋轉(zhuǎn)