【正文】 對(duì)于 Gly ， pI=，為曲線 A 和曲線 B 之間的拐點(diǎn)， Gly 為兼性離子，凈電荷為零。 胱氨酸分子內(nèi)部對(duì)稱有內(nèi)消旋體，有三種異構(gòu)體。 1．蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu) （一） 蛋白質(zhì) 氨基酸首尾相連形成蛋白質(zhì)。 2. 綴合蛋白質(zhì)：除氨基酸外，還有非蛋白部分，稱為輔基或配基，如血紅蛋白、核蛋白、糖蛋白、脂蛋白等，見 P158 表 42。 3. 轉(zhuǎn)運(yùn)：血紅蛋白輸氧氣，細(xì)胞色素 C 傳遞電子。 7. 信息傳遞：受體蛋白。在生理?xiàng)l件下，蛋白質(zhì)只有一種或很少幾種構(gòu)象在能量上是有利的。 4. 四級(jí)結(jié)構(gòu)：寡聚蛋白質(zhì)中各亞基之間在空間上的相互關(guān)系和結(jié)合方式。如 SerGlyPhe，稱為：絲氨酰甘氨酰苯丙氨酸。 （ 2） 滴定曲線：也有等電點(diǎn)，為多價(jià)離子等電點(diǎn)。 蛋白質(zhì)滴定曲線更加復(fù)雜。 ② 肽鍵的雙縮脲反應(yīng)：多肽，蛋白質(zhì)中有肽鍵， 有此反應(yīng)，氨基酸沒有此反應(yīng)。 二肽：肌肽 β AlaHis，抗氧化，抗自由基，消炎，調(diào)節(jié)免疫。 五肽：腦啡肽，內(nèi)源性嗎啡，與嗎啡受體結(jié)合。 九肽：牛催產(chǎn)素，牛加壓素（升高血壓），見 P167，兩者只差兩個(gè)氨基酸，但生理作用極不相同。 二十四肽：促皮質(zhì)素（ ACTH），治關(guān)節(jié)炎，已商品化。 人體內(nèi)存在的血管緊張素 Ⅰ （ AngⅠ ）為十肽，無(wú)活性，但在 ACE 作用下 轉(zhuǎn)化為血管緊 張素 Ⅱ （ AngⅡ ）為八肽，具有收縮血管平滑肌作用，使血壓升高。 蛋白質(zhì)氨基酸順序決定其三維結(jié)構(gòu)，而三維結(jié)構(gòu)決定其生物活性和功能。40 多種物種的細(xì)胞色素 C 序列的研究揭示，在細(xì)胞色素 C 中含有的一百多個(gè)氨基酸殘基，其中有 28 個(gè)位置上的氨 基酸殘基是相同的（ P182 圖 416），這些不變殘基對(duì)于細(xì)胞色素 C的生物學(xué)功能至關(guān)重要，由此可根據(jù)細(xì)胞色素 C序列的物種差異建立進(jìn)化樹（ P183 圖 417）。寡聚蛋白要用變性劑將亞基拆開。 5. 測(cè)定片段次序：用重迭肽段確認(rèn)拼湊出原來(lái)完整多肽鏈的氨基酸序列。 此方法在蛋 白質(zhì)氨基酸序列分析的歷史上起過(guò)很大作用。 PITC 與多肽鏈每反應(yīng)一次，得到一個(gè) PTH氨基酸和少一個(gè)氨基酸殘基的肽。最常用的是亮氨酸肽酶，適用于 N末端殘基的氨基酸被封閉的肽（如環(huán)肽）； N末端是焦谷氨酸殘基時(shí)，可使用焦谷氨酸氨肽酶。 ③ 羧肽酶法：專一地從肽鏈 C末端開始逐 個(gè)降解釋放出游離氨基酸， P171 圖 47。樣品可用酸完全水解（ 6mol/L HCl），再用堿水解測(cè)Trp。 （ 1） 酶裂解法：常用的蛋白酶有以下幾種（為內(nèi)切酶）： 胰蛋白酶：水解堿性氨基酸的羧基所形成的肽鍵，如 Lys， Arg。 （六） 肽段氨基酸序列測(cè)定 （ 1） Edman 化學(xué)降解法： 每反應(yīng)一次生成一個(gè) PTHAA，層析分離、鑒定，剩下減少一個(gè)殘基的肽鏈，又有新 N端參加下一輪反應(yīng)。如 DNSEdman 測(cè)序，可提高靈敏度；試劑的改進(jìn)，用由熒光基團(tuán)或有色基團(tuán)標(biāo)記的 PITC 可更靈敏。 P179 圖 412。將每對(duì)含磺酰丙氨酸的肽段分別取下，進(jìn)行氨基酸序列分析，推出二硫橋的位置（肽鏈內(nèi)或肽鏈間）。 ② 暴露在溶劑中（水）的疏水基團(tuán)最少 。 （ 2）其它方法： NMR、紫外差光譜、熒光和熒光偏振、圓二色性、二維結(jié)晶三維重構(gòu)。主鏈折迭由氫鍵維持（主要），疏水基團(tuán)在分子內(nèi)，親水基團(tuán)在分子表面。 1. 兩面角 ψ 和 φ 分別在 570 和 470 附近（ φ： 從 Cα 向 N 看，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正，逆時(shí)針為負(fù)； ψ： 從 Cα 向羰基看，順時(shí)針為正，逆時(shí)針為 負(fù)。 如 Poly Lys 在 PH7 時(shí)， R 基帶正電荷，靜電排斥，不易形成 α 螺旋，但若 PH=12，消除 R 基正電荷可形成 α 螺旋。 肽鏈主鏈呈鋸齒狀，肽鏈長(zhǎng)軸互相平行。 （ 3） β 轉(zhuǎn)角和 β 凸起 β 轉(zhuǎn)角是球狀蛋白的一種簡(jiǎn)單的二級(jí)結(jié)構(gòu)組件。 （ 4） 無(wú)規(guī)卷曲：泛指那些不能歸入明確的二級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽區(qū)段，實(shí)際上不是完全無(wú)規(guī)，而是像其它二級(jí)結(jié)構(gòu)那樣具有明確而穩(wěn)定的 結(jié)構(gòu)。 對(duì)于較小的球狀蛋白質(zhì)分子或亞基，結(jié)構(gòu)域就是三級(jí)結(jié)構(gòu)；對(duì)于較大的球狀蛋白之或亞基，其三級(jí)結(jié)構(gòu)往往由兩個(gè) 或多個(gè)結(jié)構(gòu)域締合而成，為多結(jié)構(gòu)域。 疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，親水側(cè)鏈暴露在分子表面，球狀蛋白是水溶性的。 變性劑： ① 能與多肽主鏈競(jìng)爭(zhēng)氫鍵，破壞二 級(jí)結(jié)構(gòu)，如尿素、鹽酸胍等； ② 表面活性劑：破壞蛋白質(zhì)疏水相互作用，使非極性基團(tuán)暴露于介質(zhì)水中，如十二烷基硫酸鈉。 復(fù)性：將尿素等變性劑和巰基乙醇用透析法除去，酶活性又可恢復(fù)，最后達(dá)原活性 的 95~100%。 蛋白質(zhì)天然構(gòu)聚處于能量最低狀態(tài)，理論上變性是可逆的，但實(shí)際上由于復(fù)性所需條件復(fù)雜，不易滿足而常常遇到困難。 大多數(shù)寡聚蛋白質(zhì)分子亞基數(shù)目為偶數(shù)，亞基種類一般是 1 或 2 種。形成線性或螺旋形的大聚合體，如病毒顆粒外殼， P248 圖 556 顯示人免疫缺陷病毒（ HIVI）的核殼由幾百個(gè)外殼蛋白亞基組成。 具有別構(gòu)效應(yīng)的蛋白質(zhì)為別構(gòu)蛋白質(zhì)，酶稱為別構(gòu)酶，具有調(diào)節(jié)代謝 的功能。 （一） 肌紅蛋白（ Mb）的結(jié)構(gòu)與功能 （ 1） 三維結(jié)構(gòu)：由一條多肽鏈和一個(gè)血紅素輔基構(gòu)成，相對(duì)分子量 16700，含 153個(gè)氨基酸殘基。 蛋白質(zhì)提供疏水洞穴，固定血紅素基，保護(hù)血紅素鐵免遭氧化，為氧提供一個(gè)結(jié)合部位。只要功能相同（都與氧結(jié)合），高級(jí)結(jié)構(gòu)就相似，有時(shí)甚至是唯一的。 （ 2） 氧結(jié)合引起血紅蛋 白構(gòu)象變化，氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白在四級(jí)結(jié)構(gòu)上有顯著不同，發(fā)生構(gòu)象變化。 Y：氧飽和百分?jǐn)?shù)，為被占氧合部位與氧合部位總數(shù)之比。 ② 組織肌肉中需氧， P（ O2）約為 20torr， Y=，卸氧。 Hb 與 Mb 功能差別只是因?yàn)?Hb 有四個(gè)亞基，有四級(jí)結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行協(xié)同載氧和卸氧工作， Mb 只能貯氧。 生理意義：在組織區(qū) CO2 產(chǎn)生，為高 CO2 區(qū)， pH 約 ，有利于 Hb 釋放氧，載 CO2；在肺區(qū)氧吸入， pH 約 ，有利于 Hb 與氧結(jié)合，放出 CO2。 （三） 血紅蛋白分子病 人類已發(fā)現(xiàn) 300 多種不同突變的血紅蛋白，許多突變是有害的，產(chǎn)生遺傳病，如鐮刀狀細(xì)胞貧血癥： 病狀：貧血癥； 檢查：血液中含大量鐮刀形紅細(xì)胞 HbS，沒有足夠可承擔(dān)輸氧的正常圓形細(xì)胞HbA。 氨基酸測(cè)序發(fā)現(xiàn) HbA 與 HbS 區(qū)別在于 β 鏈上 6位 Glu（ HbA）變?yōu)?Val（ HbS），結(jié)果由于疏水相互作用， β 鏈上 6Val 與 1Val 接近，使血紅蛋白分子從扁平狀壓縮變形，形成細(xì)長(zhǎng)聚集體紅細(xì)胞，構(gòu)成鐮刀形，與氧結(jié)合力降低。 100=16700，與其它方法測(cè)分子量相符。 沉降系數(shù)：蛋白質(zhì)顆粒在單位 離心場(chǎng)的沉降速度是個(gè)定值，稱為沉降系數(shù)或沉降常數(shù)用 s 表示。 蛋白質(zhì)可用鹽析，有機(jī)溶劑沉淀，生成重金屬鹽、加生物 堿和某些酸類（如三氯乙酸）進(jìn)行沉淀；蛋白質(zhì)加熱變性也會(huì)沉淀。 P305 圖 710 pH 和離子強(qiáng)度對(duì) β 乳球蛋白溶解度的影響， 等電點(diǎn)為 ~，溶解度最低。一般用硫酸銨鹽析，硫酸銨在水中溶解度高，且溶解度的溫度系數(shù)較低。 電泳遷移率或泳動(dòng)度（ μ ）：為單位電場(chǎng)強(qiáng)度下，蛋白質(zhì)分子在溶液中的移動(dòng)速度。如常用的聚丙烯酰胺凝膠電泳（ PAGE）。 pH 梯度制作：可利用兩性電解質(zhì)，已有商品出售。當(dāng)含有這種酶的溶液通過(guò)層析柱時(shí)，酶就會(huì)被吸 附，而其它蛋白質(zhì)則不被吸附先流出；然后再用適當(dāng)緩沖液將吸附在柱上的酶洗脫下來(lái)。 本章的主要講授內(nèi)容是： 酶是研究生命科學(xué)的基礎(chǔ)，生命體系中幾乎所有化學(xué)反應(yīng)都是在酶催化下進(jìn)行的。 3. 以酶為工具進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，如不對(duì)稱合成。 2. 1 酶催化作用特點(diǎn)： （一）酶是催化劑：降低酶促反應(yīng)活化能。 底物專一性：只作用一種或一類物質(zhì)。平時(shí)催化亞基單獨(dú)存在，只催化半乳糖與蛋白質(zhì)反應(yīng)合成糖蛋白；但當(dāng)動(dòng)物分娩后，激素急劇增加，調(diào)節(jié)亞基大量產(chǎn)生，與催化亞基一起構(gòu)成二聚體的乳糖合成酶，改變催化亞基專一性 ，催化半乳糖和葡萄糖反應(yīng)生成乳糖。 4. 抑制劑、啟動(dòng)劑調(diào)節(jié)： 酶的抑制劑、啟動(dòng)劑的研究是藥物研究的基礎(chǔ)。 7. 別構(gòu)調(diào)控： 別構(gòu)酶通過(guò)效應(yīng)物來(lái)對(duì)酶活性進(jìn)行調(diào)控。綴合蛋白質(zhì)除蛋白質(zhì)外還要結(jié)合一些非蛋白質(zhì)小分子或金屬離子才表現(xiàn)出酶的活性，由蛋白質(zhì)部分（稱為脫輔酶或酶蛋白）和非蛋白部分（稱為輔因子或輔助因子） 兩部分組成，兩者結(jié)合的復(fù)合物稱為全酶。 輔酶和輔基無(wú)嚴(yán)格界限。 P325 表 86， P326表 87。 酶的命名和分類： （一） 習(xí)慣命名法： （ 1） 根據(jù)酶作用的底物命名： 如 淀粉酶：催化水解淀粉； 蛋白酶：水解蛋白。 習(xí)慣命名簡(jiǎn)單，但缺乏 系統(tǒng)性，不嚴(yán)格，現(xiàn)仍在使用。 底物：乙醇、 NAD+，中間用冒號(hào)隔開。 由底物中被作用的基團(tuán)或鍵的特點(diǎn)，將每一大類又分為若干亞類，每一亞類又分為亞亞類，第四個(gè)數(shù)字為排號(hào)。 2． 脫氫酶：直接從底物上脫氫。 通式： + B A + 如轉(zhuǎn)氨酶，轉(zhuǎn)酮醛基酶，轉(zhuǎn)糖苷基酶等。 （ 5） 異構(gòu)酶（ Isomerases）： 催化各種同分異構(gòu)體之間相互轉(zhuǎn)變，使分子發(fā)生重排 。 167。 ① 族專一性或基團(tuán)專一性：對(duì)作用鍵的兩端基團(tuán)，一端要求嚴(yán)格，對(duì)另一 端要求不嚴(yán)格。 （二） 立體異構(gòu)專一性： （ 1） 旋光異構(gòu)專一性：如只作用 L氨基酸，可用于氨基酸的拆分。但“剛性范本”無(wú)法解釋反應(yīng)物和 底物均為酶的底物。底物和酶先結(jié)合成中間復(fù)合物，底物被活化成過(guò)渡態(tài)。 3. 抗體酶：利用哺乳動(dòng)物的免疫體系的選擇性和多變性，經(jīng)過(guò)特定的抗原結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和誘導(dǎo)，制備具有預(yù)定催化活性的蛋白分子，即抗體酶，又稱催化抗體。 167。 研究酶反應(yīng)速度應(yīng)以反應(yīng)初速度為準(zhǔn)，因?yàn)殡S時(shí)間延長(zhǎng)、底物濃度下降和酶部分失活等，酶促反應(yīng)速度下 降。 酶活力國(guó)際單位，即 Katal（簡(jiǎn)稱 Kat）單位。表示不夠嚴(yán)格，但方便。 （四） 酶活力測(cè)定方法： 1. 分光光度法：底物和產(chǎn)物在紫外或可見光部分光吸收不同。 2． 6 酶工程簡(jiǎn)介： P344 研究酶制劑在工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)及應(yīng)用，分為化學(xué)酶工程和生物酶工程。 （三） 固定化 酶： 將水溶性酶用物理或化學(xué)方法處理，使之成為不溶于水，但仍具有酶活性的制劑稱為固定化酶。載體可用天然和合成高分子聚合物，將載體官能團(tuán)活化連接上間隔臂后，再在溫和條件下與酶偶聯(lián)，間隔臂使酶分子與載體骨架有一定距離，使底物與酶易接近。小分子底物和產(chǎn)物可自由通過(guò)，而酶固定其中。 有的模擬酶作用方式，有的模擬酶的活性中心。 根據(jù)酶底物中間絡(luò)合物學(xué)說(shuō)，酶催化反應(yīng)時(shí)，首先和底物結(jié)合生成中間復(fù)合物 ES，然后再生成產(chǎn)物 P，并釋放出 E。 （ 3） BC 段：反應(yīng)速度趨于 Vmax，為零級(jí)反應(yīng)，酶促反應(yīng)表現(xiàn)出飽和現(xiàn)象。 （二） 酶促反應(yīng)力學(xué)方程式 （ 1） 米氏方程推導(dǎo) 1913 年 Michaelis 和 Menten 提出并推導(dǎo)出表示 [S]與 v之間定量關(guān)系的米氏方程 Vmax[S] V = Km + [S] Km：米氏常數(shù)，物理意義為反應(yīng)速率為最大速率 Vmax 一半時(shí)底物的濃度，單位與底物濃度同。當(dāng)?shù)孜锎_定，反應(yīng)溫 度， pH 及離子強(qiáng)度一定時(shí)， Km 值為常數(shù)，可用來(lái)鑒別酶。 2. Km 值可用于判斷酶的專一性和天然產(chǎn)物，若一個(gè)酶有幾種底物就有幾個(gè) Km值，其中 Km值最小的底物稱為該酶的最適底物，又稱天然底物。 5. Km可幫助推斷某一代謝反應(yīng)的方向和途徑。 大多數(shù)酶的 kcat 為 1~104/sec，見 P322 表 82，為每秒鐘酶促反應(yīng)每微摩爾酶分子轉(zhuǎn)換底物的微摩爾數(shù)。 kcat / Km大小可以比較不同酶或同一種酶催化不同底物的催化效率。 （ 3） [S] / v ~ [S]法 （ HanesWoolf）： [S] / v = Km / Vmax + 1 / Vmax [S] 以 [S] / v ~ [S]作圖，見 P363 圖 912 斜率： 1 / Vmax；縱軸截距： Km / Vmax；橫軸截距： Km。 引起抑制作用的物質(zhì)稱為抑制劑。 可逆抑制又分為三種類型，如 P369 圖 917 所示。競(jìng)爭(zhēng)性抑制可以通過(guò)增加底物濃度而解除，如丙二酸或 戊二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制。常見于多底物反應(yīng)中，如肼類化合物抑制胃蛋白酶。 縱軸截距： 1 /Vmax不變， Vmax不變，底物濃度足夠高，可克服抑制作用；橫軸截距： 1 /Km變小， Km變大；斜率： Km / Vmax變大。 （四） 一些重要的抑制劑： （ 1） 不可逆抑制劑： 1. 有機(jī)磷化合物：與脂酶活性部位 Ser–OH 共價(jià)結(jié)合，如抑制膽堿酯酶，使乙酰膽堿不能分解而積累，使一些以乙酰膽堿為傳導(dǎo)介質(zhì)的神經(jīng)系統(tǒng)處于過(guò)于興奮狀態(tài)，引起神經(jīng)中毒。如有機(jī)砷化合物路易斯毒氣（結(jié)構(gòu)式見 P375），可用含 SH 的化合物作解 毒劑，使酶恢復(fù)活性。 5. TLCK：根據(jù)底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專一性不可逆抑制