生物化學(xué)第四章蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu)-資料下載頁
2025-01-16 13:45本頁面
【正文】 明這些殘基是規(guī)定細(xì)胞色素 c的生物活性所必需 。 例如第 14和第 17位置上的 Cys殘基可能保證與輔基血紅素連接的必要位置 ， 第 70到 80位置上的不變肽段可能是細(xì)胞色素 c與酶相結(jié)合的部分 。 肽鏈中的可變殘基可能是一些 “ 填充 ” 或間隔的區(qū)域 ， 氨基酸的變換不影響蛋白質(zhì)的功能 。 在不同種屬來源的細(xì)胞色素 c中 ， 可以變換的氨基酸殘基數(shù)目與這些種屬在系統(tǒng)發(fā)生上的位置有密切關(guān)系 ， 即在進(jìn)化位置上相距愈遠(yuǎn) ， 則氨基酸順序之間的差別愈大 。 細(xì)胞色素 c的氨基鼓順序分析資料已被用來核對(duì)各個(gè)物種之間的分類學(xué)關(guān)系 ， 以及繪制進(jìn)化樹 (evolutionary tree)即系統(tǒng)發(fā)生樹(phylogeic tree)。 根據(jù)進(jìn)化樹不僅可以研究從單細(xì)胞有機(jī)體到多細(xì)胞有機(jī)體的生物進(jìn)化過程 ， 而且可以粗略估計(jì)現(xiàn)存的各類種屬生物的分歧 (divergence)時(shí)間 。 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 生物 與人不同的 AA數(shù)目 黑猩猩 0 恒河猴 1 兔 9 袋鼠 10 牛、豬、羊、狗 11 馬 12 雞、火雞 13 響尾蛇 14 海龜 15 金槍魚 21 角餃 23 小蠅 25 蛾 31 小麥 35 粗早鏈孢霉 43 酵母 44 不同生物與人的 Cytc的 AA差異數(shù)目 根據(jù)細(xì)胞色素 C的順序種屬差異建立起來的進(jìn)化樹 圓圈代表進(jìn)化中的分歧點(diǎn)，支干旁的數(shù)字是結(jié)定有機(jī)體譜系的細(xì)胞色素 c與其祖先差異的殘基數(shù) 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 （二）同源蛋白質(zhì)具有共同的進(jìn)化起源 肌紅蛋白 、 血紅蛋白 α －鏈和 β －鏈?zhǔn)侵榈鞍?， 它們有很高的序列同源 。 這種同源關(guān)系表明隨機(jī)突變一級(jí)結(jié)構(gòu)方面氨基酸取代和分歧或趨異事件的進(jìn)化順序 。 胰蛋白酶 、 胰凝乳蛋白酶和彈性蛋白酶顯示足夠的序列同源性 ， 它們是經(jīng)過祖先絲氨酸蛋白酶基因的復(fù)制而來 。 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 溶菌酶和 α －乳清蛋白的功能很少相似，但它們的三級(jí)結(jié)構(gòu)卻十分相似。根據(jù)它們的序列同源性可以推論出它們的進(jìn)化關(guān)系 — — 具有共同的起源。 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 （三）血液凝固與氨基酸序列的局部斷裂 在動(dòng)物體內(nèi)的某些生物化學(xué)過程中 ， 蛋白質(zhì)分子的部分肽鏈必須先按特定的方式斷裂 ， 然后才呈現(xiàn)生物活性 。 蛋白質(zhì)分子的這一特性具有它的重要生物學(xué)意義 。 它是在生物進(jìn)化過程中發(fā)展起來的 ， 是蛋白質(zhì)分于的結(jié)構(gòu)與功能具有高度統(tǒng)一性的表現(xiàn) 。 血液凝固是一系列復(fù)雜的生物化學(xué)過程 。 這一過程的主要環(huán)節(jié)有二：一是血漿中的凝血酶原受到血漿和血小板中一些因子的激活而形成凝血酶 (thrombin)；二是血漿中的纖維蛋白原在凝血酶的激活下轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄岳w維蛋白 (fibrin)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ， 使血液變成凝膠 。 凝血酶原是一種糖蛋白 。 在凝血酶原致活物的催化下 ， 凝血酶 原 分 子 中 的 二 個(gè) 肽 鍵(Arg274Thr275 和 Arg323Ile324） 發(fā)生斷裂 ， 釋放出分子量力 32022的氨基末端片段 ． 形成有活性的凝血酶 。 凝血酶由二條肽鏈通過一個(gè)二硫鍵交聯(lián)而成，一條肽鍵（ A鏈 )含 49個(gè)殘基，另一條肽鍵含 259個(gè)殘基。 纖維蛋白原分子長 46nm， 分子量為 340 000， 屬纖維狀蛋白質(zhì) 。 每一分子含 6條肽鏈 ， 這 6條肽鏈兩兩相同 ， 分三種類 ，分別稱為 α 鏈 (含 600個(gè)殘基左右 )、 β 鏈 (461個(gè)殘基 )和 γ 鏈(410個(gè)殘基 )。 整個(gè)分子由對(duì)稱的兩部分組成 ， 6條肽鏈的 N末端部分集中在中間 。 纖維蛋白原分子共含 29個(gè)二硫鍵 ， 6條肽鏈由這些二硫鍵交聯(lián)成一個(gè)整體分子 。 肽鏈的氨基酸之間有順序同源現(xiàn)象 。 纖維蛋白原一級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 纖維蛋白原轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維蛋白的過程是在凝血酶的作用下 ，從二條 α 鏈和二條 β 鏈的 N末端各斷裂一個(gè)特定的肽鍵 (－ArgGly)， 釋放出二個(gè)纖維肽 A和二個(gè)纖維肽 B。 A、 B肽切除后 ， 減少了蛋白質(zhì)分子的負(fù)電荷 ， 促進(jìn)了纖維蛋白分子的直線聚合和側(cè)向聚合 ， 從而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的纖維蛋白 。 電子顯微鏡觀察表明 ， 纖維蛋白單體的聚合是按1/2錯(cuò)位的方式進(jìn)行的 。 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 五、肽與蛋白質(zhì)的人工合成 1958年 ， 北京大學(xué)生物系在國內(nèi)首次合成了具有生物活性的八肽 —— 催產(chǎn)素 。 接著于 1965年 9月 ， 中國科學(xué)院生物化學(xué)研究所 、 有機(jī)化學(xué)研究所和北京大學(xué)化學(xué)系協(xié)作 ， 在世界上首次合成了結(jié)晶牛胰島素 。 （一）肽的人工合成 多肽的人工合成有兩種類型 。 一種是由不同氨基酸按照一定順序的控制合成 ， 另一種是由一種或兩種氨基酸聚合或共聚合 。 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 實(shí)現(xiàn)控制合成的一個(gè)困難是進(jìn)行接肽反應(yīng)所需的試劑 ，能同時(shí)和其他不應(yīng)參加接肽的功能團(tuán)發(fā)生作用 。 因此接肽時(shí)首先把這些基團(tuán)加以封閉或保護(hù) ， 以免和接肽試劑發(fā)生作用而生成不需要的肽鍵或其他鍵 。 肽鍵形成之后 ， 再將保護(hù)基除去 。 在多肽鏈合成過程中 ， 每連接一個(gè)氨基酸殘基 ， 都要經(jīng)過幾個(gè)步驟 。 保護(hù)基必須符合這樣的條件： 即在接肽時(shí)能起保護(hù)作用 ， 而在接肽以后又很容易除去 ， 但又不致引起肽鍵的斷裂 。 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 1．加保護(hù)基 Y保護(hù)氨基酸的自由氨基 (— NH2) 2．加保護(hù)基 Z保護(hù)氨基酸的自由羧基 (— COOH) 3．加活化基 X使得羧基活化 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 4．使 — NH2被保護(hù)、羧基被活化了的氨基酸同羧基被保護(hù)、氨基被活化了的氨基酸結(jié)合成肽。 5．脫保護(hù)基 Y同 Z 所述合成肽的方法是在溶液中進(jìn)行合成反應(yīng) ， 稱 液相合成法 ， 這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力 。 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 固相合成法 的原理與液相合成法基本相同 ，所不同者僅合成反應(yīng)是在固相支持物上進(jìn)行 。 固相合成法的優(yōu)點(diǎn)是簡單 、快速和不存在肽的溶解度問題 ， 缺點(diǎn)是得率低 、 不純 ，一般只適用于合成 10～ 20肽 。 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 20221214 上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院
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