【正文】 氨基酸序列；（8）利用重疊肽重建完整多肽鏈的一級結構；（9）確定半胱氨酸殘基形成的SS交聯橋的位置。在不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質稱同源蛋白質。并根據同源蛋白質的氨基酸序列資料建立起進化樹。在生物體內有些蛋白質常以前體形試合成，只有按一定方式裂解除去部分肽鏈之后才出現生物活性，這一現象稱蛋白質的激活。凝血酶原和血清蛋白原是兩個最重要的血凝因子。我國在20世紀60年代首次在世界上人工合成了蛋白質——結晶牛胰島素。至今利用Merrifield固相肽合成儀已成功地合成了許多肽和蛋白質。當A肽與FDNB試劑反應后得DNPAsp；當用羧肽酶處理后得游離纈氨酸。此外，A肽用糜蛋白酶降解時，也得到兩種肽，其中一種（Asp、Ala、Tyr），另一種（Lys、His、Glu2以及Val）。酸水解使Asn→Asp+ NH4+，由已知條件（Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr）可得：Asn( )( )( )Lys( )( )Val； FDNB法分析N末端得DNPHis，酸水解使Gln→Glu+NH4+由已知條件（His、Glu、Val）可得：Asn( )( )( )LysHisGlnVal； 糜蛋白酶斷裂Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸殘基的羧基端肽鍵。（1）如用胰蛋白酶處理，此多肽將產生幾個肽？并解釋原因（假設沒有二硫鍵存在）；（2），此多肽的凈電荷是多少單位？說明理由（假設pKa值：；α NH3+；；；；；）；（3）如何判斷此多肽是否含有二硫鍵？假如有二硫鍵存在，請設計實驗確定5，17和23位上的Cys哪兩個參與形成？[（1）4個肽；（2）；（3）如果多肽中無二硫鍵存在，經胰蛋白酶水解后應得4個肽段；如果存在一個二硫鍵應得3個肽段并且個肽段所帶電荷不同，因此可用離子交換層析、電泳等方法將肽段分開，鑒定出含二硫鍵的肽段，測定其氨基酸順序，便可確定二硫鍵的位置]今有一個七肽，經分析它的氨基酸組成是：Lys、Pro、Arg、Phe、Ala、Tyr和Ser。經糜蛋白酶作用后，此肽斷裂城兩個肽段，其氨基酸組成分別為Ala、Tyr、Ser和Pro、Phe、Lys、Arg。此肽與胰蛋白酶反應能生成兩個肽段，它們的氨基酸組成分別是Arg、Pro和Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala。當用嗜熱菌蛋白酶消化原多肽（具有完整的二硫鍵）時可用下列各肽：（1）（Ala、CysVal）；（2）（Arg、Lys、Phe、Pro）；（3）(ArgCysTrp、Tyr)；（4）(CysPhe)。（結構如下圖） SSAlaCysPheProLysArgTrpCysArgArgVal_Cys S S CysTyrCysPheCys解：嗜熱菌蛋白酶作用專一性較差，根據題中已知條件： （1）消化原多肽得到（Ala、CysVal），說明鏈1在2位Cys 后及11位Val前發(fā)生斷裂，2位Cys與12位Cys之間有二硫鍵； （2）由鏈1序列可得該肽段序列為：PheProLysArg； （3）由（1）（2）可知該肽段(ArgCysTrp、Tyr)中必有一Cys來自鏈2，另一Cys為鏈1中8位Cys，即鏈1中8位Cys與鏈2中的一個Cys有二硫鍵；（4）嗜熱菌蛋白酶能水解Tyr、Phe等疏水氨基酸殘基，故此肽（CysPhe）來自鏈2，結合（3）中含Tyr，可知（3）中形成的二硫鍵為鏈1 8位Cys與鏈2中3位Cys與鏈2中3位Cys之間；（4）中（CysPhe）說明鏈2中1位Cys與5位Cys中有二硫鍵。一個十肽的氨基酸分析表明其水解液中存在下列產物：NH4+ Asp Glu Tyr ArgMet Pro Lys Ser Phe并觀察下列事實：（1）用羧肽酶A和B處理該十肽無效；（2）胰蛋白酶處理產生兩各四肽和游離的Lys；（3）梭菌蛋白酶處理產生一個四肽和一個六肽；（4）溴化氫處理產生一個八肽和一個二肽，用單字母符號表示其序列位NP；（5）胰凝乳蛋白酶處理產生兩個三肽和一個四肽，N末端的胰凝乳蛋白酶水解肽段在中性pH時攜帶1凈電荷，在pH12時攜帶3凈電荷；（6）一輪Edman降解給出下面的PTH衍生物：（圖略）寫出該十肽的氨基酸序列。另一片段用溴化氰處理釋放出一個與茚三酮反應呈黃色的氨基酸。[YRMP]解：胰蛋白酶酶專一水解Lys和Arg殘基的羧基參與形成的肽鍵，故該四肽中含Lys或Arg；一肽段在280nm附近有強光吸收且Pauly反應和坂口反應（檢測胍基的）呈陽性，說明該肽段含Tyr和Arg；溴化氰專一斷裂Met殘基的羧基參加形成的肽鍵，又因生成了與茚三酮反應呈黃色的氨基酸，故該肽段為MetPro；所以該四肽的氨基酸組成為TyrArgMetPro，即YRMP。[（1）兩個；（2）二硫鍵的位置可能是13和1115或111和315或115和311，第一種情況，用胰蛋白酶斷裂將產生兩個肽加Arg；第二種情況和第三種，將產生一個肽加Arg，通過二硫鍵部分氧化可以把后兩種情況區(qū)別開來。如果你打算向LysAla加入一個亮氨酸殘基使成三肽，可能會掉進什么樣的“陷坑”？第五章 蛋白質的三維結構提要每一種蛋白質至少都有一種構像在生理條件下是穩(wěn)定的，并具有生物活性，這種構像稱為蛋白質的天然構像。此外紫外差光譜、熒光和熒光偏振、圓二色性、核磁共振和重氫交換等被用于研究溶液中的蛋白質構像。此外二硫鍵在穩(wěn)定某些蛋白質的構像種也起重要作用。就其主鏈而言，由于肽鏈是由多個相鄰的肽平面構成的，主鏈上只有α碳的二平面角Φ和Ψ能自由旋轉，但也受到很大限制。并因此提出了拉氏構像，它表明蛋白質主鏈構象在圖上所占的位置是很有限的（%%）。最常見的二級結構元件有α螺旋、β轉角等。α螺旋結構中每個肽平面上的羰氧和酰氨氫都參與氫鍵的形成，因此這種構象是相當穩(wěn)定的。α角蛋白是毛、發(fā)、甲、蹄中的纖維狀蛋白質，它幾乎完全由α螺旋構成的多肽鏈構成。肽鏈的走向可以有平行和反平行兩種形式。大多數β折疊股和β折疊片都有右手扭曲的傾向，以緩解側鏈之間的空間應力（steric strain）。膠原蛋白是動物結締組織中最豐富的結構蛋白，有若干原膠原分子組成。彈性蛋白是結締組織中另一主要的結構蛋白質。α角蛋白、絲心蛋白（β角蛋白）、教員蛋白和彈性蛋白是不溶性纖維狀蛋白質；肌球蛋白和原肌球蛋白是可溶性纖維狀蛋白質，是肌纖維中最豐富的蛋白質。蛋白質結構一般被分為4個組織層次（折疊層次），一級、二級、三級和四級結構。細分時可在二、三級之間增加超二級結構和結構域兩個層次。超二級結構有3中基本形式：αα（螺旋束）、βαβ（如Rossman折疊）、ββ（β曲折和希臘鑰匙拓撲結構）。結構域常常也就是功能域。球狀蛋白質可根據它們的結構分為全α結構蛋白質、α、β結構蛋白質、全β結構蛋白質和富含金屬或二硫鍵蛋白質等。亞基一般是一條多胎鏈。球狀蛋白質種類很多，結構也很復雜，各有自己獨特的三維結構。蛋白質受到某些物理或化學因素作用時，引起生物活性丟失，溶解度降低以及其他的物理化學常數的改變，這種現象稱為蛋白質變性。有些變性是可逆的。蛋白質的生物學功能是蛋白質天然構象所具有的性質。蛋白質折疊不是通過隨機搜索找到自由能最低構象的。寡聚蛋白是由兩個或多個亞基通過非共價相互作用締合而成的聚集體。習題1.（1）計算一個含有78個氨基酸的α螺旋的軸長。故該α螺旋的軸長為：78= (2) ，故該α螺旋圈數為：78247。完全伸展的α螺旋長度約為：（78247。，其他區(qū)段均為β折疊片構象。試計算：α螺旋占該多肽鏈的百分數。120=2000個。+（2000X）=105107=506nm解之得X=970，α螺旋的長度為970=，故α螺旋占該蛋白質分子的百分比為：100%=29%，但在折疊的蛋白質中它對蛋白質的桅頂焓貢獻卻要小得多（5kj/mol）。[在伸展的蛋白質中大多數氫鍵的共體和接納體都與水形成氫鍵。]，能形成一個具有φ=80176。的螺旋，根據拉氏構象圖（圖513），描述該螺旋的（a）手性；（b）每圈的堿基數。ψ=+120176。，而且還取決于肽鏈的氨基酸側鏈的性質。（1）多聚亮氨酸，pH=；（2）多聚異亮氨酸，pH=；（3）多聚精氨酸，pH=；（4）多聚精氨酸，pH=13；（5）多聚谷氨酸，pH=；（6）多聚蘇氨酸，pH=；（7）多聚脯氨酸，pH=；[（1）（4）和（5）能形成α螺旋；（2）（3）和（6）不能形成有規(guī)則的結構；（7）有規(guī)則，但不是α螺旋]6. 多聚甘氨酸的右手或左手α螺旋中哪一個比較穩(wěn)定？為什么？[因為甘氨酸是在α碳原子上呈對稱的特殊氨基酸，因此可以預料多聚甘氨酸的左右手α螺旋（他們是對映體）在能量上是相當的，因而也是同等穩(wěn)定的。該蛋白質將有200個可旋轉的鍵。問：（a）這個蛋白質可能有多種隨機構象（W）？（b）根據（a）的答案計算在當使1mol該蛋白質折疊成只有一種構想的結構時構想熵的變化（ΔS折疊）；（c）如果蛋白質完全折疊成由H鍵作為穩(wěn)定焓的唯一來源的α螺旋，并且每mol H鍵對焓的貢獻為5kj/mol，試計算ΔH折疊；（d）根據逆的（b）和（c）的答案，計算25℃時蛋白質的ΔG折疊。mol）（c）ΔH折疊100（5 kj/mol）=500 kj/mol；注意，這里我們沒有考慮在螺旋末端處某些氫鍵不能形成這一事實，但考慮與否差別很小。]，有著相似的三級結構。[在亞基亞基相互作用中疏水相互作用經常起主要作用，參與四聚體B4的亞基亞基相互作用的表面可能比單體A的對應表面具有較多的疏水殘基。利用表56中的數據和ChouFaman的經驗規(guī)則，預測此區(qū)域的二級結構。殘基2023很可能形成β轉角]，完全暴露在水環(huán)境中和完全埋藏在蛋白質分子非極性內部的兩種多肽片段，哪一種更容易形成α螺旋？為什么？[埋藏在蛋白質的非極性內部時更容易形成α螺旋。]，在酸性環(huán)境中可解理成兩個不同組分，其中一個組分的相對分子質量為100000，另一個為50000。用β巰基乙醇（能還原二硫橋）處理時，大的失去催化能力，并且它的沉降速度減小，但沉降圖案上只呈現一個峰（參見第7章）。彼此間由二硫鍵交聯在一起。關于此蛋白的結構，你能做出什么結論？[該毒素蛋白由兩條不同的多肽鏈通過鏈間二硫鍵交聯而成，每條多肽鏈的相對分子質量各在13000左右。（a）對該分子說出來年各種可能的對稱性。問它的最高對稱性是什么？[（a）C4和D2，C4是通過異種相互作用締合在一起，D2是通過同種相互作用締合在一起，（b）C2因為每個αβ二聚體是一個不對稱的原聚體]。假設從氨基酸合成多肽鏈，多肽鏈組成二聚體，再從二聚體聚集成多聚體酶，在這一建造過程中每次操作的錯誤頻率為108，假設氨基酸序列沒有錯誤的話，多肽的折疊總是正確的，并假設在每一裝配階段剔除有缺陷的亞結構效率為100%，試比較在下列情況下有缺陷復合物的頻率：（1）該復合物以一條6000個氨基酸連續(xù)的多肽鏈一步合成，鏈內含有6個多肽A和6個多肽B。[（1）有缺陷復合物的平均頻率是6000108=6105][（2）由于有缺陷的二聚體可被剔除，因此有缺陷復合物的平均率只是最后階段的操作次數（5此操作裝配6個亞基）乘以錯誤頻率，即：5108。]第六章 蛋白質結構與功能的關系提要肌紅蛋白（Mb）和血紅蛋白（Hb）是脊椎動物中的載氧蛋白質。而血紅蛋白是血液中的氧載體。它是一個取代的卟啉，在其中央有一個鐵原子。紅血素中的鐵原子還能結合其他小分子如CO、NO等。Mb內部幾乎都是非極性殘基。一個亞鐵血紅素即位于疏水的空穴內，它可以保護鐵不被氧化成高鐵。此近側His（H8）占據5個配位位置。在此附近的遠側His（E7）降低在氧結合部位上CO的結合，并抑制血紅素氧化或高鐵態(tài)。對單體蛋白質如Mb來說，被配體（如）O2占據的結合部位的分數是配體濃度的雙曲線函數，如Mb的氧集合曲線。Hb A是成人中主要的血紅蛋白，具有α2β2的亞基結構。血紅蛋白以兩種可以相互轉化的構象態(tài)存在，稱T（緊張）和R（松弛）態(tài)。無氧結合時達到最穩(wěn)定。氧與血紅蛋白的結合是別構結合行為的一個典型例證。Hb呈現3種別構效應。氧與一個血紅素結合有助于氧與同一分子中的其他血紅素結合。相反的，O2促進H+和CO2在肺泡毛細血管中的釋放。第三，血紅蛋白對O2的親和力還受3二磷酸甘油酸（BPG）調節(jié)，BPG是一個負電荷密度很高的小分子。因此，BPG是降低血紅蛋白對氧的親和力的。導致一個蛋白質中氨基酸改變的基因突變能產生所謂分子病，這是一種遺傳病。這種病人的步正常血紅蛋白稱為Hb S，它只是在兩條β鏈第六位置上的Glu倍置換乘Val。純合子的病人出現慢性貧血而死亡。棉衣反映是由特化的白細胞——淋巴細胞和巨噬細胞及其相關的蛋白質之間的相互作用介導的。所有的細胞都能產生MHC蛋白，它們在細胞表面展示宿主（自我）肽或抗原（非自我）肽。免疫球蛋白或T細胞受體能與特異的抗原結合。人類具有5個類別的免疫球蛋白，每一類別的生物學功能都是不同的?？拷黋的兩“臂”頂端的結構域是多變區(qū)，形成來年各個抗原結合部位。結合經常涉及IgG的構象變化，以便域抗原誘導契合。在發(fā)動機蛋白質中蛋白質配體相互作用上空間和時間的組織達到相當完善的程度。肌球蛋白是由纖維狀的尾和球狀的頭組成的棒狀分子，在肌肉中倍組織成粗絲。由粗絲和細絲構成肌肉收縮單位——肌節(jié)。因此肌球蛋白沿肌動蛋白細絲滑動。Ga2+與肌鈣蛋白結合導致肌鈣蛋白原肌球蛋白復合體的構象變化，引發(fā)肌動蛋白肌球蛋白0相互作用的循環(huán)發(fā)生。（a）哪個蛋白質對配體X的親和力更高？（b）將這兩個蛋白質的Kd轉換為結合常數Ka。[對肌紅蛋白：（a）無；（b）無；（c）無。（b）