蛋白质多肽
生物化学02第二章 多肽与蛋白质
Glu-Cys-Gly SH
Glu-Cys-Gly S S
Glu-Cys-Gly
谷胱甘肽的生理功用：
• 解毒作用：与毒物或药物结合，消除其 毒性作用；生物转化。
• 参与氧化还原反应：作为重要的还原剂， 参与体内多种氧化还原反应；
• 保护巯基酶的活性：使巯基酶的活性基 团-SH维持还原状态；
• 维持红细胞膜结构的稳定：消除氧化剂 对红细胞膜结构的破坏作用。
锌指结构是一个常见的模体。
由一个α-螺旋和两个反向平行的β-折迭组 成，形似手指。
Ｎ－端两个半胱氨酸，Ｃ－端两个组氨酸， 此四个氨基酸残基在空间上构成一个洞穴， 容纳一个锌，具结合锌离子功能。
含锌指结构的蛋白质都可与ＤＮＡ或ＲＮＡ 结合。
锌指结构 (折迭-折迭模序)
亮氨酸拉链结构：
• 见于真核生物DNA结合蛋白质的C端，与 癌基因表达调控有关。
第二章
多肽与蛋白质
Peptides and Proteins
1833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶。 1864年，Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白，
并将其制成结晶。 19世纪末，Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，
并将氨基酸合成了多种短肽 。 1938年，德国化学家Gerardus J. Mulder引用
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
3. 氧化供能
第一节
肽和蛋白质的一级结构
Primary Structure of Peptides and Proteins
一、肽和蛋白质是由氨基酸组成的多聚体
白蛋白多肽的作用功能主治
白蛋白多肽的作用功能主治简介白蛋白多肽是由人体血浆中的白蛋白分子经特殊技术处理而得到的一种多肽化合物。
它具有多种作用功能，被广泛应用于医疗领域。
本文将详细介绍白蛋白多肽的作用功能及其主治。
白蛋白多肽的作用功能1.维持血液渗透压平衡：白蛋白多肽具有较高的渗透压，可在血液和组织之间维持正常的渗透压平衡，防止血液中液体过多聚集在组织间隙造成水肿。
2.运输和调节物质：白蛋白多肽在血液中起着载体的作用，可以运输许多重要的物质，如药物、激素、脂肪酸等。
同时，它还可以调节细胞内外的物质平衡，保持体内正常的代谢功能。
3.支持免疫系统：白蛋白多肽在免疫系统中发挥重要作用，可以参与调节免疫反应的过程，增强抗体的活性，提高机体的免疫力。
4.抗氧化的作用：白蛋白多肽具有很强的抗氧化能力，可以清除体内的自由基，减少氧化性损伤，延缓衰老过程。
5.抗炎作用：白蛋白多肽能够抑制炎症反应，减轻组织的炎症损伤，促进受损组织的修复。
6.促进细胞生长和修复：白蛋白多肽可以促进细胞的生长、分化和修复，对组织损伤有良好的再生和修复作用。
白蛋白多肽的主治1.治疗蛋白质缺乏症：白蛋白多肽可以作为蛋白质的供应源，用于治疗蛋白质缺乏症，补充体内缺乏的蛋白质。
2.预防和治疗水肿：由于白蛋白多肽具有维持血液渗透压平衡的作用，可用于预防和治疗由于肾功能不全或其他疾病引起的水肿。
3.辅助治疗肝病：白蛋白多肽可以改善肝细胞的功能，促进肝细胞的再生和修复，对于肝病的治疗有一定的辅助作用。
4.促进伤口愈合：白蛋白多肽具有促进细胞生长和修复的作用，可用于促进伤口的愈合，加速组织修复过程。
5.抗衰老：白蛋白多肽具有抗氧化能力，可以清除自由基，减缓衰老过程，保持机体的健康和活力。
总结总之，白蛋白多肽是一种具有多种作用功能的多肽化合物，其主要作用包括维持血液渗透压平衡、运输和调节物质、支持免疫系统、抗氧化、抗炎、促进细胞生长和修复等。
它在医疗领域有广泛的应用，可以用于治疗蛋白质缺乏症、预防和治疗水肿、辅助治疗肝病、促进伤口愈合和抗衰老等。
多肽合成原料
多肽合成原料多肽合成是一种重要的合成技术，它能够从多种原料中对蛋白质进行复杂的合成。
多肽的原料包括脂质、蛋白质、核酸、酶、糖、营养物质、金属离子等。
脂质是合成多肽的费用最低的原料之一。
它们在多肽生物学中起着关键的作用，能够改变多肽的结构，从而影响它们的活性和可用性。
蛋白质是多肽合成的主要原料之一。
它们对多肽合成具有重要作用，能够改变多肽的性质，使其具有立体活性和生物活性。
细菌蛋白质是一种常用的多肽合成原料，因其稳定性高，毒性小，具有良好的生物活性和覆盖性，可以有效解决多肽合成中的问题。
核酸是多肽合成过程中的另一种核心原料，它可以通过多种不同的方法进行合成，从而对多肽的活性和稳定性产生重要影响。
酶是某种生物分子，具有专门的酶功能，但可能具有独特的特性，如可以泛化多种不同的活性位点，活性可以持续一段时间，从而改变组成多肽的结构，或从潜在的多肽序列中删去一些结构特性和活性位点。
糖是另一种重要的原料，它可以作为调节剂影响蛋白质和多肽的结构与性质，从而影响其活性和稳定性。
营养物质是合成多肽过程中的另一种关键原料，它们可以用于调节多肽的活性和稳定性，从而保证多肽的有效表达和质量。
金属离子是合成多肽过程中的另一种重要原料，它可以影响多肽的活性和稳定性，例如铜离子可以调节多肽折叠，使其能够维持稳定的三维构象和活性。
总之，多肽合成是一门复杂的技术，其材料也十分多样。
上述只是其中的一些，但所有这些原料都具有重要的作用，是合成多肽的基础条件。
只有在合理使用这些原料的基础上，才能够得到好的效果，提高多肽的合成质量。
蛋白质多肽安全操作及保养规程
蛋白质多肽安全操作及保养规程1、前言蛋白质多肽是一种在现代医药领域中被广泛应用的生物制品，具有疫苗、药物等多种应用前景。
在对蛋白质多肽进行研究和应用过程中，要特别注意安全操作，避免带来极大的危害和风险。
因此，本文介绍了蛋白质多肽的安全操作及保养规程，以促进人们对蛋白质多肽的合理、安全使用。
2、蛋白质多肽操作前的准备2.1、个人防护措施在操作蛋白质多肽前，请著裙手套、戴口罩、戴护目镜、穿棉质衣服以及穿专业防护鞋等个人防护物品，避免直接触摸或吸入蛋白质多肽。
2.2、操作准备在操作蛋白质多肽前，应做好充分的实验前准备工作，例如：消毒工作，准备精密的试验仪器、设备和试剂；对蛋白质多肽的来源、性质、用途、操作方法等知识做好充分的了解等。
2.3、操作场所的要求为避免操作中产生的可能的风险，蛋白质多肽的操作场所应满足以下的要求：•应设在独立的、通风良好的实验室中；•应有专人负责管理；•实验室应配备自动灭菌器、紫外线消毒灯等专业设备；•操作之前应将操作桌面、地面、墙角等部位做好消毒工作。
3、蛋白质多肽操作步骤3.1、蛋白质多肽的使用为保证蛋白质多肽的质量和稳定性，操作时需要注意以下几个方面：1.在操作前用生理盐水溶解，浓度为0.01-1.00mg/mL；2.尽量避免暴晒，应放置于阴凉干燥的地方； 3.尽量避免反复冻融； 4.避免蛋白质多肽中淀粉样物质附着； 5.避免蛋白质多肽在操作过程中过度发泡；3.2、实验操作流程1.在正式操作前，应根据实际情况选择适当的工具，例如：滴管、移液管、离心管等，并对仪器进行严格的消毒操作；2.将蛋白质多肽溶液加入清洗后的实验仪器中，避免操作时产生气泡；3.在添加试剂过程中，应慎重斟酌，避免添加过量或次量不足的情况；4.对实验方案，操作数值，结果解释等进行记录，方便以后的查证和分析。
4、蛋白质多肽保养规程针对蛋白质多肽的保养，我们不仅要做好操作工作，还要在操作过程中注意保养。
4.1、储存蛋白质多肽在储存前需要划分为小份，并盖紧离心管盖，存放于零下冰箱中，以避免多次冻融引起蛋白质变性。
蛋白质和多肽提取分离
蛋白质与多肽提取分离1 分离方法采取何种分离纯化方法要由所提取的组织材料、所要提取物质的性质决定。
对蛋白质、多肽提取分离常用的方法包括：盐析法、超滤法、凝胶过滤法、等电点沉淀法、离子交换层析、亲和层析、吸附层析、逆流分溶、酶解法等。
这些方法常常组合到一起对特定的物质进行分离纯化，同时上述这些方法也是蛋白、多肽类物质分析中常用的手段，如层析、叫泳等。
1.1 高效液相色谱（HPLC）HPLC的出现为肽类物质的分离提供了有利的方法手段，因为蛋白质、多肽的HPLC应用与其它化合物相比，在适宜的色谱条件下不仅可以在短时间内完成分离目的，更重要的是HPLC 能在制备规模上生产具有生物活性的多肽。
因此在寻找多肽类物质分离制备的最佳条件上，不少学者做了大量的工作。
如何保持多肽活性、如何选择固定相材料、洗脱液种类、如何分析测定都是目前研究的内容。
1．1．1 反相高效液相色谱（RP-HPLC）结果与保留值之间的关系：利用RP-HPLC分离多肽首先得确定不同结构的多肽在柱上的保留情况。
为了获得一系列的保留系数，Wilce等利用多线性回归方法对2106种肽的保留性质与结构进行分析，得出了不同氨基酸组成对保留系数影响的关系，其中极性氨基酸残基在2～20氨基酸组成的肽中，可减少在柱上的保留时间；在10～60氨基酸组成的肽中，非极性氨基酸较多也可减少在柱上的保留时间，而含5～25个氨基酸的小肽中，非极性氨基酸增加可延长在柱上的保留时间。
同时有不少文献报道了肽链长度、氨基酸组成、温度等条件对保留情况的影响，并利用计算机处理分析得到每种多肽的分离提取的最佳条件。
肽图分析（Peptide Mapping）：肽图分析是根据蛋白质、多肽的分子量大小以及氨基酸组成特点，使用专一性较强的蛋白水解酶[一般未肽链内切酶（endopeptidase）]作用于特殊的肽链位点将多肽裂解成小片断，通过一定的分离检测手段形成特征性指纹图谱，肽图分析对多肽结构研究合特性鉴别具有重要意义。
多肽是蛋白质吗
多肽是蛋白质吗
不是，二者有很大区别：
1、在结构上：
多肽指的是，多个氨基酸脱水缩合形成的线性氨基酸链。
蛋白质，可能只具有一条多肽链，也可能是由多条多肽链构成。
2、在功能上：
多肽有些具有生物学活性，有些不具有生物学活性。
蛋白质都具有生物学活性。
3、在内涵上：
多肽，一般只是强调它的线性序列，即一级结构。
蛋白质，是一个强调三维空间结构的术语，即蛋白质具有二级结构、三级结构或者四级结构。
人体很多活性物质都是以肽的形式存在的。
肽涉及人体的激素、神经、细胞生长和生殖各领域，其重要性在于调节体内各个系统和细胞的生理功能，激活体内有关酶系，促进中间代谢膜的通透性，或通过控制DNA转录或影响特异的蛋白合成，最终产生特定的生理效应。
肽是涉及人体内多种细胞功能的重要物质。
肽可以合成细胞，并调节细胞的功能活动。
肽在人体作为神经递质，传递信息。
肽可在人体作为运输工具，将人体所食的各种营养物质与各种维生素、生物素、钙及对人体有益的微量元素输送到人体各细胞、器官和组织。
肽是人体重要的生理调节物，它可全面调节人体生理功能，增强和发挥人体生理活性，它具有重要的生物学功能。
肽对人的细胞活性、功能活动、生命存在太重要了。
但现代人因各种因素使人体中的肽流失、损失，合成肽的能力大大减弱，因此现代人体缺乏肽，必须补充人工合成肽，补肽就是补活性，补肽就是补活力，补肽就是补生命。
第十六章 氨基酸、多肽和蛋白质
OH R CH COOH +N2
+ H2O
若定量测定反应中所释放的N2的体积，即可计算出 氨基酸的含量，此方法称为van Slyke氨基氮测定法，常
用于氨基酸和多肽的定量分析。
第二节 肽
一、肽的结构和命名
肽是氨基酸残基之间彼此通过酰胺键相连而成的一 类化合物。 肽分子中的酰胺键又称为肽键（peptide bond）。 二肽可视为一分子氨基酸中的-COO―与另一分子氨基 酸中的NH3+脱水二成的。肽也是以两性离子的形式存在。
OH
H+
等电点 脱水
OH
H+
- - 带负电荷 脱水
OH
H
+
- - - -
（五）蛋白质的颜色反应 蛋白质分子内含有许多肽键和某些带有特殊基团的 氨基酸残基，可以与不同试剂产生特有的颜色反应，利 用此性质可鉴别蛋白质。
反应名称 试剂 颜色 作用基团 缩二脲反应 强碱、稀硫酸铜溶液 紫色或紫红色 肽键 茚三酮反应 稀茚三酮溶液 蓝紫色 氨基 蛋白黄反应 浓硝酸、再加碱 深黄色或橙红色 苯环 亚硝酰铁氢化钠 亚硝酰铁氢化钠溶液 红色 巯基
（五）氧化脱氨反应 氨基酸中的氨基能被 H2O2 或 KMnO4 等强氧化剂所氧 化，脱氨而生成α―酮酸。
[O]
R CH COOH NH2
R CH COOH + H2O NH
R C COOH + NH3 O
（六）氨基酸与亚硝酸的反应 氨基酸与亚硝酸作用，可定量释放氮气
+ NH3 R CH COO
+ H2NO2
使蛋白质发生沉淀的现象称为盐析（saltingout）。常用
的盐析剂有(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl和MgSO4等。
蛋白质和多肽的氨基酸序列分析
• 引言 • 蛋白质和多肽的氨基酸组成 • 氨基酸序列分析方法 • 氨基酸序列分析的应用 • 氨基酸序列分析的挑战与展望
01
引言
蛋白质和多肽的定义
蛋白质
由氨基酸组成的大分子，是生命 活动中不可或缺的组成部分，具 有多种生物学功能。
多肽
由2-50个氨基酸组成的短链肽， 具有较低的分子量和稳定性，在 生物体内发挥着重要的生理作用 。
蛋白质相互作用研究
通过分析蛋白质之间的相互作用，可以了解蛋白质在细胞内的功能 和调控机制，为疾病治疗提供新思路。
蛋白质修饰研究
通过对蛋白质的修饰进行分析，可以了解蛋白质的修饰对蛋白质功 能的影响，为药物设计和治疗提供依据。
生物进化研究
物种进化关系研究
通过对不同物种的氨基酸序列进行分析，可以了解物种之间的进 化关系和亲缘关系。
02
蛋白质和多肽的氨基酸组成
常见氨基酸的种类和特性
甘氨酸（Gly）：最简单的氨基酸，无手性碳原 子，呈中性。
01
缬氨酸（Val）：支链氨基酸，呈中性。
03
02
丙氨酸（Ala）：含有三个碳原子的氨基酸， 呈中性。
04
亮氨酸（Leu）：支链氨基酸，呈中性。
异亮氨酸（Ile）：支链氨基酸，呈中性。
05
药物设计与优化
氨基酸序列分析在药物设计 与优化中发挥着关键作用。 通过对靶点蛋白或活性多肽 的氨基酸序列进行分析，可 以发现潜在的药物作用靶点 ，为新药研发提供有力支持 。
生物进化与物种 分类
氨基酸序列分析在生物进化 与物种分类中具有重要价值 。通过对不同物种的蛋白质 和多肽进行氨基酸序列比对 ，可以揭示物种之间的亲缘 关系和进化历程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大多数蛋白质含有
这两种氨基酸残基，所
以测定蛋白质溶液
280nm的光吸收值是分
析溶液中蛋白质含量的
快速简便的方法。 1mg/ml
芳香族氨基酸的紫外吸收
第19页/共150页
2 肽(peptide) 肽键(peptide bond)是由一个氨基酸
的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水 缩合而形成的化学键。
第20页/共150页
第8页/共150页
COO-
R
C +NH3
H L-氨基酸的通式
第9页/共150页
（一）氨基酸的分类
1. 非极性疏水性氨基酸 2. 极性中性氨基酸 3. 酸性氨基酸 4. 碱性氨基酸
* 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:
第10页/共150页
1. 非极性疏水性氨基酸 甘氨酸 glycine Gly G 5.97
丙氨酸 alanine Ala A 6.00
缬氨酸 valine
Val V 5.96
亮氨酸 leucine Leu L 5.98
异亮氨酸 isoleucine Ile I 6.02
苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48
脯氨酸 proline
第11页/共150页
Pro P 6.30
本章内容
一．蛋白质基础知识 二．多肽的化学生物学 三．蛋白质化学合成 四．蛋白质修饰和蛋白质药物
第2页/共150页
一、什么是蛋白质?
蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高 分子含氮化合物。
第3页/共150页
二、蛋白质的生物学重要性
N末端
C末端
第24页/共150页
牛核糖核酸酶
豌豆 defensin 1 三维结构
C N
第25页/共150页
常用的蛋白质信息网站 Expert Protein Analysis System http://www.expasy.ch/
Protein Data Bank /
O
NH2-CH-C +
H OH
甘氨酸
O NH-CH-C
H H OH
甘氨酸
-HOH
O
O
NH2-CH-C-N-CH-C
H H H OH
肽键
甘氨酰甘氨酸
第21页/共150页
* 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，三分子氨 基酸缩合则形成三肽……
* 由15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)。
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NH3
二硫键
胱氨酸
第15页/共150页
二硫键与蛋白质折叠
第16页/共150页
（二）氨基酸的理化性质 1. 两性解离及等电点
等电点(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液中，氨基酸解离成
阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为 兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值 称为该氨基酸的等电点。
第17页/共150页
R CH COOH NH2
R CH COOH +OH-
NH3+
+H+
R CH COO- +OH- R CH COO-
NH3+
+H+
NH2
pH<pI
阳离子
pH=pI
氨基酸的兼性离子
pH>pI
阴离子
第18页/共150页
2. 紫外吸收
色氨酸、酪氨酸的 最大吸收峰在 280 nm 附近。
第26页/共150页
第27页/共150页
（二） 几种生物活性肽
• 体内许多激素属寡肽或多肽
• 神经肽(neuropeptide)
第28页/共150页
3 蛋白质和多肽的分类
* 根据蛋白质组成成分 单纯蛋白质 结合蛋白质 = 蛋白质部分 + 非蛋白质部分
* 根据蛋白质形状 纤维状蛋白质 球状蛋白质
2. 极性中性氨基酸
色氨酸 tryptophan Try W 5.89
丝氨酸 serine
Ser S 5.68
酪氨酸 tyrosine
Try Y 5.66
半胱氨酸 cysteine
Cys C 5.07
蛋氨酸 methionine Met M 5.74
天冬酰胺 asparagine Asn N 5.41
第5页/共150页
第一节
多肽和蛋白质基础知识
第6页/共150页
蛋白质的分子组成
组成蛋白质的元素
主要有C、H、O、N和S。 有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、 铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有 碘。
第7页/共150页
1 氨基酸 —— 组成蛋白质的基本单位
存在自然界中的氨基酸有300余种，但 组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均 属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。
精氨酸 arginine Arg R 10.76
组氨酸 histidine His H 7.59
第13页/共150页
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸 （亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
第14页/共150页
半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
1. 蛋白质是生物 体重要组成成分 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；
细胞的各个部分都含有蛋白质。 含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分
子，占人体干重的45％，某些组织含量更高， 例如脾、肺及横纹肌等高达80％。
第4页/共150页
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
第29页/共150页
* 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不 全，被称为氨基酸残基(residue)。
第22页/共150页
* 多肽链(polypeptide chain)是指许多氨基 酸之间以肽键连接而成的一种结构。
多肽链有两端 N 末端：多肽链中有自由氨基的一端 C 末端：多肽链中有自由羧基的一端
第23页/共150页
谷氨酰胺 glutamine Gln Q 5.65
苏氨酸 threonine
第12页/共150页
Thr T 5.60
3. 酸性氨基酸 4. 碱性氨基酸
天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97 谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22
赖氨酸
lysine
Lys K 9.74