" g-Thr-Leu-Ser(PO) Lys(arg)-Ala-Ser(PO 蛋白质的一级结构与生物功能 蛋白质的一级结构决定高级结构和功能 蛋白质一级结构举例 (1)牛胰岛素 Sanger于1953年首次完成测序工作 P128图3-38 分子量:5700 dalton 51个a.a残基,A链21个残基,B链30个残基 A链内有一个二硫键Cys6-Cys11 A.B链间有二个二硫键 A Cys 7-B Cys 7 A Cys 20-B Cys 19 (2)核糖核酸酶 ase P128图3-39 分子量:12600 个a.a残基 4个链内二硫键。 牛胰 RNase变性一复性实验 P164图3-69。 (8M尿素+β硫基乙醇)变性、失活→透析,透析后构象恢复 活性恢复95%以上,而二硫键正确复性的概率是1/105。 (3)人血红蛋白a和β链及肌红蛋白的一级结构 P129图3-40 同源蛋白质一级结构的种属差异与生物进化 同源蛋白质:在不同的生物体内具有同一功能的蛋白质。如:血红蛋白在不同的脊椎动 物中都具有输送氧气的功能,细胞色素在所有的生物中都是电子传递链的组分 同源蛋白质的特点 ①多肽链长度相同或相近 ②同源蛋白质的氨基酸顺序中有许多位置的氨基酸对所有种属来说都是相同的,称不变 残基,不变残基高度保守,是必需的。 ③除不变残基以外,其它位置的氨基酸对不同的种属有很大变化,称可变残基,可变残 基中,个别氨基酸的变化不影响蛋白质的功能 通过比较同源蛋白质的氨基酸序列的差异可以研究不同物种间的亲源关系和进化,亲源 关系越远,同源蛋白的氨基酸顺序差异就越大。 细胞色素C 存在于线粒体膜内,在真核细胞的生物氧化过程中传递电子
Arg-Thr-Leu-Ser(PO4) Lys(Arg) –Ala-Ser(PO4) 蛋白质的一级结构与生物功能 蛋白质的一级结构决定高级结构和功能 蛋白质一级结构举例： （1） 牛胰岛素 Sanger 于 1953 年首次完成测序工作。 P128 图 3-38 分子量：5700 dalton 51 个 a.a 残基，A 链 21 个残基，B 链 30 个残基， A 链内有一个二硫键 Cys 6—Cys 11 A.B 链间有二个二硫键 A.Cys 7 — B Cys 7 A.Cys 20—B Cys 19 （2）核糖核酸酶（RNase） P128 图 3-39 分子量：12600 124 个 a.a 残基 4 个链内二硫键。 牛胰 RNase 变性一复性实验： P164 图 3-69。 (8M 尿素+β硫基乙醇)变性、失活→透析，透析后构象恢复， 活性恢复 95%以上，而二硫键正确复性的概率是 1/105。 （3）人血红蛋白α和β链及肌红蛋白的一级结构 P129 图 3-40 同源蛋白质一级结构的种属差异与生物进化 同源蛋白质：在不同的生物体内具有同一功能的蛋白质。如：血红蛋白在不同的脊椎动 物中都具有输送氧气的功能，细胞色素在所有的生物中都是电子传递链的组分。 同源蛋白质的特点： ①多肽链长度相同或相近 ②同源蛋白质的氨基酸顺序中有许多位置的氨基酸对所有种属来说都是相同的，称不变 残基，不变残基高度保守，是必需的。 ③除不变残基以外，其它位置的氨基酸对不同的种属有很大变化，称可变残基，可变残 基中，个别氨基酸的变化不影响蛋白质的功能。 通过比较同源蛋白质的氨基酸序列的差异可以研究不同物种间的亲源关系和进化，亲源 关系越远，同源蛋白的氨基酸顺序差异就越大。 细胞色素 C 存在于线粒体膜内，在真核细胞的生物氧化过程中传递电子
P130,图3-41 分子量:12500左右 氨基酸残基:100个左右,单链 25种生物中,细胞色素C的不变残基35个 60种生物中,细胞色素C的不变残基27个。 亲源关系越近的,其细胞色素C的差异越小。 亲源关系越远的,其细胞色素C的差异越大 人与黑猩猩 人与猴 1 人与狗 10 人与酵母 胰岛素 祥见P175胰岛素的结构与功能 不同生物的胰岛素a.a序列中,有24个氨基酸残基位置始终不变, A.B链上6个Cys不变(重要性),其余18(24-6)个氨基酸多数为非极性侧链,对 稳定蛋白质的空间结构起重要作用。 其它氨基酸对稳定蛋白质的空间结构作用不大,但对免疫反应起作用,猪与人接近, 而狗则与人不同,因此可用猪的胰岛素治疗人的糖尿病。 蛋白质一级结构的个体差异一分子病 分子病:基因突变引起某个功能蛋白的某个(些)氨基酸残基发生了遗传性替代从而导 致整个分子的三维结构发生改变,致使其功能部分或全部丧失 Linus pauling首先发现镰刀形红细胞贫血现是由于血红蛋白发生了遗传突变引起的 成人的血红蛋白是由两条相同的a链和两条相同的β链组成aB2,镰刀形红细胞中,血红蛋白 β链第6位的aa线基由正常的Glu变成了疏水性的Ⅴal。因此,当血红蛋白没有携带O2时就 由正常的球形变成了刚性的棍棒形,病人的红细胞变成镰刀形,容易发生溶血作用(血细胞 溶解)导致病血,棍棒形的血红蛋白对O2的结合力比正常的低 以血红蛋白为例:a2B2寡聚蛋白 正常人血红蛋白,B.N. Glu 镰刀型贫血 Val 6 生理条件下电荷: Val G 疏水亲水 人的血红蛋白分子的四条肽链中(574个氨基酸残基)只有两个G1u分子变化成Va1分 子,就能发生镰刀状细胞贫血病。 一级结构的部分切除与蛋白质的激活 一些蛋白质、酶、多肽激素在刚合成时是以无活性的前体形式存在,只有切除部分多肽 后才呈现生物活性,如血液凝固系统的血纤维蛋白原和凝血酶原,消化系统的蛋白酶原、激 素前体等 血液凝固的机理 凝血因子(凝血酶原致活因子)
P130，图 3-41 分子量：12500 左右 氨基酸残基：100 个左右，单链。 25 种生物中，细胞色素 C 的不变残基 35 个。 60 种生物中，细胞色素 C 的不变残基 27 个。 亲源关系越近的，其细胞色素 C 的差异越小。 亲源关系越远的，其细胞色素 C 的差异越大。 人与黑猩猩 0 人与猴 1 人与狗 10 人与酵母 44 胰岛素 祥见 P175 胰岛素的结构与功能 不同生物的胰岛素 a.a 序列中，有 24 个氨基酸残基位置始终不变， A．B 链上 6 个 Cys 不变（重要性），其余 18（24-6）个氨基酸多数为非极性侧链，对 稳定蛋白质的空间结构起重要作用。 其它氨基酸 对稳定蛋白质的空间结构作用不大，但对免疫反应起作用，猪与人接近， 而狗则与人不同，因此可用猪的胰岛素治疗人的糖尿病。 蛋白质一级结构的个体差异—分子病 分子病：基因突变引起某个功能蛋白的某个（些）氨基酸残基发生了遗传性替代从而导 致整个分子的三维结构发生改变，致使其功能部分或全部丧失。 Linus Pauling 首先发现镰刀形红细胞贫血现是由于血红蛋白发生了遗传突变引起的， 成人的血红蛋白是由两条相同的链和两条相同的链组成22，镰刀形红细胞中，血红蛋白 链第 6 位的 aa 线基由正常的 Glu 变成了疏水性的 Val。因此，当血红蛋白没有携带 O2 时就 由正常的球形变成了刚性的棍棒形，病人的红细胞变成镰刀形，容易发生溶血作用(血细胞 溶解)导致病血，棍棒形的血红蛋白对 O2 的结合力比正常的低。 以血红蛋白为例：α2β2 寡聚蛋白 正常人血红蛋白，β.N......Glu 6 镰刀型贫血 β.N......Val 6 生理条件下电荷： Va10 Glu- 疏水 亲水 人的血红蛋白分子的四条肽链中（574 个氨基酸残基）只有两个 Glu 分子变化成 Va1 分 子，就能发生镰刀状细胞贫血病。 一级结构的部分切除与蛋白质的激活 一些蛋白质、酶、多肽激素在刚合成时是以无活性的前体形式存在，只有切除部分多肽 后才呈现生物活性，如血液凝固系统的血纤维蛋白原和凝血酶原，消化系统的蛋白酶原、激 素前体等。 血液凝固的机理 凝血因子（凝血酶原致活因子）
凝血酶原 凝血酶 纤维蛋白原A 纤维蛋白B (1)、凝血藤原 P133图3-43凝血酶原的结构 糖蛋白,分子量66000,582个a.a残基,单链。 在凝血酶原致活因子催化下,凝血酶原分子中的Arg274-Thr275和Arg323-1le324 断裂,释放出274个a.a,产生活性凝血酶。 A链49aa 链259a.a (2)、纤维蛋白原 P133图3-44纤维蛋白原的结构 Bars α肽:600个氨基酸,β肽:461氨基酸,r肽:410个氨基酸 在凝血酶作用下,从二条a链和二条β链的N端各断裂一个特定的肽键- Arg-Gly-,释 放出二个纤维肽A(19个氨基酸)和二个纤维肽B(21个氨基酸),它们含有较多的酸性氨 基酸残基 P133纤维肽A.B的结构 A、B肽切除后,减少了蛋白质分子的负电荷,促进分子间聚集,形成网状结构。 P134上 在凝血因子XIa(纤维蛋白稳定因子)催化下,纤维蛋白质单体间形成共价健(Gln-Ls 结合),生成交联的纤维蛋白。 胰岛素原的激活 P134图3-45 胰岛素在胰岛的β细胞内质网的核糖体上合成,称前胰岛素原,含信号肽。前胰岛素原 在信号肽的引导下,进入内质网腔,进入后,信号肽被信号肽酶切除,生成胰岛素原,被运 至高尔基体贮存。并在特异的肽酶作用下,切除C肽,得到活性胰岛素 多肽与蛋白质的人工合成 在医药和研究方面意义重大 1958年,北大生物系合成催产素8肽。 1965年,中国科学院生化所、有机所、北大化学系人工合成牛胰岛素 1969年,美国 Merrifield用自动化的固相多肽合成仪合成第一个酶一—牛胰 RNase
凝血酶原 凝血酶 纤维蛋白原 A 纤维蛋白 B 凝胶 （1）、 凝血酶原 P133 图 3-43 凝血酶原的结构 糖蛋白，分子量 66000，582 个 a.a 残基，单链。 在凝血酶原致活因子催化下，凝血酶原分子中的 Arg274—Thr275 和 Arg323—Ile324 断裂，释放出 274 个 a.a，产生活性凝血酶。 A 链 49 a.a B 链 259 a.a （2）、 纤维蛋白原 P133 图 3-44 纤维蛋白原的结构 α2β2r2 α肽：600 个氨基酸，β肽：461 氨基酸，r 肽：410 个氨基酸 在凝血酶作用下，从二条α链和二条β链的 N 端各断裂一个特定的肽键-Arg—Gly-，释 放出二个纤维肽 A（19 个氨基酸）和二个纤维肽 B（21 个氨基酸），它们含有较多的酸性氨 基酸残基。 P133 纤维肽 A .B 的结构 A、B 肽切除后，减少了蛋白质分子的负电荷，促进分子间聚集，形成网状结构。 P134 上 在凝血因子 XIIIa（纤维蛋白稳定因子）催化下，纤维蛋白质单体间形成共价健（Gln-Lys 结合），生成交联的纤维蛋白。 胰岛素原的激活 P134 图 3-45 胰岛素在胰岛的β细胞内质网的核糖体上合成，称前胰岛素原，含信号肽。前胰岛素原 在信号肽的引导下，进入内质网腔，进入后，信号肽被信号肽酶切除，生成胰岛素原，被运 至高尔基体贮存。并在特异的肽酶作用下，切除 C 肽，得到活性胰岛素。 多肽与蛋白质的人工合成 在医药和研究方面意义重大 1958 年，北大生物系合成催产素 8 肽。 1965 年，中国科学院生化所、有机所、北大化学系人工合成牛胰岛素。 1969 年，美国 Merrifield 用自动化的固相多肽合成仪合成第一个酶——牛胰 RNase