1 第二章 蛋白质
第三节 蛋白质的化学结构
一、肽键及多肽链
（一）基本概念
肽键：蛋白质分子中不同氨基酸是以相同的化学键连接的，即前一个氨基酸分子的α-羧基与下一个氨基酸分子的α-氨基缩合，失去一个水分子形成肽（peptide），该C-N化学键称为肽键（peptide bond）。
多肽：由两个氨基酸分子缩合而成的肽称为二肽；含三个氨基酸的肽，称为三肽，以此类推；含20个以上的称多肽（polypeptide）。
肽与蛋白质之间无明显界限，50个以上氨基酸构成的肽一般称蛋白质。
氨基酸残基：蛋白质中的氨基酸不再是完整的氨基酸分子，称为氨基酸残基。
H2NCHCROHONHCHCROHOH+-H2OH2NCHCRONCHCROHOH
多肽链：通过肽键连接而成的链状结构称为多肽链（polypeptide chain），其骨架由-N-Cα-C-重复构成。
书写格式：把含有α-NH2的氨基酸残基写在多肽链的左边，称为N-末端（氨基端），把含有α-COOH的氨基酸残基写在多肽的右边，称为C-末端（羧基端）。
除肽键外，蛋白质中还含有其他类型的共价键，例如，蛋白质分子中的两个半胱氨酸可通过其巯基形成二硫键(-S-S-,又称二硫桥)，这是蛋白质分子中一种常见的共价键，可存在于多肽链内部或两条肽链之间。
（二）肽类存在的生理意义
肽类作为小分子蛋白质，在体内有一些相当重要的功能，并有一定的应用价值。
如：1.神经肽的类似物内啡肽（endorphins），可作为天然的止痛药物；
2.动物体内的谷胱甘肽具有重要生理功能，它是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸构成，其中谷氨酸以γ-羧基而不是α-羧基与半胱氨酸形成肽键。
二、蛋白质的一级结构
（一）蛋白质一级结构的概念
2 蛋白质的一级结构（primary structure）是指多肽链上各种氨基酸残基的排列顺序。一级结构的基本结构键是肽键。一级结构是蛋白质的结构基础，也是各种蛋白质的区别所在，不同蛋白质具有不同的一级结构。
第二章 蛋白质化学
一、 名词解释
1. 蛋白质组学：在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰、蛋白质与蛋白质的相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生、细胞代谢等过程的正题而全面的认识。
2. 单纯蛋白质：仅由氨基酸组成的蛋白质。
3. 结合蛋白质：除氨基酸组成之外，还含有非蛋白质的辅基构成的蛋白质。
4. 氨基酸的等电点（pI）：将氨基酸水溶液的酸碱度加以适当的调节，使羧基与氨基的电离程度相等，即氨基酸带有的正负电荷数恰好相同，静电荷为零，此时的pH称为氨基酸的等电点。
5. 蛋白质的一级结构：多肽链中氨基酸的数量、排列顺序及其共价连接，又称共价结构或基本结构。是蛋白质作用的特异性、空间结构和生物学功能多样性的基础。
6. 肽：氨基酸通过肽键相连的化合物。
7. 肽键：蛋白质分子中基本的化学键，由一分子氨基酸的α﹣羧基与另一分子氨基酸的α﹣氨基缩合脱水而成，也称酰胺键。
8. 生物活性肽：蛋白质中20个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化合物，其在代谢调节、神经传导方面起着重要作用
9. 肽单位：肽键的所有四个原子和与之相连的两个α﹣碳原子所组成的基团，又称肽基。
10. 基序：相邻的二级结构彼此相互作用，形成有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体，又称模体或模序。
11. 结构域：在蛋白质三级结构内的独立折叠单元，其通常是几个基序结构单元的组合。在较大的蛋白质分子中，由于多肽链上相邻的基序结构紧密联系，进一步折叠形成一个或多个相对独立的致密的三维实体。
12. 亚基：一般由一条多肽链组成，本身具有一、二、三级结构，又称亚单位，有人称为原聚体或单体、
13. 蛋白质的变构效应（别构效应）：一些蛋白质由于受到某些因素的影响，其一级结构不变而空间构象发生一定的变化，导致其生物学功能的变化。
14. 蛋白质的变性作用：某些物理的或化学的因素使蛋白质分子的空间构象发生改变或破坏，导致其生物活性的丧失和一些理化性质的改变的现象。
《生物化学》教案(一)
第一章：生物化学导论
1.1 生物化学的概念与发展历程
1.2 生物化学的研究内容与方法
1.3 生物化学在生命科学中的重要性
1.4 生物化学实验安全与实验室规范
《生物化学》教案(二)
第二章：蛋白质化学
2.1 蛋白质的基本结构与功能
2.2 蛋白质的组成单位——氨基酸
2.3 蛋白质的合成与降解
2.4 蛋白质的结构与性质分析方法
《生物化学》教案(三)
第三章：核酸化学
3.1 核酸的基本组成与功能
3.2 核酸的分类与结构特点
3.3 核酸的生物合成过程
3.4 核酸酶与核酸分析方法
《生物化学》教案(四)
第四章：酶学
4.1 酶的基本概念与特性
4.2 酶的分类与命名 4.3 酶的作用机制与动力学
4.4 酶的调节与应用
《生物化学》教案(五)
第五章：碳水化合物与脂质化学
5.1 碳水化合物的分类与功能
5.2 脂质的分类与功能
5.3 糖脂与糖蛋白的结构与功能
5.4 碳水化合物与脂质的代谢途径
《生物化学》教案(六)
第六章：代谢途径与能量转化
6.1 概述生物氧化与代谢途径
6.2 糖酵解途径
6.3 三羧酸循环（TCA循环）
6.4 氧化磷酸化与电子传递链
《生物化学》教案(七)
第七章：生物大分子的结构与功能
7.1 蛋白质的结构层次与功能多样性
7.2 核酸的结构与功能
7.3 碳水化合物的结构与功能
7.4 脂质的结构与功能
《生物化学》教案(八)
第八章：生物膜与信号传导 8.1 生物膜的组成与结构
8.2 膜蛋白的结构与功能
8.3 信号传导途径与细胞内通信
8.4 生物膜与信号传导在生理与疾病中的作用
《生物化学》教案(九)
第九章：遗传信息的传递与调控
9.1 DNA复制与损伤修复
9.2 转录与翻译过程
9.3 遗传密码与氨基酸序列
9.4 基因表达调控与细胞分化
《生物化学》教案(十)
第十章：生物化学实验技术
10.1 光谱分析技术与色谱法
1 班级 学号 姓名
第二章 《蛋白质化学》作业及参考答案
第一部分试题
1．氨基酸的侧链对多肽或蛋白质的结构和生物学功能非常重要。用三字母缩写形式列出其侧链为如下要求的氨基酸：
（a）含有一个羟基；b）含有一个氨基；c）含有一个具有芳香族性质的基团；（d）含有分支的脂肪族烃链；（e）含有硫；（f）含有一个在pH 7－10范围内可作为亲核体的基团或原子，指出该亲核基团或原子。
2．某种溶液中含有三种三肽：Tyr - Arg - Ser , Glu - Met - Phe 和Asp - Pro - Lys , α- COOH基团的pKa 为3.8; α-NH3基团的pKa为8.5。在哪种pH（2.0,6.0或13.0）下，通过电泳分离这三种多肽的效果最好？
3．利用阳离子交换层析分离下列每一对氨基酸，哪一种氨基酸首先被pH7缓冲液从离子交换柱上洗脱出来。（a）Asp和Lys；（b）Arg和Met；c）Glu和Val；（d）Gly和Leu（e）Ser和Ala
4．胃液（pH＝1.5）的胃蛋白酶的等电点约为1，远比其它蛋白质低。试问等电点如此低的胃蛋白酶必须存在有大量的什么样的官能团？什么样的氨基酸才能提供这样的基团？
5．一个含有13个氨基酸残基的十三肽的氨基酸组成为：Ala, Arg,2 Asp, 2Glu, 3Gly, Leu, 3Val。部分酸水解后得到以下肽段，其序列由Edman降解确定，试推断原始寡肽的序列。
（a）Asp - Glu - Val - Gly - Gly - Glu - Ala
（b）Val - Asp - Val - Asp - Glu
（c）Val - Asp - Val
（d）Glu - Ala -Leu - Gly -Arg
（e）Val - Gly - Gly - Glu - Ala - Leu
