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氨基酸结构和分类(五)

2020.6.24

凝血酶,水解Arg-Gly肽键。
羟胺可水解Asn-Gly,但Asn-Leu和 Asn-Ala也能部分裂解。
以上方法中,酶不能水解脯氨酸参与形成的肽键。
多肽部分水解后,降解成长短不一的小肽段,可用层析或电泳加以分离提纯。经常用双向层析或电泳分离,再用茚三酮显色,所得的图谱称为肽指纹谱。
5.多肽链中氨基酸顺序的测定
从多肽链中部分水解得到的肽段可用化学法或酶法测序,然后比较用不同方法获得的两套肽段的氨基酸顺序,根据它们彼此重叠的部分,确定每个肽段的适当位置,拼凑出整个多肽链的氨基酸顺序。
6.二硫键位置的确定
一般用蛋白酶水解带有二硫键的蛋白质,从部分水解产物中分离出含二硫键的肽段,再拆开二硫键,将两个肽段分别测序,再与整个多肽链比较,即可确定二硫键的位置。常用胃蛋白酶,因其专一性低,生成的肽段小,容易分离和鉴定,而且可在酸性条件下作用(pH2),此时二硫键稳定。肽段的分离可用对角线电泳,将混合物点到滤纸的中央,在pH6.5进行第一次电泳,然后用过甲酸蒸汽断裂二硫键,使含二硫键的肽段变成一对含半胱氨磺酸的肽段。将滤纸旋转90度后在相同条件下进行第二次电泳,多数肽段迁移率不变,处于对角线上,而含半胱氨磺酸的肽段因负电荷增加而偏离对角线。用茚三酮显色,分离,测序,与多肽链比较,即可确定二硫键位置。
四、多肽合成
多肽的人工合成有两种类型,一种是由不同氨基酸按照一定顺序排列的控制合成,另一种是由一种或两种氨基酸聚合或共聚合。控制合成的一个困难是进行接肽反应所需的试剂,能同时和其他官能团反应。因此在接肽以前必须首先将这些基团加以封闭或保护,肽键形成后再除去保护基。这样每连接一个氨基酸残基都要经过几个步骤,要得到较长的肽链就必须每步都有较高的产率。如果每一步反应产率都是90%,那么30次反应后总产率只有4.24%。
保护基必须在接肽时起保护作用,在接肽后容易除去,又不引起肽键断裂。最常用的氨基保护基Y是苄氧甲酰基,可用催化加氢或用金属钠在液氨中处理除去。其他还有三苯甲基、叔丁氧甲酰基等,可用稀盐酸或乙酸在室温下除去。
羧基保护基Z通常用烷基,如乙基,可在室温下皂化除去。如用苄基,可用催化加氢除去。
肽键不能自发形成,常用缩合剂促进肽键形成。接肽用的缩合剂最有效的是N,N’-二环己基碳二亚胺(DC 
CI)。DCCI从两个氨基酸分子中夺取一分子水,自身变为不溶的N,N’-二环己基脲,从反应液中沉淀出来,可过滤除去。接肽反应除用缩合剂以外,还可用分别活化参加形成肽键的羧基和氨基的方法。羧基活化可用叠氮化物法和活化酯法(对硝基苯酯)等;氨基活化一般不需特殊手段,通常在接肽时加入有机碱,如三乙胺,保证氨基在自由状态即可。
近年来固相多肽合成迅速发展。在固相合成中,肽链的逐步延长是在不溶的聚苯乙烯树脂小圆珠上进行的。合成多肽的羧基端先和氯甲基聚苯乙烯树脂反应,形成苄酯。第二个氨基酸的氨基用叔丁氧甲酰基保护后,以DCCI为缩合剂,接在第一个氨基酸的氨基上。重复这个方法,可使肽链按一定顺序延长。最后把树脂悬浮在无水三氟乙酸中,通入干燥HBr,使多肽与树脂分离,同时除去保护基。整个合成过程现在已经可以在自动化固相多肽合成仪上进行。平均合成每个肽键只需三小时。此法可用于医药工业。人工合成的催产素没有混杂的加压素,比提取的天然药品好。已经成功合成含124个残基的蛋白。 
第四节 蛋白质的高级结构
蛋白质的多肽链并不是线形伸展的,而是按一定方式折叠盘绕成特有的空间结构。蛋白质的三维构象,也称空间结构或高级结构,是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链的走向。高级结构是蛋白质表现其生物功能或活性所必须的,包括二级、三级和四级结构。Primary 
structure, secondary, tertiary, quaternary structure
一、有关概念
1. 构型configration与构象conformation
构型指立体异构体中取代原子或基团在空间的取向,构型的改变必须通过共价键的断裂。构象是指这些取代基团当单键旋转时可能形成的不同的立体结构,构象的改变不涉及共价键的改变。
2. 二面角
因为肽键不能自由旋转,所以肽键的四个原子和与之相连的两个α碳原子共处一个平面,称肽平面。肽平面内的C=O与N-H呈反式排列,各原子间的键长和键角都是固定的。肽链可看作由一系列刚性的肽平面通过α碳原子连接起来的长链,主链的构象就是由肽平面之间的角度决定的。主链上只有α碳原子连接的两个键是单键,可自由旋转。绕Cα-N1旋转的角称Φ,而绕Cα-C2旋转的角称Ψ。这两个角称为二面角。规定当旋转键两侧的肽链成顺式时为0度。取值范围是正负180度,当二面角都是180度时肽链完全伸展。由于空间位阻,实际的取值范围是很有限的。

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