PH=PIaa为两性离子不发生电泳
在一定pH范围中，溶液的pH离AA等电点愈远，AA带净电荷愈多。
在电场中移动愈快。
因此,带电颗粒的迁移速度与其所带净电荷多少,分子大小,分子形状有关.
<3>紫外吸收特征
<4>氨基酸的重要化学反应
α-氨基和α-羧基共同参加的反应
（1）茚三酮反应：
Pro产生黄色物质，其它为蓝紫色。
（2）成肽反应
α-氨基参加的反应
（1）DNFB（二硝基氟苯，Sanger试剂），蛋白质N端测定一级结构分析。
（2）PITC（苯异硫氰酸酯，Edman试剂）蛋白质N端测定一级结构分析。
（3）甲醛滴定aa含量：
（封闭氨基）。
α-羧基参加的反应
侧链反应
（1）黄色反应----芳香族氨基酸（色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸）
芳香族氨基酸遇浓硝酸生成黄色硝基苯衍生物，在碱性溶液中，进一步形成深橙色的硝醌酸钠。
（2）乙醛酸反应----色氨酸特有反应
色氨酸在浓硫酸中与乙醛酸反应生成红紫色物质。
（3）福林（Folin）反应----酪氨酸
酪氨酸在碱性条件下与Folin试剂中的磷钼酸\磷钨酸反应生成蓝色化合物。
第三节蛋白质的结构
一.肽与肽键
<1>肽键（peptidebond）是蛋白质分子中的主要共价键，性质比较稳定。
它虽是单键，但具有部分双键的性质，难以自由旋转而有一定的刚性，因此形成肽键平面（图2－3），则包括连接肽键两端的C═O、Ｎ－Ｈ和2个Cα共6个原子的空间位置处在一个相对接近的平面上，而相邻2个氨基酸的侧链R又形成反式构型，从而形成肽键与肽链复杂的空间结构。
<2>肽（peptide）是氨基酸通过肽键相连的化合物，蛋白质不完全水解的产物也是肽。
肽按其组成的氨基酸数目为2个、3个和4个等不同而分别称为二肽、三肽和四肽等，一般含10个以下氨基酸组成的称寡肽（oligopeptide），由10个以上氨基酸组成的称多肽（polypeptide），它们都简称为肽。
肽链中的氨基酸已不是游离的氨基酸分子，因为其氨基和羧基在生成肽键中都被结合掉了，因此多肽和蛋白质分子中的氨基酸均称为氨基酸残基（aminoacidresidue）。
多肽有开链肽和环状肽。
在人体内主要是开链肽。
开链肽具有一个游离的氨基末端和一个游离的羧基末端，分别保留有游离的α－氨基和α－羧基，故又称为多肽链的N端（氨基端）和C端（羧基端），书写时一般将N端写在分子的左边，并以此开始对多肽分子中的氨基酸残基依次编号，而将肽链的C端写在分子的右边。
写法和读法：
规定书写方法为N端→C端，例如：
Ala-Gly-Phe，读作：
丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。
<3>肽的性质
1.酸碱性：
肽至少有一个游离的氨基和游离的羧基，也是两性化合物，至少有2级解离，通常都有多级解离。
因此，肽在水溶液中也能够带电，也有自己的等电点PI，其计算与测定完全同氨基酸的。
例如：
谷胱甘肽，Glu-Cys-Gly，，注意Glu-Cys之间的肽键（γ-，而不是正常的α-），各解离基团的PK’值，PI＝（2.13+2.34）/2＝2.235，很酸。
2.双缩脲反应：
双缩脲（相似于三肽，即2个肽键）、碱性铜离子、紫红色化合物。
凡大于三肽的肽都能发生此反应，2肽不行。
<4>肽的实例
1.谷胱甘肽：
注意Glu与Cys的连接（γ-，而不是正常的α-），还原型GSH和氧化型GSSG，主要作用是还原剂，消除体内的自由基。
2.催产素和加压素：
9肽或环8肽，都是脑垂体后叶激素，都有升血压、抗利尿、刺激子宫收缩、排乳的作用，催产素促进遗忘，加压素增强记忆。
二、蛋白质分子结构及其规律性
蛋白质是大分子化合物，一般由一条肽链、上百个氨基酸，即成千上万个原子组成，分为一、二、三、四4级、四个不同的层次（表2－5），以便进行深入研究，其中二、三、四级均属于蛋白质的三维空间结构（three-dimensionalstructure，3D）或构象（conformation）。
随着研究的深入，现在在蛋白质二级和三级结构之间，又增加了一些超二级结构和结构域（domain）。
（一）蛋白质的一级结构（primarystructure）
蛋白质的一级结构，专指多肽链中氨基酸（残基）的排列的序列（sequence）。
若蛋白质分子中含有二硫键，一级结构也包括生成二硫键的半胱氨酸残基位置。
一级结构就是指蛋白质分子中由共价肽键相连的基本分子结构。
不同的蛋白质，首先具有不同的一级结构，因此一级结构是区别不同蛋白质最基本、最重要的标志之一。
蛋白质一级结构的重要性，首先是由于其序列中不同氨基酸侧链R的大小、性质不同，决定着肽链折叠盘曲形成不同的空间结构和功能。
1.一级结构：
即蛋白质的共价结构或平面结构，核心内容就是aa的排列顺序，它的改变涉及到蛋白质共价键的破坏和重建。
一级结构的全部内容包括：
肽链的个数、aa的顺序、二硫键的位置、非aa成分。
2.蛋白质一级结构的测定
间接法：
通过测定蛋白质之基因的核苷酸顺序，用遗传密码来推断aa的顺序。
这是因为核苷酸的测序比蛋白质的测序工作要更方便、更准确。
直接法：
用酶和特异性试剂直接作用于蛋白质而测定出aa顺序。
<1>第一步：
前期准备
分离纯化蛋白质：
纯度要达到97％以上才能分析准确。
蛋白质分子量的测定：
渗透压法、凝胶电泳法（聚丙烯酰胺、SDS）*、凝胶过滤法*、超离心法*等
aa组成的测定：
氨基酸自动分析仪
肽链拆分：
非共价键的如氢键、离子键、疏水键、范德华力4种，可用尿素或盐酸胍等有机溶液来拆分。
共价键的仅二硫键1种，可用巯基乙醇、碘代乙酸、过甲酸来拆分。
<2>第二步：
肽链的端点测定
N端测定：
Sanger法，DNFB→DNP-肽→水解→乙醚萃取→层析鉴定
Edman法，PITC→PTC-肽→PTH-aa→层析鉴定
C端测定：
肼解法，唯有C端aa与众不同，酰肼化合物与游离aa，再通过Sanger法来鉴定。
Asn、Gln、Cys、Arg将被肼破坏，不能分析。
羧肽酶法：
羧肽酶A：
Arg、Lys、Pro除外的氨基酸残基
羧肽酶B：
仅Arg、Lys
羧肽酶C：
所有的氨基酸残基
<3>每条肽链aa顺序的测定：
aa顺序自动分析仪只能准确测定50aa以下的肽链，而一般的蛋白质都含有100以上的aa残基，所以，事先要将蛋白质打断成多肽甚至寡肽，再上机分析，而且要2套以上，便于以后拼接。
举例：
156********6984523→156987351256984523
→156987351256984523
常用的工具酶和特异性试剂有：
胰蛋白酶：
仅作用于Arg、Lys的羧基与别的氨基酸的氨基之间形成的肽键。
糜蛋白酶：
仅作用于含苯环的氨基酸的羧基与别的氨基酸的氨基之间形成的肽键。
Trp、Tyr、Phe
CNBr：
仅作用于Met的羧基与别的氨基酸的氨基之间形成的肽键。
拼接：
将2套多肽的aa顺序对照拼接，
<4>第四步：
二硫键位置的确定：
包括链内和链间二硫键的位置，用对角线电泳来测。
在肽链未拆分的情况下用胃蛋白酶水解之，可以得到被二硫键连着的多肽产物。
先进行第一向电泳，将产物分开。
再用过甲酸、碘代乙酸、巯基乙醇处理，将二硫键打断。
最后进行第二向电泳，条件与第一向电泳完全相同。
选取偏离对角线的样品（多肽或寡肽），它们就是含二硫键的片段，上机测aa顺序，根据已测出的蛋白质的aa顺序，把这些片段进行定位，就能找到二硫键的位置。
3.蛋白质一级结构测定的意义
<1>分子进化：
将不同生物的同源蛋白质的一级结构进行比较，以人的为最高级，从而确定其它物种的进化程度，也可以制成进化树，由于这是由数据决定的，因此比形态上确定的进化更加科学和精确。
<2>证明了一个理论，即蛋白质的一级结构决定高级结构，最终决定蛋白质的功能。
<3>疾病的分子生物学：
镰刀型贫血症的内因是血红蛋白的β6Val，正常的血红蛋白的β6Glu
4.1954年英国生化学家Sanger报道了胰岛素的一级结构，是世界上第一例确定一级结构的蛋白质。
弗雷德里克·桑格，英国生物化学家，曾经在1958年及1980年两度获得诺贝尔化学奖：
1955年确定了牛胰岛素结构而获得1958年度奖；设计出用P32放射性标记法结合双向电泳分离技术测定DNA分子中的核苷酸排列顺序的方法而分享1980年度奖。
1965年9月17日，中国首次人工合成胰岛素。
这也是世界上第一个蛋白质的全合成。
（二）蛋白质的二级结构（secondarystructure）
蛋白质的二级结构为主链构象，不涉及侧链构象。
主链基本构象都是以酰胺平面（或称肽键平面、肽单元）为基本结构单位。
蛋白质分子的空间结构有一些共同的规律可遵循，其中二级结构主要是周期性出现的有规则的α-螺旋、β-折叠、β-转角、和无规卷曲等几种二级结构单元，且这些有序的二级结构单元，主要是靠氢键等非共价键来维持其空间结构的相对稳定的。
1.二级结构概论
<1>二级结构的定义：
肽链主干在空间的走向。
主干指的是肽平面与α-C构成的链子。
<2>二级结构的内容：
空间走向以及维持这种走向的力量：
氢键和R基团的影响。
<3>二级结构的数学描述：
ф角：
肽平面绕N-Cα单键旋转的角度；ψ角：
肽平面绕Cα-C羧基单键旋转的角度。
2.二级结构的常见类型
Pauling的贡献：
莱纳斯·鲍林是著名的量子化学家，他在化学的多个领域都有过重大贡献。
曾两次荣获诺贝尔奖金（1954年化学奖，1962年和平奖），有很高的国际声誉。
X光衍射法是研究蛋白质构象的最好技术。
<1>α-螺旋（α-helix）：
蛋白质中最常见,最典型,含量最丰富的二级结构单元.由1950年Pauling等人提出的.
其基本特征是：
⑴α-螺旋即像弹簧一样的螺旋，α-螺旋为右手螺旋。
侧链伸向螺旋外侧。
⑵每一圈含有3.6个aa残基（或肽平面），每一圈高（螺距）0.54nm，即每一个aa残基上升0.15nm，旋转了100o。
⑶维持α-右手螺旋的力量是链内氢键，它由第1个氨基酸肽键上C═O，隔三个氨基酸残基，与第5个氨基酸肽键上N—H形成氢键，其间包括13个原子，故又称3.613螺旋，且氢键方向与α－螺旋长轴基本平行。
影响-螺旋形成的因素：
破坏者Pro，该处折断，因为亚氨基不能形成氢键；不稳定者酸性aa、碱性aa，形成静电斥力，若一段肽链有多个碱性（酸性）氨基酸残基相邻,防碍α螺旋的形成（Glu、Asp、Arg、Lys）；太大R基团、太小R基团，产生空间位阻，，防碍α螺旋的形成（Gly、Ile、Asn、Leu）。
分布：
毛发中的α-角蛋白，例如头发中的α-角蛋白。
<2>β-折叠：
是肽链中比较伸展的空间结构，其中肽键平面接近平行、但略呈锯齿状或扇形。
维持β-折叠的力量：
链间的氢键，它由2～5个肽段片层之间经C═O与N—H间形成的氢键系，但氢键方向与肽链长轴方向相垂直，且反平行方式排列在热力学上最为稳定。
β-折叠有平行式和反平行式两种。
平行式：
两条链的走向相同；反平行式：
两条链的走向相反。
反平行式的β-折叠比平行式的更稳定
结构特征：
（1）由若干条肽段或肽链平行或反平
行排列组成片状结构；
（2）主链骨架伸展呈锯齿状；
（3）反平行中重复周期（肽链同侧两个相邻的同一基团之间的距离）为0.70nm,而平行中为0.65nm.
（4）借相邻主链之间的链间氢键维系。
一条肽链回折后就可形成两条走向相反肽段，就可以形成反平行式的β-折叠，β-折叠不限于两条肽链之间，多条肽链可以形成很宽的β-折叠片层，片层与片层之间以范德华力相互作用，形成厚厚的垫子。
α-右手螺旋与β-折叠相比更具弹性，不易拉断，β-折叠易拉断，α-右手螺旋经加热后可变成β-折叠，长度增加，毛衣越洗越长也是这种变化。
<3>（β－turn，T），指肽链出现180º左右转向回折时的“U”形有规律的二级结构单元。
这个结构包括的长度为4个aa残基，其中的第三个为Gly，稳定该结构的力量是第一和第四个aa残基之间形成的氢键。
此结构广泛存在球状蛋白中。
甘氨酸和脯氨酸经常出现在β-转角序列中：
甘氨酸缺少侧链（只有一个H）,在β-转角中能很好地调整其他残基的空间阻碍,脯氨酸具有刚性的吡咯环,在一定程度上迫使β-转角形成.促使多肽链自身回折.
<5>无规卷曲（randoncoil）：
是指各种蛋白质分子中彼此各不相同、没有共同规律可遵循的那些肽段空间结构，它是蛋白质分子中一系列无序构象的总称，也可以说是各种蛋白质分子中的特征性二级结构。
因为在蛋白质分子中，并不是所有肽段都形成有序的α-螺旋、β-片层、β-转角等二级结构的，而是有相当部分的肽段，其二级结构在各蛋白质分子间彼此并不相似，无共同规律可遵循，它也普遍存在于各种天然蛋白质分子中，同时也是蛋白质分子结构和功能的重要组成部分。
（三）超二级结构（supersecondarystructure）和结构域
近年来随着蛋白质结构与功能研究的深入，发现不少蛋白质分子中的一些二级结构单元，往往有规则地聚集在一起形成全由α-螺旋、全由β-片层或α-螺旋与β-片层混合、均有的超二级结构基本形式，具体说，形成相对稳定的αα、βββ、βαβ、β2α和αTα等超二级结构（图2－12）又称模体（motif）或模序。
具有调控作用的转录因子蛋白质中，就有β2α和αTα超二级结构存在。
且单个或多个超二级结构，尚可进一步集结起来，形成在蛋白质分子空间结构中明显可区分的区域，称结构域（图2－13），它们分别又是蛋白质分子中的一个个功能单位，故不严格地又称之为功能域。
蛋白质的结构域一般由40～400个氨基酸残基组成。
（四）蛋白质的三级结构（tertiarystructure）
蛋白质的三级结构是指整条多肽链中所有氨基酸残基，包括相距甚远的氨基酸残基主链和侧链所形成
的全部分子结构。
因此有些在一级结构上相距甚远的氨基酸残基，经肽链折叠在空间结构上可以非常接近。
如果蛋白质是单条肽链，则三级结构就是它的最高级结构，这是蛋白质分子最显著的特征之一。
三级结构由二硫键和次级键（氢键、疏水键、离子键、范德华力）维持。
肽链折叠卷曲形成的球状、椭圆形等三级结构蛋白质分子，往往形成一个亲水的分子表面和一个疏水的分子内核，靠分子内部疏水键和氢键等来维持其空间结构的相对稳定。
有些蛋白质分子的亲水表面上也常有一些疏水微区，或在分子表面形成一些形态各异
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