王镜岩生物化学（上）课件004蛋白概述

蛋 白 质 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 “Protein” 一词来描述蛋白质。 大 事 记： 1951年 Pauling采用X（射）线晶体衍射发现 了蛋白质的二级结构-螺旋(-helix) 。 1953年 Frederick Sanger完成胰岛素一级 序列测定。 1962年 John Kendrew 和 Max Perutz确定 了血红蛋白的四级结构。 20世纪90年代以后 后基因组计划。 一、什么是蛋白质一、什么是蛋白质? ? 氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。 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。 二、二、 蛋白质的蛋白质的生物学功能生物学功能 (一）生物体的组成成分 细胞里的片层结构，如细胞膜等都是由不溶性蛋白质和 脂质组成的。高等动物的胶原纤维是主要的细胞外结构 蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体的支架。 （二）酶的催化作用 新陈代谢包括的所有化学反应都是在生物催化剂酶 的作用下进行的。目前为止，已鉴定出的酶几乎都是蛋 白质。 （三） 激素功能 有些蛋白质具有激素功能，对生物体的新陈代谢起调节 作用，如胰岛素能参与血糖的代谢调节，降低血液中的 葡萄糖含量。 （四）运输功能 生物体中许多小分子和离子要靠特殊的蛋白 质运输，如血红蛋白在红血球中运输氧，血 液中的脂蛋白负责运输脂类，铁传递蛋白负 责运输铁，生物氧化过程中细胞色素C等电子 传递体负责电子的传递。 （五）储藏作用 有些蛋白质可作为生物体生长发育的养料储存起来，如植 物种子中的醇溶蛋白和谷蛋白都是储藏蛋白，这些蛋白质 有储藏氨基酸的功能，可供种子萌发时利用。动物的卵清 蛋白和酪蛋白也是储藏蛋白。 （七）免疫保护功能 抗体能够识别特异的抗原（如病毒、 细菌和其它生物体的细胞）并与之结 合以清除抗原的作用，因此它具有防 御疾病和抵抗外界病原侵袭的免疫能 力。 （六）收缩运动 肌肉收缩是肌球蛋白和肌动蛋白丝 状体的滑动运动。细菌的鞭毛及纤 毛是由许多微管蛋白组装起来的， 也能产生类似的活动。 （八）接受和传递信息 受体也是蛋白质，例如接受各种激素的受体蛋白和接受外 界刺激的感觉蛋白（如视网膜上的视色素、味蕾上的味觉 蛋白等）都属于这一类。 （九）控制生长和分化 控制基因表达的“开”和“关”也是由蛋白质来完成的 ，如组蛋白和阻抑蛋白等都参与细胞生长和分化的调节 控制。 三、 蛋白质的化学组成 1.元素组成： 碳 50-55% 氢 6.5-7.3 氧 19-24 氮 16% 硫 0-3 其他: 微 量 蛋白质的含氮量 大多数蛋白质的含氮量接近16% 凯氏（Kjedahl）定氮法测定蛋白质含量: 蛋白质含量=蛋白氮 6.25 6.25为蛋白质系数，即1克氮所代表的蛋 白质量（克数） 2.结构(分子)组成 ： 组成蛋白质的常见20种氨基酸中除脯氨酸外，均为 -氨基酸： 不变部分 可变部分 四、蛋白质的形状和大小 对任一种给定的蛋白质来说，它的所有分子在 氨基酸的组成和顺序以及肽链的长度方面都应该 是相同的，即所谓均一的蛋白质. 物质名称 化学式原子个数相对分子质量 水H2O 硫酸 H2SO4 牛奶乳蛋白C1642H2652O492N 420S12 人血红红蛋白C3032H4816O872N 780S8Fe4 （）相对分子质量很大（从几千到几百万）： l蛋白质分子量的变化范 围很大，从6000到 1000,000Da或更大 寡聚蛋白质分子量可达 数百万甚至数千万,如 TMV：4107 五、蛋白质的分类 1、据分子形状分： 球状蛋白(globular protein) 接近球形或椭圆形，溶解性较好，能 形成结晶，大多数蛋白质属于这一类 。 纤维状蛋白(fibrous protein) n类似纤维或细棒。 n可/不溶性纤维状蛋白质 球状蛋白 纤维状蛋白 外型 球型或椭圆型纤维状 溶解性 易溶于水 难溶于水 功能多样 保护、支持 结构 一级结构无规律一级结构有规律,某段 氨基酸有顺序性 膜蛋白(membrane protein) 2、据组成分： 单纯蛋白(simple protein) 举举 例溶 解 度 白蛋白血清白蛋白溶于水和中性盐盐溶液，不溶于饱饱和硫酸铵铵溶液 球蛋白免疫球蛋白、纤维纤维 蛋白原不溶于水，溶于稀中性盐盐溶液，不溶于半饱饱和 和硫酸铵铵溶液 谷蛋白麦谷蛋白不溶于水、中性盐盐及乙醇；溶于稀酸、稀硷硷 醇溶谷 蛋白 醇溶谷蛋白、醇溶玉米蛋 白 不溶于水、中性盐盐溶液；溶于70-80%乙醇中 硬蛋白角蛋白、胶原蛋白、弹弹性 蛋白 不溶于水、稀中性盐盐、稀酸、稀硷硷和有机溶剂剂 组组蛋白胸腺组组蛋白溶于水、稀酸、稀硷硷、不溶于稀氨水 精蛋白鱼鱼精蛋白溶于水，稀酸，稀硷硷、稀氨水 分类辅基举例 脂蛋白脂类血浆脂蛋白（VLDL、LDL、HDL等） 糖蛋白糖基或糖链胶原蛋白、纤连蛋白等 核蛋白核酸核糖体 磷蛋白磷酸基团酪蛋白（casein） 血红素蛋白血红素（铁卟啉）血红蛋白、细胞色素c 黄素蛋白黄素核苷酸（FAD、 FMN） 琥珀酸脱氢酶 金属蛋白铁铁蛋白 锌乙醇脱氢酶 钙钙调蛋白 锰丙酮酸羧化酶 铜细胞色素氧化酶 缀合蛋白(conjugated protein) 3、按结构与功能分： 活性蛋白 非活性蛋白 蛋白质分子是由氨基酸首尾相连而成的共价 多肽链，但是天然的蛋白质分子并不是走向随 机的松散多肽链。每一种天然蛋白质都有自己 特有的空间结构或称三维结构，这种三维结构 通常被称为蛋白质的构象。 六、蛋白质构象和蛋白质结构的组织层次 一级结构是指多肽链的氨基酸