第三节蛋白质ppt

1、 第 三 节 蛋白质Structure and Function of Protein20082008年年，8 8省发现肾结石患儿已达省发现肾结石患儿已达62446244例例肾结石肾结石，都曾，都曾服用服用“三鹿三鹿”牌婴儿奶粉，死亡牌婴儿奶粉，死亡1 1例。有超过五万名婴例。有超过五万名婴儿受到影响儿受到影响 。案例案例1 1：v 三聚氰胺（N6H6)v 为什么要添加三聚氰胺这要从蛋白质的元素组成以及蛋白这要从蛋白质的元素组成以及蛋白质含量检测标准谈起质含量检测标准谈起（荒谬的标准：实际检测奶粉中的蛋白质含（荒谬的标准：实际检测奶粉中的蛋白质含量较困难，就来检测量较困难，就来检测氮元素的含量

2、氮元素的含量。）。）而蛋白质中而蛋白质中N N的含量较为稳定，约为的含量较为稳定，约为16%16%，怎样让，怎样让“砖家砖家”在检测时在检测时认定认定自己的产品含氮量（含蛋自己的产品含氮量（含蛋白质多）呢？显然，白质多）呢？显然，三聚氰胺是最佳选择！三聚氰胺是最佳选择！2003安徽阜阳劣质奶粉安徽阜阳劣质奶粉( (蛋白质含量少蛋白质含量少) )害死婴儿害死婴儿 表现为表现为四肢短四肢短小身体肿大身体肿大由于严重缺乏蛋白质而造成发育由于严重缺乏蛋白质而造成发育不良和组织水肿不良和组织水肿v由于天天吃蛋白质含量极低的奶粉导致发育不良，身体严重浮肿，脑袋大 很显然缺乏蛋白质对小孩子的生长发育造成很大

3、伤害，蛋白质起到很大的作用，那蛋白质到蛋白质到底起着什么作用呢底起着什么作用呢？想一想想一想:哪些食品富含蛋白质哪些食品富含蛋白质?主要有：主要有：肉类、鱼虾、蛋类、奶制品、豆制品。肉类、鱼虾、蛋类、奶制品、豆制品。一、什么是蛋白质?蛋白质蛋白质(protein)是由许多氨基酸是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键通过肽键(peptide bond)相连形成的高分相连形成的高分子含氮化合物。子含氮化合物。概述概述 蛋白质是生物体的基本组成成份。蛋白质英文一词“protein”，是荷兰化学家Mulder首先使用的，来自于希腊语,意为“第一”和“最重要的”。在机体内蛋白质的含量很多，约占

4、机体固体成分的45%，它的分布很广，几乎所有的器官组织都含蛋白质，并且它又与所有的生命活动密切联系。 1965年我国第一次用人工方法合成了具有生理活性和蛋白质-胰岛素。动物的肌肉、皮肤、发、毛、蹄、角、指动物的肌肉、皮肤、发、毛、蹄、角、指甲、蚕丝、乳汁的主要成分甲、蚕丝、乳汁的主要成分植物的种子（大豆、花生、小麦、稻谷）也含有植物的种子（大豆、花生、小麦、稻谷）也含有酶、激素、血液、病毒、抗体、细菌都是蛋白质酶、激素、血液、病毒、抗体、细菌都是蛋白质存在存在二、蛋白质的生物学重要性1. 蛋白质是生物蛋白质是生物 体重要组成成分体重要组成成分分布广：分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；所有器官

5、、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。细胞的各个部分都含有蛋白质。含量高：含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的分子，占人体干重的45，某些组织含量更，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达高，例如脾、肺及横纹肌等高达80。概述概述2. 蛋白质具有重要的生物学功能蛋白质具有重要的生物学功能(1)催化作用：催化作用：细胞内的细胞内的化学反应离不开酶化学反应离不开酶的催化。的催化。绝大多数酶都是蛋白质绝大多数酶都是蛋白质。概述概述(2)、结构蛋白结构蛋白：许多蛋白质是构成细：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的胞和生物体结构的重要物质重要物质。如

6、如羽毛、羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质白质。（3）、）、运输作用：运输作用：有有些蛋白质具有运输载体些蛋白质具有运输载体的功能。如的功能。如血红蛋白、血红蛋白、载体蛋白载体蛋白。血红蛋白血红蛋白 （4）免疫作用：免疫作用： 抗体抗体（5）调节生命调节生命活动：活动：有些蛋白有些蛋白质起信息传递的质起信息传递的作用，能够调节作用，能够调节机体的生命活动，机体的生命活动，如如胰岛素、生长胰岛素、生长激素激素。图中央浅色区域的部分图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素细胞分泌胰岛素蛋白质的分子组成The Molecular Component of Prote

7、in 组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N和S。有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16。 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：样品中蛋白质中：样品中蛋白质中： 1克氮克氮6.25克蛋白质克蛋白质1/16% 蛋白质元素组成的特点组成蛋白质的基本单位存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。一、氨基酸一、氨基酸 (amino acid, aa /AA)氨基酸氨

8、基酸标准氨基酸标准氨基酸 标准氨基酸通式标准氨基酸通式手性碳原子手性碳原子H甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-L-氨基酸的通式氨基酸的通式RC+NH3COO-H氨基酸氨基酸1. 1.均为均为- -氨基酸，其中脯氨酸为亚氨酸；氨基酸，其中脯氨酸为亚氨酸；2. 2.均为均为L-L-构型（甘氨酸例外）；构型（甘氨酸例外）；3. 3.区别在于区别在于R R基团的不同。基团的不同。标准氨基酸的共同结构特点标准氨基酸的共同结构特点 非极性脂肪族氨基酸非极性脂肪族氨基酸极性中性氨基酸极性中性氨基酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸碱性氨基酸（一）氨基酸的分类（一）氨基酸的分类* * 20

9、 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下: :氨基酸氨基酸( (一一) )侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸( (二二) )侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸( (三三) )侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸TrpTyr( (四四) )侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸( (五五) )侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸几种特殊氨基

10、酸几种特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸（亚氨基酸）（亚氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2氨基酸氨基酸-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3 半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨酸二硫键二硫键-HH-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3氨基酸氨基酸（二）氨基酸的理化性质（二）氨基酸的理化性质1. 1. 两性解离及等电点两性解离及等电点氨基酸是两性电解质，其解离

11、程度取决氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。于所处溶液的酸碱度。 等电点等电点(isoelectric point, pI) 在某一在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的中性。此时溶液的pH值值称为该氨基酸的称为该氨基酸的等电点等电点。氨基酸氨基酸pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI+H+OH-+H+pHpI兼性离子兼性离子 阳离子阳离子阴离子阴离子NH2COOHPNH2COOHNH3+COO-3-PNH+COONH2COO-R2

12、-PNHCOORCOOHNH3+PCOOHNH3+（二）蛋白质的胶体性质（二）蛋白质的胶体性质 蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自1万至万至100万之巨，其分子的直径可达万之巨，其分子的直径可达1100nm，为胶粒范围之内。，为胶粒范围之内。 蛋白质胶体稳定的因素：蛋白质胶体稳定的因素：颗粒表面电荷颗粒表面电荷水化膜水化膜蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质+带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质在等电点的蛋白质在等电点的蛋白质水化膜水化膜+带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质不稳定的蛋白质颗粒不稳定的蛋白

13、质颗粒酸酸碱碱酸酸碱碱酸酸碱碱脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用溶液中蛋白质的聚溶液中蛋白质的聚沉沉蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质思考题：思考题：日常生活中常见的杀菌消毒的方法有哪些？日常生活中常见的杀菌消毒的方法有哪些？高锰酸钾、双氧水、过氧化钠、臭氧、高锰酸钾、双氧水、过氧化钠、臭氧、 84消毒液、消毒液、酒精、碘酒、乙酸、紫外线、高温蒸煮等等酒精、碘酒、乙酸、紫外线、高温蒸煮等等（三）蛋白质的变性（三）蛋白质的变性 蛋白质的变性蛋白质的变性(denaturation)在某些物理和化学因素作用下，其特定的在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构

14、变成无空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。物活性的丧失。蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质 造成变性的因素造成变性的因素如如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等重金属离子及生物碱试剂等 。 变性的本质变性的本质蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质 变性后变性后溶解度降低，粘度增加，结晶能力消失，溶解度降低，粘度增加，结晶能力消失，生物活性丧失，易被蛋白酶水解生物活性丧失，易被蛋白酶水解 。 破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的破坏非共价键和二硫键，

15、不改变蛋白质的一级结构。一级结构。 应用举例应用举例临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。菌。鸡蛋、肉类等经加温后蛋白质变性，熟后更鸡蛋、肉类等经加温后蛋白质变性，熟后更 易消化。易消化。此外此外, , 防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。低温预防变性。制剂（如疫苗等）的必要条件。低温预防变性。蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为象和功能，称为复

16、性复性(renaturation) 。蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质（四）（四） 蛋白质盐析蛋白质盐析蛋白质溶液中加浓的无机盐溶液如Na2SO4、(NH4)2SO4等,可使蛋白质的溶解度减小, 而从溶液中析出。 蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质 盐析是一个可逆的过程，故不影响蛋白质的性质应用：应用：利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。（五）蛋白质的紫外吸收（五）蛋白质的紫外吸收由于蛋白质分子中含有共轭双键的由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸酪氨酸和色氨酸和色氨酸，因此在因此在280nm280nm波长处有特征性吸收波长处有特征性吸收峰。蛋白质的峰。蛋白质的ODOD280280与其浓度呈正比关

17、系，因此与其浓度呈正比关系，因此可作蛋白质定量测定。可作蛋白质定量测定。蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质消光系数消光系数()波长(nm) 氨基酸的紫外吸收光谱氨基酸的紫外吸收光谱波长波长（六）蛋白质的呈色反应（六）蛋白质的呈色反应茚三酮反应茚三酮反应(ninhydrin reaction)(ninhydrin reaction) 蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应。茚三酮反应。 双缩脲反应双缩脲反应(biuret reaction)(biuret reaction) 蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸

18、铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为热，呈现紫色或红色，此反应称为双缩脲反应双缩脲反应，双缩脲，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。反应可用来检测蛋白质水解程度。蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质3 3、黄蛋白反应、黄蛋白反应 如某些蛋白质跟浓硝酸作用会产生黄色，称“黄蛋白反应” 用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等)（七）（七）燃烧产生烧焦羽毛气味燃烧产生烧焦羽毛气味归纳：归纳：检验蛋白质的方法 (1)燃烧；(2)颜色反应。 鉴别织物成分是蚕丝还是鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝人造丝”，在，在如下各方法中正确的是如下各方法中正确的是( )滴加浓滴加浓HNO3, 滴加浓硫酸滴加浓硫

19、酸, 滴加酒精滴加酒精, 灼烧灼烧 A. B. C. D. 蛋白质的用途蛋白质的用途蛋白质是人类必须的营养物质作为纺织原料；制造皮革制粘胶剂、胶卷和照相纸作为药材(阿胶)和其他食品制造纽扣、梳子等生活用品 概念：具有催化特性的特殊的蛋白质概念：具有催化特性的特殊的蛋白质 性质：具有蛋白质的通性（盐析、变性、颜色反应）性质：具有蛋白质的通性（盐析、变性、颜色反应） 问题问题1、唾液淀粉酶消化淀粉，胃蛋白酶只能消化蛋唾液淀粉酶消化淀粉，胃蛋白酶只能消化蛋 白质。这是酶的什么性质的体现？白质。这是酶的什么性质的体现？专一性专一性问题问题2、酶催化最适宜温度为酶催化最适宜温度为30 50 ， 说明说明

20、 酶催化反应的又一特点是什么？酶催化反应的又一特点是什么？条件温和条件温和酶酶酶催化作用的特点酶催化作用的特点（1）条件温和、不需加热。条件温和、不需加热。 （2）具有高度专一性。具有高度专一性。 （3）具有高效催化作用。具有高效催化作用。应用：应用： 淀粉酶淀粉酶: : 食品、发酵、纺织、制药食品、发酵、纺织、制药等；等； 蛋白酶蛋白酶 : : 医药、制革等医药、制革等 脂肪酶脂肪酶 : :脂肪水解、羊毛脱脂等脂肪水解、羊毛脱脂等 其它：疾病的诊断、加酶洗衣粉等其它：疾病的诊断、加酶洗衣粉等三、生活中的蛋白质三、生活中的蛋白质1.1.动物蛋白动物蛋白2.2.植物蛋白植物蛋白黑黑大大豆豆植植物物蛋蛋白白粉粉SARS病毒的电子图片病毒的电子图片v 非典型性肺炎的凶手非典型性肺炎的凶手冠状冠状病毒，究竟有多可怕？其实，病毒，究竟有多可怕？其实，冠状冠状病毒是引起人类上呼吸病毒是引起人类上呼吸道感染的常见病原之一，可道感染的常见病原之一，可引起成人的普通感冒，占成引起成人的普通感冒，占成人呼吸道感染的人呼吸道感染的10%-24%，主要发生在冬季和，主要发生在冬季和春季。春季。禽流感病毒禽流感病毒禽流感病毒正在侵蚀健康的肌体禽流感病毒正在侵蚀健康的肌体 (蓝色的为禽流感病毒蓝色的为禽流感病毒)问题讨论：问题讨论：1、夏天沾有汗