王镜岩生化第三版课件蛋白质

第三章蛋白质王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第1页!节

蛋白质概论王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第2页!一、

蛋白质的化学组成与分类1、

元素组成碳50%氢7%氧23%氮16%硫0-3%微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼凯氏定氮：粗蛋白质含量=蛋白氮×6.252、

氨基酸组成蛋白质是由20种L-型α氨基酸组成的长链分子王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第3页!3、

分类（1）

按组成：简单蛋白：结合蛋白：详细分类，P75表3-1，表3-2。（注意辅基的组成）。（2）、按分子外形的对称程度：球状蛋白质纤维状蛋白质、膜蛋白质（3）、按功能分：酶、运输蛋白、营养和贮存蛋白、激素、受体蛋白、运动蛋白、结构蛋白、防御蛋白。王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第4页!三、

蛋白质分子的构象与结构层次蛋白质都有自己特有的天然空间结构，称为构象。

一级结构：氨基酸顺序二级结构：α螺旋、β折叠、β转角，无规卷曲三级结构：α螺旋、β折叠、β转角、松散肽段四级结构：多亚基聚集王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第5页!四、

蛋白质功能的多样性1．

酶2．结构成分（结缔组织的胶原蛋白、血管和皮肤的弹性蛋白、膜蛋白）3．贮藏（卵清蛋白、种子蛋白）4．物质运输（血红蛋白、Na+-K+-ATPase、葡萄糖运输载体、脂蛋白、电子传递体）5．细胞运动（肌肉收缩的肌球蛋白、肌动蛋白）6．激素功能（胰岛素）7．（抗体、皮肤的角蛋白、血凝蛋白）8．接受、传递信息（受体蛋白，味觉蛋白）9．调节、控制细胞生长、分化、和遗传信息的表达（组蛋白、阻遏蛋白）王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第6页!二、

氨基酸的功能：（1）、组成蛋白质（2）、一些aa及其衍生物充当化学信号分子-氨基丁酸，色氨酸衍生物：5-羟色胺、褪黑激素，都是神经递质，甲状腺素（Tyr衍生物），吲哚乙酸（Trp衍生物）都是激素（3）、氨基酸是许多含N分子的前体物核酸的含氮碱基、血红素、叶绿素的合成都需要aa（4）、一些基本氨基酸和非基本aa是代谢中间物精氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸)尿素循环的中间物，王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第7页!（一）

编码的蛋白质氨基酸（20种）结构通式：王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第8页!R基均为中性烷基，R基对分子酸碱性影响很小，它们几乎有相同的等电点。（6.0±0.03）Gly是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性从Gly至Ile，R基团疏水性增加王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第9页!Ser的-CH2OH基（pKa=15）在生理条件下不解离，，但在大多数酶的活性中心都发现有Ser残基存在。

Ser和Thr的-OH往往与糖链相连，形成糖蛋白。★Cys的R中含巯基（-SH），具有两个重要性质：（1）在较高pH值条件，巯基离解。（2）两个Cys的巯基氧化生成二硫键，生成胱氨酸。

u

Cys与结石★Met在生物合成中是一种重要的甲基供体。王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第10页!（4）、

R中含有酸性基团（2种）Asp、GluAsp侧链羧基pKa为3.86，Glu侧链羧基pKa为4.25它们是唯一在生理条件下带有负电荷的的两个

氨基酸王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第11页!Lys侧链氨基的pKa为10.53，生理条件下，Lys侧链带有一个正电荷（—NH3+），侧链的氨基反应活性增大。Arg是碱性最强的氨基酸，侧链上的胍基是已知碱性最强的有机碱，pKa值为12.48，生理条件下完全质子化。His是pKa值最接近生理pH值的一种（游离氨基酸中为6.00，在多肽链中为7.35），是在生理pH条件下唯一具有缓冲能力的氨基酸。His在酶的酸碱催化机制中起重要作用王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第12页!（7）、杂环族氨基酸（1种）王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第13页!2、按照R基的极性性质可以分为4类：侧链极性(疏水性程度)Gly0Ser-0.3Glu-2.5Lys-3.0Ala0.5Asn-0.2Asp-2.5Arg-3.0Met1.3Gln-0.2

His0.5Pro1.4Thr0.4

Val1.5Cys1.0

Leu1.8Tyr2.3

Ile1.8

Phe2.5

Trp3.4

王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第14页!王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第15页!（2）、

不带电何的极性氨基酸6种这类氨基酸的侧链都能与水形成氢键，因此很容易溶于水王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第16页!（4）、带正电何的aa(碱性aa)王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第17页!（二）

非编码的蛋白质氨基酸也称修饰氨基酸，是在蛋白质合成后，由基本氨基酸修饰而来。（1）4-羟脯氨酸

（2）5-羟赖氨酸这两种氨基酸主要存在于结缔组织的纤维状蛋白中。

（3）6-N-甲基赖氨酸（存在于肌球蛋白中）

(4)г-羧基谷氨酸存在于凝血酶原及某些具有结合Ca2+离子功能的蛋白质中。

（5）Tyr的衍生物：3.5-二碘酪氨酸、甲状腺素（甲状腺蛋白中）（6）锁链素由4个Lys组成（弹性蛋白中）。王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第18页!（三）

非蛋白质氨基酸P85不组成蛋白质，但有生理功能（1）L-型α–氨基酸的衍生物L-瓜氨酸、L-鸟氨酸是尿素循环的中间物（2）D-型氨基酸D-Glu、D-Ala（肽聚糖中）、D-Phe（短杆菌肽S）（3）β-、γ-、δ-氨基酸β-Ala（泛素的前体）、γ-氨基丁酸（神经递质）。王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第19页!三、

氨基酸的构型、旋光性和光吸收1、

氨基酸的构型与旋光性Gly一种构型,无旋光性Thr和Ile有四种光学异构体。其余17种氨基酸有两种光学异构体：L型、D型。构成蛋白质的氨基酸均属L-型（L-苏氨酸）。王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第20页!

★氨基酸的旋光性（符号和大小）取决于它的R基的性质，并与溶液的PH值有关。

P87表3-6蛋白质中L型氨基酸的比旋光度

★外消旋物：D-型和L-型的等摩尔混合物。L-苏氨酸和D-苏氨酸组成消旋物。L-别一苏氨酸和D-别-苏氨酸组成消旋物王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第21页!2、

氨基酸的光吸收性Tyr、Phe、Trp的R基含有共轭双键，在220-300nm近紫外区有吸收。λ（nm）εTyr2751.4×103Phe2572.0×102Trp2805.6×103

Lambert-Beer：王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第22页!四、

氨基酸的酸碱性质（重点）1、

氨基酸在晶体和水溶液中主要以兼性离子形式存在

①晶体溶点高→离子晶格，不是分子晶格。②不溶于非极性溶剂→极性分子③介电常数高→水溶液中的氨基酸是极性分子。王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第23页!王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第24页!王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第25页!王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第26页!二、

蛋白质的大小与形状少于50个aa的低分子量aa多聚物称为肽，寡肽或生物活性肽，有时也罕称多肽。多于50个aa的称为蛋白质。蛋白质分子量=aa数目*110王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第27页!王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第28页!第二节

氨基酸一、

蛋白质的水解（详见P79）酸水解：色氨酸破坏，天冬酰胺、谷胺酰胺脱酰胺基碱水解：消旋，色氨酸稳定酶水解：水解位点特异，用于一级结构分析，肽谱王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第29页!三、

氨基酸的结构与分类基本氨基酸（编码的蛋白质氨基酸）：组成蛋白质，20种，稀有氨基酸：是多肽合成后由基本aa经酶促修饰而来。非蛋白质氨基酸：存在于生物体内但不组成蛋白质(约150种)。王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第30页!1、按照R基的化学结构分类（1）、R为脂肪烃基的氨基酸（5种）王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第31页!（2）、

R中含有羟基和硫的氨基酸（共4种）王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第32页!（3）、

R中含有酰胺基团（2种）酰胺基中氨基易发生氨基转移反应王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第33页!（5）、

R中含碱性基团（3种）王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第34页!在280nm处，Trp吸收最强，Tyr次之，Phe最弱。（6）、

芳香族氨基酸王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第35页!Pro的α-亚氨基是环的一部分，因此具有特殊的刚性结构。一般出现在两段α-螺旋之间的转角处，Pro残基所在的位置必然发生骨架方向的变化，u

必需氨基酸：成年人：Thr、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Lys、Met婴儿期：Arg和His供给不足，属半必须氨基酸

王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第36页!（1）、

非极性氨基酸9种在维持蛋白质的三维结构中起着重要作用（蛋白质的疏水核心）。王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第37页!王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第38页!（3）、带负电荷的aa(酸性aa)王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第39页!胶原蛋白中的Lys侧链氧化时能形成很强的分子间(内)交联。Arg的胚基碱性很强，与NaOH相当。His是一个弱碱，是天然的缓冲剂，它往往存在于许多酶的活性中心。非极性aa一般形成蛋白质的疏水核心，带电荷的aa和极性aa位于表面。酶的活性中心：His、Ser、Cys王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第40页!王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第41页!王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第42页!王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第43页!★内消旋物：分子内消旋胱氨酸有三种立体异构体：L-胱氨酸、D-胱氨酸、内消旋胱氨酸。L-胱氨酸和D-胱氨酸是外消旋物王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第44页!在280nm有最大光吸收王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第45页!α-羧基pK1在2.0左右，当pH>3.5，α-羧基以-COO-形式存在。α-氨基pK2在9.4左右，当pH<8.0时，α-氨基以α-NH+3形式存在。在pH3.5-8.0时，带有相反电荷。王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第46页!2、

氨基酸的两性解离和酸碱滴定曲线HA→A-+H+

pH=pKa/+Log[A-]／[HA]（1）pKa/就是HA50%解离（[碱]=[酸]）时溶液的pH值，Ka/就是此时溶液的[H+]（2）当HA50%解离时，溶液的pH值等于pKa/（3）pH=pKa/时，[碱]=[酸]（50%解离）pH>pKa/时，[碱]>[酸]（＞50%解离）pH<pKa/时，[酸]>[碱]（＜50%解离）Ka/Ka/=[H+][A-]/[HA]王镜岩生化第三版课件蛋白质共48页，您现在浏览的是第47页!在pH2.34和pH9.60处，Gly具有缓冲能力。

起点：100%Gl