第1章蛋白质化学

会计学1第1章蛋白质化学导言蛋白质普遍存在于自然界各种生物体内，是一切生命活动的主要物质基础。人体内的蛋白质不仅含量丰富（约占人体干重的45%），而且种类繁多，功能各异。这些蛋白质除承担重要的结构功能外，还参与催化反应、免疫反应、血液凝固、代谢调节、遗传物质传递与调控以及肌肉收缩等活动。本章主要介绍蛋白质的组成与结构知识。第1页/共37页蛋白质分布特征：分布广、含量高、种类多蛋白质的生物学功能：1.作为生物催化剂（酶）2.代谢调节作用3.免疫保护作用4.物质的转运和存储5.运动与支持作用6.参与细胞间信息传递7.氧化供能第2页/共37页第1节蛋白质的分子组成

主要元素：C、H、O、N

其他元素：硫、少数含磷、铁、铜、锌、锰、钴、钼、碘一、蛋白质的元素组成第3页/共37页

各种蛋白质含氮量很相近，平均约为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，就可以推算出蛋白质的大致含量：100g样品中蛋白质含量(g%)=1g样品含氮量×6.25×100蛋白质元素组成的特点第4页/共37页奶制品中

氮的含量测定计算奶制品中

蛋白质的含量添加三聚氰胺提高氮含量蛋白质含量“被提高”奶制品受污染案例1-1第5页/共37页

自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的编码氨基酸仅有20种，除甘氨酸外均属L-氨基酸L-α-氨基酸二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸第6页/共37页非极性侧链氨基酸(6种)极性中性侧链氨基酸(6种)芳香族氨基酸（3种）酸性氨基酸(2种)碱性氨基酸（3种）氨基酸的分类(表1-1）第7页/共37页第2节蛋白质的结构与功能一、蛋白质的基本结构（一）肽键:一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基之间脱水缩合而成的化学键。第8页/共37页

肽：氨基酸通过肽键连接而成的化合物

有：二肽、三肽、……多肽（链）多肽链的基本构成：H-甘1-色2-苏3-丙4-亮5……赖16-蛋17-酪18-OH第9页/共37页

生物活性肽：人体内某些具有重要生理功能的小分子肽。

如：谷胱甘肽（三肽）

缩宫素（九肽）

脑啡肽（五肽）第10页/共37页

蛋白质分子中氨基酸的排列顺序（二）蛋白质的一级结构（基本结构）一级结构主要化学键是肽键第11页/共37页蛋白质一级结构与生理功能密切相关镰刀形红细胞贫血发病机制N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)异常血红蛋白β肽链正常血红蛋白β肽链N-val·his·leu·thr·pro·

val

·glu·····C(146)缬氨酸第12页/共37页二、蛋白质的空间结构

多肽链主链骨架上的各原子的空间构象（多肽链主链上某一肽段的空间结构）主要的稳定键：

氢键

(一)蛋白质分子的二级结构主要构象：

-螺旋、-折叠、

-转角、无规卷曲

第13页/共37页蛋白质的二级结构：-螺旋结构示意图第14页/共37页蛋白质的二级结构：-折叠结构示意图

第15页/共37页蛋白质的二级结构：-转角结构示意图肽链出现180°回折的部分形成β-转角第16页/共37页（二）蛋白质分子的三级结构疏水键、离子键、氢键和范德华力等主要的稳定键：

整条多肽链上所有原子的空间排列位置主要构象：球形、椭圆形等第17页/共37页蛋白质分子三级结构的维持键（图1-5）第18页/共37页肌红蛋白三级结构示意图N端C端仅由一条多肽链构成的蛋白质需具有三级结构才具有生物学活性第19页/共37页主要稳定键：离子键、疏水键、氢键、（三）蛋白质分子的四级结构由两条或两条以上具有三级结构的多肽链通过非共价键结合而成的复杂空间结构。亚基：在蛋白质分子四级结构中每条具有完整三级结构的多肽链（可以相同也可以不同）主要构象：复杂第20页/共37页

血红蛋白是由含有血红素的2个α亚基和2个β亚基组成的四聚体。血红蛋白的四级结构示意图第21页/共37页朊病毒蛋白二级结构多为α-螺旋结构无致病性朊病毒蛋白二级结构变为β-折叠结构有致病性疯牛病蛋白质空间结构与生理功能密切相关第22页/共37页第3节蛋白质的理化性质与分类一、蛋白质的理化性质（一）蛋白质的两性电离性质与等电点蛋白质的两性电离:蛋白质分子上同时有酸碱性基团，可进行酸式电离（释放H+，带负电），也可进行碱式电离（结合H+

，带正电）。第23页/共37页兼性离子：蛋白质在某溶液中解离成正、负离子的趋势相等，蛋白质呈现电中性。

等电点(pI)：能使某种蛋白质称为兼性离子的溶液的pH值称为该蛋白质的等电点。不同的蛋白质各有不同的等电点第24页/共37页不同溶液中蛋白质电离结果不同：

pH=pI时，蛋白质为兼性离子

pH＜pI时，蛋白质为正离子

pH＞pI时，蛋白质为负离子第25页/共37页正常人血液pH=7.35~7.45血液中各种蛋白质的pI基本小于7.0pH＞pI所以：血液中的蛋白质带负电荷思考：为什么人体血液中的蛋白质带负电荷？第26页/共37页电泳：带电粒子在电场中向电性相反方向定向移动的现象。

电泳法可将血浆中的蛋白质分为5种成分—+第27页/共37页蛋白质分子直径1～100nm,属于胶体颗粒。蛋白质胶体溶液性质：亲水稳定不能透过半透膜蛋白质亲水稳定原因:水化膜、表面电荷（二）蛋白质的亲水胶体性质第28页/共37页蛋白质沉淀：去除蛋白质表面电荷和水化膜可使蛋白质从溶液中析出。沉淀方法：1、盐析法：（高浓度中性盐）

2、有机溶剂沉淀法

3、某些酸类沉淀法

4、重金属盐沉淀法第29页/共37页（三）蛋白质的变性和凝固蛋白质的变性:变性的因素:物理、化学因素变性的本质：蛋白质空间结构被破坏变性的结果:理化性质改变、失去活性蛋白质的凝固：蛋白质经加热变成不溶性凝块蛋白质的复性：某些变性后的蛋白质在去除变性剂后，可恢复原有生物活性。第30页/共37页（四）蛋白质的紫外吸收性质蛋白质分子中含有的色氨酸、酪氨酸残基，含有共轭双键，在280nm

波长处出现特征吸收峰。第31页/共37页（五）蛋白质的呈色反应2、茚三酮反应蛋白质分子+茚三酮→蓝紫色化合物1、双缩脲反应蛋白质分子+碱性铜→共热→紫红色化合物3、Folin-酚试剂反应蛋白质分子中酪氨酸残基+酚试剂反应→蓝色化合物。第32页/共37页二、蛋白质的分类（二）按组成特点分类1.单纯蛋白质2.结合蛋白质=蛋白部分+非蛋白部分（一）按分子形状分类2.纤维状蛋白质1.球状蛋白质第33页/共37页小结蛋白质是一类与生命活动密切相关的生物大分子，主要由碳、氢、氧、氮等元素组成，其中氮含量相对稳定，约占16%。通过检测生物样品中氮的含量可计算蛋白质含量。蛋