考研1生化第一章蛋白质化学

第一章蛋白质化学ProteinChemistry

第一节蛋白质的化学组成第二节蛋白质的化学结构第三节蛋白质的高级结构第四节蛋白质结构与功能的关系第五节蛋白质的理化性质主要内容本章要求了解蛋白质的组成掌握蛋白质常见氨基酸的名称、术语、主要类别、结构、性质掌握有关蛋白质分子结构的概念，各级结构的构象特点，结构与功能的关系掌握蛋白质重要的理化性质极其实际意义了解蛋白质一级结构的测定方法和分离、纯化的方法。蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基本的结构物质和功能物质。蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎所有的生命活动过程。Protein”——第一重要生老病死(蛋白质层次)生（诞生、生长）：在蛋白质（酶）控制（催化）下的老细胞计划性凋亡和新细胞的再生（细胞新陈代谢）、活细胞物质的代谢。老？蛋白质功能的普遍衰退(?)。病——个别蛋白质的功能障碍。死？蛋白质功能的全部停止,分解。蛋白质——生物功能分子单细胞生物胞外酶鞭毛-蛋白质（运动器官）细胞壁-糖、脂、肽细胞膜-载运蛋白、酶蛋白细胞质-酶蛋白（催化物质代谢）细胞核物质-酶蛋白（催化遗传）多细胞动物个体层次毛发、皮肤、指甲-角蛋白骨骼、牙齿-钙+胶原蛋白肌肉-肌球蛋白和肌丝蛋白食道（口、胃、肠）-消化酶（细胞外）血管中-免疫蛋白（Antibody）

激素蛋白器官层次巨噬细胞SARS1.催化功能-酶2.调控功能-激素、基因调控因子3.运输功能-载脂蛋白、血红蛋白4.运动功能-鞭毛、肌肉蛋白、肌动蛋白5.结构成分-皮、毛、骨、牙、细胞骨架6.防御功能-免疫球蛋白（抗体、补体）7.营养贮存-卵清蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、酪蛋白8.膜蛋白-细胞识别、物质运输、信息传递等。9.参与遗传活动蛋白质分布广泛、功能多样§.1蛋白质的化学组成一、蛋白质的元素组成二、蛋白质的基本结构单位—氨基酸BACK碳(C)50%~55%

氢(H)6%~8%

氧(O)20%~23%

氮(N)15%~17%

硫(S)0.3%~2.5%

少量的磷(P)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)和碘(I)等

一、蛋白质的元素组成元素组成蛋白质的含氮量由于大多数蛋白质的含氮量接近于16%，：蛋白质含量（克）=生物样品中含氮的克数

6.25凯氏定氮法BACK样品Pr含量=N(g)×6.251.酸水解——常用6mol/L的盐酸或4mol/L的硫酸在105-110℃条件下进行水解，反应时间约20小时。

2.碱水解——一般用5mol/L氢氧化钠煮沸10-20小时。

3.酶水解——各种水解酶。二、蛋白质水解蛋白质的基本结构单位——氨基酸(aminoacid)

蛋白质——多聚氨基酸如图

蛋白质——月示——胨——多肽——肽——AAMr>1*104>5*103>2*1031000200100-500

牛胰脏核糖核酸酶蛋白分子氨基酸组成一、氨基酸(AminoAcid)的基本结构

地球上天然形成的氨基酸有300

种以上，但是构成蛋白质的常见氨基酸有

20

种,且都是α-氨基酸（第21种－硒代半胱氨酸）。提问：什么是α-氨基酸？答案：----C-C-C-C-COOH

γβα----C-C-C-C(NH2)-COOHα-氨基酸----C-C-C(NH2)-C-COOHβ-氨基酸----C-C(NH2)-C-C-COOHγ-氨基酸左旋的甘油醛称为L-型甘油醛，右旋的甘油醛称为D-型甘油醛。氨基酸α-碳的构型与L-型甘油醛一致，称为L-型氨基酸（-NH2在左边）与D-型甘油醛一致，称为D-型氨基酸（-NH2在右边）甘氨酸没有手性其余19种AA都具有旋光性脯氨酸是α-亚氨基酸其余都是α-氨基酸Cα

R

H2NHCOOHCαR

H3N+

HCOO-

或十九种氨基酸的通式二、氨基酸的分类氨基酸的分类(1)根据R基团的极性和电荷分四大类

非极性氨基酸不带电荷(中性AA)

极性氨基酸带正电荷(碱性AA)

带负电荷(酸性AA)非极性氨基酸（一）构成蛋白质的极性氨基酸中性氨基酸:1个–COOH、1个-NH2

酸性氨基酸:2个–COOH、1个-NH2AspGlu

碱性氨基酸:1个–COOH、2个碱性基团（氨基、胍基、咪唑基）

ArgLysHis

精氨酸（Arg）组氨酸（His）胍基咪唑基根据R基的化学结构,可分为:脂肪族氨基酸芳香族氨基酸杂环族氨基酸氨基酸的分类(2)注：二十种氨基酸的结构特点支链氨基酸：缬氨酸、亮氨酸，异亮氨酸含羟基的氨基酸：丝氨酸、苏氨酸含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巯基）、甲硫氨酸（含硫甲基）含苯环的氨基酸(芳香族)

：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸含胍基的氨基酸：精氨酸含咪唑基的氨基酸：组氨酸亚氨基酸：脯氨酸含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺含吲哚基的氨基酸：色氨酸含ε-氨基的氨基酸：赖氨酸氨基酸的分类(3)

营养学:必需及非必需氨基酸八种必需氨基酸异亮、甲硫、缬、亮、色、苯丙、苏、赖一家写两三本书来其它十种常见氨基酸天甘谷丝鸟组胱，脯精酪丙两种含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺每种氨基酸都有专用的缩写名课后作业：熟记20种L-氨基酸的三字符、单字符和结构式与性质（下次考试）。蛋白质中氨基酸的修饰由相应的基本氨基酸衍生而来的。（二）非蛋白质氨基酸——至今发现200多种，功能各异

鸟氨酸、瓜氨酸、γ-氨基丁酸高半胱氨酸、β-丙氨酸等BACK§.4氨基酸的性质一、氨基酸的解离和两性性质二、氨基酸的光学活性和光吸收性三、氨基酸的化学反应（略）氨基酸的存在形式偶极离子：在同一个氨基酸分子上，含有等量的正负两种电荷，由于正负电荷相互中和而呈电中性。一、氨基酸的解离和两性性质COO-H3N+水溶后等电荷状态加酸H+H+H+H总电荷“+”氨基酸的两性解离COO-H3N+水溶后等电荷状态总电荷0加碱OH－OH－OH－总电荷“-”H2NH2O不同pH条件下两性离子的状态发生变化PH1710

净电荷+10-1

正离子兼性离子负离子等电点pI氨基酸的等电点等电点：当溶液为某一pH值时，氨基酸分子中所带正电荷和负电荷数目正好相等，净电荷为0。这一pH值即为氨基酸的等电点，简称pI（isoelectricpoint)。在等电点时，氨基酸在直流电场中既不向正极也不向负极移动，即处于两性离子状态。+OH+H++OH+H+pH<pIpH>pIpH=pI不移动向负极向正极pH=pIAA呈电中性，不移动

pH<pIAA带正电荷，向负极移动

pH>pIAA带负电荷，向正极移动应用：电泳分离蛋白质pH=pK平衡1+lg[R0]/[R+]pH=pK平衡2+lg[R-]/[R0]R+

R0R--H+

-H+

2pI=pK平衡1+pK平衡2当AA处于等电点时（中性AA）：侧链不含解离基团的中性氨基酸中性氨基酸：pI=(pKα-NH2+pKα-COO-

)/2对于侧链含有可解离基团的氨基酸，酸性氨基酸：pI=(pKα-COO-

+pKR-COO-

)/2碱性氨基酸：pI=(pKα-NH2+pKR-碱性基团)/2

写出酸性、碱性氨基酸的三字符、单字符和结构式。手性-C(不对称C)，都具有旋光性。二.旋光性比旋光度是氨基酸的重要物理常数之一，是鉴别各种氨基酸的重要依据

组成蛋白质的氨基酸中19种具有旋光性（Gly除外），20种都为L-型α-氨基酸

可见光区：无吸收远紫外和红外区：都吸收近紫外（200—400nm）区：TyrTrpPhe

三.光吸收性质

紫外吸收光谱原因：-C=C-C=C-C=C-C=C-

色氨酸(Trp)max＝279nm酪氨酸（Tyr）max＝278nm苯丙氨酸(Phe)max＝259nm应用：蛋白质测定色老笨记忆方法：思考题1.构成蛋白质的氨基酸属于下列哪种氨基酸?()A.L-α-氨基酸B.L-β氨基酸

C.D-α-氨基酸D.D-β氨基酸2.含有2个羧基的氨基酸是()A.谷氨酸B.苏氨酸

C.丙氨酸D.甘氨酸3.天然蛋白质中不存在的氨基酸是()A.半胱