生物化学 课件 第一节 蛋白质的分子组成

第二章蛋白质的结构与功能一、什么是蛋白质?蛋白质(protein)是由许多氨基酸(aminoacids)通过肽键(peptidebond)相连形成的高分子含氮化合物。第一节蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成(一)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。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：100克样品中蛋白质的含量(g%)=每克样品含氮克数×6.25×1001/16%(二)蛋白质元素组成的特点二、蛋白质的基本单位——氨基酸(一)氨基酸的通式存在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，且均属L-氨基酸（甘氨酸除外）。各种氨基酸的结构区别在于侧链（R基团）的不同，故具有不同的理化性质C+NH3COO-HCH3R甘氨酸丙氨酸L-氨基酸的通式(二)氨基酸的分类非极性侧链氨基酸(8种)水溶性小。其侧链为非极性疏水基团。

极性中性侧链氨基酸(7种)易溶于水，但色氨酸微溶于水。其侧链具有亲水性(除外色氨酸)。酸性氨基酸(2种)侧链上有羧基，在水溶液中能释放出H+而带负电荷。碱性氨基酸（3种）侧链上有氨基、胍基、咪唑基等，在水溶液中能接受H+

而带正电荷。20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:1.非极性侧链氨基酸(8种)中文名称英文名称缩写符号结构式等电点甘氨酸glycineGlyG5.97CHCOOHNH2H缬氨酸valineValV5.96CHCOOHNH2CH3丙氨酸alanineAlaA6.00CHCOOHNH2CH3-CHCH3亮氨酸leucineLeuL5.98CH3-CH-CH2CHCOOHNH2CH3

异亮氨酸isoleucineIleI6.02CHCOOHNH2CH3-CH2-CHCH3脯氨酸prolineProP6.30

苯丙氨酸phenylalaninePheF5.48-CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNHCH2CH2

蛋氨酸methionineMetM5.74CH3SCH2CH2CHCOOHNH2丝氨酸serineSerS5.68HO-CH2CHCOOHNH2酪氨酸tyrosineTryY5.66-CH2CHCOOHNH2HO-

半胱氨酸cysteineCysC5.07HS-CH2CHCOOHNH22.极性中性侧链氨基酸(7种)中文名称英文名称缩写符号结构式等电点天冬酰胺asparagineAsnN5.41

谷氨酰胺glutamineGlnQ5.65CHCOOHNH2HO-CHCH3

苏氨酸threonineThrT5.60CHCOOHNH2HO-CHCH3H2N-C-CH2CHCOOHNH2O色氨酸tryptophanTryW5.89CHCOOHNH2-CH2NH3.酸性氨基酸(2种)中文名称英文名称缩写符号结构式等电点

天冬氨酸asparticacidAspD2.97CHCOOHNH2

HOOC-CH2谷氨酸glutamicacidGluE3.22CHCOOHNH2HOOC-CH2-CH24.碱性氨基酸(3种)中文名称英文名称缩写符号结构式等电点赖氨酸lysineLysK9.74NH2CH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2精氨酸arginineArgR10.76CHCOOHNH2NH2-CNHCH2CH2CH2NH组氨酸histidineHisH7.59CHCOOHNH2HCCH2NHCNCH(三)几种特殊氨基酸1.含硫氨基酸半胱氨酸

+-HH-CH-CH-NHHOOC-CH-CH2-SHNH2HS--COOHCH-CH2NH2半胱氨酸

-CH-CH-NHHOOC-CH-CH2-SNH2S--COOHCH-CH2NH2二硫键胱氨酸(四)氨基酸的理化性质1.两性解离及等电点氨基酸是两性电解质，其解离方式取决于所处溶液的酸碱度。等电点(isoelectricpoint,pI)

在某一pH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，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。CHNHCOOHRCHNH2COOHRCHNHCOOHRCHNH3COOHR++H++OH-CHNHCOORCHNH3COO-R++OH-+H+CHNHCOORCHNH2COO-RpH<pI阳离子pH=pI氨基酸的兼性离子pH>pI阴离子2.紫外吸收240250260270280290300310光密度色氨酸酪氨酸色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。波长(nm)芳香族氨基酸的紫外吸收3.茚三酮反应氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。2NOOOOOOOHOH+R-CH-COOHNH2+RCHOCO2+H++水合茚三酮罗曼紫(蓝紫色)第一节蛋白质的分子组成（四）氨基酸的分离与分析2.分配柱层析1.分配层析3.纸层析7.高效液相层析6.气液层析5.离子交换层析4.薄层层吸三、氨基酸在蛋白质分子中的连接方式

(一)肽键(peptidebond)是由一个氨基酸的

-羧基与另一个氨基酸的

-氨基脱水缩合而形成的化学键。甘氨酸+HNH2CHCOOHHNHCHCOOHH甘氨酸-HOH甘氨酰甘氨酸HNH2CHCOHNHCHCOOH

(一)肽键(peptidebond)是由一个氨基酸的

-羧基与另一个氨基酸的

-氨基脱水缩合而形成的化学键。三、氨基酸在蛋白质分子中的连接方式甘氨酸+HNH2CHCOOHHNHCHCOOHH甘氨酸-HOH甘氨酰甘氨酸HNH2CHCOHNHCHCOOH肽键1.肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。(二)肽(peptide)2.两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则形成三肽……3.由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽。

4.肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基(residue)。5.多肽链(polypeptidechain)是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。分别有：N末端：多肽链中有自由氨基的一端，C末端：多肽链中有自由羧基的一端。+H3NLysGluThrAlaAlaAlaLysPheGluArg110GlnHisMetAspSerSerThrSerAlaAlaSerSerTyrSerAsnCysAsnGlnLeuArgProValLeuValAsnArg30GlnHisMetAspGlnValThrSerAlaAlaSerAsnThrSerAsnCysAsn20MetLysLysLys40ThrValGlu50AspGlnCysCysCysCys60LysAlaCysCysLysAsnGluThrGlnThr70ThrSerTyrSerAspThrIleSerMet80SerArgGlySerGluThr90AsnProLysTyrTyrLysThrAlaThr100LysIleGlnHisAlaAsnAlaIleValAlaAspPheHisValProValTyrProAsnGlyGlu110120ValS