蛋白质的结构与功能-蛋白质的分子组成（生物化学）

蛋白质结构与功能生物化学蛋白质的分子组成生物化学什么是蛋白质?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。一、蛋白质的元素组成主要有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

。(一)组成蛋白质的元素

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：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、蛋白质的基本组成单位氨基酸氨基酸通式侧链基团

（一）氨基酸的结构特点1、蛋白质水解所得到的氨基酸都是

-氨基酸αα蛋白质水解所得到的氨基酸都是

-氨基酸（脯氨酸为-亚氨基酸）

环状氨基酸2、不同的氨基酸R-侧链不同。3、除了R-为H的甘氨酸外，其它氨基酸与

-碳原子相连的四个原子或基团各不相同，称为不对称碳原子，即手性碳原子，故它们具有旋光异构现象，存在D-型和L-型两种异构体。组成天然蛋白质的氨基酸均为L-型。H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R

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-H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。(二)氨基酸的分类20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:缬氨酸valineValV5.961.非极性侧链氨基酸(8种)甘氨酸glycineGlyG5.97丙氨酸alanineAlaA6.00亮氨酸leucineLeuL5.98

异亮氨酸isoleucineIleI6.02

苯丙氨酸phenylalaninePheF5.48脯氨酸prolineProP6.30中文名称英文名称缩写符号结构式等电点

CHCOOHNH2HCH3CH3-CHCH3CH3-CH-CH2CH3CH3-CH2-CHCH3CHCOOHNH2CHCOOHNH2CHCOOHNH2CHCOOHNH2-CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNHCH2CH2

蛋氨酸methionineMetM5.74CH3SCH2CH2CHCOOHNH22.极性中性侧链氨基酸(7种)色氨酸tryptophanTryW5.89丝氨酸serineSerS5.68酪氨酸tyrosineTryY5.66

半胱氨酸cysteineCysC5.07天冬酰胺asparagineAsnN5.41

谷氨酰胺glutamineGlnQ5.65

苏氨酸threonineThrT5.60CHCOOHNH2-CH2NHHO-CH2CHCOOHNH2-CH2CHCOOHNH2HO-HS-CH2CHCOOHNH2H2N-C-CH2CHCOOHNH2OCHCOOHNH2H2N-C-CH2-CH2OCHCOOHNH2HO-CHCH3中文名称英文名称缩写符号结构式等电点

中文名称英文名称缩写符号结构式等电点

3.酸性氨基酸(2种)天冬氨酸asparticacidAspD2.97精氨酸arginineArgR10.76组氨酸histidineHisH7.59

HOOC-CH2CHCOOHNH2谷氨酸glutamicacidGluE3.22CHCOOHNH2

HOOC-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lysineLysK9.74NH2CH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2CHCOOHNH2NH2-CNHCH2CH2CH2NHCHCOOHNH2HCCH2NHCNCH组成蛋白质的氨基酸除了上述20种基本氨基酸外，有些蛋白质还含有被修饰的氨基酸如：赖氨酸OH

羟赖氨酸脯氨酸OH

羟脯氨酸

2半胱氨酸-2H

胱氨酸(三)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。pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性离子

阳离子阴离子CHNHCOOHRCHNH2COOHRCHNHCOORCHNH2COO-RCHNHCOORCHNH3COO-R+CHNHCOOHRCHNH3COOHR+2.紫外吸收色氨酸、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。芳香族氨基酸的紫外吸收240250260270280290300310光密度色氨酸酪氨酸波长(nm)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)（四）氨基酸的连接方式

1、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。肽键甘氨酸+HNH2CHCOOHHNHCHCOOHH甘氨酸-HOH甘氨酰甘氨酸HNH2CHCOHNHCHCOOH1.肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。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……2、肽(peptide)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。多肽链

在书写肽链时，规定N-端在左侧，C-端在右侧。

R1

R2

R3

（侧链）H2N–CH-CO-NH-CH-CO-NH-CHCOOH

（主链）如从N-端到C-端依次由甘氨酸、丙氨酸、色氨酸、亮氨酸形成四肽。+H3NLysGluThrAlaAlaAlaLysPheGluArg110GlnHisMetAspSerSerThrSerAlaAlaSerSerTyrSerAsnCysAsnGlnLeuArgProValLeuValAsnArg30GlnHisMetAspGlnValThrSerAlaAlaSerAsnThrSerAsnCysAsn20MetLysLysLys40ThrValGlu50AspGlnCysCysCysCys60LysAlaCysCysLysAsnGluThrGlnThr70ThrSerTyrSerAspThrIleSerMet80SerArgGlySerGluThr90AsnProLysTyrTyrLysThrAlaThr100LysIleGlnHisAlaAsnAlaIleValAlaAspPheHisValProValTyrProAsnGlyGlu110120ValSerCOON末端C末端牛核糖核酸酶124（五）生物活性肽

谷胱甘肽(glutathione,GSH)COOHH-C-NH2CH2H2CH2CCONHCHCH2SHC