2第2章蛋白质构与功能
结
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第二章
蛋白质的结构与功能
Chapter 2
Structure and Function of Protein 幻灯片2
一、什么是蛋白质?
? 蛋白质(protein)是由许多不同的α-氨基酸(amino acids)按照一定的序列通过肽键
(peptide bond)相连形成的具有比较稳定构象和一定生物功能的高分子含氮化合物。
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二、蛋白质的生物学意义
1. 蛋白质是生物体重要组成成分
所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分 都含有蛋白质。
2. 蛋白质具有重要的生物学功能 P161 作为生物催化剂（酶）； 代谢调节作用； 免疫保护作用； 物质的转运和存储； 运动与支持作用； 参与细胞间信息传递。 3. 氧化供能 幻灯片4
第一节
蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein 幻灯片5
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 。 幻灯片6
蛋白质元素组成的特点
? 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× 6.25×100
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100/16
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蛋白质水解最后成为氨基酸混合物
? 酸水解 得19种 L-AA，色氨酸破坏。 ? 碱水解 得色氨酸，其余氨基酸消旋破坏。 ? 酶水解 不消旋破坏，但水解不彻底。
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一、氨基酸(amino acid)
—— 组成蛋白质的基本单位
? 如将天然的蛋白质完全水解，最后都可得到约二十种不同的氨基酸。除脯氨酸和甘氨
酸外，其余均属于L-α-氨基酸。
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L-α-氨基酸的结构通式
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（一）氨基酸的分类：
? 根据侧链R基的化学结构分 ? 脂肪族氨基酸 ? 芳香族氨基酸 ? 杂环氨基酸 杂环亚氨基酸 幻灯片11
根据R侧链基团解离性质分
? 1.酸性氨基酸——Glu，Asp；侧链基团在中性溶液 ? 中解离后带负电荷的氨基酸。
? 2.碱性氨基酸——His，Arg，Lys；侧链基团在中性 ? 溶液中解离后带正电荷的氨基酸。
? 3.中性氨基酸—— 侧链基团在中性溶液中不发生解 ? 离，因而不带电荷的氨基酸。可分为：
? 极性氨基酸：Tyr，Cys，Ser，Thr，Asn，Gln，；
非极性氨基酸：Gly，Ala，Val，Leu，Ile，Phe, Pro， Trp Met。 幻灯片12
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极性带负电荷氨基酸
天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97 谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22 极性带正电荷氨基酸
赖氨酸 lysine Lys K 9.74
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精氨酸 arginine Arg R 10.76 组氨酸 histidine His H 7.59 幻灯片15
几种特殊氨基酸 ? 脯氨酸 （亚氨基酸） 幻灯片16
半胱氨酸 幻灯片17
（二）氨基酸的理化性质：
? 1．两性解离及等电点：
? 氨基酸分子是一种两性电解质。
? 通过改变溶液的pH可使氨基酸分子的解离状态发生改变。
氨基酸分子带有相等正、负电荷时，溶液的pH值称为该氨基酸的等电点（pI）。 幻灯片18 幻灯片19
氨基酸等电点的确定 ? 酸碱滴定法 P131
? 按氨基酸可解离基团的pK值计算
? 等电点pI值相当于该氨基酸的两性解离状态两侧基团pK值之和的一半
? ? ? ?
由P132公式
由pH值 、AO/A+或A-/A0测pKa
pKa为常数， 由pH计算A0/A+或A-/A0 由[质子受体]/ [质子供体]可计算pH 组氨酸 幻灯片20
2.氨基酸的甲醛滴定
? P135 ? 习题7
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? 3．紫外吸收性质：
? 组成天然蛋白质分子的20种氨基酸中，只有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸对紫外光有光
吸收。其吸收峰在280nm左右，以色氨酸吸收最强。 可利用此性质采用紫外分分光度法测定蛋白质的含量。 幻灯片22
? 4．茚三酮反应：
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? 氨基酸可与茚三酮缩合产生蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm。可利用此性质测
定氨基酸的含量。
自习 P139 氨基酸的化学反应 幻灯片23
（三）氨基酸的分析分离
? 层析：利用氨基酸混合物各组分物理化学性质（如溶解度、吸附能力、电荷和分子量
等）的差别，使各组分在支持物上集中分布在不同区域，借此将各组分分离。 ? 层析系统：固定相、流动相。
? 各组分受固定相的阻力和受流动相的推力影响不同，各组分移动速度也各异，从而使
各组分得以分离。此法首先用于有色物质的分离，故又称色谱层析法。 ? 层析类型：
? 所用固定相不同：吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶层析、亲和层析等； 操作方式不同：柱层析、薄层层析和纸层析等。 幻灯片24
? 分配层析原理：逆流分溶 ? 柱层析 ? 纸层析 ? 薄层层析 ? 离子交换层析 ? 气液层析 高效液相层析 幻灯片25
二、肽(peptide)
? （一）肽键与肽链：
蛋白质是由若干氨基酸的氨基与羧基经脱水缩合而连接起来形成的长链化合物。一个氨基酸分子的α-羧基与另一个氨基酸分子的α-氨基在适当的条件下经脱水缩合即生成肽。 幻灯片26 幻灯片27
? 两氨基酸单位之间的酰胺键，称为肽键。多肽链中的氨基酸单位称为氨基酸残基。 ? 多肽链具有方向性，头端为氨基端（N端），尾端为羧基端（C端）。
? 凡氨基酸残基数目在50个以上，且具有特定空间结构的肽称蛋白质；凡氨基酸残基数
目在50个以下，且无特定空间结构者称多肽。
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牛核糖核酸酶 幻灯片30
（二）肽平面：P204
1. 由于C=O双键中的π电子云与N原子上的未共用电子对发生“电子共振”，使肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转。
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最新2第2章蛋白质的结构与功能汇总
