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1、第3章 蛋白质 chapter 3 Protein,本章主要内容/Contents of this chapter,蛋白质的重要作用和分类（自学） important roles and classification of proteins 蛋白质的化学组成/chemical constitution of proteins 组成蛋白质的氨基酸/amino acid composition in proteins 蛋白质的结构（重点）/structures of proteins(key points) 蛋白质结构与功能的关系（重点） structure-function relationsh
2、ip of proteins 蛋白质的理化性质和分离与纯化 physicochemical properties of proteins and separation and purification of proteins,蛋白质的化学组成 Chemical Constitution of Proteins,蛋白质的元素组成,所有蛋白质含有：C: 50-55% H: 6-8% O: 20-23% N: 15-17% 某些蛋白质含有： S: 0.3-2.5% P 个别蛋白质含有： Zn, Fe, Cu 等金属元素,蛋白质中N的平均含量约16%。 100g样品中蛋白质含量=每克样品含氮克数6.2
3、5 100 凯式定氮法,氨基酸 Amino Acids,氨基 Amino groups,羧基 Carboxylic group,除甘氨酸外，其余19种氨基酸的-碳原子都是手性碳原子，这些氨基酸都有D型和L型两种构型。 With the exception of glycine（甘氨酸）, the -carbon of the other 19 amino acids is chiral（手性的） and they are all L-amino acids.,自然界已发现300种以上的氨基酸 More than 300 amino acids have been discovered in n
4、ature.,但只有22种在翻译时能直接参入到蛋白质分子之中，这22种氨基酸被称为蛋白质氨基酸，或者标准氨基酸，或者编码氨基酸。 But only 22 of them can be directly incorporated into proteins during translation and then are known as proteinogenic amino acids, or standard amino acids, or coding amino acids.,第21种氨基酸 硒代半胱氨酸,第22种氨基酸 吡咯赖氨酸,氨基酸的主要功能 Major Functions of
5、 Amino Acids,1、肽的组成单位，包括寡肽、多肽和蛋白质。 Building blocks for peptides including oligopeptides（寡肽）, polypeptides（多肽） and proteins.,2、其他生物分子合成的前体或原料 Precursors（前体） for synthesizing other biomolecules.,3、脱氨基后留下的碳骨架可以做为合成葡萄糖和酮体的原料，也可以进一步分解为机体供能。 Carbon skeletons after deamination（脱氨基） can serves as precursors
6、 for synthesizing glucose（葡萄糖）, ketone bodies（酮体） or provide energy by further degradation.,4、某些氨基酸本身就具有特殊的生理活性。 Some amino acids possess special bioactivities by themselves.,蛋白质氨基酸与非蛋白质氨基酸 Proteinogenic and non-proteinogenic AAs,氨基酸的分类 Classification of amino acids,不同的氨基酸侧链基团不同,它们是氨基酸分类的基础。 Differe
7、nt amino acids have different side-chains(R group). They are the basis of the classification of amino acids.,中性氨基酸 Neutral amino acids,中性非极性氨基酸,中性极性氨基酸,酸性氨基酸 Acidic amino acids,碱性性氨基酸 Basic amino acids,侧链为疏水性的烷烃链、甲硫基、吲哚基,中性非极性氨基酸（9种）,侧链含有巯基、羟基、酰胺基等,中性极性氨基酸（6种）,带负电荷极性氨基酸酸性氨基酸（2种）,带正电荷极性氨基酸碱性氨基酸（3种）,亲
8、水氨基酸(侧链为极性，喜欢水) Hydrophilic AA, with water-loving and polar side chain: Ser, Thr, Tyr, Cys, Sec, Asn, Glu, Asp, Gln, Pyl, Arg, Lys, His),疏水氨基酸(侧链为非极性，不喜欢水) Hydrophobic AA, with water-fearing and non-polar side chain: Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Met, Phe, Trp,芳香族氨基酸: Phe、Tyr、 Trp,脂肪族氨基酸: Gly、Ala、Va
9、l、Leu、Ile 、Pro,根据氨基酸R侧链的结构分类：,含-OH氨基酸: Ser、Thr、Tyr,含-S氨基酸: Met、Cys,氨基酸的英文缩写 Abbreviation for 22 amino acids,氨基酸的理化性质 Physical and chemical properties of amino acids,1、氨基酸的光吸收特性 Ultraviolet absorption property of amino acids,色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸（色老笨）,2、氨基酸的两性解离与等电点 Amphoteric dissociation and isoelectric poi
10、nt (pI) of amino acids,氨基酸同时带有碱性的氨基和酸性的羧基，所以具有两性解离的性质。 Amino acids are ampholyte(两性电解质), since they contain an amino group and a carboxylic group.,两性（兼性）离子就是具有双极性的离子 A zwitterion is a dipolar ion,当溶液在某一特定的pH时，某种氨基酸以两性离子的形式存在，并且其所带的正电荷数与负电荷数相等，即净电荷为零。在直流电场中，它既不向正极，也不向负极移动。此时溶液的pH称为这种氨基酸的等电点（pI）。 The
11、pH in solution, at which the amino acid bearing no net charge is dipolar ion, is the isoelectric point of an amino acid.,pH pI ，氨基酸带负电，电场中向正极移动,pH pI ，氨基酸带正电，电场中向负极移动,pH = pI ，氨基酸不带电，在电场中不移动,3、氨基酸的颜色反应 Colored chemical reaction of amino acids,茚三酮反应 Reaction with Ninhydrin,Sanger 反应 Reaction with DNF
12、B,Sanger 试剂即2,4-二硝基氟苯 Dinitrofluorobenzene, DNFB,在弱碱溶液中，氨基酸的-氨基与2,4-二硝基氟苯(DNFB) 反应，生成黄色的二硝基氟苯氨基酸（DNP-AA）。,此反应最初被Sanger用于测定多肽链N-端氨基酸,Edman降解 Edman degradation,在弱碱性条件下，氨基酸的-氨基可与苯异硫氰酸酯（phenylisothiocyanate, PITC）反应，生成相应的苯氨基硫甲酰氨基酸（PTC-氨基酸）。在酸性条件下，PTC-氨基酸会迅速环化，形成稳定的苯乙内酰硫脲氨基酸（PTH-氨基酸）。,多肽链N-端氨基酸的-氨基如果是游离的，那么也能发生此反应，生成PTC-肽。在酸性溶液中，PTC-肽会释放出末端的PTH-氨基酸，而产生比原来少1个氨基酸残基的肽链。新暴露出来的N-端氨基可再次进行同样的反应。经过多次重复，N-端的氨基酸依次释放出来，成为PTH-氨基酸。 由于PTH-氨基酸在酸性条件下极稳定，并可溶于乙酸乙酯，因此在每一次反应结束以后用乙酸乙酯抽提，再经高压液相层析，就可以确定肽链N-端氨基酸的种类，并逐步确定出一个完整的多肽链上的氨基酸顺序。 氨基酸自动顺序分析仪就是根据该反应原理而设计的。,
