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1、生物化学,第四章 蛋白质化学,华东理工大学生物化学精品课程组,上海市精品课程,第四章 蛋白质化学,学习要求,氨基酸,肽,蛋白质的一级结构 及其测定,蛋白质的分子构象,蛋白质的重要作用,蛋白质的结构与功能,蛋白质的性质及纯化,学习要求,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,1. 了解蛋白质生物功能、分类。,2.
2、 了解氨基酸分类、结构、重要化学反应和分离、分析 方法，重点弄清楚它的两性性质, pI 和 Pk。,4. 了解蛋白质的重要理化性质。,3. 弄清楚蛋白质的一级结构及其序列分析方法。了解二、 三和四级结构基本概念。,5. 了解蛋白质分离、纯化方法及其理论依据。,6. 有那些结合蛋白？它们的分布、特性和生物功能。,章首,2019/4/20,蛋白质的重要作用,蛋白质组成与分类,4.1 蛋白质在生命过程中的重要作用,章首,2019/4/20,蛋白质的重要作用,蛋白质作为生命现象的物质基础之一，构成一切细胞和组织结构的最重要的组成成分，参与生物体内许多方面的重要功能。,支持文档,节首,2019/4/20
3、,蛋白质的重要作用,（一）酶的催化作用 （二）转运和贮存功能 （三）运动功能 （四）结构支持作用 （五）免疫作用 （六）生物膜功能,支持文档,节首,2019/4/20,（七）接受和传递信息 （八）代谢调节功能 （九）控制生长和分化 （十）感染和毒性作用 （十一）其他作用,支持文档,蛋白质的重要作用,节首,2019/4/20,蛋白质组成与分类,组成基本单位,氨基酸,主要组成元素为碳、氢、氧、氮 有的还含有硫、磷、碘或金属元素（如铁、铜、锌等）,节首,2019/4/20,蛋白质的常见分类方法,1根据蛋白质的化学组成 2根据蛋白质的溶解性和组成 3根据蛋白质分子形状 4根据蛋白质生物功能,支持文档,
4、简单蛋白质和结合蛋白质,分类表,球状蛋白质和纤维状蛋白质,活性蛋白质和非活性蛋白质,节首,4.2 氨基酸,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,氨基酸的理化性质,氨基酸的分离与分析,氨基酸的制备和应用状况,章首,氨基酸的结构与分类,氨基酸的结构与分类,蛋白质是由廿种基本氨基酸组成的。,指示: 删除样本文档图标
5、,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,氨基酸结构通式:,节首,氨基酸的结构与分类,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放
6、映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,-氨基酸有两种构型:D构型和L构型 它们是与甘油醛或乳酸相比较而决定的。凡是与L甘油醛（或L乳酸）构型相同的，就定义为L氨基酸，反之为D氨基酸。,节首,氨基酸的结构与分类,节首,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,根据氨基酸R基侧链
7、的极性， 可将氨基酸分为,疏水性氨基酸（非极性氨基酸）,亲水性氨基酸（极性氨基酸）,氨基酸的结构与分类,不带电荷的极性氨基酸,带正电荷的碱性氨基酸,带负电荷的酸性氨基酸,Asp Glu,Lys Arg His,Ser Thr Tyr Asn Gln Cys Gly,Ala Val Ile Leu Pro Met phe Trp,节首,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选
8、择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,根据生物体的需要， 可将氨基酸分为,必需氨基酸,半必需氨基酸,氨基酸的结构与分类,非必需氨基酸,其余氨基酸,Arg His,Lys、Val Ile Leu phe Met Trp Thr,节首,氨基酸的结构与分类,节首,氨基酸的结构与分类,节首,氨基酸的结构与分类,节首,氨基酸的结构与分类,节首,氨基酸的结构与分类,节首,非编码氨基酸,属于氨基酸的衍生物，也称为修饰氨基酸。 如：胱氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸、L-甲状腺素等,节首,非编码氨基酸（胱氨酸）,节首,羟脯氨酸与羟赖氨酸,节首,非蛋白质氨基酸,不是蛋白质的组成成分 以游离或结
9、合的形式存在于生物界 大都是常见氨基酸的衍生物 还有些是-,-,-, 和D-型氨基酸 一些是代谢中间产物，如瓜氨酸、鸟氨酸； -氨基丁酸等,节首,氨基酸的理化性质,一般物理性质,氨基酸的酸碱性质,氨基酸的光吸收性,氨基酸的化学反应,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸为无色晶体，不同氨基酸其晶体形状不相同。,氨基酸熔点一般在200300C。,氨基酸的溶解度,各种氨基酸有不同的味感,氨基酸的比旋光度,一般物理性质,返回,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的酸碱性质,氨基酸在水溶液中或在晶体状态时主要时以两性离子的形式存在。,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的酸碱性质,氨基酸的等电点 pI,氨基酸的可解离基团
10、的pK值,两个重要概念：,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的酸碱性质,以谷氨酸为例:,pI=1/2（pK1+pKR）1/2 (2.19+4.25)=3.22,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的酸碱性质,氨基酸的每一功能基因可被酸碱所滴定， 可根据氨基酸的滴定曲线来推算pK值。,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的酸碱性质,在等电点以上的任何pH，氨基酸带 净负电荷，在电场中将向正极移动；,结论：,在低于等电点的任何pH，氨基酸带 净正电荷，在电场中将向负极移动。,在一定pH范围内，氨基酸溶液的pH离 等电点愈远，氨基酸所携带的净电荷 愈大。,节首,返回,氨基酸的理化性质,氨基酸的光吸收性,芳香族氨基酸
11、在pH8时紫外吸收光谱,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的光吸收性,芳香族侧链有紫外吸收，所以280nm处吸收 的测定，是定量蛋白质浓度最常用的方法。,紫外吸收性受溶液pH的影响,节首,返回,氨基酸的理化性质,氨基酸的化学反应,（1）与茚三酮反应,-氨基酸与合茚三酮试剂共热，可发生反应生成蓝紫化合物。,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的化学反应,对脯氨酸和羟脯氨酸反应则生成 黄色化合物，其结构如下所示：,反应生成的化合物的颜色深浅程度以及CO2生成量，均可作为氨基酸定量分析依据。,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的化学反应,（2）与亚硝酸反应,含游离-氨基的氨基酸能与亚硝酸起反应，定量地放出氮气，氨
12、基酸被氧化成羟酸。,含亚氨酸的脯氨酸则不能 与亚硝酸反应。,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的化学反应,测定N2 的体积，即可算出氨基酸的含量。 Van Slyke 氨基氮测定法就是根据此反应原理。,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的化学反应,（3）与甲醛反应,氨基酸在溶液中有如下平衡：,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的化学反应,甲醛滴定法 不仅用于测定氨基酸含量，也常 用来测定蛋白质水解程度。,节首,氨基酸的理化性质,氨基酸的化学反应,（4）与荧光胺反应,氨基酸可与荧光胺反应，产生荧光产物， 可用荧光分光光度计测定氨基酸含量。,节首,返回,1纸层析法,2薄层层析法,3离子交换柱层析法,4高效液相
13、层析法,5纸电泳,节首,氨基酸的分离与分析,(一)氨基酸的制备,制备氨基酸有4种途径：,从蛋白质水解液中分离提取；,应用发酵法生产；,应用酶的催化反应生成氨基酸；,有机合成法。,适宜于中 小规模的生产,可大规模 生产,节首,氨基酸的制备和应用状况,（二）氨基酸的用途,蛋白质的基本组成,对生物体具有其他特殊的生理作用， 参与许多代谢作用，不少已用来治疗疾病。,用于食品强化剂、调味剂、着色剂、 甜味剂和增味剂,用于饲料添加剂,调节皮肤pH值和保护皮肤的功能,节首,氨基酸的制备和应用状况,返回,4.3 肽,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 Po
14、werPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,章首,肽的基本概念,肽命名,动植物体内重要的肽谷胱甘肽（简称GSH）,肽类的应用和发展前景名,肽的基本概念,一分子氨基酸的-羧基与另一分子氨基酸-氨基脱水缩合的化合物叫做肽，氨基酸之间通过酰胺键（蛋白质化学中将这类酰胺键专称为肽键）连接而成。,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”
15、菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,节首,寡肽少数几个氨基酸 组成的肽,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,二肽,三肽,举例,节首,寡肽少
16、数几个氨基酸 组成的肽,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”,节首,肽键 -CO-NH-,多肽链,肽链中的氨基酸不是原来完整的分子，多肽链中的氨基酸单位称为氨基酸残基。,指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象.” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单
