《生物化学：4-蛋白质1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学：4-蛋白质1（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第四章 蛋白质Proteins,生物化学,1,第一节 概述第二节 单糖第三节 寡糖第四节 多糖第五节 结合糖,本 章 提 纲,第一节 概述第二节 单糖第三节 寡糖第四节 多糖第五节 结合糖,第一节 概述第二节 单糖第三节 寡糖第四节 多糖第五节 结合糖,第一节 蛋白质概论第二节 氨基酸第三节 肽第四节 蛋白质的结构第五节 蛋白质的结构与功能第六节 蛋白质的分离纯化,2,第一节 蛋白质概论（summary),一、蛋白质的重要性二、蛋白质的组成三、蛋白质的分类,3,1、蛋白质是生物体的重要组成部分(Proteins are important biomolecules),一、蛋白质的重要性(Th
2、e importance of proteins),蛋白含量：在人体中占干重的50%左右；细菌、病毒、酵母50%；植物体内、茎、叶中的含量不高，植物种子含有丰富的蛋白质。分布：细胞各个部分都有蛋白质的存在。种类：种类多，每一种都具有不同生物学活性，生物信息的遗传是在蛋白质活动下实现的。,4,蛋白质的生物功能 Proteins have many different biological functions,1).酶的催化功能(Enzymatic catalysis),Fireflies emit light catalyzed by luciferase（荧光素酶） with ATP,5,p1
3、60,2).运输和储存功能(Transport and storage),Erythrocytes（红细胞） contain a large amount of hemoglobins（血红蛋白）, the oxygen-transporting protein.,6,3).结构功能(Mechanical functions),The protein keratin （角蛋白） is the chief structural components of hair, scales, horn, wool, nails and feathers.,7,4).运动功能(Movement),stria
4、ted skeletal muscle cell,8,5).保护功能(Protection),9,6).信息传递功能(Information processing),Simple Anatomy of the Retina,10,二、蛋白质的组成(Composition of proteins),1、化学组成(元素组成)(Proteins element composing),微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼,凯氏定氮：粗蛋白质含量=蛋白氮6.25,11,p157,2、蛋白质的结构组成(Proteins building-block units),蛋白质(Pr)分子量很大，可水解成简单有机化合物氨
5、基酸（amino acids)。Pr含有数以百计的氨基酸(aa)，氨基酸按固定的排列顺序以共价键的形式连接形成长的不分支的链。,12,3、蛋白质的水解(Hydrolysis of proteins),蛋白质可以被酸、碱和酶水解，可以产生aa。根据水解程度分：完全水解产物为aa不完全水解产物不同的片断混合物，无确定组成成分。根据片断的大小，可以分为：,13,p123,1).酸水解,方法: 6N HCl,煮沸回流20小时左右,或加压于120度水解12小时.优点: 水解彻底,水解的最终产物是L-氨基酸,没有旋光异构体生成.缺点: 色氨酸全部破坏,丝,苏,酪氨酸部分破坏.有腐黑质生成,水解液呈黑色.,
6、14,p123,2).碱水解,方法: 5M NaOH 煮沸10-20小时.优点: 色氨酸不被破坏,水解液清亮透明.缺点: 大部分氨基酸被破坏，水解产生的氨基酸发生旋光异构作用,产物中有L-,D-型两类氨基酸.,15,p123,3).酶水解,方法：蛋白质可以由蛋白酶水解，不同的蛋白酶专一性不同。优点: 条件温和,常温常压(36-60C) 及pH 2-8时,氨基酸不受破坏,无旋光异构体产生.缺点: 各蛋白酶有不同的专一性,用单一的酶作用水解不彻底.,16,p123,三、蛋白质的分类,(一).依分子形状分类(Classified according to shape),17,p158,egg whi
7、te and spider web: examples of globular and fibrous proteins,18,(二).按组成分类(Classified according to composition),19,p158,(三).根据蛋白质的溶解度分类 (Classified according to solubility),20,p158,(三).根据蛋白质的溶解度分类 (Classified according to solubility),21,p158,(四).按结构与功能分类 (Classified according to structure and functio
8、n),1、酶2、调节蛋白3、转运蛋白4、贮存蛋白5、收缩和游动蛋白6、结构蛋白7、支架蛋白8、保护和开发蛋白9、异常蛋白（p158页表4-3）,22,p158,第二节蛋白质的结构单元氨基酸 (Amino acids),一、氨基酸的结构与分类二、氨基酸的性质三、氨基酸的分离分析,23,氨基酸是蛋白质的结构单元，这一点已由蛋白质的水解可以得到证明。所有生物中最常的是20种氨基酸，在生物界中是通用的。氨基酸通式为：,氨基酸的结构和分类(Structure and classification of amino acids),24,p123,(一).基本结构 (Amino acids have com
9、mon structural features),R group,氨基,羧基,H = Glycine,CH3 = Alanine,Juang RH (2004) BCbasics,25,p123,氨基酸的通式及a-碳,26,p123,Gly,Ala,Val,Leu,Ile,Phe,Tyr,Trp,Cys,Met,S,S,Stryer (1995) Biochemistry (4e) p.20,氨基酸不同，它的R基团就不同,27,氨基酸存在对映异构体,镜 像,化性相同、物性 (旋光度) 不同,立体结构不同,Juang RH (2004) BCbasics,20种氨基酸中，除甘氨酸外，其-碳原子都
10、是手征性碳原子，,28,29,和糖类一样，氨基酸的D- L-构型，并不代表其旋光方向。,30,(二).氨基酸的分类(Classification of amino acids),1、参加蛋白质组成的氨基酸 (Amino acids found in proteins)1).有遗传密码编码的氨基酸 (“Standard” amino acids)2).无遗传密码,但在蛋白质中发现的 (Amino acids derivatives in proteins)2、不参加蛋白质组成的氨基酸 (Nonprotein amino acids),31,p124,1、参加Pr组成的氨基酸,1）有遗传密码的aa
11、，共有20种，可根据侧链的极性不同，将这些氨基酸分成四类（有的是按照R基团的结构来分）。非极性R基的氨基酸，侧链无极性不带电荷的极性R基的aa带正电荷的极性R基的aa碱性aa带负电荷的极性R基的aa 酸性aa,极性R基的aa,32,p127,非极性R基氨基酸，侧链无极性（8+1个）,Gly 甘氨酸 GAla 丙氨酸 AVal 缬氨酸 VPro 脯氨酸 PLeu 亮氨酸 LIle 异亮氨酸 IMet 甲硫氨酸 M,33,p127,非极性R基氨基酸，侧链无极性（芳香族氨基酸）,Phe，F苯丙氨酸； Tyr，Y 酪氨酸；Trp，W色氨酸,34,不带电荷的极性R基的aa（7个）,Ser 丝氨酸 STh
12、r 苏氨酸 TCys 半胱氨酸 CAsn 天冬酰胺 NGln 谷氨酰胺 QTyr 酪氨酸 Y,35,p127,带正电荷的极性R基aa（碱性aa）,Lys 赖氨酸 KArg 精氨酸 RHis 组氨酸 H,36,p127,带负电荷的极性R基aa （酸性aa）,Asp 天冬氨酸 DGlu 谷氨酸 E,37,p127,POLAR,NON-POLAR,His,Gly,Acidic,Neutral,Basic,Asp,Glu,Gln,Cys Tyr,Asn,Ser,Thr,Lys,Arg,Ala,Val,Ile,Leu,Met,Phe,Trp,Pro,氨基酸的极性分类,极性或非极性，是蛋白质性质之所系。,
13、Juang RH (2003) Biochemistry,38,按氨基酸是否能在人体内合成分（了解）：,（1）必需氨基酸：指人体内不能合成的氨基酸，必须从食物中摄取，有八种：Lys,赖氨酸、Trp,色氨酸、Met甲硫氨酸、Met 苯丙氨酸、Val 缬氨酸、Leu 亮氨酸、Ile异亮氨酸、Thr 苏氨酸。（2）非必需氨基酸：指人体内可以合成的氨基酸。有十种。（3）半必需氨基酸：指人体内可以合成但合成量不能满足人体需要（特别是婴幼儿时期）的氨基酸，有两种：组氨酸(His)、精氨酸(Arg)。,39,二十种氨基酸的结构特点（记住）支链氨基酸：缬氨酸、亮氨酸，异亮氨酸含羟基的氨基酸：丝氨酸、苏氨酸、酪
14、氨酸含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巯基）、 甲硫氨酸（含硫甲基）含苯环的氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸含胍基的氨基酸：精氨酸含咪唑基的氨基酸：组氨酸亚氨基酸：脯氨酸含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺含吲哚基的氨基酸：色氨酸含-氨基的氨基酸：赖氨酸,40,也称修饰氨基酸，是在蛋白质合成后，由基本氨基酸修饰而来。,2).无遗传密码,但在蛋白质中发现的(Amino acids derivatives in proteins), 胱氨酸（Cystine)半胱是Cysteine，广泛地存在于蛋白质中。它由两个半胱氨酸的巯基氧化之后形成的，形成二硫键。,41,p128,a constituent of my
15、osin,in the bloodclotting protein prothrombin,plant cell wall proteins,found in collagen,42,p128,不组成蛋白质，但有生理功能。,2. 不参加蛋白质组成的氨基酸(Nonprotein amino acids),还有D型氨基酸（很少）,43,p129,二、氨基酸的性质(Property of amino acids),(一).氨基酸的物理性质 (Physical property of amino acids)(二).氨基酸的化学性质 (Chemical property of amino acids
16、),44,(一).氨基酸的物理性质(Physical property of amino acids),一般性质 (General physical property)氨基酸的旋光性 (Optical activity of amino acids)氨基酸的光吸收 (The aromatic amino acids absorb light strongly in the ultraviolet region ),45,1、一般性质 (General physical property),1).形态：均为白色结晶或粉末，不同氨基酸的晶型结构不同。2).溶解性：一般都溶于水，不溶或微溶于醇，不溶于丙酮，在稀酸和稀碱中溶解性好。3).熔点：氨基酸的熔点一般都比较高，一般都大于200，超过熔点以上氨基酸分解产生胺和二氧化碳。,Alanine,Valine,46,Gly一种构型,无旋光性Thr和Ile有四种光学异构体。其余17种氨基酸有两种光学异构体：L型、D型。构成蛋白质的氨基酸均属L-型。,2.氨基酸的旋光性(Optical activity of amino acids),47,p143
