第二章1-蛋白質-OK課件

第二章蛋白質氨基酸(aminoacid)結構、分類、性質肽(peptide)的概念蛋白質(protein)結構、性質及結構-功能關系



蛋白質平均含N量為16％,這是凱氏定氮法測蛋白質含量的理論依據：

蛋白質含量＝蛋白質含N量×6.25第一節(jié)蛋白質的重要功能及元素組成一、蛋白質主要元素組成

主要元素:

C、H、O、N、S碳-C：50％～55％，平均52%；氫-H：6.9％～7.7％，平均7%；

氧-O：21％～24％，平均23%；氮-N：15％～17.6％，平均16%；

硫-S：0.3％～2.3％，平均2%。微量元素:P、Fe、Cu、Zn、Mo、I、Se等。

二、蛋白質的主要生理功能

蛋白質（protein）——生物大分子

參與幾乎所有的生命活動和生命過程，是生物體生命活動的體現者與執(zhí)行者。

主要功能：（一）生物體的結構組成分（二）催化功能（酶）（三）運輸功能（血紅蛋白-O2）（四）儲藏功能（肌紅蛋白-O2

，鐵蛋白-Fe）（五）運動功能（肌肉收縮）（六）防御功能（免疫蛋白）（七）調節(jié)功能（激素：胰島素，生長激素）（八）信息功能（接受與傳遞信息）（九）基因表達調控（操縱子-阻遏蛋白）第二節(jié)氨基酸(aminoacid,AA)一、結構特點及通式二、20種AA分類、結構及三字符號三、必需氨基酸、稀有的氨基酸和

非蛋白質氨基酸四、性質五、生產和應用一、-氨基酸的通式及結構特點

氨基酸的C上：-COOH-NH2-H-R二、依據R-基團的極性分類

20種AA可分為4類：非極性極性不帶電荷（中性氨基酸）帶負電荷（酸性AA）帶正電荷（堿性AA）R-基團非極性R基團氨基酸(8種)（亞氨酸）FW極性不帶電荷R基團氨基酸(7種)NQY極性帶電荷R基團氨基酸（3+2）DREK三、必需氨基酸、稀有氨基酸和非蛋白氨基酸（一）必需氨基酸：（essentialaminoacids,EAA）：人體和動物通過自身代謝可以合成大部分氨基酸，但有一部分氨基酸自身不能合成，必須由外界食物供給，這些氨基酸稱為必需氨基酸。人體所需的必需氨基酸有8種：

L-苯丙氨酸、L-色氨酸、L-亮氨酸、L-異亮氨酸、

L-賴氨酸、L-甲硫氨酸、L-纈氨酸、

L-蘇氨酸。完全蛋白質（含有全部EAA的Protein）限量AA（Protein中含量低于標準水平的EAA）（二）蛋白質的稀有氨基酸（rareAA）特點：在遺傳上，沒有密碼子，是蛋白質合成后由化學修飾形成的

是正常氨基酸的衍生物：如彈性蛋白和膠原蛋白中的4-羥基脯氨酸；肌球蛋白和組蛋白中含有6-N-甲基賴氨酸；凝血酶原中存在γ-羧基谷氨酸等。（凝血酶原）（酪蛋白）（哺乳動物肌肉中）（三）非蛋白氨基酸（nonproteinAA）

非蛋白質氨基酸：生物體內呈游離或結合態(tài)的氨基酸。這些氨基酸雖然不參與蛋白質組成，但在生物體中往往具有一定的生理功能。

四、二十種氨基酸的分類、結構及三字符號

據營養(yǎng)學分類

必需ＡＡ非必需ＡＡ據R基團化學結構分類

脂肪族ＡA（中性、含羥基或巰基、酸性、堿性）芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)雜環(huán)ＡＡ(His、Pro)據R基團極性分類極性R基團AA非極性R基團AA（８種）不帶電荷（７種）帶電荷：正電荷（３種）負電荷（２種）據氨基、羧基數（酸堿性）分類一氨基一羧基：中性ＡＡ一氨基二羧基：酸性ＡＡ(Glu、Asp)二氨基一羧基：堿性ＡＡ(Lys、His、Arg)

人的必需氨基酸LysTrpPheValMetLeuIleThr

Arg、His五、氨基酸的性質

（一）光學性質（二）兩性解離和等電點（三）重要化學反應

1.茚三酮反應

2.桑格爾（sanger）反應

3.艾德曼（Edman）反應（一）AA光學性質1.旋光性:除甘氨酸外，天然α-AA因不對稱C*原子具旋光性;2.L-構型:L-構型,D-構型;3.紫外吸收性:最大光吸收（max）α-AA的-R基團中色氨酸(Trp)

279nm含苯環(huán)共軛雙鍵酪氨酸（Tyr）

275nm

苯丙氨酸(Phe)

259nm多數Pr.含有Trp、Tyr

、

Phe

殘基（特加是酪氨酸Tyr），因此蛋白質含量測定——可用紫外分光光度法。TrpTyrPhe的紫

外

吸

收

光

譜

摩爾吸收系數波長（279nm）（275nm）（259nm）（二）AA酸堿兩性解離及等電點

pH=pI

凈電荷=0

pH<pI凈電荷為正pH>pI凈電荷為負CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3++H++

OH-+H++

OH-(pK′1)(pK′2)

當氨基酸溶液在某一定pH值時，使某特定氨基酸分子上所帶正負電荷相等，成為兩性離子(dipolarion)，在電場中既不向陽極也不向陰極移動，此時溶液的pH值即為該氨基酸的等電點(isoelectricpoint，pI)。

思考問題：沉淀氨基酸原理？電泳、離子交換分離制備氨基酸的理論依據？

氨基酸等電點的計算

可見，氨基酸的pI值等于該氨基酸的兩性離子狀態(tài)兩側的基團pK′值之和的二分之一。而pK是某種解離基團有一半解離時的pH。pI=2pK′1+pK′2一氨基一羧基AA的等電點計算：pI=2pK′2+pK′R二氨基一羧基AA的等電點計算：pI=2pK′1+pK′R一氨基二羧基AA的等電點計算：（三）AA化學反應

1.茚三酮反應：+3H20水合茚三酮(無色)NH3CO2RCHO+還原性茚三酮紫色化合物（570nm）.proline-yellow(弱酸)加熱水合茚三酮+2NH3+還原性茚三酮反應試劑、條件、產物、應用（定量、定性——薄層層析分離、鑒定）2.sanger反應（測-NH2末端的AA種類）

AA與2,4-二硝基氟苯(DNFB)反應DNFB（dinitrofluorobenzene）DNP-AA(黃色)++HF弱鹼中氨基酸反應試劑、條件、產物、應用3.Edman反應（蛋白質的AA序列測定）

AA與苯異硫氰酯（PITC）反應PITC（phenylisothiocyanate）+苯乙內酰硫脲衍生物(PTH-AA)（phenylisothiohydantoin-AA）弱鹼中(400

C)(硝基甲烷400

C)H+苯氨基硫甲酰氨基酸（PTC-AA)（phenylthiocarbanmoyl-AA）反應試劑、條件、產物、應用氨基酸分離層析法:(利用AA性質差異)(1)溶解度:分配柱層析,紙層析,薄層層析(2)帶電荷:電泳,離子交換層析柱層析系統(tǒng)紙層析薄層層析第三節(jié)肽

一、肽和肽鍵的形成及命名肽單位肽鍵肽平面肽單位及命名二、肽單位-肽平面-肽鍵性質(１)肽鍵具有部分雙鍵性質：

N-C：0.149nm N=C:0.127nm

肽鍵：0.132nm(２)肽平面為剛性平面（肽鍵的四個原子與相鄰的α-C原子共處一個平面）

N-H(３)在N-C上的成反式排列

C=O

酰胺平面與α-碳原子的二面角（φ和ψ）

二面角

兩相鄰酰胺平面之間，能以共同的Cα為定點而旋轉，繞Cα-N鍵旋轉的角度稱φ角，繞C-Cα鍵旋轉的角度稱ψ角。φ和ψ稱作二面角，亦稱構象角。多肽主鏈折疊的空間限制和

維持蛋白質構象的作用力三、肽功能

1.

-天冬氨酰-苯丙氨酸甲酯

(Aspartame,阿斯巴甜)CH2NH2

CHC

NH

CHCOOCH2COOHOCH3谷胱甘肽

谷胱甘肽在體內參與氧化還原過程，作為某些氧化還原酶的輔因子，或保護巰基酶，或防止過氧化物積累。2.谷胱甘肽經常不斷地學習,你就什么都知道。你知道得