生物化學 課件 第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成

第二章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能一、什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸(aminoacids)通過肽鍵(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成一、蛋白質(zhì)的元素組成(一)組成蛋白質(zhì)的元素主要有C、H、O、N和S。有些蛋白質(zhì)含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個別蛋白質(zhì)還含有碘。由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：100克樣品中蛋白質(zhì)的含量(g%)=每克樣品含氮克數(shù)×6.25×1001/16%(二)蛋白質(zhì)元素組成的特點二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸(一)氨基酸的通式存在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的編碼氨基酸僅有20種，且均屬L-氨基酸（甘氨酸除外）。各種氨基酸的結(jié)構(gòu)區(qū)別在于側(cè)鏈（R基團）的不同，故具有不同的理化性質(zhì)C+NH3COO-HCH3R甘氨酸丙氨酸L-氨基酸的通式(二)氨基酸的分類非極性側(cè)鏈氨基酸(8種)水溶性小。其側(cè)鏈為非極性疏水基團。

極性中性側(cè)鏈氨基酸(7種)易溶于水，但色氨酸微溶于水。其側(cè)鏈具有親水性(除外色氨酸)。酸性氨基酸(2種)側(cè)鏈上有羧基，在水溶液中能釋放出H+而帶負電荷。堿性氨基酸（3種）側(cè)鏈上有氨基、胍基、咪唑基等，在水溶液中能接受H+

而帶正電荷。20種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下:1.非極性側(cè)鏈氨基酸(8種)中文名稱英文名稱縮寫符號結(jié)構(gòu)式等電點甘氨酸glycineGlyG5.97CHCOOHNH2H纈氨酸valineValV5.96CHCOOHNH2CH3丙氨酸alanineAlaA6.00CHCOOHNH2CH3-CHCH3亮氨酸leucineLeuL5.98CH3-CH-CH2CHCOOHNH2CH3

異亮氨酸isoleucineIleI6.02CHCOOHNH2CH3-CH2-CHCH3脯氨酸prolineProP6.30

苯丙氨酸phenylalaninePheF5.48-CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNHCH2CH2

蛋氨酸methionineMetM5.74CH3SCH2CH2CHCOOHNH2絲氨酸serineSerS5.68HO-CH2CHCOOHNH2酪氨酸t(yī)yrosineTryY5.66-CH2CHCOOHNH2HO-

半胱氨酸cysteineCysC5.07HS-CH2CHCOOHNH22.極性中性側(cè)鏈氨基酸(7種)中文名稱英文名稱縮寫符號結(jié)構(gòu)式等電點天冬酰胺asparagineAsnN5.41

谷氨酰胺glutamineGlnQ5.65CHCOOHNH2HO-CHCH3

蘇氨酸t(yī)hreonineThrT5.60CHCOOHNH2HO-CHCH3H2N-C-CH2CHCOOHNH2O色氨酸t(yī)ryptophanTryW5.89CHCOOHNH2-CH2NH3.酸性氨基酸(2種)中文名稱英文名稱縮寫符號結(jié)構(gòu)式等電點

天冬氨酸asparticacidAspD2.97CHCOOHNH2

HOOC-CH2谷氨酸glutamicacidGluE3.22CHCOOHNH2HOOC-CH2-CH24.堿性氨基酸(3種)中文名稱英文名稱縮寫符號結(jié)構(gòu)式等電點賴氨酸lysineLysK9.74NH2CH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2精氨酸arginineArgR10.76CHCOOHNH2NH2-CNHCH2CH2CH2NH組氨酸histidineHisH7.59CHCOOHNH2HCCH2NHCNCH(三)幾種特殊氨基酸1.含硫氨基酸半胱氨酸

+-HH-CH-CH-NHHOOC-CH-CH2-SHNH2HS--COOHCH-CH2NH2半胱氨酸

-CH-CH-NHHOOC-CH-CH2-SNH2S--COOHCH-CH2NH2二硫鍵胱氨酸(四)氨基酸的理化性質(zhì)1.兩性解離及等電點氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離方式取決于所處溶液的酸堿度。等電點(isoelectricpoint,pI)

在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點。CHNHCOOHRCHNH2COOHRCHNHCOOHRCHNH3COOHR++H++OH-CHNHCOORCHNH3COO-R++OH-+H+CHNHCOORCHNH2COO-RpH<pI陽離子pH=pI氨基酸的兼性離子pH>pI陰離子2.紫外吸收240250260270280290300310光密度色氨酸酪氨酸色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測定蛋白質(zhì)溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡便的方法。波長(nm)芳香族氨基酸的紫外吸收3.茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成藍紫色化合物，其最大吸收峰在570nm處。由于此吸收峰值與氨基酸的含量存在正比關(guān)系，因此可作為氨基酸定量分析方法。2NOOOOOOOHOH+R-CH-COOHNH2+RCHOCO2+H++水合茚三酮羅曼紫(藍紫色)第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成（四）氨基酸的分離與分析2.分配柱層析1.分配層析3.紙層析7.高效液相層析6.氣液層析5.離子交換層析4.薄層層吸三、氨基酸在蛋白質(zhì)分子中的連接方式

(一)肽鍵(peptidebond)是由一個氨基酸的

-羧基與另一個氨基酸的

-氨基脫水縮合而形成的化學鍵。甘氨酸+HNH2CHCOOHHNHCHCOOHH甘氨酸-HOH甘氨酰甘氨酸HNH2CHCOHNHCHCOOH

(一)肽鍵(peptidebond)是由一個氨基酸的

-羧基與另一個氨基酸的

-氨基脫水縮合而形成的化學鍵。三、氨基酸在蛋白質(zhì)分子中的連接方式甘氨酸+HNH2CHCOOHHNHCHCOOHH甘氨酸-HOH甘氨酰甘氨酸HNH2CHCOHNHCHCOOH肽鍵1.肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。(二)肽(peptide)2.兩分子氨基酸縮合形成二肽，三分子氨基酸縮合則形成三肽……3.由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽，由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽。

4.肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團不全，被稱為氨基酸殘基(residue)。5.多肽鏈(polypeptidechain)是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。分別有：N末端：多肽鏈中有自由氨基的一端，C末端：多肽鏈中有自由羧基的一端。+H3NLysGluThrAlaAlaAlaLysPheGluArg110GlnHisMetAspSerSerThrSerAlaAlaSerSerTyrSerAsnCysAsnGlnLeuArgProValLeuValAsnArg30GlnHisMetAspGlnValThrSerAlaAlaSerAsnThrSerAsnCysAsn20MetLysLysLys40ThrValGlu50AspGlnCysCysCysCys60LysAlaCysCysLysAsnGluThrGlnThr70ThrSerTyrSerAspThrIleSerMet80SerArgGlySerGluThr90AsnProLysTyrTyrLysThrAlaThr100LysIleGlnHisAlaAsnAlaIleValAlaAspPheHisValProValTyrProAsnGlyGlu110120ValS