生物化學(xué) 第一節(jié) 蛋白質(zhì)是基礎(chǔ)、第二節(jié) 蛋白質(zhì)的化學(xué)組成

蛋白質(zhì)的化學(xué)(P59)

CHEMISTRYOFPROTEIN第一節(jié)、蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)

蛋白質(zhì)是一類重要的生物大分子，其英文是protein，簡寫為pr。一、蛋白質(zhì)是構(gòu)成生物體的基本成分蛋白質(zhì)在生物界的存在具有普遍性，在生物體內(nèi)占有特殊地位。書上指出“無論是簡單的低等生物，還是復(fù)雜的高等生物都毫無例外的含有蛋白質(zhì)?！比梭w內(nèi)蛋白質(zhì)含量約占人體總固體量的45%。二、蛋白質(zhì)具有多樣性的生物學(xué)功能1.生物催化作用催化生物體內(nèi)生化反應(yīng)需要酶作為生物催化劑（biologicalcatalyst）而大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。（有關(guān)的酶概念以及酶如何催化體內(nèi)生化反應(yīng)在以后的章節(jié)中逐步討論。）2.

代謝調(diào)節(jié)作用許多參加代謝調(diào)節(jié)的激素為蛋白質(zhì)或者多肽。如調(diào)節(jié)糖代謝的胰島素就是由51個氨基酸構(gòu)成的。3.

免疫保護作用

機體免疫功能與抗體有關(guān)而抗體是一類特殊的球蛋白，如丙種球蛋白注射劑。4.

物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和貯存。體內(nèi)許多小分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和貯存由一些特殊的蛋白質(zhì)來完成，如Hb運輸O2以及CO2，血漿運鐵蛋白轉(zhuǎn)運鐵等。5.

運動與支持作用肌肉的收縮與舒張，由肌動蛋白與肌球蛋白等完成，即營養(yǎng)不良癥，生理情況下消瘦，病理情況下死亡。6.

控制生長和分化7.接受和傳遞信息作用繁殖遺傳和變異作用生物的生長繁殖遺傳和變異等都與蛋白質(zhì)組成的結(jié)合蛋白。有關(guān)（核蛋白）而核蛋白是由核酸和蛋白質(zhì)。8.

生物膜的功能和受體膜由蛋白質(zhì)和脂肪構(gòu)成的脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)；受體也是一類接受和傳遞調(diào)節(jié)信息的蛋白質(zhì)。第二節(jié)、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成

蛋白質(zhì)之所以在生命活動中有重要功能，主要在于其化學(xué)組成結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（chemicalcompositionstructurecharacter）一.

蛋白質(zhì)的元素組成許多蛋白質(zhì)已經(jīng)獲得了結(jié)晶的純品，其元素分析可知，蛋白質(zhì)組成上的元素主要有C、H、O、N、S，有些蛋白質(zhì)還含有金屬元素P、Fe、Mn、Zn、I等。但大多數(shù)蛋白質(zhì)中含N量恒定，平均為16%，即1gN相當于6.25g蛋白質(zhì)----凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量的計算基礎(chǔ)，也是藥典規(guī)定的測定蛋白質(zhì)含量的方法。所以蛋白質(zhì)含量=蛋白質(zhì)含氮量*100/16=蛋白質(zhì)含氮量*6.25。

三聚氰胺（Melamine）（化學(xué)式：C3H6N6），摩爾質(zhì)量：126.12g·mol?1結(jié)構(gòu)式為

三鹿奶粉事件2008年3月南京兒童醫(yī)院將10名嬰幼兒泌尿結(jié)石送鼓樓醫(yī)院泌尿外科專家孫西釗檢驗，三鹿奶粉事件浮出水面。2008年6月28日，蘭州市的解放軍第一醫(yī)院收治了首宗患“腎結(jié)石”病癥的嬰幼兒。家長反映，孩子從出生起，就一直食用河北石家莊三鹿集團所產(chǎn)的三鹿嬰幼兒奶粉。

7月16日甘肅蘭州大學(xué)第二附屬醫(yī)院電話報告衛(wèi)生廳，食用該奶粉兒童腎結(jié)石病例明顯增多。7月24日河北省出入境檢驗檢疫局對三鹿集團生產(chǎn)的16批奶粉檢測，發(fā)現(xiàn)15批次檢出三聚氰胺。9月9日媒體報道“甘肅14名兒童因食用三鹿奶粉同患腎結(jié)石”。9月11日三鹿集團有限公司被貼封條二.

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本單位---氨基酸（aminoacid，

AA）

蛋白質(zhì)分子量龐大結(jié)構(gòu)復(fù)雜種類繁多，但其水解的最終產(chǎn)物都是氨基酸。

(一)氨基酸的結(jié)構(gòu)從各種生物體中發(fā)現(xiàn)的氨基酸已經(jīng)有180多種，但是參與蛋白質(zhì)組成的常見氨基酸或稱基本氨基酸，只有20種，其化學(xué)通式為:CCOOHHRH2N氨基酸的通式(P62)1.

20種氨基酸中除Pro外，其余氨基酸的共同特點是:與羧基相鄰的α-碳原子(α-carbonatom)上都有一個氨基，因而稱α-氨基酸。2.

不同的α-AA，其R側(cè)鏈不同。氨基酸R側(cè)鏈對蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)有重要影響。3.

除Gly的R側(cè)鏈為H原子外，其他AA的α-碳原子都是不對稱碳原子，可形成不同的構(gòu)型(stereoisomers)，具有旋光性。問:20種氨基酸中哪種分子量最?。?/p>

所以許多生產(chǎn)的氨基酸均有D，L兩種類型，但天然蛋白質(zhì)中基本氨基酸均為L型。D型氨基酸很少出現(xiàn)，但細菌中有。無論是蛋白質(zhì)還是多肽，均由上述氨基酸組成，氨基酸名稱常用三字代號表示要求記住。后面的內(nèi)容中氨基酸講課時均以符號代替。下面以丙氨酸為例，闡述D型和L型氨基酸是如何區(qū)分的(一)氨基酸的分類P63

（classificationofaminoacid）

以側(cè)鏈R基團的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)作為氨基酸分類的基礎(chǔ)，原因在于蛋白質(zhì)許多性質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能都與氨基酸的側(cè)鏈R基團密切相關(guān)。1.

非極性氨基酸：其R基為疏水性的，共有8種，Val，

Ile，

Leu，

Met，

Ala，

Pro，

Phe，

Trp2.

極性不解離氨基酸：有7種，Ser，Thr，Tyr，Asn，Gln，Cys，Gly3.

堿性氨基酸：Lys，His，Arg酸性氨基酸：Asp，Glu

罕見氨基酸：由相應(yīng)氨基酸殘基經(jīng)加工修飾而成

1)

Glu---γ氨基丁酸(GABA)2)

Met---同型Cys3)

瓜氨酸，鳥氨酸是合成尿素的中間體

6.我國氨基酸類藥物的發(fā)展藥典1953年，1960年為0；1977年4種；1985年為3種；1990年為5種；1995年12種；1998年增補為26種；2000年原料藥22種，制劑4種。文獻資料《氨基酸藥用現(xiàn)狀》中國生化藥物雜志，2002，23(4)，p213?！禔rg---一種多功能的生化藥物》中國生化藥物雜志，2001，22(5)，p265。查新：2011年01期

《添加精氨酸和谷氨酰胺的胃腸外營養(yǎng)對肝癌術(shù)后患者細胞免疫狀態(tài)的影響》

1、一般物理性質(zhì)2、化學(xué)性質(zhì)（1）兩性解離與等電點：在水溶液中，氨基酸并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。（2）紫外吸收性質(zhì)（二）、氨基酸的性質(zhì)氨基酸的解離情況凈電荷+0-

正離子兩性離子負離子等電點pI2、氨基酸的等電點

當溶液濃度為某一pH值時，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為0。這一pH值即為氨基酸的等電點(isoelectricpoint)，簡稱pI。在等電點時，氨基酸既不向正極也不向負極移動，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。3.氨基酸的吸收光譜

構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但在遠紫外區(qū)(<220nm)均有光吸收。

在近紫外區(qū)(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。4.氨基酸的旋光性

除甘氨酸外，氨基酸均含有一個手性

-碳原子，因此都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)。三、

氨基酸的分離與分析P63

要求知道方法以及簡單原理由于檢測蛋白質(zhì)分子的組成和結(jié)構(gòu)依賴于蛋白質(zhì)組成單位---氨基酸的分離與分析。自動氨基酸分析儀HPLC離子交換層析生物質(zhì)譜離子交換層析

（ion-exchangedchromatography）

是AA大量制備的一種主要方法，也是用于蛋白質(zhì)中氨基酸組成分析的基本方法。離子交換層析是一種以離子交換樹脂作為支持物的層析方法，在層析過程中，由于特定的條件（溶液的pH，離子強度等）使各類氨