考研1生化第一章蛋白質(zhì)化學(xué)

第一章蛋白質(zhì)化學(xué)ProteinChemistry

第一節(jié)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成第二節(jié)蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)第三節(jié)蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)第四節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第五節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)主要內(nèi)容本章要求了解蛋白質(zhì)的組成掌握蛋白質(zhì)常見氨基酸的名稱、術(shù)語、主要類別、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)掌握有關(guān)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的概念，各級結(jié)構(gòu)的構(gòu)象特點，結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系掌握蛋白質(zhì)重要的理化性質(zhì)極其實際意義了解蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定方法和分離、純化的方法。蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動過程。Protein”——第一重要生老病死(蛋白質(zhì)層次)生（誕生、生長）：在蛋白質(zhì)（酶）控制（催化）下的老細(xì)胞計劃性凋亡和新細(xì)胞的再生（細(xì)胞新陳代謝）、活細(xì)胞物質(zhì)的代謝。老？蛋白質(zhì)功能的普遍衰退(?)。病——個別蛋白質(zhì)的功能障礙。死？蛋白質(zhì)功能的全部停止,分解。蛋白質(zhì)——生物功能分子單細(xì)胞生物胞外酶鞭毛-蛋白質(zhì)（運動器官）細(xì)胞壁-糖、脂、肽細(xì)胞膜-載運蛋白、酶蛋白細(xì)胞質(zhì)-酶蛋白（催化物質(zhì)代謝）細(xì)胞核物質(zhì)-酶蛋白（催化遺傳）多細(xì)胞動物個體層次毛發(fā)、皮膚、指甲-角蛋白骨骼、牙齒-鈣+膠原蛋白肌肉-肌球蛋白和肌絲蛋白食道（口、胃、腸）-消化酶（細(xì)胞外）血管中-免疫蛋白（Antibody）

激素蛋白器官層次巨噬細(xì)胞SARS1.催化功能-酶2.調(diào)控功能-激素、基因調(diào)控因子3.運輸功能-載脂蛋白、血紅蛋白4.運動功能-鞭毛、肌肉蛋白、肌動蛋白5.結(jié)構(gòu)成分-皮、毛、骨、牙、細(xì)胞骨架6.防御功能-免疫球蛋白（抗體、補體）7.營養(yǎng)貯存-卵清蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、酪蛋白8.膜蛋白-細(xì)胞識別、物質(zhì)運輸、信息傳遞等。9.參與遺傳活動蛋白質(zhì)分布廣泛、功能多樣§.1蛋白質(zhì)的化學(xué)組成一、蛋白質(zhì)的元素組成二、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位—氨基酸BACK碳(C)50%~55%

氫(H)6%~8%

氧(O)20%~23%

氮(N)15%~17%

硫(S)0.3%~2.5%

少量的磷(P)、鐵(Fe)、銅(Cu)、鋅(Zn)和碘(I)等

一、蛋白質(zhì)的元素組成元素組成蛋白質(zhì)的含氮量由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于16%，：蛋白質(zhì)含量（克）=生物樣品中含氮的克數(shù)

6.25凱氏定氮法BACK樣品Pr含量=N(g)×6.251.酸水解——常用6mol/L的鹽酸或4mol/L的硫酸在105-110℃條件下進行水解，反應(yīng)時間約20小時。

2.堿水解——一般用5mol/L氫氧化鈉煮沸10-20小時。

3.酶水解——各種水解酶。二、蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位——氨基酸(aminoacid)

蛋白質(zhì)——多聚氨基酸如圖

蛋白質(zhì)——月示——胨——多肽——肽——AAMr>1*104>5*103>2*1031000200100-500

牛胰臟核糖核酸酶蛋白分子氨基酸組成一、氨基酸(AminoAcid)的基本結(jié)構(gòu)

地球上天然形成的氨基酸有300

種以上，但是構(gòu)成蛋白質(zhì)的常見氨基酸有

20

種,且都是α-氨基酸（第21種－硒代半胱氨酸）。提問：什么是α-氨基酸？答案：----C-C-C-C-COOH

γβα----C-C-C-C(NH2)-COOHα-氨基酸----C-C-C(NH2)-C-COOHβ-氨基酸----C-C(NH2)-C-C-COOHγ-氨基酸左旋的甘油醛稱為L-型甘油醛，右旋的甘油醛稱為D-型甘油醛。氨基酸α-碳的構(gòu)型與L-型甘油醛一致，稱為L-型氨基酸（-NH2在左邊）與D-型甘油醛一致，稱為D-型氨基酸（-NH2在右邊）甘氨酸沒有手性其余19種AA都具有旋光性脯氨酸是α-亞氨基酸其余都是α-氨基酸Cα

R

H2NHCOOHCαR

H3N+

HCOO-

或十九種氨基酸的通式二、氨基酸的分類氨基酸的分類(1)根據(jù)R基團的極性和電荷分四大類

非極性氨基酸不帶電荷(中性AA)

極性氨基酸帶正電荷(堿性AA)

帶負(fù)電荷(酸性AA)非極性氨基酸（一）構(gòu)成蛋白質(zhì)的極性氨基酸中性氨基酸:1個–COOH、1個-NH2

酸性氨基酸:2個–COOH、1個-NH2AspGlu

堿性氨基酸:1個–COOH、2個堿性基團（氨基、胍基、咪唑基）

ArgLysHis

精氨酸（Arg）組氨酸（His）胍基咪唑基根據(jù)R基的化學(xué)結(jié)構(gòu),可分為:脂肪族氨基酸芳香族氨基酸雜環(huán)族氨基酸氨基酸的分類(2)注：二十種氨基酸的結(jié)構(gòu)特點支鏈氨基酸：纈氨酸、亮氨酸，異亮氨酸含羥基的氨基酸：絲氨酸、蘇氨酸含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巰基）、甲硫氨酸（含硫甲基）含苯環(huán)的氨基酸(芳香族)

：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：組氨酸亞氨基酸：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ε-氨基的氨基酸：賴氨酸氨基酸的分類(3)

營養(yǎng)學(xué):必需及非必需氨基酸八種必需氨基酸異亮、甲硫、纈、亮、色、苯丙、蘇、賴一家寫兩三本書來其它十種常見氨基酸天甘谷絲鳥組胱，脯精酪丙兩種含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺每種氨基酸都有專用的縮寫名課后作業(yè)：熟記20種L-氨基酸的三字符、單字符和結(jié)構(gòu)式與性質(zhì)（下次考試）。蛋白質(zhì)中氨基酸的修飾由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來的。（二）非蛋白質(zhì)氨基酸——至今發(fā)現(xiàn)200多種，功能各異

鳥氨酸、瓜氨酸、γ-氨基丁酸高半胱氨酸、β-丙氨酸等BACK§.4氨基酸的性質(zhì)一、氨基酸的解離和兩性性質(zhì)二、氨基酸的光學(xué)活性和光吸收性三、氨基酸的化學(xué)反應(yīng)（略）氨基酸的存在形式偶極離子：在同一個氨基酸分子上，含有等量的正負(fù)兩種電荷，由于正負(fù)電荷相互中和而呈電中性。一、氨基酸的解離和兩性性質(zhì)COO-H3N+水溶后等電荷狀態(tài)加酸H+H+H+H總電荷“+”氨基酸的兩性解離COO-H3N+水溶后等電荷狀態(tài)總電荷0加堿OH－OH－OH－總電荷“-”H2NH2O不同pH條件下兩性離子的狀態(tài)發(fā)生變化PH1710

凈電荷+10-1

正離子兼性離子負(fù)離子等電點pI氨基酸的等電點等電點：當(dāng)溶液為某一pH值時，氨基酸分子中所帶正電荷和負(fù)電荷數(shù)目正好相等，凈電荷為0。這一pH值即為氨基酸的等電點，簡稱pI（isoelectricpoint)。在等電點時，氨基酸在直流電場中既不向正極也不向負(fù)極移動，即處于兩性離子狀態(tài)。+OH+H++OH+H+pH<pIpH>pIpH=pI不移動向負(fù)極向正極pH=pIAA呈電中性，不移動

pH<pIAA帶正電荷，向負(fù)極移動

pH>pIAA帶負(fù)電荷，向正極移動應(yīng)用：電泳分離蛋白質(zhì)pH=pK平衡1+lg[R0]/[R+]pH=pK平衡2+lg[R-]/[R0]R+

R0R--H+

-H+

2pI=pK平衡1+pK平衡2當(dāng)AA處于等電點時（中性AA）：側(cè)鏈不含解離基團的中性氨基酸中性氨基酸：pI=(pKα-NH2+pKα-COO-

)/2對于側(cè)鏈含有可解離基團的氨基酸，酸性氨基酸：pI=(pKα-COO-

+pKR-COO-

)/2堿性氨基酸：pI=(pKα-NH2+pKR-堿性基團)/2

寫出酸性、堿性氨基酸的三字符、單字符和結(jié)構(gòu)式。手性-C(不對稱C)，都具有旋光性。二.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)

組成蛋白質(zhì)的氨基酸中19種具有旋光性（Gly除外），20種都為L-型α-氨基酸

可見光區(qū)：無吸收遠(yuǎn)紫外和紅外區(qū)：都吸收近紫外（200—400nm）區(qū)：TyrTrpPhe

三.光吸收性質(zhì)

紫外吸收光譜原因：-C=C-C=C-C=C-C=C-

色氨酸(Trp)max＝279nm酪氨酸（Tyr）max＝278nm苯丙氨酸(Phe)max＝259nm應(yīng)用：蛋白質(zhì)測定色老笨記憶方法：思考題1.構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸屬于下列哪種氨基酸?()A.L-α-氨基酸B.L-β氨基酸

C.D-α-氨基酸D.D-β氨基酸2.含有2個羧基的氨基酸是()A.谷氨酸B.蘇氨酸

C.丙氨酸D.甘氨酸3.天然蛋白質(zhì)中不存在的氨基酸是()A.半胱