第二章1-蛋白質(zhì)-OK課件

第二章蛋白質(zhì)氨基酸(aminoacid)結(jié)構(gòu)、分類(lèi)、性質(zhì)肽(peptide)的概念蛋白質(zhì)(protein)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系



蛋白質(zhì)平均含N量為16％,這是凱氏定氮法測(cè)蛋白質(zhì)含量的理論依據(jù)：

蛋白質(zhì)含量＝蛋白質(zhì)含N量×6.25第一節(jié)蛋白質(zhì)的重要功能及元素組成一、蛋白質(zhì)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(zhì)的主要生理功能

蛋白質(zhì)（protein）——生物大分子

參與幾乎所有的生命活動(dòng)和生命過(guò)程，是生物體生命活動(dòng)的體現(xiàn)者與執(zhí)行者。

主要功能：（一）生物體的結(jié)構(gòu)組成分（二）催化功能（酶）（三）運(yùn)輸功能（血紅蛋白-O2）（四）儲(chǔ)藏功能（肌紅蛋白-O2

，鐵蛋白-Fe）（五）運(yùn)動(dòng)功能（肌肉收縮）（六）防御功能（免疫蛋白）（七）調(diào)節(jié)功能（激素：胰島素，生長(zhǎng)激素）（八）信息功能（接受與傳遞信息）（九）基因表達(dá)調(diào)控（操縱子-阻遏蛋白）第二節(jié)氨基酸(aminoacid,AA)一、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及通式二、20種AA分類(lèi)、結(jié)構(gòu)及三字符號(hào)三、必需氨基酸、稀有的氨基酸和

非蛋白質(zhì)氨基酸四、性質(zhì)五、生產(chǎn)和應(yīng)用一、-氨基酸的通式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

氨基酸的C上：-COOH-NH2-H-R二、依據(jù)R-基團(tuán)的極性分類(lèi)

20種AA可分為4類(lèi)：非極性極性不帶電荷（中性氨基酸）帶負(fù)電荷（酸性AA）帶正電荷（堿性AA）R-基團(tuán)非極性R基團(tuán)氨基酸(8種)（亞氨酸）FW極性不帶電荷R基團(tuán)氨基酸(7種)NQY極性帶電荷R基團(tuán)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(dòng)物通過(guò)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(chēng)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(lài)氨酸、L-甲硫氨酸、L-纈氨酸、

L-蘇氨酸。完全蛋白質(zhì)（含有全部EAA的Protein）限量AA（Protein中含量低于標(biāo)準(zhǔn)水平的EAA）（二）蛋白質(zhì)的稀有氨基酸（rareAA）特點(diǎn)：在遺傳上，沒(méi)有密碼子，是蛋白質(zhì)合成后由化學(xué)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(lài)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(dòng)物肌肉中）（三）非蛋白氨基酸（nonproteinAA）

非蛋白質(zhì)氨基酸：生物體內(nèi)呈游離或結(jié)合態(tài)的氨基酸。這些氨基酸雖然不參與蛋白質(zhì)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(lèi)、結(jié)構(gòu)及三字符號(hào)

據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)分類(lèi)

必需ＡＡ非必需ＡＡ據(jù)R基團(tuán)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)

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(jù)R基團(tuán)極性分類(lèi)極性R基團(tuán)AA非極性R基團(tuán)AA（８種）不帶電荷（７種）帶電荷：正電荷（３種）負(fù)電荷（２種）據(jù)氨基、羧基數(shù)（酸堿性）分類(lèi)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(zhì)

（一）光學(xué)性質(zhì)（二）兩性解離和等電點(diǎn)（三）重要化學(xué)反應(yīng)

1.茚三酮反應(yīng)

2.桑格爾（sanger）反應(yīng)

3.艾德曼（Edman）反應(yīng)（一）AA光學(xué)性質(zhì)1.旋光性:除甘氨酸外，天然α-AA因不對(duì)稱(chēng)C*原子具旋光性;2.L-構(gòu)型:L-構(gòu)型,D-構(gòu)型;3.紫外吸收性:最大光吸收（max）α-AA的-R基團(tuán)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(shù)Pr.含有Trp、Tyr

、

Phe

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

外

吸

收

光

譜

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

pH=pI

凈電荷=0

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

OH-+H++

OH-(pK′1)(pK′2)

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

思考問(wèn)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(jù)？

氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算

可見(jiàn)，氨基酸的pI值等于該氨基酸的兩性離子狀態(tài)兩側(cè)的基團(tuán)pK′值之和的二分之一。而pK是某種解離基團(tuán)有一半解離時(shí)的pH。pI=2pK′1+pK′2一氨基一羧基AA的等電點(diǎn)計(jì)算：pI=2pK′2+pK′R二氨基一羧基AA的等電點(diǎn)計(jì)算：pI=2pK′1+pK′R一氨基二羧基AA的等電點(diǎn)計(jì)算：（三）AA化學(xué)反應(yīng)

1.茚三酮反應(yīng)：+3H20水合茚三酮(無(wú)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(yīng)試劑、條件、產(chǎn)物、應(yīng)用（定量、定性——薄層層析分離、鑒定）2.sanger反應(yīng)（測(cè)-NH2末端的AA種類(lèi)）

AA與2,4-二硝基氟苯(DNFB)反應(yīng)DNFB（dinitrofluorobenzene）DNP-AA(黃色)++HF弱鹼中氨基酸反應(yīng)試劑、條件、產(chǎn)物、應(yīng)用3.Edman反應(yīng)（蛋白質(zhì)的AA序列測(cè)定）

AA與苯異硫氰酯（PITC）反應(yīng)PITC（phenylisothiocyanate）+苯乙內(nèi)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(yīng)試劑、條件、產(chǎn)物、應(yīng)用氨基酸分離層析法:(利用AA性質(zhì)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(zhì)(１)肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)：

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(gè)原子與相鄰的α-C原子共處一個(gè)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(diǎn)而旋轉(zhuǎn)，繞Cα-N鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱(chēng)φ角，繞C-Cα鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱(chēng)ψ角。φ和ψ稱(chēng)作二面角，亦稱(chēng)構(gòu)象角。多肽主鏈折疊的空間限制和

維持蛋白質(zhì)構(gòu)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(nèi)參與氧化還原過(guò)程，作為某些氧化還原酶的輔因子，或保護(hù)巰基酶，或防止過(guò)氧化物積累。2.谷胱甘肽經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得