生物化學(xué)蛋白質(zhì)氨基酸

第一章蛋白質(zhì)一蛋白質(zhì)的分類二蛋白質(zhì)的組成單位–氨基酸

三肽四蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

五蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系六蛋白質(zhì)的性質(zhì)與分離、分析技術(shù)蛋白質(zhì)的生物學(xué)意義

蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)占有特殊的地位。蛋白質(zhì)和核酸是構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)質(zhì)體的主要成分，原生質(zhì)是生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)是一類重要的生物大分子，英文protein。

蛋白質(zhì)是由多種α-氨基酸按一定的序列通過(guò)肽鍵（酰胺鍵）縮合而成的具有一定功能的生物大分子。一蛋白質(zhì)的分類根據(jù)蛋白質(zhì)的元素分析，蛋白質(zhì)一般含：C50%-55%H6%-8%O20%-23%N16%（15%-18%）S0–4%其他微量（P、Fe、Cu、I、Zn、Mo等等）凱氏定氮法蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)：平均含氮量為16%。

即1g蛋白質(zhì)中的氮相當(dāng)于6.25g蛋白質(zhì)。因此，先對(duì)樣本進(jìn)行無(wú)機(jī)處理，再用凱氏（Kjedahl）定氮法分別測(cè)定總氮含量和無(wú)機(jī)氮含量，用下列公式計(jì)算蛋白質(zhì)含量：蛋白質(zhì)含量=（總氮含量–

無(wú)機(jī)氮含量）×6.25。

凱氏定氮法只能粗略地計(jì)算蛋白質(zhì)含量。1

凱氏定氮法的缺點(diǎn)：不能區(qū)分蛋白氮和非蛋白有機(jī)氮，計(jì)算時(shí)，將所有的有機(jī)氮均看做蛋白氮。因此，將計(jì)算出的蛋白質(zhì)含量稱作粗蛋白含量。三聚氰胺三聚氰胺三聚氰胺三聚氰胺1根據(jù)分子形狀分類

根據(jù)蛋白質(zhì)分子的外形，可以將其分作3類：球狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白膜蛋白質(zhì)2根據(jù)分子組成分類簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)僅由肽鏈組成，不含其他輔助成分。結(jié)合蛋白質(zhì)簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)+輔助成分（輔基）核蛋白蛋白質(zhì)+核酸糖蛋白與蛋白聚糖蛋白質(zhì)+糖脂蛋白蛋白質(zhì)+脂類色蛋白蛋白質(zhì)+色素血紅蛋白=珠蛋白+血紅素磷蛋白蛋白質(zhì)+磷酸3根據(jù)功能分類酶調(diào)節(jié)蛋白胰島素貯存蛋白谷類貯存蛋白（小麥的面筋）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白運(yùn)動(dòng)蛋白防御蛋白和毒蛋白受體蛋白支架蛋白結(jié)構(gòu)蛋白異常蛋白二蛋白質(zhì)的組成單位--氨基酸

Aminoacids,AA蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位。氨基酸：分子中既有氨基又有羧基的化合物。蛋白質(zhì)氨基酸20種（19種α-氨基酸。脯氨酸除外，為亞氨基酸）非蛋白質(zhì)氨基酸1氨基酸的結(jié)構(gòu)通式結(jié)構(gòu)通式

20種蛋白質(zhì)氨基酸除了脯氨酸外，均為α-氨基酸。

COOHCOO-H2NCHH3+NCH

RRL-AA

所有α-氨基酸中的α-碳原子都為不對(duì)稱碳原子。因此，除了甘氨酸外，所有的α-氨基酸均有旋光性，能使偏振光左旋（-）或右旋（+）。每種氨基酸都有D-型和L-型兩種異構(gòu)體。TheaminoacidsderivedfromnaturalproteinsareoftheL-configuration.

2氨基酸的分類蛋白質(zhì)中常見的氨基酸20種氨基酸的名稱、結(jié)構(gòu)、符號(hào)。

分類(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids非極性氨基酸Alanine(Ala,A)丙氨酸(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids.Valine(Val,V)纈氨酸磷蛋白蛋白質(zhì)+磷酸貯存蛋白谷類貯存蛋白（小麥的面筋）外，為亞氨基酸）(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids非極性氨基酸H2NCHH3+NCH水力等等）消化，一般認(rèn)為天然蛋白質(zhì)在體內(nèi)消化的第一步就性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)都有所改變，但蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)H2NCHH3+NCH生物堿試劑和某些酸類沉淀法六蛋白質(zhì)的性質(zhì)與分離、分析技術(shù)NC2質(zhì)點(diǎn)帶有同種電荷，互相排斥，不易聚集成大顆粒而沉淀；(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacids六蛋白質(zhì)的性質(zhì)與分離、分析技術(shù)(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids.Leucine(Leu,L)亮氨酸(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids.Isoleucine(Ile,I)異亮氨酸(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids.Proline(Pro,P)脯氨酸(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids.蛋白質(zhì)是由多種α-氨基酸按一定的序列通過(guò)肽鍵thefourth.(3)Acidicaminoacids磷蛋白蛋白質(zhì)+磷酸(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacids二蛋白質(zhì)的組成單位–氨基酸Cysteine(Cys,C)半胱氨酸3蛋白質(zhì)分子中氨基酸序列的確定血紅蛋白由去氧形式轉(zhuǎn)變?yōu)?1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids.非蛋白質(zhì)氨基酸(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids非極性氨基酸二蛋白質(zhì)的組成單位–氨基酸量，用下列公式計(jì)算蛋白質(zhì)含量：(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids.Methionine(Met,M)甲硫氨酸/蛋氨酸(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids.Phenylalanine(Phe,P)苯丙氨酸(1)Nonpolarorhydrophobicaminoacids.Tryptophan(Trp,W)

色氨酸

(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacids

極性不帶電荷氨基酸

Glycine(Gly,G)甘氨酸(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacidsSerine(Ser,S)絲氨酸

(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacidsThreonine(Thr,T)蘇氨酸(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacidsCysteine(Cys,C)半胱氨酸(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacidsAsparagine(Asn,N)天冬酰胺(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacidsGlutamine(Gln,Q)

谷氨酰胺(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacidsTyrosine(Tyr,Y)酪氨酸(2)Neutral(uncharged)butpolaraminoacidsHistidine(His,H)組氨酸

(3)Acidicaminoacids

酸性氨基酸，極性帶負(fù)電荷氨基酸Asparticacid(Asp,D)天冬氨酸(3)AcidicaminoacidsGlutamicacid(Glu,E)谷氨酸(4)Basicaminoacids

堿性氨基酸，極性帶正電荷氨基酸Lysine(Lys,K)

賴氨酸(4)BasicaminoacidsArginine(Arg,R)精氨酸蛋白質(zhì)中不常見的氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸3氨基酸的理化性質(zhì)兩性解離和等電點(diǎn)化學(xué)性質(zhì)（1）氨基酸的兩性解離和等電點(diǎn)氨基酸是兩性電解質(zhì)。兩性離子。等電點(diǎn)（pI）。

氨基酸的兩性解離

等電點(diǎn)概念：使氨基酸所帶靜電荷為零的溶液pH

值即為該氨基酸的等電點(diǎn)（pI）。

當(dāng)溶液pH值=等電點(diǎn)（pI）時(shí)，氨基酸在電場(chǎng)中既不向陰極移動(dòng)，也不向陽(yáng)極移動(dòng)，溶解度最小，易沉淀。等電點(diǎn)的計(jì)算方法解離方程式等于其兩性離子兩邊的pK值的算術(shù)平均值。一氨基一羧基的中性AApI在6.0左右堿性AA（二氨基一羧基）pI較大酸性AA（一氨基二羧基）pI較小多種氨基酸的混合液，若要得到谷氨酸（等電點(diǎn)為3.22）。將溶液pH值調(diào)至多少最合適？為什么？當(dāng)溶液pH值=等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸的溶解度最小，易沉淀。因此，除了甘氨酸外，所有的α-氨基酸均有旋光性，能使偏振光左旋（-）或右旋（+）。二蛋白質(zhì)的組成單位–氨基酸任何影響質(zhì)點(diǎn)大小、電荷、水化層的因素都會(huì)導(dǎo)致沉淀反應(yīng)。蛋白質(zhì)分子多種多樣的生物功能是以其極其復(fù)雜的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。Alanine(Ala,A)丙氨酸NC肽鍵具有約40%的雙鍵性質(zhì)。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)和三維結(jié)構(gòu)均與其特定的功能相關(guān)。別構(gòu)效應(yīng)是蛋白質(zhì)表現(xiàn)其生物功能的一種相當(dāng)普遍而又十分重要的現(xiàn)象。多肽主鏈有一定周期性的，由氫鍵維持的局3蛋白質(zhì)分子中氨基酸序列的確定RR肽鍵具有約40%的雙鍵性質(zhì)。Changesindirectionofβ-pleatedsheetare概念：多肽鏈本身的折疊和盤繞方式。2種氨基酸的混合液，其等電點(diǎn)分別為3.0和9.0。如果采用電泳的方法分離這2種氨基酸，請(qǐng)問(wèn)將溶液pH值調(diào)至多少最合適？3種氨基酸的混合液，其等電點(diǎn)分別為3.0、6.0和9.0。如果采用電泳的方法分離這3種氨基酸，請(qǐng)問(wèn)將溶液pH值調(diào)至多少最合適？（2）氨基酸的化學(xué)性質(zhì)與水合茚三酮反應(yīng)藍(lán)紫色復(fù)合物（脯氨酸和羥脯氨酸例外

----黃色物質(zhì)）與2,4-二硝基氟苯（DNFB）的反應(yīng)與異硫氰酸苯酯的反應(yīng)三肽Peptide一個(gè)氨基酸的α-COOH

與另一個(gè)氨基酸的α-NH2脫水縮合而成的化合物。肽鍵（酰胺鍵）是蛋白質(zhì)中氨基酸連接的基本方式。肽的書寫和命名習(xí)慣上總是把NH2末端氨基酸殘基放在左邊，COOH末端氨基酸殘基放在右邊。

NC

山河好大肽鍵具有約40%的雙鍵性質(zhì)。肽平面生物活性肽谷胱甘肽四蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

各種氨基酸通過(guò)肽鍵連接成多肽鏈，再由一條或一條以上的多肽鏈按各自特殊的方式組合成具有完整生物活性的分子。包括一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域、三級(jí)結(jié)構(gòu)、四級(jí)結(jié)構(gòu)。氨基酸蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)與三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)1蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)概念：多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序。是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的最終決定因素，決定著蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)。（組成、排列順序）維持力：肽鍵、二硫鍵2蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的構(gòu)象。

蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)通常稱作蛋白質(zhì)的構(gòu)象，或高級(jí)結(jié)構(gòu)。是指蛋白質(zhì)分子中所有原子在三維空間的分布和肽鏈的走向。一個(gè)天然蛋白質(zhì)在一定條件下，往往只有一種或很少幾種構(gòu)象。（1）二級(jí)結(jié)構(gòu)概念：多肽鏈本身的折疊和盤繞方式。指多肽主鏈有一定周期性的，由氫鍵維持的局部空間結(jié)構(gòu)。類型：

α-螺旋

β-折疊

β-轉(zhuǎn)角自由回轉(zhuǎn)αhelix

β-pleatedsheet

β-turn

Changesindirectionofβ-pleatedsheetareaccomplishedbythestructureknownasaβ-turn.β-turnmakesatight180-degreeturnandinvolvesfouraminoacids.Thefirstaminoacidishydrogen-bondedtothefourth.

（2）超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域是介于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)層次之間的過(guò)渡態(tài)構(gòu)象。（3）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)球狀蛋白的多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)，超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域等結(jié)構(gòu)層次的基礎(chǔ)上，組裝而成的完整的結(jié)構(gòu)單元。指多肽鏈上包括主鏈和側(cè)鏈在內(nèi)的所有原子在三維空間內(nèi)的分布。球蛋白分子三級(jí)結(jié)構(gòu)疏水側(cè)鏈多分布在分子內(nèi)部親水側(cè)鏈多分布在分子表面分子表面常有空穴（4）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中亞基的種類、數(shù)量以及相互關(guān)系。亞基維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力一級(jí)結(jié)構(gòu)：共價(jià)鍵（肽鍵、二硫鍵）?？臻g結(jié)構(gòu)：次級(jí)鍵（氫鍵、范德華力、疏水力等等）五蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)分子多種多樣的生物功能是以其極其復(fù)雜的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)和三維結(jié)構(gòu)均與其特定的功能相關(guān)。蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系同源蛋白質(zhì)種屬差異蛋白質(zhì)構(gòu)象與功能的關(guān)系別構(gòu)效應(yīng)：某些蛋白質(zhì)表現(xiàn)其生物功能時(shí)，構(gòu)象發(fā)生改變，從而改變了整個(gè)分子的性質(zhì)。

別構(gòu)效應(yīng)是蛋白質(zhì)表現(xiàn)其生物功能的一種相當(dāng)普遍而又十分重要的現(xiàn)象。血紅蛋白由去氧形式轉(zhuǎn)變?yōu)檠鹾闲问綍r(shí)亞基的移動(dòng)六蛋白質(zhì)的性質(zhì)與分離、分析技術(shù)1蛋白質(zhì)的性質(zhì)2蛋白質(zhì)的分離和分析技術(shù)3蛋白質(zhì)分子中氨基酸序列的確定1蛋白質(zhì)的性質(zhì)（1）分子量大沉降系數(shù)（S）（2）兩性解離和等電點(diǎn)電泳

帶電顆粒在電場(chǎng)中可以向電荷相反的電極移動(dòng)，利用這一性質(zhì)分離帶電荷分子的實(shí)驗(yàn)技術(shù)稱為電泳。醋酸纖維薄膜電泳分離人血清蛋白（3）蛋白質(zhì)的變性（denaturation）

天然蛋白質(zhì)分子