第三章 蛋白质化学.ppt
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1、第三章 蛋白质化学,1酶蛋白:淀粉酶 2运输蛋白:血红蛋白 3运动蛋白:肌动蛋白 4激素蛋白:牛胰岛素 5贮藏蛋白:卵清蛋白 6防御蛋白:免疫球蛋白 7结构蛋白:角蛋白 8受体蛋白:钙调蛋白 9毒蛋白:蛇毒,蛋白质的功能,蛋白质是一类含氮有机化合物,除含有碳、氢、氧、氮和少量的硫外,某些蛋白质还含有磷、铁、锌、铜、钼、碘等元素。 碳 5055 氢 68 氧 2023 氮 1518% 硫 04,第一节 蛋白质的分子组成,由于大多数蛋白质的含氮量接近于16%,所以,可以根据生物样品中的含氮量来计算蛋白质的大概含量:,样品蛋白质含量 = 样品含氮量 6.25,蛋白质水解,随着水解条件的改变,肽以前的
2、这些降解物最终都可以水解成氨基酸;而氨基酸则不能水解成更小的单位。 所以,氨基酸是蛋白质的基本结构单元。,组成生物体蛋白质的氨基酸常见的有20种。 通式为:,其中19种为氨基酸,脯氨酸为亚氨基酸。 蛋白质水解得到的氨基酸都属于L构型。,氨基酸的分类,根据R基团的极性分类:,1. 非极性氨基酸:Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Met、Pro、Trp,2. 极性不带电荷氨基酸:Gly、Ser、Thr、Asn、Gln、Tyr、Cys,3. 极性带负电荷氨基酸:Asp、Glu,4. 极性带正电荷氨基酸:His、Lys、Arg,非极性氨基酸,极性不带电荷氨基酸,极性带负电荷氨基酸,极性带正电荷氨
3、基酸,硒代半胱氨酸(Selenocysteine ) is found in many enzymes (having been recognized as the 21st amino acid in ribosome-mediated protein synthesis!).,根据R基团的结构分类:,脂肪族氨基酸:Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Met、Cys、Ser、Thr、Glu、Asp、Lys、Arg、Gln、Asn 芳香族氨基酸:Phe、Tyr 杂环氨基酸:His、Trp 杂环亚氨基酸:Pro,根据R基团的酸碱性分类:,酸性氨基酸:Asp、Glu 碱性氨基酸:Lys、Arg
4、、His 中性氨基酸:其他,必需氨基酸:在人和非反刍动物体内不能合成,需从食物中摄取,以保证正常生命活动的需要,这类氨基酸称。如: Val、 Ile、 Leu、 Phe、 Met、 Trp、 Thr、Lys 半必需氨基酸:His、Arg,非蛋白质氨基酸:以游离态或结合态存在,不参与蛋白质的组成。如茶氨酸。,稀有氨基酸:是一些氨基酸的衍生物,不参与蛋白质的合成。蛋白质合成以后通过酶的催化修饰而形成的。如4-羟基脯氨酸。,除甘氨酸外,氨基酸均含有一个手性-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数之一,是鉴别各种氨基酸的重要依据,氨基酸的旋光性,氨基酸的理化性质,构成蛋白质的20种氨
5、基酸都不吸收可见光。酪氨酸(Tyr)、色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)具有共轭双键结构,能够吸收紫外光。,氨基酸的紫外吸收,氨基酸在结晶形态或在水溶液中,以两性离子的形式存在。在不同的pH条件下,两性离子的状态也随之发生变化。,氨基酸的两性解离,pHpI,pHpI,pHpI,氨基酸的等电点(Isoelectric point, pI ):在某一特定的pH条件下,氨基酸分子在溶液中离解成阳离子和阴离子的数目和趋势相等,这时溶液的pH即为该氨基酸的等电点。,当 pH pI时,氨基酸带正电荷 pH pI时,氨基酸带负电荷,一氨基一羧基:pI = (pK1+pK2)/2,一氨基二羧基: pI=(p
6、K1+pKR)/2,二氨基一羧基: pI=(pKR+pK2)/2,氨基酸的化学反应,茚三酮反应,氨基酸与茚三酮(ninhydrin)的反应是一个检测和定量氨基酸和蛋白质的重要反应。,Sanger反应,2,4-二硝基氟苯(2,4-dinitrofluorobenzene, DNFB)也叫做Sanger试剂。DNFB在弱碱性溶液中与氨基酸发生取代反应,生成黄色化合物二硝基苯基氨基酸(dinitro phenyl amino acid, DNP氨基酸),Edman反应,苯异硫氰酸酯(PITC)在弱碱性条件下,与氨基酸反应生成苯乙内酰硫脲衍生物,即PTH-氨基酸,此反应又称之Edman反应,该反应是蛋
7、白质或多肽氨基酸序列测定常用的反应。,一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水形成的酰胺键称为肽键(peptide bond)。 氨基酸通过肽键连接起来的化合物称为肽(peptide)。,肽与肽键,肽键,由两个氨基酸组成的肽称为二肽;含量小于10个氨基酸的肽称为寡肽;超过10个氨基酸的肽称为多肽。组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基(amino acid residue)。,通常在多肽链的一端含有一个游离的-氨基,称为氨基端或N-端;在另一端含有一个游离的-羧基,称为羧基端或C-端。氨基酸的顺序是从N-端的氨基酸残基开始,以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。,Ser-Gly-Try-Ala-
8、Leu,肽键中的C-N键具有部分双键性质,不能自由旋转。组成肽键的4个原子和2个C处在同一平面内,称酰胺平面(amide plane) 或肽平面(peptide plane)。,两相邻酰胺平面之间,能以共同的C为定点而旋转,绕C-N键旋转的角度称角,绕C-C键旋转的角度称角。和称作二面角,亦称构象角。,多肽链可以看成由C串联起来的无数个酰胺平面组成。,指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序及二硫键的位置。,第二节 蛋白质的分子结构,一、蛋白质的一级结构 Primary structure,每一种蛋白质都具有唯一的氨基酸序列,实际上蛋白质的氨基酸序列是由DNA决定的。 蛋白质的氨基酸序列具有重要意义:
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