生化课件 蛋白质
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生化课件第九章 氨基酸代谢
目录
细胞外 细胞膜
细胞内
COOH
CHNH2 CH2 CH2 C NH
γ-谷氨酰 氨基酸
COOH CH
γ-谷氨 酸环化 转移酶
氨基酸 COOH
H 2N C H R
COOH
H 2N C H R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
谷胱甘肽 GSH
甘氨酸
R
5-氧脯氨酸
肽酶 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸酶
γ-谷氨酰
谷氨酸
ATP ADP+Pi
ADP+Pi
谷胱甘肽 合成酶
半胱氨酸 合成酶
ATP
ATP
γ-谷氨酰半胱氨酸
ADP+Pi
（二）γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用
目录
γ-谷氨酰基循环(γ-glutamyl cycle)的要点：
✓ 氨基酸的吸收及其向细胞内的转运过 程是通过谷胱甘肽的分解与合成来完成的 ✓ -谷氨酰基转移酶是关键酶，位于细胞 膜上 ✓ 转移1分子氨基酸需消耗3分子ATP
2个氮原子，1个来自氨，1个来自天冬氨酸
• 涉及的氨基酸及其衍生物： 6种
鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、
精氨酸代琥珀酸、 N-乙酰谷氨酸
•限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶
• 耗能： 3个ATP；4个高能磷酸键
•与三羧酸循环的联系物质：延胡索酸
*意义 解除氨毒以保持血氨的低浓度水平
目录
（三）尿素合成的调节
目录
三、 蛋白质的腐败作用
• 蛋白质的腐败作用(putrefaction) 在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消
化，也有一部分消化产物不被吸收。肠道细菌 对这部分蛋白质及其消化产物所起的分解作用， 称为蛋白质的腐败作用。
细胞外 细胞膜
细胞内
COOH
CHNH2 CH2 CH2 C NH
γ-谷氨酰 氨基酸
COOH CH
γ-谷氨 酸环化 转移酶
氨基酸 COOH
H 2N C H R
COOH
H 2N C H R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
谷胱甘肽 GSH
甘氨酸
R
5-氧脯氨酸
肽酶 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸酶
γ-谷氨酰
谷氨酸
ATP ADP+Pi
ADP+Pi
谷胱甘肽 合成酶
半胱氨酸 合成酶
ATP
ATP
γ-谷氨酰半胱氨酸
ADP+Pi
（二）γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用
目录
γ-谷氨酰基循环(γ-glutamyl cycle)的要点：
✓ 氨基酸的吸收及其向细胞内的转运过 程是通过谷胱甘肽的分解与合成来完成的 ✓ -谷氨酰基转移酶是关键酶，位于细胞 膜上 ✓ 转移1分子氨基酸需消耗3分子ATP
2个氮原子，1个来自氨，1个来自天冬氨酸
• 涉及的氨基酸及其衍生物： 6种
鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、
精氨酸代琥珀酸、 N-乙酰谷氨酸
•限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶
• 耗能： 3个ATP；4个高能磷酸键
•与三羧酸循环的联系物质：延胡索酸
*意义 解除氨毒以保持血氨的低浓度水平
目录
（三）尿素合成的调节
目录
三、 蛋白质的腐败作用
• 蛋白质的腐败作用(putrefaction) 在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消
化，也有一部分消化产物不被吸收。肠道细菌 对这部分蛋白质及其消化产物所起的分解作用， 称为蛋白质的腐败作用。
蛋白质的提取与分离纯化——生化实验设计讲解课件
声波法
⑶化学及生物化学方法
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玻璃匀浆机
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b、细胞器的分离
细胞器的分离一般采用差速离心法。细 胞经过破碎后，在适当介质中进行差速 离心。
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三、蛋白质粗提取
从破碎材料或细胞器提出的蛋白质是不纯的， 需进一步纯化。纯化包括将蛋白质与非蛋白质 分开，将各种不同的蛋白质分开。选择提取条 件时，就要考虑尽量除去非蛋白质。一般总是 有其它物质伴随混入提取液中。但有些杂质 （如脂肪）以事先除去为宜。先除去便于以后 操作。常用有机溶剂提取除去。
间被一个长而富有弹性的螺旋结构相连,每个末端
有两个Ca2+ 结构域,每个结构域可以结合一个Ca2+ ,
这样,一个钙调蛋白可以结合4个Ca2+ ,钙调蛋白与
Ca2+ 结合后的构型相当稳定 。
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值得注意的是，在洗脱时，会有少许配基与蛋白 质一同被洗脱下来，因此常在其后加一凝胶层析 以除去小分子的配基。
巯基化合物均有干扰作用。此外，不同蛋白质因酪氨酸、 色氨酸含量不同而使显色强度稍有不同。
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结束语
若有不当之处，请指正，谢谢！
五、分析鉴定
A、定性分析
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）测定蛋白质分子量：是在聚 丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS（十二烷基磺酸钠）， SDS能断裂 分子内和分子间氢键，破坏蛋白质的二级和三级结构，强还原剂 能使半胱氨酸之间的二硫键断裂，蛋白质在一定浓度的含有强还 原剂的SDS溶液中，与SDS分子按比例结合，形成带负电荷的 SDS-蛋白质复合物，这种复合物由于结合大量的SDS，使蛋白质 丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子 团块，从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异， 由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，因此在进行电泳·时， 蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。
生化第3章_蛋白质_2
3000 ~ 80000D), G-100 (分级范围 4000 ~ 150000D)。
• 测得几种标准蛋白质的洗脱体积〔Ve〕 • 以相对分子质量对数（logM）对Ve作图，得标准曲线 • 再测出未知样品洗脱体积〔Ve〕 • 从标准曲线上可查出样品蛋白质的相对分子质量
4. SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法 (SDS-PAGE)
1. 球状蛋白质（globular protein): 外形接近球形或椭圆形， 溶解性较好，能形成结晶，多数蛋白质属于这一类。 2. 纤维状蛋白质 (fibrous protein): 分子类似纤维或细棒, 又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。
二. 依据蛋白质的组成分类 按照蛋白质的组成，可以分为简单蛋白和结合蛋白。
×100% = 55.8/0.335 ×100 = 16700
2. 蛋白质的沉降分析： 利用超离心法 （ultracentrifuge）测定蛋白质及其它 生物大分子的分子量，有两种方法：沉降速度法和沉
降平衡法。
1）沉降速度法 (sedimentation velocity):
•
在 60 000～80 000 rpm 的高速离心力作用下，蛋白质 分子会沿旋转中心向外周方向移动，形成沉降界面， 界面的移动速度代表蛋白质分子的沉降速度。
★ 蛋白质沉淀的几种方法：
1.可逆沉淀: 在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化，在适当 的条件下，可以重新溶解形成溶液，称为可逆沉淀或非变性沉淀。 可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法。 1）pI 沉淀法：在温和条件下，通过改变溶液的 pH 或电荷状 况，使 pr 从胶体溶液中沉淀分离。
2）盐析法：加入大量中性盐（NaCl、(NH4)2SO4、Na2SO4）使 pr
• 测得几种标准蛋白质的洗脱体积〔Ve〕 • 以相对分子质量对数（logM）对Ve作图，得标准曲线 • 再测出未知样品洗脱体积〔Ve〕 • 从标准曲线上可查出样品蛋白质的相对分子质量
4. SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法 (SDS-PAGE)
1. 球状蛋白质（globular protein): 外形接近球形或椭圆形， 溶解性较好，能形成结晶，多数蛋白质属于这一类。 2. 纤维状蛋白质 (fibrous protein): 分子类似纤维或细棒, 又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。
二. 依据蛋白质的组成分类 按照蛋白质的组成，可以分为简单蛋白和结合蛋白。
×100% = 55.8/0.335 ×100 = 16700
2. 蛋白质的沉降分析： 利用超离心法 （ultracentrifuge）测定蛋白质及其它 生物大分子的分子量，有两种方法：沉降速度法和沉
降平衡法。
1）沉降速度法 (sedimentation velocity):
•
在 60 000～80 000 rpm 的高速离心力作用下，蛋白质 分子会沿旋转中心向外周方向移动，形成沉降界面， 界面的移动速度代表蛋白质分子的沉降速度。
★ 蛋白质沉淀的几种方法：
1.可逆沉淀: 在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化，在适当 的条件下，可以重新溶解形成溶液，称为可逆沉淀或非变性沉淀。 可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法。 1）pI 沉淀法：在温和条件下，通过改变溶液的 pH 或电荷状 况，使 pr 从胶体溶液中沉淀分离。
2）盐析法：加入大量中性盐（NaCl、(NH4)2SO4、Na2SO4）使 pr
生物化学蛋白质 讲课文档
第三十九页，共120页。
（Asp,D）
谷氨酸
（Glu,E）
天冬酰胺 （Asn,N）
谷氨酰胺 （Gln,Q）
第十九页，共120页。
碱性氨基酸
赖氨酸 （Lys,K）
精氨酸 （Arg,R）
第二十页，共120页。
杂环
组氨酸 （His,H）
中性脂肪族氨基酸
甘氨酸 （Gly,G）
丙氨酸 （Ala,A）
缬氨酸 （Val,V）
含羟基或硫脂肪族氨基酸
◆ 蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎 所有的生命活动过程。蛋白质的主要生理功能:催化
功能；结构功能；调节功能；防御功能；运动功能；运 输功能；信息功能；储藏功能 • • • • •
第七页，共120页。
1.蛋白质顺序异构现象是蛋白质生物功能多样性和种属特异
性的结构基础。
2.催化作用：在体内催化各种物质代谢反应的酶几乎都
第十五页，共120页。
二、氨基酸的分类
自然界中游离存在的AA有300多种，生物体中发现 的 AA已有180多种，但构成蛋白质的AA只有20种 名称（三句半口诀）
甘丙缬亮异
苏丝半蛋天 谷精赖苯酪 组色脯
AA的名称常使用三字母的简写符号表达，也使用单 字母的简写符号表示--主要用于表达长多肽链的AA顺序
10.其它：甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功 能。
第九页，共120页。
结构蛋白
构建生命体的材料（没有不含蛋白 的生物体）
如a-角蛋白、胶原蛋 白
催化作用
高效专一地催化机体内几乎所有的 生化反应
酶
调节作用
通过体液，神经系统调节机体代谢 活动有序进行
如激素、神经递质、 钙调蛋白、阻遏蛋白
（Asp,D）
谷氨酸
（Glu,E）
天冬酰胺 （Asn,N）
谷氨酰胺 （Gln,Q）
第十九页，共120页。
碱性氨基酸
赖氨酸 （Lys,K）
精氨酸 （Arg,R）
第二十页，共120页。
杂环
组氨酸 （His,H）
中性脂肪族氨基酸
甘氨酸 （Gly,G）
丙氨酸 （Ala,A）
缬氨酸 （Val,V）
含羟基或硫脂肪族氨基酸
◆ 蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎 所有的生命活动过程。蛋白质的主要生理功能:催化
功能；结构功能；调节功能；防御功能；运动功能；运 输功能；信息功能；储藏功能 • • • • •
第七页，共120页。
1.蛋白质顺序异构现象是蛋白质生物功能多样性和种属特异
性的结构基础。
2.催化作用：在体内催化各种物质代谢反应的酶几乎都
第十五页，共120页。
二、氨基酸的分类
自然界中游离存在的AA有300多种，生物体中发现 的 AA已有180多种，但构成蛋白质的AA只有20种 名称（三句半口诀）
甘丙缬亮异
苏丝半蛋天 谷精赖苯酪 组色脯
AA的名称常使用三字母的简写符号表达，也使用单 字母的简写符号表示--主要用于表达长多肽链的AA顺序
10.其它：甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功 能。
第九页，共120页。
结构蛋白
构建生命体的材料（没有不含蛋白 的生物体）
如a-角蛋白、胶原蛋 白
催化作用
高效专一地催化机体内几乎所有的 生化反应
酶
调节作用
通过体液，神经系统调节机体代谢 活动有序进行
如激素、神经递质、 钙调蛋白、阻遏蛋白
第十一章蛋白质的ppt课件
• 谷氨酸脱氢酶活力很强 • 丙酮酸羧化支路旺盛 • 有充足的NADP.2H供给α-酮戊二酸还原氨基化
作用 • 生物素缺陷型谷氨酸生产菌多为生物素缺陷型
糖
蛋白质 核酸
淀粉、糖原
脂肪
类 脂
氨基酸
核苷酸
1-磷酸葡萄糖
类 氨 基 酸 和 核
生糖氨基酸
甘氨酸 天冬氨酸 谷氨酰氨
丙氨酸 甘氨酸 丝氨酰 苏氨酸
微生物蛋白酶（霉菌蛋白酶、细菌蛋白酶）
内肽酶：水解蛋白质肽链内部肽键
产生各种短肽的酶
二肽酶：专门水解二肽中的肽键，将
二肽水解生成单个氨基酸的酶
不同蛋白酶之间功能上区别可能有什么？
•外肽酶—氨肽酶
NH3+— NH3+—
限制性内肽酶
特定氨基酸间
随机 内肽酶
CCOOOO--— —
•外肽酶—羧肽酶
最终产物—氨基酸及一些寡肽
NH2
NH
R-C-COOH + NH3 O
• 氨基酸氧化酶 • 氨基酸脱氢酶
(A)氨基酸氧化酶—黄素蛋白(FP)，以FMN或FAD
为辅基，是需氧脱氢酶，催化脱下的氢直接与分子氧 结合生成H2O2
(1) 有过氧化氢酶时，H2O2分解为水和氢
（2）当无过氧化氢酶时,过氧化氢酶将酮酸氧化为比 原来少一个碳原子的脂肪酸
糖，这种碳架能转变为糖的氨基酸称为生糖氨基 酸
生酮氨基酸: 有些氨基酸不是转变为糖，而
是经过CoA转变为脂肪酸，称这种氨基酸为生酮 氨基酸
氨基酸生糖及生酮氨基酸的分类
类别 生糖氨基酸 生酮氨基酸 生糖兼生酮氨基酸
氨基酸
甘、丝、缬、精、半胱、脯、 羟脯、丙、组、谷、谷氨酰胺、 天冬、天冬酰胺、蛋 亮、赖
作用 • 生物素缺陷型谷氨酸生产菌多为生物素缺陷型
糖
蛋白质 核酸
淀粉、糖原
脂肪
类 脂
氨基酸
核苷酸
1-磷酸葡萄糖
类 氨 基 酸 和 核
生糖氨基酸
甘氨酸 天冬氨酸 谷氨酰氨
丙氨酸 甘氨酸 丝氨酰 苏氨酸
微生物蛋白酶（霉菌蛋白酶、细菌蛋白酶）
内肽酶：水解蛋白质肽链内部肽键
产生各种短肽的酶
二肽酶：专门水解二肽中的肽键，将
二肽水解生成单个氨基酸的酶
不同蛋白酶之间功能上区别可能有什么？
•外肽酶—氨肽酶
NH3+— NH3+—
限制性内肽酶
特定氨基酸间
随机 内肽酶
CCOOOO--— —
•外肽酶—羧肽酶
最终产物—氨基酸及一些寡肽
NH2
NH
R-C-COOH + NH3 O
• 氨基酸氧化酶 • 氨基酸脱氢酶
(A)氨基酸氧化酶—黄素蛋白(FP)，以FMN或FAD
为辅基，是需氧脱氢酶，催化脱下的氢直接与分子氧 结合生成H2O2
(1) 有过氧化氢酶时，H2O2分解为水和氢
（2）当无过氧化氢酶时,过氧化氢酶将酮酸氧化为比 原来少一个碳原子的脂肪酸
糖，这种碳架能转变为糖的氨基酸称为生糖氨基 酸
生酮氨基酸: 有些氨基酸不是转变为糖，而
是经过CoA转变为脂肪酸，称这种氨基酸为生酮 氨基酸
氨基酸生糖及生酮氨基酸的分类
类别 生糖氨基酸 生酮氨基酸 生糖兼生酮氨基酸
氨基酸
甘、丝、缬、精、半胱、脯、 羟脯、丙、组、谷、谷氨酰胺、 天冬、天冬酰胺、蛋 亮、赖
生化蛋白质降解和氨基酸的分解代谢讲课PPT
经胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶作用后 磷酸吡哆醛与酶蛋白是以牢固的共价键形式结合的。
生物化学中将具有一个碳原子的基团称为“一碳单位”或“一碳基团”。
的蛋白质，已变成短链的肽和部分游离氨基酸。 转氨基作用可以在氨基酸与酮酸之间普遍进行。
在这一反应中天冬氨酸的氨基已经转移而成为精氨酸的组分。 1、丙氨酸、苏氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、赖氨酸及色氨酸共10种氨基酸分解后形成乙酰CoA。 一、形成乙酰辅酶A的途径
天冬氨酸 α-酮戊二酸 草酰乙酸 谷氨酸 催化转氨基反应的酶称为转氨酶、或称氨基移换酶。
G这T种P、代A谢T缺P是陷例变属构于如抑分制子L剂疾—；病。谷氨酸的氨基在酶的催化下转移到丙酮酸上，谷氨酸变 成了α—酮戊二酸，而丙酮酸则变成丙氨酸。 4．亚甲基又称(甲叉基) —CH2—
有些氨基酸在神经系统活动中起着重要作用，它们本身都属于生物活性物质，此外，生物体在生命活动中还需要由氨基酸合成许多其 他生物分子来调节代谢及生命活动。 动物和高等植物的转氨酶一般只催化L—氨基酸和α—酮酸的转氨作用。 亚精胺和精胺的分子中，含有许多氨基，因此又统称多胺。 催化转氨基反应的酶称为转氨酶、或称氨基移换酶。 3．尿素循环有关酶的遗传缺欠症： 创伤性休克或炎症病变部位都有组胺释放。 迄今所发现的转氨酶都是以磷酸吡哆醛作为辅基。 (一)酪氨酸代谢与黑色素的形成：
有些细菌又以氨基酸作为唯一碳源，这类细菌则以氨基 酸的分解为主。
高等植物随着机体的不断增长而不断需要氨基酸，因 此合成过程胜于分解过程。
第二节 氨基酸的脱氨基作用
氨基酸失去氨基的作用称为脱氨基作用，是机体氨基酸分解代 谢的第一个步骤。
脱氨基作用有氧化脱氨基和非氧化脱氨基作用两类。氧化脱氨 基作用普遍存在于动植物中。动物的脱氨基作用主要在肝脏中进行。 非氧化脱氨基作用见于微生物中，但并不普遍。
生物化学中将具有一个碳原子的基团称为“一碳单位”或“一碳基团”。
的蛋白质，已变成短链的肽和部分游离氨基酸。 转氨基作用可以在氨基酸与酮酸之间普遍进行。
在这一反应中天冬氨酸的氨基已经转移而成为精氨酸的组分。 1、丙氨酸、苏氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、赖氨酸及色氨酸共10种氨基酸分解后形成乙酰CoA。 一、形成乙酰辅酶A的途径
天冬氨酸 α-酮戊二酸 草酰乙酸 谷氨酸 催化转氨基反应的酶称为转氨酶、或称氨基移换酶。
G这T种P、代A谢T缺P是陷例变属构于如抑分制子L剂疾—；病。谷氨酸的氨基在酶的催化下转移到丙酮酸上，谷氨酸变 成了α—酮戊二酸，而丙酮酸则变成丙氨酸。 4．亚甲基又称(甲叉基) —CH2—
有些氨基酸在神经系统活动中起着重要作用，它们本身都属于生物活性物质，此外，生物体在生命活动中还需要由氨基酸合成许多其 他生物分子来调节代谢及生命活动。 动物和高等植物的转氨酶一般只催化L—氨基酸和α—酮酸的转氨作用。 亚精胺和精胺的分子中，含有许多氨基，因此又统称多胺。 催化转氨基反应的酶称为转氨酶、或称氨基移换酶。 3．尿素循环有关酶的遗传缺欠症： 创伤性休克或炎症病变部位都有组胺释放。 迄今所发现的转氨酶都是以磷酸吡哆醛作为辅基。 (一)酪氨酸代谢与黑色素的形成：
有些细菌又以氨基酸作为唯一碳源，这类细菌则以氨基 酸的分解为主。
高等植物随着机体的不断增长而不断需要氨基酸，因 此合成过程胜于分解过程。
第二节 氨基酸的脱氨基作用
氨基酸失去氨基的作用称为脱氨基作用，是机体氨基酸分解代 谢的第一个步骤。
脱氨基作用有氧化脱氨基和非氧化脱氨基作用两类。氧化脱氨 基作用普遍存在于动植物中。动物的脱氨基作用主要在肝脏中进行。 非氧化脱氨基作用见于微生物中，但并不普遍。
基础生物化学
HA
H+ + A-
K平衡= [H+] * [A-]/[HA] pK平衡 = pH - lg{[A-]/[HA]} pH = pK平衡 + lg{[A-]/[HA]}
氨基酸的等电点的计算
R+
-H+ k1
R0
-H+ k2
R-
pH = pK1 + lg {[R0] / [R+]} pH = pK2 + lg {[R-] / [R0]}
• 酸性氨基酸：pI = (pK1 + pKR-COO- )/2
• 碱性氨基酸：pI = (pK2 + pKR-NH2 )/2
侧链可解离的氨基酸等电点计算举例： 记忆诀窍：氨基酸处于电荷为零时的环境pH
谷氨酸的解离
组氨酸的解离
谷氨酸，PI=(pK1 + pKR )/2 =3.22
组氨酸，PI=(pK2 + pKR )/2 =7.59
苯丙氨酸 (Phe, F)
酪氨酸 (Tyr, Y)
色氨酸 (Trp, W)
3种芳香族氨基酸的结构式
氨基酸的分类（3）
一般来讲，极性氨基酸大部分都是亲水 氨基酸，但甲硫氨酸是极性氨基酸而不 是亲水氨基酸
R基团对水分 子的亲和性
亲水氨基酸： 上述11种极性氨基酸 - 甲硫氨酸 + 酪氨酸 （11种） 疏水氨基酸（9种）
第二章 蛋白质化学
Protein Chemistry
蛋白质的生物学功能 蛋白质的元素组成 氨基酸 肽 蛋白质的结构 蛋白质的结构与功能的关系 蛋白质的性质 蛋白质的分类
第一节 蛋白质的生物学功能
生物化学蛋白质的三维结构(共44张PPT)
Side view
问题：羊毛衫等羊毛制品在热水中洗涤变长，经枯燥又收缩，而丝制品 经同样处理不收缩，请解释这两种现象。
【解】羊毛纤维多肽链的主要构件单位为连续α-螺旋圈，螺距为0.54nm，在加 热下纤维多肽伸展为 -折叠，相邻R基团之间的距离变为0.7nm，所以变长了； 枯燥后重新由 -折叠转化为α-螺旋，所以收缩了。丝制品是丝心蛋白，为 -折 叠的多肽链，其内含丝氨酸等包装紧密的侧链，比羊毛纤维多肽中的α-螺旋稳 定，所以洗涤枯燥构象根本不变。
假设干β折叠股反平行组合而成，两个β股之间通过一 个发夹链接起来。
六、超二级结构&结构域——结构域：
➢ “结构域〞是在二级结构或超二级结构的根底上形成三级结构的局部折叠区,是相对独立的 紧密球状实体。对那些较小的球状蛋白质分子或亚基来说,结构域和三级结构是一个意思,也 就是说这些蛋白质或亚基是单结构域的如红氧还蛋白等；较大的蛋白质分子或亚基其三级 结构一般含有两个以上的结构域，即多结构域的,其间以柔性的铰链〔hinge〕相连，以便相 对运动。
α-螺旋
肽链像螺旋一样盘曲上升，每3.6个氨基酸残 基螺旋上升一圈，每圈螺旋的高度为0.54nm， 每个氨基酸残基沿轴上升0.15nm，螺旋上升时， 每个残基沿轴旋转100º；
α-螺旋稳定性主要靠氢键来维 持，多肽主链上第n个残基的羰 基和第n+4个残基的酰氨基形成 氢键，环内原子数13，氢键的取 向几乎与轴平行；
肌钙蛋白的两个结构域。
③稳定蛋白质三维结构的作用力——疏水作用和二硫键
➢疏水作用〔hydrophobic interaction)：水介质中球状蛋白质的折叠总是倾向与把疏 水残基埋藏在分子的内部，这一现象称为疏水作用，它在稳定蛋白质的三维结构方面 占有突出地位。疏水作用其实并不是疏水基团之间有什么吸引力的缘故，而是疏水基 团或疏水侧链出自避开水的需要而被迫接近。
南开大学：生化课件02蛋白质化学
D/L标记法 标记法
甘油醛 D/L 分型为参考标准
球棍式
透视式
投影式
二、氨基酸的分类和结构
基团结构分： 依R基团结构分： 基团结构分 非极性氨基酸（ 非极性氨基酸（Nonpolar Amino Acids）9种 ） 种 极性，不带电荷氨基（Polar,Uncharged 极性，不带电荷氨基（ Amino Acids）6/7种 ） 种 酸性氨基酸 (-)（Acidic Amino Acids）2种 （ ） 种 碱性氨基酸 (+)（Basic Amino Acids）3种 （ ） 种
含非极性R基团的氨基酸 含非极性 基团的氨基酸
（甲硫氨酸） 甲硫氨酸）
含极性不带电荷R基团的氨基酸 含极性不带电荷 基团的氨基酸
含带负电荷（酸性） 基团的氨基酸 含带负电荷（酸性）R基团的氨基酸
含带正电荷（碱性） 基团的氨基酸 含带正电荷（碱性）R基团的氨基酸
4-羟脯氨酸 羟脯氨酸 3-甲基组氨酸 甲基组氨酸 5-羟赖氨酸 羟赖氨酸
ε—N-N-N-三甲基赖氨酸 三
甲状腺素
三、蛋白质 中修饰性氨 基酸
γ-羧基谷氨酸 羧基谷氨酸 α-氨基己二酸 氨基己二酸 氨基己二 焦谷氨酸
ε-N-甲基赖氨酸 甲基赖氨酸
磷酸丝氨酸 磷酸苏氨酸 磷酸丝氨酸 磷酸苏氨酸 磷酸酪氨酸 磷酸酪氨酸
N-甲基精氨酸 甲基精氨酸
N-乙酰 赖氨酸
四、非蛋白质氨基酸
[质子供体] 质子供体]
pK值 ：指某种解离基团有一半被解离时的 值。 值 指某种解离基团有一半被解离时的pH值
pK1
pK2
甘氨酸酸 碱滴定曲线
2.34
9.60
Gly等电点的计算 等电点的计算
生化第一章蛋白质的结构和功能
第一章，蛋白质的结构与功能本章要点一、蛋白质的元素组成：主要含有碳、氢、氧、氮、硫。
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％，蛋白质是体内的主要含氮物质。
1.蛋白质的动态功能：化学催化反应、免疫反应、血液凝固、物质代谢调控、基因表达调控和肌收缩等。
2.蛋白质的结构功能：提供结缔组织和骨的基质、形成组织形态等。
二、氨基酸1.人体内所有蛋白质都是以20种氨基酸为原料合成的多聚体，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
2.存在于自然界中的氨基酸有300余种，但被生物体直接用于合成蛋白质的仅有20种，且均属L-α-氨基酸（除甘氨酸外）。
3.体内也存在若干不参与蛋白质合成但具有重要作用的L-α-氨基酸，如参与合成尿素的鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸代琥珀酸。
4.20种氨基酸根据其侧链的结构和理化性质可分为5类：⑴非极性脂肪族氨基酸：侧链只有C、H原子。
⑶含芳香环的氨基酸：侧链中有了芳香环。
⑷酸性氨基酸：侧链中有了羧基。
芳香族氨基酸中苯基的疏水性较强，酚基和吲哚基在一定条件下可解离；酸性氨基酸的侧链都含有羧基；而碱性氨基酸的侧链分别含有氨基、胍基或咪唑基。
5.20种氨基酸具有共同或特异的理化性质：⑴氨基酸具有两性解离的性质。
①所有氨基酸都含有碱性的α-氨基和酸性的α-羧基，可在酸性溶液中与质子（H＋）结合呈带正电荷的阳离子（），也可在碱性溶液中与（OH-）结合，失去质子变成带负电荷的阴离子（）。
②氨基酸是一种两性电解质，具有两性解离的特性。
③在某一PH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的PH称为该氨基酸的等电点。
④取兼性离子两边的pK值的平均值，即为此氨基酸的pI值：pI=1/2（pK1+pK2）⑵含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质①含有共轭双键的色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm波长附近。
②由于大多数蛋白质含有酪氨酸和色氨酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值，是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。
生化第一章
第一章蛋白质的结构与功能——L.D.G一、蛋白质的基本组成单位和平均含氮量基本组成为氨基酸。
组成蛋白质的元素：主要有C、H、O、N和S。
有些蛋白质还含有少量的P、Fe、Cu、Mu、Zn、Se、I等。
各种蛋白质的含氮量很接近，平均16%二、氨基酸的理化性质。
①氨基酸具有两性解离的性质：等电点：在某一PH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。
此时溶液的PH值称为该氨基酸的等电点。
②含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质，测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。
③氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物，最大吸收峰在570nm处。
三、蛋白质的分子结构。
①蛋白质一级结构：在蛋白质分子中，从N-端至C-端的氨基酸排列顺序称为蛋白质的一级结构。
一级结构主要的化学键：肽键。
此外还有二硫键也属于一级结构的范畴。
②蛋白质的二级结构：是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构像。
维持力：氢键肽单元：参与肽键的6个原子Ca1、C、O、N、H、Ca2位于同一平面，Ca1和Ca2在平面上所处的位置为反式构建，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元。
a-螺旋：1、右手螺旋（顺时针），氨基酸侧链向外。
2、每3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距0.54nm3、每个肽键的N-H和N端方向第四个肽键的羰基氧形成氢键（隔三个氨基酸残基）4、氢键方向与螺旋长轴平行。
B-折叠的片层结构：肽键平面成近似平行但略呈锯齿状的空间结构。
两段以上肽链或一条肽链的两肽段平行或反向平行排布，以链间氢键相连所形成的结构称为B-片层或B-折叠层。
B-片层可分为顺向平行（肽键的走向相同，即N、C端的方向一致）和逆向平行（两肽段走向相反）结构。
B-折叠的片层结构特点：1、肽键片层比较舒展。
2、氢键方向与肽链长轴垂直。
3、氨基酸残基的侧链分布在片层上下方。
生理生化2第二章(1)蛋白质
第二章蛋白质蛋白质（Protein)是最基本的生命物质之一,是细胞中含量最丰富、功能最多的生物大分子。
它参与动物、植物、微生物的几乎所有生命结构和生命过程,它在细胞结构、生物催化、物质运输、运动、防御、调控以及记忆、识别等各个方面起着极其重要的作用。
恩格斯<<自然辨证法>>：生命是蛋白体存在的方式无论在什么地方，只要我们遇到生命，我们就会发现生命是和某种蛋白体相联系的;并且无论在什么地方,只要我们遇到不处于解体过程的蛋白体,我们也无例外地发现生命。
一、元素组成：蛋白质主要含有C、H、O、N，有的还含有S、P等，蛋白质元素组成与糖、脂不同的是含有N，而且大多数蛋白质含N量相当接近，约为15—17%，平均为16%，所以在任何生物样品中，每克N的存在大约表示该样品含有100/16=6.25g蛋白质(蛋白质指数）,因此,只要测定生物样品中的含N量,就能计算出蛋白质的大致含量。
例如测定100克面粉中含有2gN，说明100克面粉里含有2×6.25=13.25g蛋白质,面粉的蛋白质含量=13.5%。
三聚氰胺（英文名：Melamine），是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，重要的氮杂环有机化工原料。
简称三胺，俗称蜜胺、蛋白精，又叫2 ,4 ,6-三氨基-1,3,5-三嗪、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4,6-三氨基脲、三聚氰酰胺、氰脲三酰胺。
它是白色单斜晶体，几乎无味，微溶于水。
不溶於丙酮、醚类、对身体有害，不可用於食品加工或食品添加物。
然而，近日青海、甘肃、吉林等省再现三聚氰胺超标奶粉，超标500余倍。
很可能是对尚未完全销毁的“三鹿问题奶粉”进行加工、销售。
二、蛋白质是高分子物质结构复杂，分子量大，一般都在一万道尔顿（D）以上，蛋白质可被酸、碱和蛋白酶催化水解，使蛋白质分子断裂，分子量逐步变小，最后水解成AA。
L -和L 或 D -α－氨基酸的混合物完全水解酸或碱催化水解几种蛋白酶催化水解部分水解得到多肽片段L-α－氨基酸的混合物蛋白质酸水解：在体外加5—10倍20%Hcl水解蛋白质24hr，即可使蛋白质水解成AA（举例：猪毛制备AA，胱aa、赖aa、精aa等）碱水解：毛发蛋白6molNaOH溶液中煮沸6hr 水解成AA酶水解在生物体内，蛋白质主要是在蛋白酶的催化下分解的，在水解过程中由于水解方法和条件不同，可以得到不同程度的降解物。
生化实验 绪论及蛋白质沉淀变性反应(共38张PPT)
步骤
现象
取一支试管，加入3mL蛋白质氯 化钠溶液和等量的饱和硫酸铵溶 液，混匀，静置10分钟
过滤后，向滤液中加入硫酸铵粉 末，边加边用玻璃棒搅拌，直至 粉末不再溶解，直至饱和
静置，弃去上清液，取出部分清 蛋白，加少量蒸馏水
观察有无蛋白质 （球蛋白）的沉淀
观察有无沉淀（清 蛋白）析出
观察沉淀的再溶解
解释结论
• 实验报告分为以下几局部：
• 原理
• 实验步骤 • 结果与讨论 • 问答 • 实验成绩的评定： • 实验报告
• 平时操作、表现
姓名，班级，学号，课 室，实验时间、
实验教师
实验内容及安排 ( 72学时 )
1、绪论、蛋白质沉淀、变性反响
9月26-27
2、蛋白质浓度测定—考马斯亮蓝法
10月10-11
3、 阳离子交换树脂层析别离氨基酸
生物化学实验室规那么〔1〕
1、遵守纪律，不得无故迟到、早退、大声谈笑。 2、预习，熟悉实验目的、原理、步骤。 3、严格听从教师的指导，及时记录实验原始数据。 4、实验场所整洁、公用试剂用后放回原位，实验完毕，清洗实
验器皿、收拾台面，方可离开。 5、注意节约试剂，防止损坏仪器。使用贵重仪器时，严格遵守操
作规程，发现故障，立即报告教师，不得擅自检修。
生物化学实验室规那么〔2〕
6、乙醇、丙酮、乙醚等易燃品不能直接加热，远离火源操作及放置。 7、所有废液、废弃物等，均收集在指定容器内，不得倒在水槽内或
到处乱仍。强酸和强碱不能直接倒在水槽中，应先稀释，然后倒入 水槽，再用大量自来水冲洗水槽及下水道。 8、室内严禁吸烟！煤气、水管用完即关。
强碱：先用大量自来水冲洗，再用5%硼酸溶液或
的潜在危害，处理生物材料必需小心谨 1%硫酸铜，饱和硫酸铜溶液，0.
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目录
由2个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子 结构相同，称之为同二聚体(homodimer)，若亚基分子 结构不同，则称之为异二聚体(heterodimer)。
血红蛋白的 四级结构
目录
五、蛋白质的分类
根据蛋白质组成成分:
单纯蛋白质 结合蛋白质 = 蛋白质部分 + 非蛋白质部分
根据蛋白质形状:
纤连蛋白分子的结构域
目录
（三）分子伴侣参与蛋白质折叠
分子伴侣(chaperon)通过提供一个保护环境从而 加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构。 分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随 后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生， 使肽链正确折叠。 分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚 后，再诱导其正确折叠。 分子伴侣在蛋白质分子折叠过程中二硫键的正确 形成起了重要的作用。
C-端的氨基酸排列顺序。 主要的化学键: 肽键，有些蛋白质还包括二硫键。
目录
一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能 的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。
目录
二、多肽链的局部主链构象为蛋白质 二级结构
定义:
蛋白质分子中某一段肽链的局部空间
结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空
间位臵，并不涉及氨基酸残基侧链的构象 。
纤维状蛋白质
球状蛋白质
目录
六、蛋白质组学
（一）蛋白质组学基本概念
蛋白质组是指一种细胞或一种生物所表 达的全部蛋白质，即“一种基因组所表达的 全套蛋白质”。
目录
（二）蛋白质组学研究技术平台
蛋白质组学是高通量，高效率的研究: 双向电泳分离样品蛋白质 蛋白质点的定义
目录
GSH与GSSG间的转换 2GSH
GSH过氧 化物酶
H2O2
NADP+
GSH还原酶
2H2O
GSSG
NADPH+H+
目录
2.多肽类激素及神经肽
•
体内许多激素属寡肽或多肽
•
神经肽(neuropeptide)
目录
第二节 蛋白质的分子结构
The Molecular Structure of Protein
R CH COOH NH3+
+OHR CH COOR CH COO-
NH3+
+H+
NH2
pH<pI 阳离子
pH=pI 氨基酸的兼性离子
pH>pI 阴离子
目录
（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质
色氨酸、酪氨酸的 最大吸收峰在 280 nm 附近。 大多数蛋白质含有 这两种氨基酸残基，所 以测定蛋白质溶液 280nm的光吸收值是分 析溶液中蛋白质含量的 快速简便的方法。 芳香族氨基酸的紫外吸收
目录
蛋白质的生物学重要性 1. 蛋白质是生物体重要组成成分 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细 胞的各个部分都含有蛋白质。 含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，
占人体干重的45％，某些组织含量更高，例
如脾、肺及横纹肌等高达80％。
目录
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
作为生物催化剂（酶）
目录
（三）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物
氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝 紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。 由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正 比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。
目录
四、蛋白质是由许多氨基酸残基组成 的多肽链
（一）氨基酸通过肽键连接而形成肽 (peptide)
肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成 的化学键。
目录
蛋白质的分子结构包括:
一级结构(primary structure) 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure)
四级结构(quaternary structure)
高级 结构
目录
一、氨基酸的排列顺序决定蛋白质 的一级结构
定义:
蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N-端至
• •
钙结合蛋白中结合 钙离子的模体
锌指结构
目录
（六）氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响
蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。
一段肽链其氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋
或β-折叠，它就会出现相应的二级结构。
目录
三、在二级结构基础上多肽链进一步折叠 形成蛋白质三级结构
（一）三级结构是指整条肽链中全部氨基酸 残基的相对空间位置
目录
蛋白质元素组成的特点 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，
只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以 下公式推算出蛋白质的大致含量： 100克样品中蛋白质的含量 (g %) = 每克样品含氮克数× 6.25×100
1/16%
目录
一、组成人体蛋白质的20种氨基酸 均属于L--氨基酸
主要的化学键：氢键
目录
（一）参与肽键形成的6个原子在同一平面上
参与肽键的6个原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平 面，C1 和C2 在平面上所处的位臵为反式(trans)构型，此同 一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元 (peptide unit) 。
目录
（一）参与肽键形成的6个原子在同一平面上
代谢调节作用
免疫保护作用 物质的转运和存储 运动与支持作用 参与细胞间信息传递
3. 氧化供能
目录
第一节
蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
目录
组成蛋白质的元素 主要有C、H、O、N和 S。 有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、 锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。
存在自然界中的氨基酸有300余种，但 组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均 属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。
目录
COO
-
H CH3 R
H
C
+
NH3
甘氨酸 丙氨酸 L-氨基酸的通式
目录
二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质 进行分类
非极性脂肪族氨基酸 极性中性氨基酸
芳香族氨基酸
酸性氨基酸
定义:
整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位臵。 即肽链中所有原子在三维空间的排布位臵。
主要的化学键:
疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等。
目录
目录
• 肌红蛋白 (Mb)
C 端 N端
目录
（二）结构域是三级结构层次上的局部折叠区
分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧 密的区域，并各行其功能，称为结构域 (domain) 。
目录
-螺旋
目录
（三）-折叠使多肽链形成片层结构
目录
（四）-转角和无规卷曲在蛋白质分子中 普遍存在
-转角
无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部 分肽链结构。
目录
（五）模体是具有特殊功能的超二级结构
在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具 有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一
个有规则的二级结构组合，被称为超二级结构。
目录
O NH2-CH-C H
甘氨酸
+
OH
O NH-CH-C H
甘氨酸
H
OH
-HOH
O O NH2-CH-C-N-CH-C H HH OH
甘氨酰甘氨酸
目录
肽键
肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化 合物。 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基 酸缩合则形成三肽…… 由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽 (oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的肽 称多肽(polypeptide)。 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团 不全，被称为氨基酸残基(residue)。
第1章
蛋白质的结构与功能
Structure and Function of Protein
目录
什么是蛋白质?
蛋 白 质 (protein) 是 由 许 多 氨 基 酸 (amino acids)通过肽键(peptide bond)相连 形成的高分子含氮化合物。
目录
蛋白质研究的历史 1833年，从麦芽中分离淀粉酶；随后从胃液中 分离到类似胃蛋白酶的物质。
（亚氨基酸）
CH2 CH2 CH2
CHCOO NH2+
目录
半胱氨酸
-OOC-CH-CH
+NH 3
-SH + HS-CH2-CH-COO2
-HH
+NH 3
-OOC-CH-CH
+NH 3
-S S-CH2-CH-COO2
+NH
二硫键
3
•胱氨酸
目录
三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质
（一）氨基酸具有两性解离的性质
1864年，血红蛋白被分离并结晶。 19世纪末，证明蛋白质由氨基酸组成，并合成 了多种短肽。 20世纪初，发现蛋白质的二级结构；完成胰岛 素一级结构测定。
目录
20世纪中叶，各种蛋白质分析技术相继建立， 促进了蛋白质研究迅速发展；
1962年，确定了血红蛋白的四级结构。 20世纪90年代，功能基因组与蛋白质组研究地 展开。
目录
伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用
四、含有二条以上多肽链的蛋白质 具有四级结构
有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链， 每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白 质的亚基 (subunit)。 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接
由2个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子 结构相同，称之为同二聚体(homodimer)，若亚基分子 结构不同，则称之为异二聚体(heterodimer)。
血红蛋白的 四级结构
目录
五、蛋白质的分类
根据蛋白质组成成分:
单纯蛋白质 结合蛋白质 = 蛋白质部分 + 非蛋白质部分
根据蛋白质形状:
纤连蛋白分子的结构域
目录
（三）分子伴侣参与蛋白质折叠
分子伴侣(chaperon)通过提供一个保护环境从而 加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构。 分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随 后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生， 使肽链正确折叠。 分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚 后，再诱导其正确折叠。 分子伴侣在蛋白质分子折叠过程中二硫键的正确 形成起了重要的作用。
C-端的氨基酸排列顺序。 主要的化学键: 肽键，有些蛋白质还包括二硫键。
目录
一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能 的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。
目录
二、多肽链的局部主链构象为蛋白质 二级结构
定义:
蛋白质分子中某一段肽链的局部空间
结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空
间位臵，并不涉及氨基酸残基侧链的构象 。
纤维状蛋白质
球状蛋白质
目录
六、蛋白质组学
（一）蛋白质组学基本概念
蛋白质组是指一种细胞或一种生物所表 达的全部蛋白质，即“一种基因组所表达的 全套蛋白质”。
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（二）蛋白质组学研究技术平台
蛋白质组学是高通量，高效率的研究: 双向电泳分离样品蛋白质 蛋白质点的定义
目录
GSH与GSSG间的转换 2GSH
GSH过氧 化物酶
H2O2
NADP+
GSH还原酶
2H2O
GSSG
NADPH+H+
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2.多肽类激素及神经肽
•
体内许多激素属寡肽或多肽
•
神经肽(neuropeptide)
目录
第二节 蛋白质的分子结构
The Molecular Structure of Protein
R CH COOH NH3+
+OHR CH COOR CH COO-
NH3+
+H+
NH2
pH<pI 阳离子
pH=pI 氨基酸的兼性离子
pH>pI 阴离子
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（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质
色氨酸、酪氨酸的 最大吸收峰在 280 nm 附近。 大多数蛋白质含有 这两种氨基酸残基，所 以测定蛋白质溶液 280nm的光吸收值是分 析溶液中蛋白质含量的 快速简便的方法。 芳香族氨基酸的紫外吸收
目录
蛋白质的生物学重要性 1. 蛋白质是生物体重要组成成分 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细 胞的各个部分都含有蛋白质。 含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，
占人体干重的45％，某些组织含量更高，例
如脾、肺及横纹肌等高达80％。
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2. 蛋白质具有重要的生物学功能
作为生物催化剂（酶）
目录
（三）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物
氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝 紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。 由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正 比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。
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四、蛋白质是由许多氨基酸残基组成 的多肽链
（一）氨基酸通过肽键连接而形成肽 (peptide)
肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成 的化学键。
目录
蛋白质的分子结构包括:
一级结构(primary structure) 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure)
四级结构(quaternary structure)
高级 结构
目录
一、氨基酸的排列顺序决定蛋白质 的一级结构
定义:
蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N-端至
• •
钙结合蛋白中结合 钙离子的模体
锌指结构
目录
（六）氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响
蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。
一段肽链其氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋
或β-折叠，它就会出现相应的二级结构。
目录
三、在二级结构基础上多肽链进一步折叠 形成蛋白质三级结构
（一）三级结构是指整条肽链中全部氨基酸 残基的相对空间位置
目录
蛋白质元素组成的特点 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，
只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以 下公式推算出蛋白质的大致含量： 100克样品中蛋白质的含量 (g %) = 每克样品含氮克数× 6.25×100
1/16%
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一、组成人体蛋白质的20种氨基酸 均属于L--氨基酸
主要的化学键：氢键
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（一）参与肽键形成的6个原子在同一平面上
参与肽键的6个原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平 面，C1 和C2 在平面上所处的位臵为反式(trans)构型，此同 一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元 (peptide unit) 。
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（一）参与肽键形成的6个原子在同一平面上
代谢调节作用
免疫保护作用 物质的转运和存储 运动与支持作用 参与细胞间信息传递
3. 氧化供能
目录
第一节
蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
目录
组成蛋白质的元素 主要有C、H、O、N和 S。 有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、 锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。
存在自然界中的氨基酸有300余种，但 组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均 属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。
目录
COO
-
H CH3 R
H
C
+
NH3
甘氨酸 丙氨酸 L-氨基酸的通式
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二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质 进行分类
非极性脂肪族氨基酸 极性中性氨基酸
芳香族氨基酸
酸性氨基酸
定义:
整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位臵。 即肽链中所有原子在三维空间的排布位臵。
主要的化学键:
疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等。
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• 肌红蛋白 (Mb)
C 端 N端
目录
（二）结构域是三级结构层次上的局部折叠区
分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧 密的区域，并各行其功能，称为结构域 (domain) 。
目录
-螺旋
目录
（三）-折叠使多肽链形成片层结构
目录
（四）-转角和无规卷曲在蛋白质分子中 普遍存在
-转角
无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部 分肽链结构。
目录
（五）模体是具有特殊功能的超二级结构
在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具 有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一
个有规则的二级结构组合，被称为超二级结构。
目录
O NH2-CH-C H
甘氨酸
+
OH
O NH-CH-C H
甘氨酸
H
OH
-HOH
O O NH2-CH-C-N-CH-C H HH OH
甘氨酰甘氨酸
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肽键
肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化 合物。 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基 酸缩合则形成三肽…… 由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽 (oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的肽 称多肽(polypeptide)。 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团 不全，被称为氨基酸残基(residue)。
第1章
蛋白质的结构与功能
Structure and Function of Protein
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什么是蛋白质?
蛋 白 质 (protein) 是 由 许 多 氨 基 酸 (amino acids)通过肽键(peptide bond)相连 形成的高分子含氮化合物。
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蛋白质研究的历史 1833年，从麦芽中分离淀粉酶；随后从胃液中 分离到类似胃蛋白酶的物质。
（亚氨基酸）
CH2 CH2 CH2
CHCOO NH2+
目录
半胱氨酸
-OOC-CH-CH
+NH 3
-SH + HS-CH2-CH-COO2
-HH
+NH 3
-OOC-CH-CH
+NH 3
-S S-CH2-CH-COO2
+NH
二硫键
3
•胱氨酸
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三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质
（一）氨基酸具有两性解离的性质
1864年，血红蛋白被分离并结晶。 19世纪末，证明蛋白质由氨基酸组成，并合成 了多种短肽。 20世纪初，发现蛋白质的二级结构；完成胰岛 素一级结构测定。
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20世纪中叶，各种蛋白质分析技术相继建立， 促进了蛋白质研究迅速发展；
1962年，确定了血红蛋白的四级结构。 20世纪90年代，功能基因组与蛋白质组研究地 展开。
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伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用
四、含有二条以上多肽链的蛋白质 具有四级结构
有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链， 每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白 质的亚基 (subunit)。 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接