蛋白质化学—蛋白质的组成(生物化学课件)

天冬氨酸 （Asp,D）
谷氨酸 （Glu,E）
天冬酰胺 （Asn,N）
谷氨酰胺 （Gln,Q）
6.碱性氨基酸
项目一 蛋白质的组成
赖氨酸 （Lys,K）
精氨酸 （Arg,R）
杂环
组氨酸 （His,H）
7.杂环氨基酸
项目一 蛋白质的组成
脯氨酸 （Pro,P） 组氨酸 （His,H）
项目一 蛋白质的组成 8.芳香族氨基酸
由于大多数蛋白质都含有这些氨基酸残基，因此用紫外分 光光度法可测定蛋白质含量。
项目一 蛋白质的组成
Trp Tyr Phe的
摩 尔
紫外吸收光谱
吸 收
系
数
波长
项目一 蛋白质的组成 4.氨基酸与茚三酮反应
+
水合茚三酮(无色)
加热 (弱酸)
NH3
+ CO2
RCHO
还原性茚三酮
项目一 蛋白质的组成
+ 2NH3 +
项目一 蛋白质的组成
3.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％。
由于生物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，就可以推算出蛋白质的大致含量 .
样品中含氮量 = 样品中蛋白质含量×16%
样品中蛋白质的含量 = 样品中含氮量×6.25
项目一 蛋白质的组成
二、蛋白质的生物学意义
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％。
项目一 蛋白质的组成
2. 蛋白质的生物学功能：
➢ 作为生物催化剂（酶） ➢ 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
项目一 蛋白质的化学组成 1.牛核糖核酸酶的肽链
项目一 蛋白质的化学组成
2. 谷胱甘肽(GSH)
GSH是体内 重要的还原剂， 以保护机体免受 氧化剂的氧化而 遭破坏。
项目一 蛋白质的化学组成 GSH与GSSG间的转换
项目一 蛋白质的化学组成
三、多肽的生物学功能 1.多肽的特性
➢ 由氨基酸组成，种类十分庞大，不同多肽 的组成结构决定了其功能 ➢ 含量很微量, 却具有显著的生理活性 ➢ 具有调节功能的多肽的半衰期均很短
苯丙氨酸 （Phe,F）
酪氨酸 （Tyr,Y）
色氨酸 （Trp,W）
项目一 蛋白质的组成 三、氨基酸的性质 1.氨基酸的两性解离性质及等电点
R CH NH3+ COOH
pH< pI
净电荷为正
+ OH+ H+ (pK´1)
R CH NH3+ COO
pH = pI
净电荷=0
+ OH+ H+ (pK´2)
甘氨酸（Gly,G） 丙氨酸（Ala,A） 缬氨酸（Val,V）
项目一 蛋白质的组成
亮氨酸（Leu,L）
异亮氨酸（Ile,I）
项目一 蛋白质的组成 4.含羟基或硫脂肪族氨基酸
丝氨酸 （Ser,S）
苏氨酸 （Thr,T）
半胱氨酸 （Cys,C）
项目一 蛋白质的组成 甲硫氨酸 （Met,M）
项目一 蛋白质的组成 5.酸性氨基酸及酰胺
2.肽键呈反式结构
肽键
肽键中的O原子和H原子上下相反，两个C原子上下相反，
这样的构型最稳2.多肽的组成 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，由更多 的氨基酸相连形成的肽称多肽。
非蛋白质氨基酸：生物体内呈游离或结合态的氨基酸。
项目一 蛋白质的组成
2.氨基酸的分类
据R基团 化学结构
脂肪族ＡA（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性） 芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp) 杂环ＡＡ(His、Pro)
据R基 团极性
非极性R基团AA（８种）
极性R基团AA
不带电荷（７种） 带电荷：正电荷（３种）
还原性茚三酮
3H20 水合茚三酮
紫色化合物
项目一 蛋白质的组成 5.氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应（sanger反应）
+
DNFB
弱碱中
氨基酸
DNP-AA(黄色)
+ HF
项目一 蛋白质的组成 6.氨基酸与苯异硫氰酯（PITC）的反应（Edman反应）
PITC
+
弱碱中 (400 C)
(硝基甲烷 400 C) H+
项目一 蛋白质的化学组成 2.多肽的生物学作用
降血压
多
降胆固醇活性
肽
的
功
调节血糖平衡
能
作 用
抗氧化
调节免疫
项目一 蛋白质的组成
知识点一
蛋白质的元素组成
项目一 蛋白质的组成
一、蛋白质主要元素组成 1.蛋白质基本概念 蛋白质是生命的物质基础，是构成细胞的基本有机物，是生
命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白 质的基本组成单位。它是与生命及与各种形式的生命活动紧密 联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分 都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16%~20%。人体内蛋 白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按 不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。
（1）除甘氨酸外，所有天然α-氨基酸都有不对称碳原子 ，因此所有天然氨基酸都具有旋光性。
（2）参与蛋白质组成的20种氨基酸中色氨酸(Trp)、酪氨 酸(Tyr)和苯丙氨酸(Phe)的R基团中含有苯环共轭双键系统， 在紫外光区（220-300nm）显示特征的吸收谱带，最大光吸 收（max）分别为279、278、和259nm。
项目一 蛋白质的化学组成
二、生物体中常见的多肽 肽是生物细胞的活性物质，是机体完成各种复杂生理活动
必不可少的重要成分，生物体内已发现上百种肽物质。所有 细胞都能合成肽物质，其功能活动也受多肽的调节。
多肽链有两端： N 末端：多肽链中有游离α-氨基的一端 C 末端：多肽链中有游离α-羧基的一端
多肽链中 主链表示法：······N-Cα-C-N-Cα-C······， 侧链表示法：R基团。
项目一 蛋白质的组成 2.蛋白质的元素组成
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。
组成蛋白质的元素有：C、H、O、N、S 及 P、Fe、Cu、 Zn、Mo、I、Se 等微量元素。
蛋白质平均含N量为16％,这是凯氏定氮法测蛋白质 含量的理论依据： 蛋白质含量＝蛋白质含N量×6.25
苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA)
项目一 蛋白质的化学组成
知识点三
肽键及肽
项目一 蛋白质的化学组成
一、肽键的机构
肽是一种由若干个 氨基酸缩合聚合而成 的链状化合物，分子 中氨基酸的排列顺序 不同则构成不同的肽 。
链霉素抗菌肽分子模型
项目一 蛋白质的化学组成 一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基发生脱 水缩合形成的化学键叫肽键。
负电荷（２种）
项目一 蛋白质的组成
据营养 学分类
必需ＡＡ 非必需ＡＡ
人的必需氨基酸 Lys Trp Phe Val Met Leu
Ile Thr Arg、His
据氨基和 羧基数量
一氨基一羧基ＡＡ 二氨基一羧基ＡＡ(Lys、His、Arg) 一氨基二羧基ＡＡ(Glu、Asp)
项目一 蛋白质的组成 3.中性脂肪族氨基酸
项目一 蛋白质的组成
知识点二
氨基酸
项目一 蛋白质的组成 一、-氨基酸的组成及结构通式
项目一 蛋白质的组成 二、氨基酸的分类
1.氨基酸的存在形式 蛋白质氨基酸： 蛋白质中常见的20种氨基酸
稀有的蛋白质氨基酸：蛋白质组成中，除上述20种常见氨 基酸外，从少数蛋白质中还分离出一些稀有氨基酸，它们都是 相应常见氨基酸的衍生物。如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸等。
R CH NH2 COO
pH > pI
净电荷为负
项目一 蛋白质的组成
当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分 子上所带正负电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向 阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值即为该氨基酸的等 电点(isoelectric point，pI)。
项目一 蛋白质的组成
2.氨基酸光学性质
肽键
项目一 蛋白质的化学组成 由两个氨基酸以肽键相连的化合物称为“二肽”，由 多个氨基酸组成的肽则称为多肽，组成多肽的氨基酸单元 称为“氨基酸残基”，链接两个氨基酸的基团叫肽键。
肽键和肽链
项目一 蛋白质的化学组成
1.肽键具有部分双键的性质
肽键键长：0.132nm 正常双键键长：0.127nm 正常单键键长：0.147nm 单键可以自由转动，双键不能 转动，故肽键也不能自由转动。