蛋白质的性质和分类
蛋白质的理化性质和分类
• • • • •
3、蛋白质沉淀的方法: (1)盐析法 (2)有机溶剂沉淀法 (3)某些酸类沉淀法 (4)重金属盐沉淀法
(1)盐析法
• 定义:向蛋白质溶液中加入一定浓度的中 性盐,可破坏蛋白质表面的水化膜并中和 电荷,从而使蛋白质从溶液中析出的现象 称为盐析 • 一般用盐析法分离出来的蛋白质不变性, 故常用于天然蛋白质的分离 • 盐析时若将该溶液的PH调至该蛋白质的等 电点则效果更佳
二、蛋白质的分类
• (一)根据蛋白质形状 • 1.纤维状蛋白质 • 2.球状蛋白质
• (二)根据蛋白质组成成分 • 1.单纯蛋白质 • 根据来源及理化性质,可分为清蛋白、球 蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、精蛋白、组 蛋白、硬蛋白 • 2.结合蛋白质 = 蛋白质部分 + 非蛋白质部 分(辅基) • 根据辅基不同,结合蛋白可分为核蛋白、 糖蛋白、脂蛋白、色蛋白、磷蛋白、金属 蛋白
蛋白质的胶体性质
• 颗粒大小达1~100nm之间,属胶体。因此溶 于水,成为亲水胶体。 • 稳定亲水胶体的因素: 水化膜 表面电荷
不通透性:半透膜 透析原理:
透析
• 将蛋白质溶液(不纯)放入透析袋中,放 在流水中(纯水),让低分子杂质(如盐 类)透过半透膜扩散入水内,蛋白质则留 在袋中,质负离子结合成不溶 性的蛋白质盐而沉淀 • 此法常引起蛋白质变性 • 临床上可利用这性质抢救重金属盐中毒的 病人,如口服牛奶、蛋清等,然后把生成 的不溶性蛋白质盐排出体外
(三)凝固作用 加热使蛋白质变性并结成凝块,此凝块不在 溶于强酸和强碱中,这种现象称为蛋白质的 凝固作用。凝固其实是蛋白质变性后不可进 一步发展的不可逆的结果。
几种蛋白质的等电点
电泳
定义:溶液中带电粒子在电场中向电性相反 的电极移动的现象。
蛋白质总结(共6篇)
蛋白质总结(共6篇):蛋白质蛋白质知识点总结化学高中蛋白质知识网络图高中生物蛋白质知识点篇一:蛋白质总结第二章蛋白质蛋白质:由许多不同的α-氨基酸按一定的序列通过酰胺键(肽键)缩合而成的,具有较稳定构象和特定生物功能的生物大分子。
蛋白质存在于所有的生物细胞中,是构成生物体最基本的结构物质和功能物质。
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。
一、蛋白质的分类1、组成:单纯蛋白质;结合蛋白质2、形状:纤维状蛋白质:球状蛋白质;膜蛋白质3、功能:酶;调节蛋白;储存蛋白;转运蛋白;运动蛋白;防御蛋白与毒蛋白;受体蛋白;支架蛋白;结构蛋白;异常功能蛋白二、蛋白质的组成单位——氨基酸1、元素组成:C H O N S,蛋白质系数6.252、氨基酸组成:①氨基酸(amino acid):分子中既含氨基又含羧基的化合物,蛋白质中仅含有20(+2)种基本氨基酸。
②氨基酸的结构通式:α-氨基酸的结构通式(除脯氨酸外,均为α-氨基酸)3、氨基酸的光学活性和立体化学特性①α-氨基酸的α-碳是一个不对称原子(手性碳原子),α-氨基酸是光活性物质(甘氨酸除外)。
②除甘氨酸外,其它19种基本氨基酸至少有两种异构体;具有两个不对称碳原子的氨基酸(例如苏氨酸、异亮氨酸)可以有4种异构体;构成蛋白质的氨基酸(除脯氨酸和甘氨酸外)均为L型氨基酸;蛋白质用碱进行水解时,或用一般的有机合成方法合成氨基酸时,得到的氨基酸为D型氨基酸和L型氨基酸的混合物。
4、氨基酸的分类(20种基本氨基酸)①根据人体需要:必需氨基酸;版必需氨基酸;非必需氨基酸。
②根据R基团的化学结构:脂肪族氨基酸;芳香族氨基酸;杂环氨基酸。
③根据R基团的极性和带电性质:非极性氨基酸;极性氨基酸(不带电,带正电,带负电)。
④不常见的蛋白质氨基酸,非蛋白质氨基酸。
5、氨基酸的理化性质①1)一般物理性质;2)旋光性;3)紫外吸收光谱和荧光光谱②两性解离和等电点:1)两性解离;2)氨基酸的解离;3)等电点③氨基酸的化学性质:1)?-氨基参加的反应;2)?-羧基参加的反应;3)?-氨基和?-羧基共同参加的反应;4)侧链R基参加的反应6、氨基酸的生理功能三、肽1、肽:一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水所形成的化合物。
2第二章蛋白质
O2N
R
室温
F + H2N CH COOH
O2N
pH8~9
NO2
R HN CH COOH+ HF
NO2
DNFB
DNP - 氨基酸 此反应最初被Sanger 用于测定
肽链 N-端氨基酸种类和数目
第二节 蛋白质的构件组成单位-氨基酸
蛋白质的水解(了解)
根据蛋白质的水解程度,可分为完全水解和部分 水解两种情况: —完全水解或彻底水解,得到的水解产物是各种 氨基酸的混合物; —部分水解(不完全水解),得到的产物是各种 大小不等的肽段和氨基酸.
① 酸水解:常用6 mol/L的盐酸或4 mol/L的硫酸在105110℃条件下进行水解,反应时间约20小时。
极 性 中 性 氨 基 酸
带负电荷的氨基酸 带正电荷的氨基酸
练习题 1:下列含有两个羧基的氨基酸是: A.精氨酸 B.甘氨酸 D.色氨酸 E.谷氨酸
练习题 2:下列含有咪唑环的氨基酸是: A.精氨酸 B.组氨酸 D.色氨酸 E.谷氨酸 练习题 3:下列哪种氨基酸为亚氨基酸: A.精氨酸 B.脯氨酸 D.色氨酸 E.谷氨酸
1899 1901 1901 1901 1904 1922 1935
Morner Fischer Fischer Hopkins Erhlich Mueller McCoy et al
牛角 奶酪 奶酪 奶酪 纤维蛋白 奶酪 奶酪
氨基酸的名称与符号
alanine
丙氨酸
AlaLeabharlann Aarginine
精氨酸
Arg
练习题:测得某一蛋白质样品的氮含量为0.40g,此 样品约含蛋白质多少? A.2.00g B.2.50g C.6.40g D.3.00g
蛋白质的理化性质汇总
2011.08
电泳
定义:带电粒子在电场中向着与其电性相反的 电极移动的现象。
Pr分子在溶液中可带净的负电荷或带净的正电 荷,故可在电场中发生移动。
不同的蛋白质分子所带电荷量不同,且分子大 小也不同,故在电场中的泳动速度也不同,由此 可彼此分离。
2011.08
* 蛋白质的等电点( isoelectric point, pI) 当蛋白质溶液处于某一pH时,蛋白质解离成 正、负离子的趋势相等,即成为兼性离子,净电 荷为零,此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。
2011.08
NH
+ 3
Pr
COOH
O HH+
阳离子 pH<pI
pH<pI
NH
+ 3
Pr COO -
兼性离子
• 造成变性的因素 1)物理因素:高温、高压、脱水、射线等 2)化学因素:强酸、强碱、重金属盐、生 物碱试剂、尿素等
2011.08
变性后的表现:
❖生物活性丧失 ❖理化性质改变
溶解度降低 粘度增加 结晶能力消失 易被蛋白酶水解
2011.08
• 应用举例
① 利用变性:酒精消毒、高压灭菌 ② 防止变性:低温保存生物制品 ③ 取代变性:乳品解毒(用于急救重金
(四)蛋白质的变性
* 蛋白质的变性(denaturation)
• 概念
在某些物理和化学因素作用下,蛋白 质特定的空间构象被破坏,从而导致其理 化性质改变和生物活性的丧失。
2011.08
• 变性的本质 —— 破坏蛋白质空间结构(非共价键和二硫 键),不改变蛋白质的一级结构(肽键、 分子组成、分子量不变)。
食品化学第3章蛋白质
• 对于阴离子,它们对蛋白质结构稳定性影 响的大小程度为:F-<SO4-<Cl-<Br-<I<ClO4-<SCN- <Cl3CCOO-。 • 在高浓度时阴离子对蛋白质结构的影响比 阳离子更强 – 一般Cl- 、F- 、SO4-稳定蛋白质; – SCN- 、Cl3CCOO-是蛋白质去稳定剂。
• 导致蛋白质冻结变性的原因可能是: – 由于导致蛋白质的水合环境变化,破坏 了维持蛋白质构象的力 – 因为一些基团的水化层被破坏,基团之 间的相互作用引起蛋白质的聚集或亚基 重排; – 也可能是由于结冰后,剩余水中无机盐 浓度大大提高,这种高盐浓度导致蛋白 质变性。
(3)机械处理
• 有些机械处理如揉捏、搅打等,由于剪切 力的作用使蛋白质分子伸展,破坏了其中 的-螺旋,导致蛋白质变性。 • 剪切的速度越大,蛋白质变性程度越大
(2)盐类
• 碱土金属Ca2+、Mg2+离子可能是蛋白质 中的组成部分,对蛋白质构象起着重要作 用,所以除去会降低蛋白质分子对热、酶 等的稳定性。 • 例如,液化淀粉酶需要用Ca2+提高其稳定 性。
• 而对于一些重金属离子如Cu2+、Fe2+、 Hg2+、Pb2+、Ag+等,由于易与蛋白质分 子中的-SH 形成稳定的化合物,因而导致 蛋白质的变性。 • 二巯基丙醇为什么能治疗重金属中毒? • 此外由于Hg2+、Pb2+等还能够与组氨酸、 色氨酸残基等反应,它们也能导致蛋白质 的变性。
结合蛋白根据结合物不同分为六类
• 核蛋白类:与 核酸 结合。 • 糖蛋白类:与 糖类 结合。 • 脂蛋白类:与 脂类 结合。 • 色蛋白类:与 色素 结合。 • 磷蛋白类:与 磷酸 结合。 • 金属蛋白类:与 金属 结合。
蛋白质的性质分类及研究方法
(术语:推定/推测蛋白质 putative protein)
优点:快速、无需纯化蛋白质、基因易分离测序 缺点:无法确定经后加工的蛋白质的最终序列、
被修饰的氨基酸和二硫键的位置
二、直接测定法(9大步)
(一)测定蛋白质一级结构 (测序) 的策略
(1)测定蛋白质分子中多肽链的数目 (2)拆分蛋白质分子的多肽链 (3)断开多肽链内的二硫键 (4)分析每一多肽链的氨基酸组成 √ (5)鉴定多肽链的N-末端和C-末端残基 √ (6)裂解多肽链成较小的肽段(用2种或几种不
◆蛋白质在等电点时,易沉淀析出;同时,其粘 度、渗透压、膨胀性及导电能力均为最小。
二、蛋白质的胶体性质
◆蛋白质由于分子量很大,在水溶液中形成 1~100nm的颗粒,因而具有胶体溶液的特征;
◆可溶性蛋白质分子表面分布着大量极性氨基 酸残基,对水有很高的亲和性,通过水合作用在 颗粒外面形成一层水化层;
串联质谱技术; • 重建多肽链一级序列的重叠肽拼凑法 • 用于二硫桥定位的对角线电泳等。
第三节、蛋白质的分离、纯化和分析
一、蛋白质纯化的准备工作
准备工作要解决三个问题:
(一)明确纯化蛋白质的目的; (二)建立目标蛋白的测活方法; (三)选择富含目标蛋白的原材料。
二、蛋白质纯化的一般注意事项
1.操作尽可能在低温条件下进行。2.待纯化的材料不要太稀.3. 合适的PH。4.使用蛋白酶抑制剂,防止蛋白酶对目标的降解。 5.避免样品反复冷冻盒剧烈搅动,防止蛋白质变性。6.缓冲溶 液成分尽量模拟细胞内环境。7.加入防止蛋白质氧化及对目标 蛋白破坏的DTT和EDTA。8.使用灭菌溶液防止微生物生长。
(二)沉淀 根据不同蛋白质在特定条件下溶解性不同,而 对他们进行选择性沉降从而达到分离目的一 种粗纯化方法。它通常用于目的蛋白从大体 积的粗抽提物中游离出来。这种方法既能除 去许多杂质,又有浓缩之效。 方法包括:改变PH或改变离子强度(盐析)
第四章 蛋白质的性质、分类及研究方法
多肽序列分析实例
蛋白质研究方法
假定你发现一种新的蛋白质:蛋白质X 1. 如何得到这种蛋白质?
蛋白质的分离、纯化技术 2. 这种蛋白质的大小?
(SDS-PAGE) 3.它的pI是多少?
(等电聚焦) 4. 其他细胞或其他生物体内是否存在? (Western印迹) 5. 其一级结构如何?
`
• N末端:
• Sanger法(FDNB)
• C端:
肼解法
此法是多肽链C-端氨基酸分析法。多肽与肼在无水条件下加 热,C-端氨基酸即从肽链上解离出来,其余的氨基酸则变成 肼化物。肼化物能够与苯甲醛缩合成不溶于水的物质而与C-
端氨基酸分离。
RO H2N CH C
R n-1O
Rn O
HN CH C HN CH C OH
几种蛋白酶特异性的比较
蛋白质的各种 间接测定法。
先得到某一种蛋白质基因的核苷酸序列,然后根据通用的 遗传密码表间接推导出由其决定的氨基酸序列。(DNA测定 序列简单,无法确定最终加工后蛋白质序列、修饰后蛋白 质序列、二硫键信息)
蛋白质一级结构直接测定法的主要步骤
沉降系数S:
大分子沉降速度的量度,等于每单位离心场 的速度。 或S=v/ω^2‧r。s是沉降系数,ω是离心转子 的角速度(弧度/秒),r是到旋转中心的距 离,v是沉降速度。 沉降系数以每单位重力的沉降速度表示, (the velocity per unit force)并且生物大分 子通常为1~500×10^-13秒范围 如令1×10^-13=S 那么生物大分子沉降系数 通常为1~500S S=(p-m)V/f
第四章 蛋白质的性 质分类及研究方法
生化第3章_蛋白质_2
• 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
第三章 蛋白质化学 第1-2节
=
-C-C-C-N-C-N
N+
Aromatic Trp W
-C-OH -CN
Amino Acid Subway Map
Arg R Basic
Lys K
-C-C-C-C-NH3
+
Tyr Y
-C-
-C-CONH2
-C-C-CONH2
Asn N
Asp D
-C-COOH
Gln Q Amide
Glu E Acidic
(1) α- 氨基参加的反应
①与亚硝酸反应(范斯莱克法测定氨基酸氮的依据)
可用来进行氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。 室温下
NH2 R-CH-COOH + HNO2
OH R-CH-COOH + N2 + H2O
②氨基酸的甲醛滴定(用于氨基酸定量分析)
氨基酸不能直接用酸、碱滴定来进行定量测定。
元素组成特点:蛋白质的含氮量接近于16%。 蛋白质系数:1克氮所代表的蛋白质质量(克数)。即6.25。
蛋白质系数是凯氏定氮法测定蛋白质含量的基础。
粗蛋白含量 =样品含氮量 6.25
蛋白质含量 = 样品蛋白氮 6.25
元
素
C
50~55
H
6~8
O
20~23
N
15~18
百分比
有些还含有S/P/Fe/Cu/Zn/Mn等.
用纸电泳法分离氨基酸主要是根据氨基酸的极性不同。 下列氨基酸溶液除哪个外都能使偏振光发生旋转? A.丙氨酸 B.甘氨酸 C.亮氨酸 D.丝氨酸 在生理pH条件下。具有缓冲作用的氨基酸残基是 A.Tyr B.Trp C.His D.Lys 在生理条件下(pH6.0-7.0左右),蛋白质分子中的 ____侧链和__侧链几乎完全带正电荷,但是___侧链 则部分带正电荷具有缓冲能力。 必需氨基酸包括哪些?
蛋白质的全部理化性质及分类
蛋白质的全部理化性质及分类
(一)简单蛋白质
只含有氨基酸,没有其它成分. 1,清蛋白 血液中的血清清蛋白、鸡蛋中的卵清蛋白等。 2, 球蛋白 肌肉中的肌球蛋白以及免疫球蛋白. 3,组蛋白 染色体的结构蛋白, 碱性蛋白质。 4,硬蛋白 皮肤,毛发,指甲,起支持和保护作用, 如角蛋白,胶原蛋白等。
蛋白质的全部理化性质及分类
(一)、维持蛋白质胶体溶液稳定的因素
1.颗粒表面电荷:带有相同电荷,相 互排斥,不易聚集。
2.水化膜: -SH 巯基 、-CONH2 甲酰胺基等亲水性基
团,吸附水分子,在蛋白质分子表面形成 水化膜,分隔蛋白质颗粒,阻止其聚集而沉淀。
蛋白质的全部理化性质及分类
意义: ① 胶体系统有利于生命活动代谢反应
因此,蛋白质也是两性电解质。
蛋白质的全部理化性质及分类
蛋白质解离成阳离子
兼性离子
蛋白质解离成阴离子
蛋白质在不同PH下的解离
蛋白质的全部理化性质及分类
蛋白质的等电点( isoelectric point, pΙ)
当蛋白质溶液处于某一pH时,蛋白质解 离成正、负离子的趋势相等,即成为兼性离 子,净电荷为零,此时溶液的pH称为蛋白质 的等电点。
临床最常用
蛋白质的全部理化性质及分类
应用:
1、临床医学上,变性因素常被应用来消毒及灭菌。 2、此外, 防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制 剂(如疫苗等)的必要条件。
蛋白质的全部理化性质及分类
第四节
蛋白质的分类
The classification of protein
蛋白质的全部理化性质及分类
一、根据化学组成分类
第三节
蛋白质的理化性质
生物化学第2章 蛋白质
蛋白质的生物学意义
生命是蛋白质的存在形式,是重要的生物大分子; 蛋白质是生物功能的载体,每种细胞活性都依赖于一种 或几种特定的蛋白质;
蛋白质有极其重要的生物学意义(生物学功能):
蛋白质功能多样性 5-1(阅读)
蛋白质是生物功能的载体,每种细胞活性都依赖于一种
或几种特定的蛋白质;
蛋白质的生物学功能有以下几个方面: 内各种化学反应几乎都是在相应酶参与下进行的,催化 效率远大于合成的催化剂;
极移动,即处于等电兼性离子(极少数为中性分子)状
态,少数解离成阳离子和阴离子,但解离成阳离子和阴 离子的数目和趋势相等;
第2章
蛋白质
2.1 蛋白质的分类 2.2 蛋白质的组成单位—氨基酸
2.3 肽 2.4 蛋白质的结构
2.5 蛋白质结构与功能的关系 2.6 蛋白质的性质与分离、分析技术
2.1 蛋白质的分类
P17
蛋白质分类方法至少有4种:
1. 根据分子形状分类;
2. 根据分子组成分类 ;
3.根据功能分类;
2. 1. 1 根据分子形状分类
引起精氨酸脱氨,生成鸟氨酸和尿素 (色氨酸稳定);
3. 酶水解:
优点:不破坏氨基酸,不产生消旋作用。 缺点:使用一种酶常水解不彻底,需几种酶协同作用才 能使蛋白质完全水解;水解所需时间较长;
酶法主要用于部分水解; 常用的蛋白水解酶: 胰蛋白酶、糜(胰凝乳)蛋白酶、胃蛋白酶等;
这些酶的作用点见第6章(酶)表6-3 (P148) 。
泌一类胶质蛋白,能将贝壳牢固地粘在岩石或其他硬表
面上;
2. 2 蛋白质的组成单位--氨基酸
蛋白质
氨基酸的等电点是指在溶液中净电荷为零的pH值,用pI表示。由于-COOH离解大于-NH2的离解程度,故pI多偏酸性。在等电点时,溶解度最小,黏度最小,渗透压最小,导电能力最小。
等电点的应用:1)通过沉淀法分离氨基酸和蛋白质2)通过电泳法分离蛋白质。
五、氨基酸的化学反应
(1)与亚硝酸反应:
二十四、蛋白质乳化性质的测定方法:
1、乳化容量或乳化能力(EC):指乳浊液发生相转变之前,每克蛋白质能够乳化油的体积(mL)。
评价方法:水溶性蛋白质(WSP);水可分散蛋白质(WDP)
蛋白质分散性指标(PDI);氮溶解性指标(NSI)
十五、影响蛋白质溶解度的因素
A、pH B、离子强度
C、温度
0~40℃,温度↑,溶解度↑;>40℃ ,温度↑,溶解度↓
一些高疏水性蛋白质像β-酪蛋白和一些谷类蛋白质的溶解度却和温度呈负相关。
D、有机试剂
3、按来源分类
1)植物蛋白2)动物蛋白3)微生物蛋白:如酵母
三、氨基酸的分类:已发现的氨基酸有175种,常见的有22种,必需氨基酸有8种,对婴儿有10种。
根据R基团的不同可将氨基酸分为4类:
(1)非极性(疏水性)侧链的氨基酸
(2)极性而不带电荷侧链的氨基酸
(3)在pH7中带正电荷的碱性氨基酸
(4)在pH7中带负电荷的酸性氨基酸
3结构性质:即蛋白质相互作用表现的有关特性,如产生弹性、沉淀、胶凝作用及形成蛋白面团和纤维时起作用的那些性质。
4感官性质:颜色、气味、口味、适口性、咀嚼度、爽滑度、浑浊度等。
十二、蛋白质的水合性质
1.蛋白质与水相互作用:通过蛋白质的肽键和氨基酸侧链与水分子之间相互作用,包括氢键、疏水相互作用(水分子的饱和)、离子相互作用等。
第4章蛋白质的化学第五节 蛋白质的理化性质
食品生物化学
二、蛋白质的两性解离和等电点
蛋白质和氨基酸一样,既能和酸作用又能和碱作用,是两 性 电 解 质 。 分 子 中 , 除 氨 基 末 端 的 α-NH2 和 羧 基 末 端 的 αCOOH,肽链内多种氨基酸残基的R侧链还有许多可离子化基 团,如-NH3、-COOH、-OH等。在一定的pH条件下,这 些基团解离而使蛋白质分子带电荷。其解离过程和带电状态取 决于溶液的pH。当某一pH条件时,蛋白质解离成阳、阴离子 的数量相等,净电荷为零,此时溶液的pH称为蛋白质等电点。 等电点时蛋白质以兼性离子状态存在。
NH2 P
COO-
蛋白质的阴离子
三、蛋白质的溶解性
蛋白质在低盐溶液中溶解度较大,在高盐溶液中溶解度下 降。前者称为盐溶,后者称为盐析。当盐溶液较低时,蛋白质 颗粒上吸附盐离子,使蛋白质颗粒带有同种电荷而相互排斥, 并加强与水分子的作用,溶解度增加。
食品生物化学
在高盐溶液中,盐不仅与水的亲合性很强,而且又是强电 解质。一方面从蛋白质中夺取水分,破坏蛋白质表面的水膜; 另一方面,由于盐离子浓度比较高,可以大量中和蛋白质颗粒 上的电荷,破坏了蛋白质胶体的稳定性,出现沉淀。
食品生物化学
第四章 蛋白质的化学
• 第一节 概述 • 第二节 蛋白质的化学组成 • 第三节 氨基酸的化学 • 第四节 蛋白质的结构 • 第五节 蛋白质的理化性质 • 第六节 蛋白质的分类 • 第七节 食物中的蛋白质 • 第八节 食品加工储藏对蛋白质的影响
食品生物化学
学习目标
1.掌握常见氨基酸的种类、结构/重要的性质以及常见氨 基酸名称和符号。
食品生物化学
五、蛋白质的呈色反应
1.双缩脲反应 尿素在加热时,两分子尿素缩合生成双缩脲并放出一分子 氨。双缩脲在碱性溶液中能与硫酸铜反应产生紫红色络合物。 蛋白质分子中含有许多与双缩脲结构相似的肽键,因此蛋白质 分子与碱性铜溶液中的铜离子形成紫红色络合物的反应,称为 双缩脲反应。碱性铜溶液称为双缩脲试剂。该反应可用于蛋白 质和多肽的定性、定量测定,也可用于蛋白质水解程度的测定。
生物化学第二章 蛋白质
蛋白质
目 录
一、蛋白质的种类、含量与分类 二、氨基酸 三、肽 四、蛋白质的结构 五、蛋白质的性质 六、食物中的蛋白质 七、蛋白质的分离与纯化
一、蛋白质的化学组成与分类
主要组成元素:C、H、O、N、S 及 P、Fe、 Cu、Zn、Mo、I、Se 等微量元素。 百分数约为:碳占50~55%,氢占6~8%, 氧占20~30%,氮占15~18%及硫占0~4%。 大多数蛋白质所含氮素约为16%,因该元素容 易用凯氏(Kjeldahl)定氮法进行测定。 故蛋白质的含量可由氮的含量乘以 6.25(100/16)计算出来: 即:蛋白质含量=6.25×样品含氮量
aa向正极移动 aa向负极移动 aa不移动
pI的测定:
酸碱滴定法; 基于aa所带基团 均可解离; 得到弱酸弱碱曲 线; 根据aa上可解离 基团的pK值计算 等电点: pK:解离常数。 以甘氨酸为例:
由此可知:
在生理pH内,aa 的羧基和氨基全部解离; 具有这种性质的物质称两性电解质; 带有相反基团的分子叫两性离子; 滴定中Gly的阳离子(R+)、阴离子(R-) 和两性离子(R°)的比例随pH而变; 当溶液中只有两性离子时, pH = pI
蛋白质氨基酸
蛋白质中存在的20种氨基酸,除脯氨酸外,在其 α -碳原子上都有一个自由的羧基及一个自由的氨基; 由于脯基酸的α -氨基被取代,它实际上是一种α -亚 氨基酸。此外,每种氨基酸都有一个特殊的R基团。
生物体内常见氨基酸的分类:
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。 非蛋白质氨基酸:生物体内呈游离或结合态的氨 基酸。
蛋白质的理化性质
三级结构是指整条肽链的折叠 和盘绕方式,形成具有特定空 间构象的完整蛋白质分子。
蛋白质的高级结构决定了其生 物学活性和功能,是蛋白质发
挥生物学功能的基础。
Байду номын сангаас2
蛋白质的理化性质
溶解性
蛋白质的溶解性主要取决于其氨基酸组成和分子结构。一些氨基酸如极性氨基酸可以增加蛋白质的水溶性,而疏水性氨基酸 则会使蛋白质更难溶于水。此外,蛋白质的溶解度还受到pH值、离子强度和温度等因素的影响。
蛋白质的溶解度对其功能性质有重要影响,如形成凝胶、乳化和稳定性等。在食品加工过程中,蛋白质的溶解度决定了其在 不同条件下的行为和功能表现。
黏度
蛋白质的黏度主要取决于其分子大小、形状和浓度。蛋白质 分子在溶液中会形成网状结构,从而产生黏度。此外,蛋白 质的黏度还受到温度、pH值和离子强度等因素的影响。
03
蛋白质的分类
按功能分类
结构蛋白
主要参与细胞和组织的结构组 成,如胶原蛋白和角蛋白。
酶蛋白
具有催化生物化学反应的功能 ,如羧基酶和脱氢酶。
运输蛋白
负责运输分子和离子,如血红 蛋白和转运蛋白。
免疫蛋白
参与免疫应答,如抗体和免疫 球蛋白。
按分子量分类
低分子量蛋白质
相对分子质量较小,通常在 10,000-50,000之间,如肌红蛋 白和细胞色素C。
酶的活性受温度、pH值、激活 剂和抑制剂等多种因素影响,需 要在适宜的条件下才能发挥最佳
效果。
酶在生物体内发挥着广泛的作用, 如消化、代谢、免疫等,对于生 物的生长、发育和繁殖至关重要。
激素活性
激素活性是指蛋白质在生物体 内作为激素的能力,能够调节 生物体的代谢、生长和发育等
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蛋白质凭借游离的氨基和羧基而具有两性特征,在等电点易生成沉淀。
不同的蛋白质等电点不同,该特性常用作蛋白质的分离提纯。
生成的沉淀按其有机结构和化学性质,通过pH的细微变化可复溶。
蛋白质的两性特征使其成为很好的缓冲剂,并且由于其分子量大和离解度低,在维持蛋白质溶液形成的渗透压中也起着重要作用。
这种缓冲和渗透作用对于维持内环境的稳定和平衡具有非常重要的意义。
在紫外线照射、加热煮沸以及用强酸、强碱、重金属盐或有机溶剂处理蛋白质时,可使其若干理化和生物学性质发生改变,这种现象称为蛋白质的变性。
酶的灭活,食物蛋白经烹调加工有助于消化等,就是利用了这一特性。
(二)蛋白质的分类简单的化学方法难于区分数量庞杂、特性各异的这类大分子化合物。
通常按照其结构、形态和物理特性进行分类。
不同分类间往往也有交错重迭的情况。
一般可分为纤维蛋白、球状蛋白和结合蛋白三大类。
1.纤维蛋白包括胶原蛋白、弹性蛋白和角蛋白。
(1) 胶原蛋白胶原蛋白是软骨和结缔组织的主要蛋白质,一般占哺乳动物体蛋白总量的30%左右。
胶原蛋白不溶于水,对动物消化酶有抗性,但在水或稀酸、稀碱中煮沸,易变成可溶的、易消化的白明胶。
胶原蛋白含有大量的羟脯氨酸和少量羟赖氨酸,缺乏半胱氨酸、胱氨酸和色氨酸。
(2) 弹性蛋白弹性蛋白是弹性组织,如腱和动脉的蛋白质。
弹性蛋白不能转变成白明胶。
(3) 角蛋白角蛋白是羽毛、毛发、爪、喙、蹄、角以及脑灰质、脊髓和视网膜神经的蛋白质。
它们不易溶解和消化,含较多的胱氨酸(14-15%)。
粉碎的羽毛和猪毛,在15-20磅蒸气压力下加热处理一小时,其消化率可提高到70-80%,胱氨酸含量则减少5-6%。
2.球状蛋白(1) 清蛋白主要有卵清蛋白、血清清蛋白、豆清蛋白、乳清蛋白等,溶于水,加热凝固。
(2) 球蛋白球蛋白可用5-10%的NaCl溶液从动、植物组织中提取;其不溶或微溶于水,可溶于中性盐的稀溶液中,加热凝固。
血清球蛋白、血浆纤维蛋白原、肌浆蛋白、豌豆的豆球蛋白等都属于此类蛋白。
(3) 谷蛋白麦谷蛋白、玉米谷蛋白、大米的米精蛋白属此类蛋白。
不溶于水或中性溶液,而溶于稀酸或稀碱。
(4) 醇溶蛋白玉米醇溶蛋白、小麦和黑麦的麦醇溶蛋白、大麦的大麦醇溶蛋白属此类蛋白。
不溶于水、无水乙醇或中性溶液,而溶于70-80%的乙醇。
(5) 组蛋白属碱性蛋白,溶于水。
组蛋白含碱性氨基酸特别多。
大多数组蛋白在活细胞中与核酸结合,如血红蛋白的珠蛋白和鲭鱼精子中的鲭组蛋白。
(6) 鱼精蛋白鱼精蛋白是低分子蛋白,含碱性氨基酸多,溶于水。
例如鲑鱼精子中的鲑精蛋白、鲟鱼的鲟精蛋白、鲱鱼的鲱精蛋白等。
鱼精蛋白在鱼的精子细胞中与核酸结合。
球蛋白比纤维蛋白易于消化,从营养学的角度看,氨基酸含量和比例也较纤维蛋白更理想。
3. 结合蛋白结合蛋白是蛋白部分再结合一个非氨基酸的基团(辅基)。
如核蛋白(脱氧核糖核蛋白、核糖体),磷蛋白(酪蛋白、胃蛋白酶),金属蛋白(细胞色素氧化酶、铜蓝蛋白、黄嘌呤氧化酶),脂蛋白(卵黄球蛋白、血中β1-脂蛋白),色蛋白(血红蛋白、细胞色素C、黄素蛋白、视网膜中与视紫质结合的水溶性蛋白)及糖蛋白(γ球蛋白、半乳糖蛋白、甘露糖蛋白、氨基糖蛋白)。
蛋白质凭借游离的氨基和羧基而具有两性特征,在等电点易生成沉淀。
不同的蛋白质等电点不同,该特性常用作蛋白质的分离提纯。
生成的沉淀按其有机结构和化学性质,通过pH的细微变化可复溶。
蛋白质的两性特征使其成为很好的缓冲剂,并且由于其分子量大和离解度低,在维持蛋白质溶液形成的渗透压中也起着重要作用。
这种缓冲和渗透作用对于维持内环境的稳定和平衡具有非常重要的意义。
在紫外线照射、加热煮沸以及用强酸、强碱、重金属盐或有机溶剂处理蛋白质时,可使其若干理化和生物学性质发生改变,这种现象称为蛋白质的变性。
酶的灭活,食物蛋白经烹调加工有助于消化等,就是利用了这一特性。
(二)蛋白质的分类简单的化学方法难于区分数量庞杂、特性各异的这类大分子化合物。
通常按照其结构、形态和物理特性进行分类。
不同分类间往往也有交错重迭的情况。
一般可分为纤维蛋白、球状蛋白和结合蛋白三大类。
1.纤维蛋白包括胶原蛋白、弹性蛋白和角蛋白。
(1) 胶原蛋白胶原蛋白是软骨和结缔组织的主要蛋白质,一般占哺乳动物体蛋白总量的30%左右。
胶原蛋白不溶于水,对动物消化酶有抗性,但在水或稀酸、稀碱中煮沸,易变成可溶的、易消化的白明胶。
胶原蛋白含有大量的羟脯氨酸和少量羟赖氨酸,缺乏半胱氨酸、胱氨酸和色氨酸。
(2) 弹性蛋白弹性蛋白是弹性组织,如腱和动脉的蛋白质。
弹性蛋白不能转变成白明胶。
(3) 角蛋白角蛋白是羽毛、毛发、爪、喙、蹄、角以及脑灰质、脊髓和视网膜神经的蛋白质。
它们不易溶解和消化,含较多的胱氨酸(14-15%)。
粉碎的羽毛和猪毛,在15-20磅蒸气压力下加热处理一小时,其消化率可提高到70-80%,胱氨酸含量则减少5-6%。
2.球状蛋白(1) 清蛋白主要有卵清蛋白、血清清蛋白、豆清蛋白、乳清蛋白等,溶于水,加热凝固。
(2) 球蛋白球蛋白可用5-10%的NaCl溶液从动、植物组织中提取;其不溶或微溶于水,可溶于中性盐的稀溶液中,加热凝固。
血清球蛋白、血浆纤维蛋白原、肌浆蛋白、豌豆的豆球蛋白等都属于此类蛋白。
(3) 谷蛋白麦谷蛋白、玉米谷蛋白、大米的米精蛋白属此类蛋白。
不溶于水或中性溶液,而溶于稀酸或稀碱。
(4) 醇溶蛋白玉米醇溶蛋白、小麦和黑麦的麦醇溶蛋白、大麦的大麦醇溶蛋白属此类蛋白。
不溶于水、无水乙醇或中性溶液,而溶于70-80%的乙醇。
(5) 组蛋白属碱性蛋白,溶于水。
组蛋白含碱性氨基酸特别多。
大多数组蛋白在活细胞中与核酸结合,如血红蛋白的珠蛋白和鲭鱼精子中的鲭组蛋白。
(6) 鱼精蛋白鱼精蛋白是低分子蛋白,含碱性氨基酸多,溶于水。
例如鲑鱼精子中的鲑精蛋白、鲟鱼的鲟精蛋白、鲱鱼的鲱精蛋白等。
鱼精蛋白在鱼的精子细胞中与核酸结合。
球蛋白比纤维蛋白易于消化,从营养学的角度看,氨基酸含量和比例也较纤维蛋白更理想。
3. 结合蛋白结合蛋白是蛋白部分再结合一个非氨基酸的基团(辅基)。
如核蛋白(脱氧核糖核蛋白、核糖体),磷蛋白(酪蛋白、胃蛋白酶),金属蛋白(细胞色素氧化酶、铜蓝蛋白、黄嘌呤氧化酶),脂蛋白(卵黄球蛋白、血中β1-脂蛋白),色蛋白(血红蛋白、细胞色素C、黄素蛋白、视网膜中与视紫质结合的水溶性蛋白)及糖蛋白(γ球蛋白、半乳糖蛋白、甘露糖蛋白、氨基糖蛋白)。
蛋白质凭借游离的氨基和羧基而具有两性特征,在等电点易生成沉淀。
不同的蛋白质等电点不同,该特性常用作蛋白质的分离提纯。
生成的沉淀按其有机结构和化学性质,通过pH的细微变化可复溶。
蛋白质的两性特征使其成为很好的缓冲剂,并且由于其分子量大和离解度低,在维持蛋白质溶液形成的渗透压中也起着重要作用。
这种缓冲和渗透作用对于维持内环境的稳定和平衡具有非常重要的意义。
在紫外线照射、加热煮沸以及用强酸、强碱、重金属盐或有机溶剂处理蛋白质时,可使其若干理化和生物学性质发生改变,这种现象称为蛋白质的变性。
酶的灭活,食物蛋白经烹调加工有助于消化等,就是利用了这一特性。
(二)蛋白质的分类简单的化学方法难于区分数量庞杂、特性各异的这类大分子化合物。
通常按照其结构、形态和物理特性进行分类。
不同分类间往往也有交错重迭的情况。
一般可分为纤维蛋白、球状蛋白和结合蛋白三大类。
1.纤维蛋白包括胶原蛋白、弹性蛋白和角蛋白。
(1) 胶原蛋白胶原蛋白是软骨和结缔组织的主要蛋白质,一般占哺乳动物体蛋白总量的30%左右。
胶原蛋白不溶于水,对动物消化酶有抗性,但在水或稀酸、稀碱中煮沸,易变成可溶的、易消化的白明胶。
胶原蛋白含有大量的羟脯氨酸和少量羟赖氨酸,缺乏半胱氨酸、胱氨酸和色氨酸。
(2) 弹性蛋白弹性蛋白是弹性组织,如腱和动脉的蛋白质。
弹性蛋白不能转变成白明胶。
(3) 角蛋白角蛋白是羽毛、毛发、爪、喙、蹄、角以及脑灰质、脊髓和视网膜神经的蛋白质。
它们不易溶解和消化,含较多的胱氨酸(14-15%)。
粉碎的羽毛和猪毛,在15-20磅蒸气压力下加热处理一小时,其消化率可提高到70-80%,胱氨酸含量则减少5-6%。
2.球状蛋白(1) 清蛋白主要有卵清蛋白、血清清蛋白、豆清蛋白、乳清蛋白等,溶于水,加热凝固。
(2) 球蛋白球蛋白可用5-10%的NaCl溶液从动、植物组织中提取;其不溶或微溶于水,可溶于中性盐的稀溶液中,加热凝固。
血清球蛋白、血浆纤维蛋白原、肌浆蛋白、豌豆的豆球蛋白等都属于此类蛋白。
(3) 谷蛋白麦谷蛋白、玉米谷蛋白、大米的米精蛋白属此类蛋白。
不溶于水或中性溶液,而溶于稀酸或稀碱。
(4) 醇溶蛋白玉米醇溶蛋白、小麦和黑麦的麦醇溶蛋白、大麦的大麦醇溶蛋白属此类蛋白。
不溶于水、无水乙醇或中性溶液,而溶于70-80%的乙醇。
(5) 组蛋白属碱性蛋白,溶于水。
组蛋白含碱性氨基酸特别多。
大多数组蛋白在活细胞中与核酸结合,如血红蛋白的珠蛋白和鲭鱼精子中的鲭组蛋白。
(6) 鱼精蛋白鱼精蛋白是低分子蛋白,含碱性氨基酸多,溶于水。
例如鲑鱼精子中的鲑精蛋白、鲟鱼的鲟精蛋白、鲱鱼的鲱精蛋白等。
鱼精蛋白在鱼的精子细胞中与核酸结合。
球蛋白比纤维蛋白易于消化,从营养学的角度看,氨基酸含量和比例也较纤维蛋白更理想。
3. 结合蛋白结合蛋白是蛋白部分再结合一个非氨基酸的基团(辅基)。
如核蛋白(脱氧核糖核蛋白、核糖体),磷蛋白(酪蛋白、胃蛋白酶),金属蛋白(细胞色素氧化酶、铜蓝蛋白、黄嘌呤氧化酶),脂蛋白(卵黄球蛋白、血中β1-脂蛋白),色蛋白(血红蛋白、细胞色素C、黄素蛋白、视网膜中与视紫质结合的水溶性蛋白)及糖蛋白(γ球蛋白、半乳糖蛋白、甘露糖蛋白、氨基糖蛋白)。