第三章 蛋白质化学

二、蛋白质的功能概述
蛋白质的功能多样，主要概括如下： 1. 生物催化作用 2. 生物体的结构支撑作用 3. 肌肉收缩作用 4. 运载作用 5. 氨基酸的贮藏作用 6. 免疫作用 7. 激素作用 8. 对核酸的调控作用
此外，蛋白质还参与生长分化、血液凝固、细胞膜 通透、信号传递、肿瘤的形成与抑制、动物的记忆等生 命活动。随着研究的不断深入，蛋白质还可能有更多的 功能将被逐渐揭示出来。
Glu+
Glu±
Glu-
Glu2–
Glu的等电点为Glu± ，因此：
pI =（PK1+PK2）／2
pI=（２.１９＋４.２５） ／２ =３.２２
③碱性氨基酸的等电点（以Lys为例）：
COOH
COO-
CH-NH3+ K1 CH-NH3+
OH-
(CH2)4 NH3+
H+ (CH2)4 NH3
COOK2 CH-NH2
黄色
近年来，广泛使用5-二甲基萘磺酰氯代替DNFB来进行测定：
R H2-CH-COOH+
CH3 CH3 N
PH9.7 40OC
CH3 CH3 N
OSO Cl
5-二甲基萘磺酰氯 （DNS-Cl）
OSO HN-CH-COOH
R DNS-氨基酸 （具强烈的荧光）
（3）Edman反应—“多肽顺序自动分析仪”的基础 苯异硫氰酸酯--PITC 苯乙内酰硫脲衍生物（PTH-氨基酸），无色，可以用层析法
② 一氨基二羧基
③ 二氨基一羧基
（2）芳香族氨基酸
（3）杂环氨基酸
2、按照氨基酸侧链的化学性质不同分类
极性不带电荷：Ser、Thr、Asn、 Gln、 Tyr、Cys
极性氨基酸 极性带正电荷：His、Lys、Arg
极性带负电荷：Asp、Glu
非极性氨基酸：在维持蛋白质的三维结构中起着 重要作用
[H ＋]
因为 -lg[H ＋] =PH
-lgk1=PK1 ，-lgK2=pK2
所以
2 PH=PK1+PK2
令pI为等电点时的PH，则： pI=（PK1+PK2）／2
H
Gly－
②酸性氨基酸的等电点（以Glu为例）：
COOH
Байду номын сангаасCOO-
COO-
COO-
CH-NH3+ K1 CH-NH3+ K2 CH-NH3+ K3 CH-NH2 (CH2)2 OH-(CH2)2 OH-(CH2)2 OH- (CH2)2 COOH H+ COOH H+ COO H+ COO
第三章 蛋白质化学
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
蛋白质概述* 蛋白质的化学组成* 蛋白质的结构* 蛋白质的结构与功能的关系* 蛋白质的性质* 蛋白质的分离、纯化与纯度鉴定* 氨基酸的制备、纯化及鉴定*
第一节 蛋白质概述
一、蛋白质的普遍存在
蛋白质是普遍存在于生物体内的一类重要的生物大 分子。从病毒、单细胞生物到多细胞生物直至高等动植 物，蛋白质无处不在。
病毒一般内部为核酸，其外壳几乎完全由蛋白质构 成；朊病毒甚至全部为蛋白质。细胞的膜蛋白、细菌的 鞭毛、细菌的纤毛或毒素含有大量蛋白质。植物种子中 含有大量的醇溶谷蛋白，如玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白。 动物的蛋白质种类更是不胜枚举，如溶于水及稀酸的鱼 精蛋白、组蛋白；消化道及内分泌腺体分泌的酶；血液 中起运输作用的血红蛋白；防御疾病的抗体······可以说， 没有蛋白质就没有生命活动，生物世界也就是蛋白质的 世界。
OH-
H+(NCHH32+)4
Lys2+
Lys+
Lys ±
COOK3 CH-NH2
OH-
H+ (CH2)4 NH2
Lys-
Lys的等电点为Lys± ，因此：
pI =（PK2+PK3）／2
pI=（８.９５＋１０.５３） ／２ =９.７４
结论:
pH > pI时，氨基酸带负电荷，在电场中向正极移动。 pH = pI时，氨基酸净电荷为零 pH < pI时，氨基酸带正电荷,在电场中向负极移动。
[Gly－] [H ＋] K2 = [Gly±]
[Gly±] [H ＋] [Gly＋] =
K1
[Gly－] =
[Gly±] K2 [H ＋]
当达到等电点时， [Gly+] = [Gly－]
所以
[Gly±] [H ＋] = [Gly±] K2
即K1 K2= [H ＋] 2
-lg[H ＋] 2=-lgk1-Klg1k2
酸共热，引起氨基酸的氧化脱氨、脱羧反应，最后，茚三酮与反 应 产 物 —— 氨 和 还 原 茚 三 酮 反 应 ， 生 成 紫 色 物 质 （λmax=570nm）。
Pro、Hy-Pro与直接形成黄色化合物（ λmax=440nm）
有色物 质
（2）与2.4一二硝基氟苯反应--Sanger 反应 试剂：2.4一二硝基氟苯（DNFB） DNP-氨基酸，黄色，层析法鉴定， 被Sanger用来测定多 肽的NH2末端氨基酸 。最先用于胰岛素一级结构的测定。
三、蛋白质的分类及举例* 蛋白质的种类很多，目前有多种分类方法：
1.根据蛋白质分子的形状分类，可将其分为纤维状蛋 白质和球状蛋白质。
2.根据蛋白质的分子组成，可将其分为简单蛋白和结 合蛋白。
3.根据蛋白质的的溶解性，可将其分为清蛋白、谷蛋 白、醇蛋白、精蛋白、组蛋白和硬蛋白。
此外，还可以按蛋白质的结构特征和溶解性能综合 考虑进行分类。
（蛋白质的疏水核心）。
四、氨基酸的重要理化性质
1、氨基酸的物理性质（自学） 2、两性解离和等电点
（1）氨基酸的两性解离 氨基酸在晶体和水溶液中主要以兼性离子形式存在
（2）等电点
① 中性氨基酸的等电
点（以Gly为例）
根据质量作用定律：
H
Gly+
H
Gly±
[Gly±] [H ＋] K1 = [Gly＋]
第二节 蛋白质的化学组成
一、蛋白质的元素组成
碳50%～55%、氢6%～8%、氧20%～23%、氮15%～17%、 硫 0～4% 。微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼。 凯氏定氮：粗蛋白质含量=蛋白氮×6.25
二、氨基酸——蛋白质的基本结构单位
蛋白质是由20种L-型α-氨基酸组成的长链分子。
氨基酸的结构通式
等电点的应用： 沉淀、电泳、离子交换法等分离制备某些氨 基酸。
思考题:
计算Ser、Thr、Asn、His、Arg、Asp的等电点及其 分别在PH=2.0；3.1；5.6；7.8；9.0；12.0时所带电荷 情况和在电场移动的情况。
3、氨基酸的主要化学反应
（1）与茚三酮反应 茚三酮与水反应生成的水合茚三酮,在微酸条件下与α-氨基