第一章蛋白质化学
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第一章蛋白质化学
蛋白质的元素组成
所有蛋白质都含有 C、H、O、N 四种元素，大多数蛋 白质还含有少量的 S，有些蛋白质还含有一些其它元素，
如 P、Fe、Cu、Mo、I、…….. 。
各种蛋白质的含氮量都很接近，都在16%左右，因 此可通过测定生物样品中的含氮量计算出样品中蛋 白质的含量。
1克氮就相当于6.25克蛋白质
+ OH +H
pK1=2.34
pK2=9.69
pI = (pK1+pK2)/2 = (2.34+9.69)/2 = 6.0
第一章蛋白质化学
如何计算氨基酸的等电点？
2、R基团解离的氨基酸
H3N+H3HN+3CRCCNC+OHHRCCCO32OHRCCCHHO3OHHHO3++pHHOHK++ +H+O1+HK=+H-OH11+H-.8H- 83HN+3HN+3N+HCRCC3HCRCCNH+O3HOCRHCC3NCO+3OHO3HH-N+RCCHC3O-2OHRCCHC-O3OHRCCC+HHO3++OH+HHO+OOH3+Hp++HHHHO++KH+O+KH-H-++H2OH2++-=+H-OH3HH-+.H22H6HNN-253HNN+3HN+CHRCCCRCC3H3OCHRCCON+CRCCN3OHO3HOOCRCCCH3O-H3OH-OHCRHCCR-CCHC3O-HO2OHH-3OO3 HHH-+++O+Hp++HO++HKOH+HK-+O+H2H-3=H+-9H- .2H6HN203HNN+2NCRCCHOCRCCCRCC3OHOHOCRCCCH3O-3OHOHH-H3O-2H-
第一章蛋白质化学
氨基酸（Amino acid）
氨基酸的通式
第一章蛋白质化学
L-Alanine
D-Alanine
蛋白质水解得到的氨基酸都是L-型α-氨基酸
第一章蛋白质化学
氨基酸的结构
中性氨基酸
第一章蛋白质化学
第一章蛋白质化学
酸性氨基酸
第一章蛋白质化学
碱性氨基酸
第一章蛋白质化学
芳香族氨基酸
1、R基团不解离的氨基酸
H3HN+H3N+3N+HRCCC3OHN+RCCCO3RCCCOHHHOH3RCCCO3HHOHHH++O3OH++HH+++HOHKOH+-H1+++H-OH-H+H3HN+-H3N+3N+HCRCCH3HON+CRCC33ON+CRHCCOHHO3-CRCC3OH-HROCCCH-3OOH++HO3-O+HHH++HO++HO-H++H+++H-+KOHOH-2H+HH+2H--NH2N2HNHCR3CC2N+HONCRCC3OCHRCCOHHO3-CRCCCRCC3OHHO-HOH3-O3OH-H-
+ OH + H+
COO
COO
COO-
COO-
H
H
Asp+
Asp+-
Asp-
Asp--
pI = (pK1+pK2)/2 = (1.88+3.65)/2 = 2.77
第一章蛋白质化学
如何计算氨基酸的等电点？
2、R基团解离的氨基酸
3N+HHH33N+R3CCCN+N+OHO3RCCC(RHHCCCCRCCCOHOHHOHO3O3++2O3HH)HH4OHHHp+H+++K+++-OH1OHK=HOH+H+2H13+HH.-N+1-3-8N+HH3HRCCCHN+33N+OHCR3CCN+N+OH3ORHHCC3CO(CRCCOHCRHCC-CRHCCOOH3O++HO32OHH3O)OH3O4H-H-++HH-+p++O-KHOHH2++K=++H++H+-82O+OH-.3OH9HNH++HH5+HH-+3H-N-+23NCRCCN+HHOHH2RCC3CO(2NC2RCCNOHCRHCCN-HOOH3O32OHH3O)CRCC4CHRCC-CHRHCCO-+HO+pHO+3+OO3OK3HOHOH-KHH3-H+=-++H3+-1O-0H.H5+H3H-23NN+H(2CRCCNCRCCHOHO32O3O)4CRHCC-H-HO3O
第一章蛋白质化学
杂环氨基酸
第一章蛋白质化学
L-谷氨酸-γ-半醛
脯氨酸
第一章蛋白质化学
氨基酸的分类
(1)按侧链R基的结构
第一章蛋白质化学
氨基酸的分类
(2) 按侧链R基的极性
第一章蛋白质化学
氨基酸的一般性质 溶解性：
一般能溶于水(胱氨酸、半胱氨酸、酪氨酸除外)； 在稀酸、稀碱中溶解性好； 一般不溶于有机溶剂（脯氨酸除外）。
第一章 蛋白质
第一章蛋白质化学
什么是蛋白质（Protein）？
由20种左右的氨基酸通过肽键相互连接而成的一类 具有特定空间构象和生物学活性的高分子化合物
第一章蛋白质化学
蛋白质的生物学意义
1、是生物体形态结构的物质基础； 2、生物体的新陈代谢所包含的化学反应，几乎都是由酶 来催化的； 3、参与物质的运输； 4、生物的运动； 5、生物的防御体系。 ……………………….. 总而言之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质 是生命现象的最基本的物质基础。
As an acid（proton donor）：
CO- O +
H3N C H
CO-O H2N C H+H+
R
R
As a base（proton acceptor）：
CO-O
+
H3N
C
H+H+
COOH
+
H3N C H
R
第一章蛋白质化学
R
不同pH时氨基酸以不同的离子化形式存在：
+ + + + O O O H O H + H + H H -H - H H H H H 3 H 3 3 N 3 3 + N + N 3 + N N + N +R C C R C C R C C R R C C C C R C CO O H O H -O O H H H -O H+ + O + + + + O O + + O O + O O H + + O O H H + O H O + H O H + + H H H + H H H -H + H H --+ H ---H H H H 3 H 3 3 N H + 3 N N + + 2 N + 2 N N R C C R R C C C C R C C R C C R C C O H O O -H H O --H O -H O -H -O O O + O + + + O + + + O O + O O H O H H H H H + H + + H + ----
C C C CO O O -O --- O O O O
H H H H 2 2 2 N 2 N N NC C C CH H H H R R R R
正离子
两性离子
负离子
氨基酸所带静电荷为“零”时，溶液的pH值称为该氨基 酸的等电点（isoelectric point），以pI表示。
第一章蛋白质化学
如何计算氨基酸的等电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ？
第一章蛋白质化学
氨基酸的一般性质
紫外吸收：
Tyr: 275-278nm Phe:257-259nm Trp:279-280nm
第一章蛋白质化学
两性解离和等电点
氨基酸的形式
COOH H2N C H
R
中性分子形式
CO-O +
H3N C H R
两性离子形式
第一章蛋白质化学
氨基酸具有酸碱性质，是一类两性电解质
蛋白质的元素组成
所有蛋白质都含有 C、H、O、N 四种元素，大多数蛋 白质还含有少量的 S，有些蛋白质还含有一些其它元素，
如 P、Fe、Cu、Mo、I、…….. 。
各种蛋白质的含氮量都很接近，都在16%左右，因 此可通过测定生物样品中的含氮量计算出样品中蛋 白质的含量。
1克氮就相当于6.25克蛋白质
+ OH +H
pK1=2.34
pK2=9.69
pI = (pK1+pK2)/2 = (2.34+9.69)/2 = 6.0
第一章蛋白质化学
如何计算氨基酸的等电点？
2、R基团解离的氨基酸
H3N+H3HN+3CRCCNC+OHHRCCCO32OHRCCCHHO3OHHHO3++pHHOHK++ +H+O1+HK=+H-OH11+H-.8H- 83HN+3HN+3N+HCRCC3HCRCCNH+O3HOCRHCC3NCO+3OHO3HH-N+RCCHC3O-2OHRCCHC-O3OHRCCC+HHO3++OH+HHO+OOH3+Hp++HHHHO++KH+O+KH-H-++H2OH2++-=+H-OH3HH-+.H22H6HNN-253HNN+3HN+CHRCCCRCC3H3OCHRCCON+CRCCN3OHO3HOOCRCCCH3O-H3OH-OHCRHCCR-CCHC3O-HO2OHH-3OO3 HHH-+++O+Hp++HO++HKOH+HK-+O+H2H-3=H+-9H- .2H6HN203HNN+2NCRCCHOCRCCCRCC3OHOHOCRCCCH3O-3OHOHH-H3O-2H-
第一章蛋白质化学
氨基酸（Amino acid）
氨基酸的通式
第一章蛋白质化学
L-Alanine
D-Alanine
蛋白质水解得到的氨基酸都是L-型α-氨基酸
第一章蛋白质化学
氨基酸的结构
中性氨基酸
第一章蛋白质化学
第一章蛋白质化学
酸性氨基酸
第一章蛋白质化学
碱性氨基酸
第一章蛋白质化学
芳香族氨基酸
1、R基团不解离的氨基酸
H3HN+H3N+3N+HRCCC3OHN+RCCCO3RCCCOHHHOH3RCCCO3HHOHHH++O3OH++HH+++HOHKOH+-H1+++H-OH-H+H3HN+-H3N+3N+HCRCCH3HON+CRCC33ON+CRHCCOHHO3-CRCC3OH-HROCCCH-3OOH++HO3-O+HHH++HO++HO-H++H+++H-+KOHOH-2H+HH+2H--NH2N2HNHCR3CC2N+HONCRCC3OCHRCCOHHO3-CRCCCRCC3OHHO-HOH3-O3OH-H-
+ OH + H+
COO
COO
COO-
COO-
H
H
Asp+
Asp+-
Asp-
Asp--
pI = (pK1+pK2)/2 = (1.88+3.65)/2 = 2.77
第一章蛋白质化学
如何计算氨基酸的等电点？
2、R基团解离的氨基酸
3N+HHH33N+R3CCCN+N+OHO3RCCC(RHHCCCCRCCCOHOHHOHO3O3++2O3HH)HH4OHHHp+H+++K+++-OH1OHK=HOH+H+2H13+HH.-N+1-3-8N+HH3HRCCCHN+33N+OHCR3CCN+N+OH3ORHHCC3CO(CRCCOHCRHCC-CRHCCOOH3O++HO32OHH3O)OH3O4H-H-++HH-+p++O-KHOHH2++K=++H++H+-82O+OH-.3OH9HNH++HH5+HH-+3H-N-+23NCRCCN+HHOHH2RCC3CO(2NC2RCCNOHCRHCCN-HOOH3O32OHH3O)CRCC4CHRCC-CHRHCCO-+HO+pHO+3+OO3OK3HOHOH-KHH3-H+=-++H3+-1O-0H.H5+H3H-23NN+H(2CRCCNCRCCHOHO32O3O)4CRHCC-H-HO3O
第一章蛋白质化学
杂环氨基酸
第一章蛋白质化学
L-谷氨酸-γ-半醛
脯氨酸
第一章蛋白质化学
氨基酸的分类
(1)按侧链R基的结构
第一章蛋白质化学
氨基酸的分类
(2) 按侧链R基的极性
第一章蛋白质化学
氨基酸的一般性质 溶解性：
一般能溶于水(胱氨酸、半胱氨酸、酪氨酸除外)； 在稀酸、稀碱中溶解性好； 一般不溶于有机溶剂（脯氨酸除外）。
第一章 蛋白质
第一章蛋白质化学
什么是蛋白质（Protein）？
由20种左右的氨基酸通过肽键相互连接而成的一类 具有特定空间构象和生物学活性的高分子化合物
第一章蛋白质化学
蛋白质的生物学意义
1、是生物体形态结构的物质基础； 2、生物体的新陈代谢所包含的化学反应，几乎都是由酶 来催化的； 3、参与物质的运输； 4、生物的运动； 5、生物的防御体系。 ……………………….. 总而言之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质 是生命现象的最基本的物质基础。
As an acid（proton donor）：
CO- O +
H3N C H
CO-O H2N C H+H+
R
R
As a base（proton acceptor）：
CO-O
+
H3N
C
H+H+
COOH
+
H3N C H
R
第一章蛋白质化学
R
不同pH时氨基酸以不同的离子化形式存在：
+ + + + O O O H O H + H + H H -H - H H H H H 3 H 3 3 N 3 3 + N + N 3 + N N + N +R C C R C C R C C R R C C C C R C CO O H O H -O O H H H -O H+ + O + + + + O O + + O O + O O H + + O O H H + O H O + H O H + + H H H + H H H -H + H H --+ H ---H H H H 3 H 3 3 N H + 3 N N + + 2 N + 2 N N R C C R R C C C C R C C R C C R C C O H O O -H H O --H O -H O -H -O O O + O + + + O + + + O O + O O H O H H H H H + H + + H + ----
C C C CO O O -O --- O O O O
H H H H 2 2 2 N 2 N N NC C C CH H H H R R R R
正离子
两性离子
负离子
氨基酸所带静电荷为“零”时，溶液的pH值称为该氨基 酸的等电点（isoelectric point），以pI表示。
第一章蛋白质化学
如何计算氨基酸的等电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ？
第一章蛋白质化学
氨基酸的一般性质
紫外吸收：
Tyr: 275-278nm Phe:257-259nm Trp:279-280nm
第一章蛋白质化学
两性解离和等电点
氨基酸的形式
COOH H2N C H
R
中性分子形式
CO-O +
H3N C H R
两性离子形式
第一章蛋白质化学
氨基酸具有酸碱性质，是一类两性电解质