生物化学 第一章 蛋白质的结构与功能
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第一章
蛋白质的结构与功能
Structure and Function of Protein
第一节 蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
概述
什么是蛋白质(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。
牛核糖核酸酶
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)。
蛋白质通常含50个氨基酸以上，多肽则是 含50个氨基酸以下。
（二）体内存在多种重要的生物活性肽
谷胱甘肽(glutathione，GSH)
构成第一个肽
键的羧基是谷
氨酸的r－羧基。
GSH是体内重
要的还原剂
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。
O
NH2-CH-C +
H OH
甘氨酸
O NH-CH-C
H H OH
甘氨酸
-HOH
O
O
NH2-CH-C-N-CH-C
H H H OH
肽键
甘氨酰甘氨酸
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……
半胱氨酸(Cys)
谷氨酸(Glu)
甘氨酸(Gly)
多肽类激素及活性肽
体内许多激素属寡肽或多肽
抗利尿素与催产素(9肽)、胰高血糖素 （29肽）、脑啡肽（5肽）、
降钙素（32肽）、 ACTH（39肽）、 胰岛素（51肽）肌肽（2肽）、
P物质（10肽、属神经肽类）、β内啡 肽（31肽）
大头娃娃事件
His Phe Met His Lys Cys Thr
二肽 五肽
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)。
NH2 Me His Lys Cys Ser Thr Leu COOH
t
氨基端(Ｎ端)
羧基端(C端)
N末端
侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸
侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸
几种特殊氨基酸
脯氨酸（亚氨基酸） 半胱氨酸
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
头大，嘴小，浮肿，低烧。鲜花般娇嫩的幼小生命， 刚来到世间几个月就枯萎、凋谢，罪魁祸首竟是本 应为他们提供充足“养料”的奶粉。一度泛滥安徽 阜阳农村市场、由全国各地无良商人制造的“无营 养”劣质婴儿奶粉，已经残害婴儿六七十名，至少 已有8名婴儿死亡，给这里还相当贫困的一个个农 民家庭以无情的打击。
概述 蛋白质的元素组成
主要有C、H、O、N和S 。
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为 16％
100克样品中蛋白质的含量 ( g % ) = 每克样品含氮克数× 6.25×100
三鹿奶粉事件
三聚氰胺 三鹿案耿金平判死刑，石家庄原市长撤职
一、组成人体蛋白质的20种氨基酸均属于 L--氨基酸
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）。
+NH3
+NH3
二Βιβλιοθήκη Baidu键
•胱氨酸
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
两性解离
氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所 处溶液的酸碱度。
等电点(isoelectric point, pI)
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。
芳香族氨基酸的紫外吸收
（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。
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)
问题
对碱性氨基酸而言，要使溶液的pH达 到pI，则必须加‗‗‗（酸，碱）；因此， 碱性氨基酸的pI ‗‗‗（>7，<7）。
（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。
COO-
CHRH3
C +NH3
H
L-氨基酸的丙甘通氨氨式酸酸
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 碱性氨基酸
侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸
侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性 氨基酸
侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸
蛋白质的结构与功能
Structure and Function of Protein
第一节 蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
概述
什么是蛋白质(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。
牛核糖核酸酶
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)。
蛋白质通常含50个氨基酸以上，多肽则是 含50个氨基酸以下。
（二）体内存在多种重要的生物活性肽
谷胱甘肽(glutathione，GSH)
构成第一个肽
键的羧基是谷
氨酸的r－羧基。
GSH是体内重
要的还原剂
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。
O
NH2-CH-C +
H OH
甘氨酸
O NH-CH-C
H H OH
甘氨酸
-HOH
O
O
NH2-CH-C-N-CH-C
H H H OH
肽键
甘氨酰甘氨酸
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……
半胱氨酸(Cys)
谷氨酸(Glu)
甘氨酸(Gly)
多肽类激素及活性肽
体内许多激素属寡肽或多肽
抗利尿素与催产素(9肽)、胰高血糖素 （29肽）、脑啡肽（5肽）、
降钙素（32肽）、 ACTH（39肽）、 胰岛素（51肽）肌肽（2肽）、
P物质（10肽、属神经肽类）、β内啡 肽（31肽）
大头娃娃事件
His Phe Met His Lys Cys Thr
二肽 五肽
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)。
NH2 Me His Lys Cys Ser Thr Leu COOH
t
氨基端(Ｎ端)
羧基端(C端)
N末端
侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸
侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸
几种特殊氨基酸
脯氨酸（亚氨基酸） 半胱氨酸
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
头大，嘴小，浮肿，低烧。鲜花般娇嫩的幼小生命， 刚来到世间几个月就枯萎、凋谢，罪魁祸首竟是本 应为他们提供充足“养料”的奶粉。一度泛滥安徽 阜阳农村市场、由全国各地无良商人制造的“无营 养”劣质婴儿奶粉，已经残害婴儿六七十名，至少 已有8名婴儿死亡，给这里还相当贫困的一个个农 民家庭以无情的打击。
概述 蛋白质的元素组成
主要有C、H、O、N和S 。
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为 16％
100克样品中蛋白质的含量 ( g % ) = 每克样品含氮克数× 6.25×100
三鹿奶粉事件
三聚氰胺 三鹿案耿金平判死刑，石家庄原市长撤职
一、组成人体蛋白质的20种氨基酸均属于 L--氨基酸
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）。
+NH3
+NH3
二Βιβλιοθήκη Baidu键
•胱氨酸
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
两性解离
氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所 处溶液的酸碱度。
等电点(isoelectric point, pI)
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。
芳香族氨基酸的紫外吸收
（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。
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)
问题
对碱性氨基酸而言，要使溶液的pH达 到pI，则必须加‗‗‗（酸，碱）；因此， 碱性氨基酸的pI ‗‗‗（>7，<7）。
（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。
COO-
CHRH3
C +NH3
H
L-氨基酸的丙甘通氨氨式酸酸
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 碱性氨基酸
侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸
侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性 氨基酸
侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸