第三章蛋白质化学
生物化学第三章 蛋白质化学
⑴ 由两股或三股平行或反平行排列的右手螺旋彼
此缠绕而成的左手超螺旋。
⑵ •由两段平行β折叠股和一段作为连接链的螺旋组成。
Rossman-折叠
⑶ 两个股间通过一个短回环连接起来 a. β发夹
b. β曲折
一、蛋白质的一级结构
定义 蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列
顺序。 主要的化学键
肽键，有些蛋白质还包括二硫键。
肽键（page 50）
• 肽键(peptide bond) 又称酰胺键，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。
• 它是各种蛋白质共同的结构基础，即各种蛋白 质的氨基酸均是通过肽键相连形成多肽链。
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……
* 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)。
β-折叠结构
由一条肽链的若干肽段间依靠肽链上的-C=O和-NH形 成氢键来维持稳定。
（反平行） （平行）
• 小结
1. 多肽链充分伸展， 肽平面折叠成锯齿 状；
2. 侧链交错位于锯齿 状结构的上下方；
3. 氢键维系；
4. 可有顺平行片层和 反平行片层结构。
③ β-转角(β-turn)
• 弯曲处的第一个氨基酸残基的–C=O 和第四个残基的 –N-H 之间形成氢键.
刘老师 第三章蛋白质化学(1-3节)
•旋光性：除甘氨酸外的氨基酸均有旋光性。
在近紫外区含苯环氨基酸大π键有光的吸 收。蛋白质故也具有紫外吸光性，实验室利用
紫外分光光度仪在280nm处测定蛋白质含量；
•光吸收：氨基酸在可见光范围内无光吸收，
以 丙 氨 酸 为 例 ：
二、氨基酸的解离和两性性质
氨基酸既含有氨基，可接受H+，又含 有羧基，可电离出H+，所以氨基酸具有 酸碱两性性质。通常情况下，氨基酸以 两性离子的形式存在，如下图所示：
1. 化学结构 R-CH(NH2)-COOH COOH R 代 表 氨 基 酸 之 间 相 异 的 H2N—Cα—H 基 (R group)， 又 部 分 ， 叫 R 称 为 侧 链 (sidechain) 。 R 无色晶体、溶于水
不带电形式
2. 结构通式 酪氨酸分子
地 球 上 天 然 形 成 的 氨 基 酸 有 300 种 以 上 ， 但 是 构 成 蛋 白 质 的 氨 基 酸 只 有 22 种 , 且都是α-氨基酸（可能还存在更多 的）。
黄色、 橘色
Tyr
Tyr、 Phe
浓 HNO3 及 NH3 乙醛酸试剂 及浓H2SO4
紫色
N
Try 胍基
酚基、吲 哚基
α- 萘 酚 、 NaClO
碱 性 CuSO4 及磷钨酸钼酸
红色
Arg
蓝色
Tyr
第三节氨基酸的分离与测定
层析法 电泳法 氨基酸的显色反应
一、层析法
层析法是利用被分离样品混合物中各 组分的化学性质的差异，使各组分以不 同程度分布在两个相中，这两个相一个 为固定相，另一个为流动相。当流动相 流进固定相时，由于各组分在两相中的 分配情况不同或电荷分布不同或离子亲 和力不同等，而以不同的速度前进，从 而达到分离的目的。（常见：滤纸层析、 薄层层析、离子交换层析、亲和层析）
第三章 蛋白质化学
应用：用于蛋白质的部分水解。一级结构分析。
二、氨基酸的结构和分类
（一）常见氨基酸
１、结构通式
R
R
2、20种氨基酸在结构上的共同特点 （1）除脯氨酸以外都是α-氨基酸；脯是 α-亚氨基酸。 （2）除了甘氨酸均有手性碳，具有旋光性。 （3）除甘氨酸外，蛋白质分子中的氨基酸都是L-氨基酸。 （4）不同的α-氨基酸其R基侧链不同，其余部分都相同。
[质子受体] pH=pK’+lg
[质子供体]
应用：
（1）已知各离子浓度，求溶液的pH值。
（2）根据氨基酸解离基团的pK值，可计算出任何pH 条件下，各离子浓度的比例。
例题1：计算赖氨酸的ε -NH3+20%被解离时 的溶液pH值。
解：首先写出解离方程
根据： 所以：
pK3=10.53 pH=pK’+lg
等电点时，氨基酸的溶解度最小
小结
引入等电点概念之后，AA的解离情况与环境PH的关 系可以描述为：
A、当环境PH=PI时氨基酸以两性离子形式存在。 B、当环境PH<PI时（相当于加入了H+）氨基酸带正
电荷，环境PH偏离等电点越远，氨基酸带正电荷越 多；电泳时移向负极。 C、当环境PH>PI时（相当于加入了OH-）氨基酸带 负电荷，环境PH偏离等电点越远，氨基酸带负电荷 越多；电泳时移向正极。
①解离方程：略 ②Glu-和Glu=各50%时pH为9.67 ③pH<3.22时 Glu总带正电荷 ④Glu±和Glu-缓冲范围pH4.25左右
（三）氨基酸的重要化学性质
1、α -NH2参与的重要的反应 （1）与亚硝酸的反应
NH2 R-CH-COOH + HNO2
第3章 蛋白质化学答案
第3章蛋白质化学答案第3章蛋白质化学答案第三章、蛋白质化学（一）氨基酸化学部分1、名称表述解：必需氨基酸：机体不能自行合成而必须从外界食物摄取的氨基酸。
ilemetvalleutrpphethrlys，对婴儿还有：arg、his。
非必需氨基酸：能够在人体内利用糖代谢中间产物转氨促进作用制备的氨基酸。
消旋作用：旋光性物质在化学反应中，其不对称原子经过对称状态的中间阶段，失去旋光性的作用。
消旋物：旋光性物质在化学反应中，产生d-型和l-型的等摩尔混合物，丧失旋光性的促进作用。
2、结构式丙氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天冬氨酸。
3、为什么共同组成蛋白质的基本单位就是氨基酸。
根据氨基酸侧链r基的极性可以分成哪几类？解：蛋白质水解产物是氨基酸。
分类：（1）非极性r基氨基酸（8种）：脂肪烃侧链的氨基酸（丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和脯氨酸）；芳香族氨基酸：（苯丙氨酸、色氨酸）；甲硫氨酸（蛋氨酸）。
（2）、不拎电荷的极性r基氨基酸：7种；甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、半胱氨酸（3）、拎正电荷的r基氨基酸：碱性氨基酸，3种；赖氨酸、精氨酸、组氨酸。
（4）、拎负电荷的r基氨基酸：酸性氨基酸，2种；谷氨酸、天冬氨酸。
4、比较几种蛋白质水方法的特点。
求解：（1）、酸水解：产物不消旋，为l-氨基酸；色氨酸被全然毁坏；部分水解羟基氨基酸（丝氨酸或苏氨酸）被毁坏；asn、gln被毁坏。
（2）碱解：消旋，产物为d-和l-氨基酸的混合物；多数氨基酸破坏；色氨酸不被破坏（3）酶求解：不消旋，产物为l-氨基酸；不毁坏氨基酸；须要几种酶共同促进作用5、以芳香族氨基酸为基准表明其光吸收特点。
解：在可见光没有光吸收；在紫外部分有特征光吸收，酪氨酸275nm，苯丙氨酸257nm，色氨酸280nm。
6、何为氨基酸等电点？氨基酸在等电点时存有什么特性。
解：等电点：氨基酸处于正负电荷数相等即净电荷为零的兼性离子状态时溶液的ph 值。
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？
生物化学第三章蛋白质化学名词解释
第三章蛋白质化学1蛋白质：是一类生物大分子，由一条或多条肽链构成，每条肽链都有一定数量的氨基酸按一定序列以肽键连接形成。
蛋白质是生命的物质基础，是一切细胞和组织的重要组成成分。
2标准氨基酸：是可以用于合成蛋白质的20种氨基酸。
3、茚三酮反应：是指氨基酸、肽和蛋白质等与水合茚三酮发生反应，生成蓝紫色化合物，该化合物在570mm波长处存在吸收峰。
4、两性电解质：在溶液中既可以给出H+而表现出酸性，又可以结合H+而表现碱性的电解质。
5、兼性离子：即带正电和、又带负电荷的离子。
6、氨基酸的等电点：氨基酸在溶液中的解离程度受PH值影响，在某一PH值条件下，氨基酸解离成阳离子和阴离子的程度相等，溶液中的氨基酸以兼性离子形式存在，且净电荷为零，此时溶液的PH值成为氨基酸的等电点。
7、单纯蛋白质：完全由氨基酸构成的蛋白质。
8、缀合蛋白质：含有氨基酸成分的蛋白质。
9、蛋白质的辅基：缀合蛋白质所含有的非氨基酸成分。
10、肽键：存在于蛋白质和肽分子中，是由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基缩合时形成的化学键。
11、肽平面：在肽单元中，羧基的π键电子对与氮原子的孤电子对存在部分共享，C-N键具有一定程度的双键性质，不能自由旋转。
因此，肽单元的六个原子处在同一个平面上，称为肽平面。
12、肽：是指由两个或者多个氨基酸通过肽键连接而成的分子。
13、氨基酸的残基：肽和蛋白质分子中的氨基酸是不完整的，氨基失去了氢，羧基失去了羟基，因而称为氨基酸的残基。
14、多肽：由10个以上氨基酸通过肽键连接而成的肽。
15、多肽链：多肽的化学结构呈链状，所以又称多肽链。
16、生物活性肽：是指具有特殊生理功能的肽类物质。
它们多为蛋白质多肽链的一个片段，当被降解释放之后就会表现出活性，例如参与代谢调节、神经传导。
食物蛋白质的消化产物中也有生物活性肽，他们可以被直接吸收。
17、谷胱甘肽：由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键连接构成的酸性三肽，是一种生物活性肽，是机体内重要的抗氧化剂。
生物化学第三章蛋白质化学名词解释
第三章蛋白质化学1蛋白质：就是一类生物大分子，由一条或多条肽链构成，每条肽链都有一定数量得氨基酸按一定序列以肽键连接形成。
蛋白质就是生命得物质基础,就是一切细胞与组织得重要组成成分。
2标准氨基酸:就是可以用于合成蛋白质得２0种氨基酸.3、茚三酮反应：就是指氨基酸、肽与蛋白质等与水合茚三酮发生反应，生成蓝紫色化合物，该化合物在570mm波长处存在吸收峰。
4、两性电解质：在溶液中既可以给出H+而表现出酸性，又可以结合Ｈ＋而表现碱性得电解质。
5、兼性离子:即带正电与、又带负电荷得离子。
6、氨基酸得等电点:氨基酸在溶液中得解离程度受ＰH值影响,在某一PＨ值条件下,氨基酸解离成阳离子与阴离子得程度相等，溶液中得氨基酸以兼性离子形式存在,且净电荷为零，此时溶液得ＰH值成为氨基酸得等电点。
7、单纯蛋白质:完全由氨基酸构成得蛋白质。
8、缀合蛋白质：含有氨基酸成分得蛋白质。
9、蛋白质得辅基:缀合蛋白质所含有得非氨基酸成分。
10、肽键：存在于蛋白质与肽分子中，就是由一个氨基酸得α—羧基与另一个氨基酸得α—氨基缩合时形成得化学键。
11、肽平面:在肽单元中，羧基得π键电子对与氮原子得孤电子对存在部分共享，C－N键具有一定程度得双键性质,不能自由旋转。
因此,肽单元得六个原子处在同一个平面上，称为肽平面。
12、肽：就是指由两个或者多个氨基酸通过肽键连接而成得分子。
13、氨基酸得残基：肽与蛋白质分子中得氨基酸就是不完整得，氨基失去了氢，羧基失去了羟基，因而称为氨基酸得残基。
14、多肽:由１0个以上氨基酸通过肽键连接而成得肽.15、多肽链：多肽得化学结构呈链状,所以又称多肽链。
16、生物活性肽:就是指具有特殊生理功能得肽类物质。
它们多为蛋白质多肽链得一个片段,当被降解释放之后就会表现出活性，例如参与代谢调节、神经传导。
食物蛋白质得消化产物中也有生物活性肽,她们可以被直接吸收。
17、谷胱甘肽:由谷氨酸、半胱氨酸与甘氨酸通过肽键连接构成得酸性三肽,就是一种生物活性肽，就是机体内重要得抗氧化剂。
第03章_蛋白质i
5 收缩和运动蛋白（contractile and motile protein） 6 结构蛋白（structural protein） 7 防御蛋白（defense protein） 8 异常蛋白 (exotic protein)
A0005801.mov
一个过程多重功能蛋白
ห้องสมุดไป่ตู้
A0213101.mov
三、薄层层析 （Thin-layer Chromatography） 四、离子交换柱层析 （Ion-exchange Column Chromatography） 离子交换树脂
带酸性基团、能解离出质子，与溶液 中阳离子发生交换的叫阳离子交换树 脂。 -SO3H(强酸型)、－COOH(弱酸型) 带正电荷的AA与阳离子交换树脂 结合力强。
* 应用: 鉴定多肽链的氨基末端氨基酸 在弱碱性溶液中, DNFB 将α-氨基酸转变 成黄色的2,4-二硝基苯基氨基酸.
（二）艾德曼反应（Edman reaction） 试剂：苯异硫氰酸酯 （Phenylisothiocyanate, PITC） α－氨基参加的反应（烃基化反应）
艾德曼 反应
用途：鉴定多肽链氨基末端AA;蛋白质测序
第二节 氨基酸--蛋白质的构件分子 一、氨基酸的分类
（一）常见蛋白质氨基酸（standard amino acid） α－氨基酸结构通式 α－氨基酸的区别在于侧链R基的不同
1 非极性R基氨基酸（Aromatic R Groups） 8种
吲哚基团
非极性R基氨基酸
2 不 带 电 荷 的 极 性 R 基 氨 基 酸 （Polar,uncharged R Group） 7种
结合蛋白按辅基种类分为： 辅基 核蛋白（nucleoprotein ） 脂蛋白（lipoprotein ） 糖蛋白（glycoprotein） 磷蛋白（phosphoprotein） 核酸 脂质 糖 磷酸基
生物化学重点
生物化学重点第三章蛋白质化学1.氮是蛋白质的特征元素2.蛋白质的结构单位――氨基酸结构式3.芳香族r基氨基酸、带正电荷r基氨基酸、带负电荷r基氨基酸（定义、所涵盖的氨基酸的种类、习惯名称和符号）4.两性解离与紫外线吸收特征（定义）等电点定义5.谷胱甘肽（巯基抗氧化剂定义）6.蛋白质的一、二、三级结构（定义化学键常用的结构及特点保持平衡的因素）7.结构域（定义）8.变构效应（定义）9.呈色反应涵盖哪些，存有什么促进作用10.蛋白质就是胶体溶液其主要的平衡因素11.变性复性（定义机理）12.沉降与沉降系数（定义机理）13.蛋白质复性的定义14.蛋白质结晶的机理、方法、条件、特点（四种方法分别阐释）15.电泳（定义）16.层析技术定义17.输血（定义促进作用）18.肽键的定义19.能辨别寡肽和多肽链20.肽链的书写顺序第四章核酸化学1.2.3.4.5.6.7.dna与rna核苷酸的区别核酸的种类、功能、原产核苷酸是核酸的结构单位和水解产物核苷酸的组成核苷酸的相连接方式功能、衍生物核苷酸与核苷酸的相连接方式基因与基因组的概念：基因：是决定蛋白质多肽链或rna所必需的全部核酸序列（通常是dna序列）它是遗传的基本功能单位。
一个完整的基因不仅包含编码蛋白质多肽链（或rna）的核酸序列，还应包括与转录表达调控有关的核酸序列；基因组：指一个细胞或生物体内全部的dna序列，它储存了一个物种所有的遗传信息8.核酸的一、二级结构的定义、保持的化学键、特点9.dna与rna的区别10.三种rna在蛋白质合成中的作用11.真核生物的mrna与原核生物的区别12.trna的一、二、三级结构的特点13.核酶的定义14.紫外吸收特征15.变性、复性与杂交的概念16.增、减色效应、解链温度的概念第五章酶1.酶的概念2.酶的活性中心（定义）及活性中心内的所需基团的分类3.同工酶的概念、机理4.血清同工酶检测的意义5.高效性、特异性的机制6.酶促反应动力学的影响因素、绘制曲线7.米式方程、米式常数的含义、意义（能够排序底物浓度和相对速度）8.酶促发展反应的拉沙泰格赖厄县温度就是多少、拉沙泰格赖厄县ph的概念9.抑制剂的概念10.不可逆抑制剂与不可逆抑制剂作用（定义）11.巯基酶抑制剂、丝氨酸酶抑制剂对象、机制、中止方法12.有机磷中毒的机理13.可逆抑制剂与可逆抑制剂作用方式及特点14.硫胺类药物作用机理15.表现酶活性的方式有哪些16.酶的调节方式及对象17.变构调节、化学修饰调节的概念18.酶原转化成的定义、机理19.酶原的概念20.常以酶原形式分泌的酶：消化酶类、凝血酶类、纤溶酶类第六章维生素和微量元素1、维生素：是维持生命正常代谢所必需的一类小分子有机化合物，是人体重要的营养物质之一。
第三章 蛋白质化学3-蛋白质的三维结构_2010
胶 原 纤 维 的 结 构
生物体内胶原蛋白网
胶原蛋白的保健作用
1． 预防骨质疏松，增加骨密度 预防骨质疏松， 2． 改善关节健康 3． 健美皮肤 4． 美发亮甲 5． 丰韵乳房 6． 提高人体免疫力 7． 促进伤口愈合能力
胶原蛋白与疾病
如果胶原蛋白的生物合成反常， 如果胶原蛋白的生物合成反常，或胶原蛋白 因其他原因起异常变化， 因其他原因起异常变化，即有可能导致胶原 病。 风湿热、类风湿性关节炎、皮肌炎、 风湿热、类风湿性关节炎、皮肌炎、多动脉 系统性硬皮病、 炎、系统性硬皮病、系统性红斑狼疮
肌动蛋白以两种形式存在，球状肌动蛋白( 肌动蛋白以两种形式存在，球状肌动蛋白(G—肌动蛋白)和 肌动蛋白) 以两种形式存在 纤维状肌动蛋白( 肌动蛋白) 纤维状肌动蛋白(F—肌动蛋白)。纤维状肌动蛋白实际上是 一根由G 肌动蛋白分子(分子量为46000)缔合而成的细丝。 46000)缔合而成的细丝 一根由G—肌动蛋白分子(分子量为46000)缔合而成的细丝。 两根F 肌动蛋白细丝彼此卷曲形成双股绳索结构。 两根F—肌动蛋白细丝彼此卷曲形成双股绳索结构。
蛋白质的二级结构 P207
（一）概念 ：指蛋白质多肽链主链 局部的空间结构， 局部的空间结构，不涉及氨基酸侧 链残基的构象。 链残基的构象。
稳定因素： 稳定因素：氢键
（三）二级结构的主要构象方式
• 1、α螺旋 、 螺旋 • （1）α螺旋的一般特征： 螺旋的一般特征： ） 螺旋的一般特征 • ★多肽主链按右手或左 手方向盘绕， 手方向盘绕，形成右手 螺旋或左手螺旋， 螺旋或左手螺旋， • ★相邻的螺圈之间形成 链内氢键 • ★构成螺旋的每个 都 构成螺旋的每个Cα都 取相同的二面角Φ、 。 取相同的二面角 、Ψ。
食品化学 第三章 蛋白质
与邻苯二甲醛反应
第二节
蛋白质和肽
肽：是两个或两个以上的氨基酸以肽键相连的化合物。
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。
N－末端 氨基末端
肽键
C－末端 羧基末端
特点：
肽键不同于C-N单键C=N双键 羰基不是完全的双键
肽键不能自由旋转
肽单位是刚性平面结构 肽单位平面有一定的键长和键角
抹香鲸肌红蛋白（Myoglobin）的三级结构
4、蛋白质的四级结构
是指含有多于一条多肽链的蛋白质分子的空间排 列，以二聚体、三聚体、四聚体等形式存在。
稳定蛋白质结构的作用力
空间相互作用
金属离子 范德华力
二硫键
蛋白质结构稳定
氢键
疏水相互作用
静电相互作用
二硫键
氢键
疏水相互作用力
盐键（离子键）
范德华力
氢键
疏水相互作用
静电相互作用
5、蛋白质变性 概念 本质:分子中各种次级键断裂，使其空间构象 从紧密有序的状态变成松散无序的状态，一级 结构不破坏。 变性对蛋白质的影响 影响变性的因素(物理、化学)
第四节
蛋白质的功能性质
脂肪 糖
食品色泽 食品风味
相互作用
蛋白质 食品外形
构成
食品 品质
（4）有机溶剂：乙醇、丙酮
（5）促溶盐
改变水的介电常数，改变静电作用 非极性侧链在有机溶剂中比在水中更易溶解，有 机溶剂能穿透到疏水区，削弱或打断疏水相互作 用
低浓度（≤0.2）静电中和作用稳定了蛋白质的 结构
较高的浓度（＞1mol/L）离子特异效应
第三章 蛋白质化学
[Gly +]
K
+
]
1
[ Gly
+
] =
][ H
1 +
+
]
K
[ Gly − ][ H K 2= [ Gly ± ] [ Gly
−
]
±
] =
K
2
[ Gly [H + ]
]
根据等电点的定义，在等电点时，氨基酸所带的正负电 荷相等，即： [Gly +]=[Gly -]
因此有：
[Gly ± ][ H + ] K 2 [Gly ± ] = K1 [H + ] K2 [H + ] = K1 [H + ]
三、氨基酸的性质
1、两性电离性质 、 R CH NH3 COOH
+
R + OH+ H+ (pK´1) ´ CH NH3+ COO + OH+ H+ (pK´2) ´
R CH NH2 COO
pH< pI
净电荷为正
pH = pI
净电荷=0 净电荷
pH > pI
净电荷为负
当氨基酸溶液在某一pH值时，其所带正负电荷相等，成为两性离子， 当氨基酸溶液在某一 值时，其所带正负电荷相等，成为两性离子， 值时 在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值就称为该氨基酸的 在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的 值就称为该氨基酸的 等电点(isoelectric point)。 等电点 。
等电点—— 等电点
使某种氨基酸所带正、负电荷数相等时溶液的 值 使某种氨基酸所带正、负电荷数相等时溶液的pH值。
生物化学蛋白质章节考点总结
生物化学蛋白质章节考点总结第三章蛋白质第一节蛋白质概论蛋白质是所有生物中非常重要的结构分子和功能分子，几乎所有的生命现象和生物功能都是蛋白质作用的结果，因此，蛋白质是现代生物技术，尤其是基因工程，蛋白质工程、酶工程等研究的重点和归宿点。
一、蛋白质的化学组成与分类1、元素组成碳 50% 氢7% 氧23% 氮16% 硫 0-3% 微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼凯氏定氮:平均含氮16%，粗蛋白质含量=蛋白氮?6.252、氨基酸组成从化学结构上看，蛋白质是由20种L-型α氨基酸组成的长链分子。
3、分类(1)、按组成:简单蛋白:完全由氨基酸组成结合蛋白:除蛋白外还有非蛋白成分(辅基)详细分类，P 75 表 3-1，表 3-2。
(注意辅基的组成)。
(2)、按分子外形的对称程度:球状蛋白质:分子对称，外形接近球状，溶解度好，能结晶，大多数蛋白质属此类。
纤维状蛋白质:对称性差，分子类似细棒或纤维状。
(3)、功能分:酶、运输蛋白、营养和贮存蛋白、激素、受体蛋白、运动蛋白、结构蛋白、防御蛋白。
4、蛋白质在生物体内的分布含量(干重) 微生物 50-80%人体 45%一般细胞 50%种类大肠杆菌 3000种人体 10万种1012 生物界 10-10,二、蛋白质分子大小与分子量蛋白质是由20种基本aa组成的多聚物，aa数目由几个到成百上千个，分子量从几千到几千万。
一般情况下，少于50个aa的低分子量aa多聚物称为肽，寡肽或生物活性肽，有时也罕称多肽。
多于50个aa的称为蛋白质。
但有时也把含有一条肽链的蛋白质不严谨地称为多肽。
此时，多肽一词着重于结构意义，而蛋白质原则强调了其功能意义。
P 76 表3-3 (注意:单体蛋白、寡聚蛋白;残基数、肽链数。
)蛋白质分子量= aa数目*110对于任一给定的蛋白质，它的所有分子在氨基酸组成、顺序、肽链长度、分子量等方面都是相同的，均一性。
三、蛋白质分子的构象与结构层次蛋白质分子是由氨基酸首尾连接而成的共价多肽链，每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构，这种空间结构称为蛋白质的(天然)构象。
蛋白质化学
各种氨基酸进行定性、定量测定，称为
氨基酸分析。 分析原理主要有两种：一种是分配层析， 另一种是离子交换层析。
55
色谱法早在1903年由俄国植物学 家茨维特分离植物色素时采用。后来 不仅用于分离有色物质，还用于分离 无色物质，并出现了种类繁多的各种 色谱法。
他为了分离植物色素，将植物绿 叶的石油醚提取液倒入装有碳酸钙粉 末的玻璃管中，并用石油醚自上而下 淋洗，由于不同的色素在碳酸钙颗粒 表面的吸附力不同，随着淋洗的进行， 不同色素向下移动的速度不同，形成 一圈圈不同颜色的色带，使各色素成 分得到了分离。他将这种分离方法命 名为色谱法
5.97 6.00 5.96 5.98 6.02 5.48
苯丙氨酸 phenylalanine Phe 脯氨酸 proline Pro
6.30
31
2. 极性中性氨基酸 色氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 蛋氨酸 天冬酰胺 tryptophan serine tyrosine cysteine methionine asparagine Try Ser Try Cys Met Asn W S Y C M N
②成酰氯的反应 氨基被保护后，羧基可与二氯亚砜或五氯化磷反应， 生成酰氯，使羧基活化。在多肽的人工合成中常用
49
3、脱羧基反应
4、叠氮反应 活化羧基，可用于肽的人工合成
50
显色反应
1、与茚三酮反应 茚三酮在弱酸中与α-氨基酸共热，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）。
3）调控作用
参与基因调控：组蛋白、非组蛋白等 参与代谢调控：如激素或生长因子等. 生物体内必须有调节功能的物质，才能维持生理活动的 正常进行，其中有些是蛋白质，如胰岛素、生长激素等
蛋白质2答案
第三章蛋白质化学（2）一、名词解释：1．同源蛋白质（Homologous Protein）：在不同的生物体内行使相同或相似功能的蛋白质。
同源蛋白质的特点：①同源蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性（序列同源性），②有许多位置的氨基酸对所有种属来说都是相同的，称不变残基，高度保守，是必需的。
③除不变残基以外，其它位置的氨基酸对不同的种属有很大变化，称可变残基，可变残基中，个别氨基酸的变化不影响蛋白质的功能。
④多肽链长度相同或相近。
通过比较同源蛋白质的氨基酸序列的差异可以研究不同物种间的亲源关系和进化。
亲源关系越远，同源蛋白的氨基酸顺序差异就越大。
2．波尔效应（Bohr Effect）：增加CO2的浓度、降低pH 能显著提高血红蛋白亚基间的协同效应，降低血红蛋白对O2的亲和力，促进O2的释放，反之，高浓度的O2也能促使血红蛋白释放H+和CO2。
3．蛋白质超二级结构（Protein Super-secondary Structure）：由若干个相邻的二级结构单元（α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲）组合在一起，彼此相互作用，形成有规则的、在空间上能够辨认的二级结构组合体，充当三级结构的构件，称为超二级结构。
常见形式有αα结构，βxβ结构，β曲折，回形拓扑结构，β-折叠桶，α-螺旋-β转角-α-螺旋等。
4．蛋白质结构域（Protein Domain）：大的球蛋白分子中，多肽链形成几个紧密的球状构象，彼此以松散的肽链相连，此球状构象是结构域，结构域是多肽链的独立折叠单位，一般由100-200 个氨基酸残基构成。
二、填空题1.构象改变，电荷不同2.氧分压，二氧化碳分压，氢离子浓度， 2,3-二磷酸甘油酸 3．信号肽，胰岛素原，C（或 C 连接）4．铁，二价 5．两，两，两6．储氧，运输氧，能够与氧可逆结合。
7．降低8．疏水相互作用 9．氨基酸化学反应Tyr、Phe 黄色反应：与HNO3作用产生黄色物质Tyr Millon反应：与HgNO3 、 Hg (NO3 )2、 HNO3及HNO2反应呈红色Folin反应：酚基科还原磷钼酸、磷钨酸成蓝色物质Trp 乙醛酸反应：与乙醛酸或二甲基氨甲醛反应（Ehrlich），生成紫红色化合物还原磷钼酸、磷钨酸成钼蓝、钨蓝Arg 坂口反应（Sakaguchi）：在碱性溶液中胍基与含有-萘酚及次氯酸钠的物质反应生成红色物质His Pauly反应：与重氮盐化合物结合生成棕红色物质三、是非题1 对2 对3 错4 错四、简答与计算1.侧链为脂肪烃基的氨基酸：甘氨酸（Gly，G），丙氨酸（Ala，A），缬氨酸（Val，V），亮氨酸（Leu，L），异亮氨酸（Ile，I）侧链中含有羟基的氨基酸：丝氨酸（Ser，S），苏氨酸（Thr，T）侧链中含有硫的氨基酸：半胱氨酸（Cys，C），甲硫氨酸（Met，M）侧链中含有酸性基团：天冬氨酸（Asp，D），谷氨酸（Glu，E）侧链中含有酰胺基团：天冬酰胺（Asn，N）谷氨酰胺（Gln，Q）侧链中含碱性基团：赖氨酸（Lys，K），精氨酸（Arg，R）侧链为芳香族氨基酸：苯丙氨酸（Phe，F），酪氨酸（Tyr，Y），色氨酸（Trp，W）侧链为杂环族的氨基酸：组氨酸（His），脯氨酸（Pro，P）2.必需氨基酸：缬氨酸（Val，V），亮氨酸（Leu，L），异亮氨酸（Ile，I），苏氨酸（Thr，T），甲硫氨酸（Met，M），赖氨酸（Lys，K），苯丙氨酸（Phe，F），色氨酸（Trp，W）半必需氨基酸：组氨酸（His），精氨酸（Arg，R）3.DNFB 法：Sanger 发明，蛋白质的末端氨基与DNFB 在弱碱性溶液中作用生成DNP 蛋白质。
第三章蛋白质化学(1)(给学生)
H2NCH2CHCH2CH2CHCOOH OH NH2
5-羟基赖氨酸 I CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH HO CH2CHCOOH NH2 NH2 I 6-N-甲基赖氨酸 3,5-二碘酪氨酸
4-羟基脯氨酸
胱氨酸
4、非蛋白氨基酸
广泛存在于各种细胞和组织中，呈游离或结合 态，但不存在蛋白质中（即不是蛋白质组分） 大部分也是蛋白质氨基酸的衍生物
结合蛋白质
待续！
氨基末端 羧基末端
1、谷胱甘肽（GSH）
全称为γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，是由谷氨酸、 半胱氨酸和甘氨酸构成的三肽，其中谷氨酸是 以γ羧基与半胱氨酸形成肽键谷胱甘肽 Nhomakorabea生物功能
解毒作用：与毒物或药物结合，消除其毒性作 用； 参与氧化还原反应：作为重要的还原剂，参与 体内多种氧化还原反应； 保护巯基酶的活性：使巯基酶的活性基团-SH 维持还原状态(3-磷酸甘油醛脱氢酶)； 维持红细胞膜结构的稳定：消除氧化剂对红细 胞膜结构的破坏
2、碱水解
6mol/L氢氧化钠煮沸6小时。 优点：色氨酸不受破坏，水解液清亮。 缺点：精氨酸脱氨；水解产物发生消旋化， 产物是D-型和L-型氨基酸的混合物。
3、酶水解
蛋白酶（proteinase） 优点：常温，不破坏氨基酸，不发生消旋 化，水解的产物为较小的肽段。 最常见的蛋白水解酶：胰蛋白酶、糜蛋白 酶、胃蛋白酶、微生物蛋白酶。
1、氨基酸的分类（1）
脂肪族氨基酸
甘、丙、缬、亮、异亮
芳香族氨基酸
苯丙氨酸 Phe 酪氨酸 Tyr 色氨酸 Trp或Try
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22
思考：
1、下列含有两个羧基的氨基酸是: ( E )
A．甘氨酸 B． 苏氨酸 C．赖氨酸 D． 缬氨酸 E.天冬氨酸
2、下列含有两个氨基的氨基酸是: ( C )
A．甘氨酸 B． 苏氨酸 C．赖氨酸 D． 缬氨酸 E.天冬氨酸
3、下列含有巯基的氨基酸是: (D )
A．甘氨酸 B． 苏氨酸 C．赖氨酸 D． 半胱氨酸 E.天冬氨酸
氨基酸的两种空间构型：
构成蛋白质分子。
构成抗生素、生物碱。
13
甘氨酸无L-型
甘氨酸结构式： 与D-型之分。
COOH
│
H2N — C — H │
不属于手性碳原子。
HR
14
2、氨基酸的分类
15
20种标准氨基酸分类 侧链R基特点 所包括的氨基酸
1、非极性疏水性氨基酸
2、中性极性氨基酸
3、带正电荷R基氨基 酸（碱性氨基酸） 4、带负电荷R基氨基 酸（酸性氨基酸）
8
2、按分子形状分类
球状蛋白质：
呈球状、椭球状 如：酶、血红蛋白
（长短轴之比小于5）
纤维状蛋白质： 呈纤维状
（长短轴之比大于5）
如：角蛋白、胶原蛋白
9
第二节 蛋白质的基本结构单位 思考： 1、氨基酸的结构通式 ： 2、组成蛋白质的氨基酸的共同结构特
点： 3、中性氨基酸、酸性氨基源自、碱性氨基中性氨基酸：pI=（ pK1+ pK2）/2 如丙氨酸pK1=2.34， pK2=9.69， 所以pI=（2.34 + 9.69）/2=6.02。 酸性氨基酸：pI = (pK1 + pKR )/2 如天冬氨酸pK1=2.09， pKR=3.86， 所以pI=（2.09 + 3.86）/2=2.97。 碱性氨基酸：pI = (pK2 + pKR )/2 如精氨酸pK2=9.04， pKR=12.48， 所以pI=（9.04 + 12.48）/2=10.76。
23
二、氨基酸的主要理化性质：
24
R基团含有苯环共轭双键系统
1、紫外吸收特征：
组成天然蛋白质分子的20种氨基酸中，色氨酸、酪氨
酸和苯丙氨酸对紫外光有光吸收。以色氨酸吸收最强，
其吸收峰在280nm左右，酪氨酸吸收峰在275nm左右，苯
丙氨酸吸收峰在257nm左右。
大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和 色氨酸。
第三章 蛋白质化学
1
蛋白质的定义：
蛋白质(protein)是由氨基酸为单位组成 的一类重要的生物大分子，是生命的最 基本组成单元之一。它结构复杂，功能 特异，分布广泛，参与了几乎所有的生 命活动过程，如：能量转化、信息传导、 组织修补、基因调控等。
2
第一节 蛋白质概论
思考： 1、蛋白质的元素组成特点 ： 2、组成蛋白质的基本单位 ：
28
氨基酸的电离式：
非解离形式
碱式电离
酸式电离
兼性离子
氨基酸兼性离子：氨基酸在溶液中解离时，所带正、负电荷相 等（净电荷为零）的状态。 氨基酸的等电点（pI）:氨基酸分子所带正、负电荷（净电荷 为零）相等时溶液的pH值。
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氨基酸等电点的测定
氨基酸等电点是由α-羧基和α-氨基的解离常数的负对 数pK1和pK2决定的。
由于这三种氨基酸在280nm 附近有最大吸收。因此，
大多数蛋白质在280nm 附近显示强的吸收。
可利用此性质采用紫外分光光度法测定蛋白质的含量。
25
26
2、两性解离与等电点： 氨基酸是一种两性电解质。 氨基酸具有两性解离的性质。
27
两性电解质：
既含有酸性基团，能够发生酸式电离成为阴 离子，又含有碱性基团，能够发生碱式电离 成为阳离子的化合物。
Leu，Ile，Pro， Phe
2、中性极性氨基酸 羟基、酰胺基、巯 8种： Tyr，Cys，Ser，
基、甲硫基
Thr，Asn，Gln ，Met，
Trp
3、带正电荷R基氨基酸 氨基、胍基、咪唑 3种： Lys 、Arg、
（碱性氨基酸）
基（碱性基团） His
4、带负电荷R基氨基酸 羧基（酸性基团） 2种： Glu、Asp
3
第一节 蛋白质概论
蛋白质的基本组成单位——氨基酸（aa） 自然界存在的氨基酸约300余种。 合成蛋白质的氨基酸只有20种。
标准氨基酸(编码氨基酸)
4
一、蛋白质的元素组成
特点：
特征性元素
1、均含C、H、O、N 四种元素；
2、各种蛋白质的平均含氮量为16%。
5
蛋白质占生物组织中所有含氮物质的绝大部分。因此，可以将生物组 织的含氮量近似地看作蛋白质的含氮量。由于大多数蛋白质的含氮量接近 于16%，所以，可以根据生物样品中的含氮量来计算蛋白质的大概含量。
6
生物样品中蛋白质含量=样品中含氮量×6.25
练习：用凯氏定氮法测得0.2ml血清中含氮0.002克， 问100ml血清中含蛋白质多少克？
0.002 0.2
× 100 ×6.25 = 6.25（克）
7
二、蛋白质的分类
1、按组成分类
类型 单纯蛋白质 结合蛋白质
组成 氨基酸 氨基酸+非氨基酸成分（辅基）
蛋白质含量的测定： 凯氏定氮法 (测定氮的经典方法)
优点：对原料无选择性，仪器简单， 方法也简单；
缺点：易将无机氮(如核酸中的氮) 都归入蛋白质中,不精确。
一般，样品蛋白质含氮量平均在16%，取其倒数 100/16=6.25，即为蛋白质换算系数，其含义是样品中每存在 1g元素氮，就说明含有6.25g 蛋白质。
酸的等电点分别怎样计算？
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一、氨基酸的结构与分类
1、氨基酸的结构通式 ：
COOH （羧基）
（氨基） H2N C H
CRHH3（侧链R基）
丙甘氨氨酸酸
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组成蛋白质的氨基酸的共同结构特点 ：
除脯氨酸和甘氨酸外，其余均属于L-α-氨基酸。
(1) α-氨基酸: α-碳原子上均有一个羧基和一
个氨基的氨基酸。 脯氨酸：
环状亚 氨酸
-碳原子
COOH NH（亚氨基）
由于N在环中，移动的自由 度受到限制，当它处于多肽 链中时，往往使肽链的走向 形成折角。
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（2）L-型氨基酸：
手性碳原子（不对称碳原子）：与四个不同基团相连接的碳 原子。
含手性碳原子的结构在空间中具有旋光异构现象，即在空间 中有两种排布方式：L-型、D-型。
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非极性疏水性氨基酸 烃 基 吡咯环 芳香烃
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羟基
中性极性氨基酸
巯基 酰胺基
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中性极性氨基酸
蛋氨酸
甲硫基
吲哚环
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氨基 胍基
咪唑基
(碱性氨基酸)
20
(酸性氨基酸)
羧基
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20种标准氨基酸 侧链R基特点 所包括的氨基酸 分类
1、非极性疏水性氨 烃基、吡咯环 基酸
7种：Gly，Ala，Val，