生物化学蛋白质第一章

、化学组成(元素组成)(Protein’s element composing) 元素 百分含量 平均(%)
C H O N S P 52 7 23 16 2 0.6
凯氏定氮：粗蛋白质含量=蛋白氮×6.25
微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼
2. •
•
蛋白质的结构组成(Protein’s building-block units) 蛋白质(Pr)分子量很大，可水解成简单有机化合物 ——氨基酸（amino acids)，Pr含有数以百计的氨 基酸(aa)，氨基酸按固定的排列顺序以共价键的形 式连接形成长的不分支的链。 蛋白质是由多肽组成的。 – 蛋白质：分子量>6000时，有完整的生物学功能， 至少40个aa。 – 多肽：分子量<6000时，不完全有生物学功能。
S Phe Tyr Trp Cys
S Met
Stryer (1995) Biochemistry (4e) p.20
氨基酸的通式及碳
R CH COOH NH2
氨基酸存在对映异构体

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Juang RH (2004) BCbasics
化性相同、物性 (旋光度) 不同 立体结构不同 20种氨基酸中，除甘氨酸外，其α-碳原子都是手征性碳原子，
一、氨基酸的结构与分类 二、氨基酸的性质 三、氨基酸的分离分析
• (Structure and classification of amino acids)
•
氨基酸的结构和分类
•
•
氨基酸是蛋白质的结构单元，这一点已由蛋白质 的水解可以得到证明。 所有生物中最常的是20种氨基酸，在生物界中是 通用的。 氨基酸通式为：
5).
保护功能(Protection)
6).
信息传递功能(Information processing)
Simple Anatomy of the Retina
(Composition of proteins)
1
二、蛋白质的组成
50-55 6.9-7.7 21-24 15.0-17.6 0.3-2.3 0.4-0.9
egg white and spider web: examples of globular and fibrous proteins
（二）.按组成分类(Classified according to composition)
蛋白质 特性 核蛋白 含有RNA 和DNA nucleoprotein 磷蛋白 磷酸以酯形式结合， phosphoprotei 常在苏丝氨酸侧链上 n 脂蛋白 含有脂类物质,如磷脂, 固醇 lipoprotein 色素蛋白 含有机色素,高等动物 chromoprotein 血红蛋白含铁,低等动 物血蓝蛋白含铜 糖蛋白 含有糖类物质,与粘蛋 glycoprotein 白相似,含糖量<4% 粘蛋白 蛋白质与氨基多糖结 mucoprotein 合 存在 动,植物细 胞 动,植物细 胞及体液 动,植物细 胞 动,植物细 胞及体液 动物细胞 动物细胞 及分泌液 代表性的蛋白 胸腺核组蛋白，鱼核精蛋白 烟草斑纹病毒，酵母核蛋白 酪蛋白，卵黄磷蛋白 凝血致活酶，血-脂蛋白 血红蛋白，肌红蛋白，过氧 化氢酶（肝），细胞色素C 血蓝蛋白，卵蛋白 唾液粘蛋白，卵类粘蛋白
、蛋白质的水解(Hydrolysis of proteins) 蛋白质可以被酸、碱和酶水解，可以产生aa。 根据水解程度分：
3
根据片断的大小，可以分为：
完全水解产物为aa,不完全水解产物不同的片断混合 物，无确定组成成分。
1). •
酸水解
•
•
方法: 6N HCl,煮沸回流20小时左右,或加压于 120°C水解12小时. 优点: 水解彻底,水解的最终产物是L-氨基酸,没有 旋光异构体生成. 缺点: 色氨酸全部破坏,丝,苏,酪氨酸部分破坏.有腐 黑质生成,水解液呈黑色.
二十种氨基酸的结构特点

支链氨基酸：缬氨酸、亮氨酸，异亮氨酸 含羟基的氨基酸：丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸 含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巯基）、 甲硫氨酸（含硫甲基） 含苯环的氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸 含胍基的氨基酸：精氨酸 含咪唑基的氨基酸：组氨酸 亚氨基酸：脯氨酸 含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺 含吲哚基的氨基酸：色氨酸 含ε-氨基的氨基酸：赖氨酸
谷胶蛋白,大麦胶蛋 白,玉米胶蛋白 胶原蛋白,网硬蛋白, 弹性蛋白,角蛋白,丝 心蛋白 胸腺组蛋白,珠蛋白, 肝组蛋白,鲑组蛋白 鲑精蛋白,腓精蛋白, 鲭精蛋白,鲈精蛋白
( ). (Classified according to structure and function)
四 按结构与功能分类
1
动,植物细 血清清蛋白,乳清 胞及体液 蛋白,卵清清蛋白
动,植物细 血清球蛋白,-乳 胞及体液 球蛋白,麻仁球蛋 白,肌凝蛋白,血纤 维蛋白原,溶菌酶, 胰岛素 谷蛋白 不溶于水及盐溶液;可溶 谷物种子 麦谷蛋白,米谷蛋 白 glutelin 于稀酸,稀碱
( ).
三 根据蛋白质的溶解度分类
(Classified according to solubility)
和糖类一样，氨基酸的D- L-构型，并不代表其旋光方向。 氨基酸的名称一般使用它的英文的前三个字母作为缩写附号 表示，有时有单字母表示
( ).
二 氨基酸的分类(Classification of amino acids) 、参加蛋白质组成的氨基酸 (Amino acids found in proteins) 1).有遗传密码的氨基酸 (“Standard” amino acids) 2).无遗传密码,但在蛋白质中发现的 (Amino acids derivatives in proteins) 2、不参加蛋白质组成的氨基酸
生物化学
第三章 蛋白质
Proteins
第一节 蛋白质概论（summary)
一、蛋白质的重要性 二、蛋白质的组成 三、蛋白质的分类
(The importance of proteins)
1
一、蛋白质的重要性
、蛋白质是生物体的重要组成部分(Proteins are
important biomolecules)
、酶 2、调节蛋白 3、转运蛋白 4、贮存蛋白 5、收缩和游动蛋白 6、结构蛋白 7、支架蛋白 8、保护和开发蛋白 9、异常蛋白
四 、 蛋 白 质 分 子 的 构 象 与 结 构 层 次 蛋白质都有自己特有的天然空间结构，称为构象。
第二节 蛋白质的结构单元 ——氨基酸 (Amino acids)
Fireflies emit light catalyzed by luciferase
（荧光素酶） with ATP
2).
运输和储存功能(Transport and storage)
Erythrocytes hemoglobins
（红细胞） contain a large amount of （血红蛋白）, the oxygen-transporting protein.
2). • • •
碱水解
2
方法: 6M NaOH或4M Ba(OH) 煮沸6小时. 优点: 色氨酸不被破坏,水解液清亮透明. 缺点: 水解产生的氨基酸发生旋光异构作用,产物 中有L-,D-型两类氨基酸.
3). •
•
•
酶水解 方法：蛋白质可以由蛋白酶水解，不同的蛋白酶 专一性不同。 优点: 条件温和,常温常压(36-60°C) 及pH 2-8时, 氨基酸不受破坏,无旋光异构体产生. 缺点: 各蛋白酶有不同的专一性,用单一的酶作用 水解不彻底.
( ).
三 根据蛋白质的溶解度分类
蛋白质 特性
(Classified according to solubility)
存在
代表性的蛋白
清蛋白 溶于水,盐及酸碱溶液; albumin 50%以上饱和硫酸铵中 析出;遇热凝固 球蛋白 溶于稀盐,酸及碱溶液; glubulin 优球蛋白不溶于水,拟球 蛋白溶于水;50%饱和硫 酸铵中析出;加热凝固
NONPOLAR
『极性或非极性，是蛋白质性质之所系。』
Juang RH (2003) Biochemistry
按氨基酸是否能在人体内合成分：
（1）必需氨基酸：指人体内不能合成的氨基酸，必须从食物 中摄取，有八种：Lys,赖氨酸、Trp,色氨酸、Met甲硫氨酸、 Met 苯丙氨酸、Val 缬氨酸、Leu 亮氨酸、Ile异亮氨酸、Thr 苏氨酸。 （2）非必需氨基酸：指人体内可以合成的氨基酸。有十种。 （3）半必需氨基酸：指人体内可以合成但合成量不能满足人 体需要（特别是婴幼儿时期）的氨基酸，有两种：组氨酸(His) 、精氨酸(Arg)。
( ).
一 基本结构
(Amino acids have common structural features)
氨基
羧基
COO
H
-
+ H3 N

R group
H = Glycine CH3 = Alanine
Juang RH (2004) BCbasics
氨基酸不同，它的R基团就不同
Gly Ala Val Leu Ile
1 (Nonprotein amino acids)
1
、参加Pr组成的氨基酸 1）有遗传密码的aa，共有20种，可根据侧链的极性不 同，将这些氨基酸分成四类（有的是按照R基团的结 构来分）。 非极性R基氨基酸，侧链无极性 不带电荷的极性R基的aa 带正电荷的极性R基aa——碱性aa 带负电荷的极性R基aa ——酸性aa
醇溶蛋白 不溶于水及盐溶液;可溶于稀 谷物种子 prolamine 酸,稀碱及70-90%醇;含有大 量脯,谷氨酸,非极性侧链较 多 硬蛋白 通常溶液中不溶 动物组织,完 成结缔,保护 scleroprotein 功能 组蛋白 碱性蛋白,可溶于水,稀酸,但 动物组织,一 为稀氨沉淀;精,赖氨酸含量 般与酸性物 histone 特多 质结合 精蛋白 碱性蛋白,可溶于水,稀酸,但 成熟的生殖 为稀氨沉淀;精,赖氨酸含量 细胞;多自鱼 protamin 特多.伸展状 精提出,与 DNA结合