生化蛋白质

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什么是蛋白质?
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。
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组成蛋白质的元素
主
C 50 ~ 55 %
要 元
H
6~ 7 %
素
O 19 ~ 24 %
组 成
N 13 ~ 19 %
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氨基酸
—— 组成蛋白质的基本单位
即含有氨基又有羧基的化合物
存在自然界中的氨基酸有300余种，但 组成人体蛋白质的基本氨基酸仅有20种
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分子中同时含有羧基和氨基，且与羧基相邻的α-碳原 子上都有一个氨基，因而称为α-氨基酸。
除甘氨酸外,其它所有氨基酸分子中的α-碳原子都为不 对称碳原子, A. 氨基酸都具有旋光性； B. 每一种氨基酸都具有D-型和L-型两种立体异构体。目 前已知的天然蛋白质中氨基酸都为L-型。
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2.2.1 L-氨基酸的通式
COO-
R
C +NH3
H
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既有氨基，又有羧基的小分子有 机物称为氨基酸。
α－氨基酸就是氨基连接在羧酸 的α－碳原子上。
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基本氨基酸中，除脯氨酸和 甘氨酸外其余均属于L-α-氨基酸。
例外：
COOH │
H2N — C — H │
简单蛋白质 结合蛋白质 = 蛋白质部分 + 非蛋白质部分
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1.简单蛋白：又称为单纯蛋白质；这类蛋白质只含由-氨基 酸组成的肽链，不含其它成分。 （1）清蛋白和球蛋白：广泛存在于动物组织中，易溶于水， 球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。 （2）谷蛋白和醇溶谷蛋白：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀 酸、稀碱中，后者可溶于70－80％乙醇中。 （3）精蛋白和组蛋白：碱性蛋白质，存在与细胞核中。 （4）硬蛋白：存在于各种软骨、腱、毛、发、丝等组织中， 分为角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。
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4）参与运输贮存的作用
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血红蛋白 ——运输氧 铜蓝蛋白 ——运输铜 铁蛋白 ——贮存铁
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5）免疫保护作用
抗原抗体反应 凝血机制
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6）参与细胞间信息传递
信号传导中的受体、信息分子等
7） 氧化供能
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2.2 蛋白质的组成单位 ——氨基酸
R
Gly —— 没有手性
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Pro —— 亚氨基酸
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以甘油醛为参照，AA分为D－型和L－型
有旋光性 手性碳原子
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2.2.2 氨基酸的分类
分类依据 ：R侧链基团的结构及理 化性质的不同
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2.结合蛋白：由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成
（1）色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成。如血红蛋白、
叶绿蛋白和细胞 色素等。
（2）糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞膜中的糖
蛋白等。
（3）脂蛋白：由简单蛋白与脂类结合而成。 如血清-、-脂
蛋白等。
（4）核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。如细胞核中的核
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7.受体蛋白 8.支架蛋白 9.结构蛋白 10异常蛋白
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蛋白质具有重要的生物学功能
1）酶的生物催化作用
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2）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
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3）运动与支持
机体的结构蛋白：头发、骨骼、牙齿、肌肉等
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按侧链的极性：极性AA、非极性AA
按侧链的结构：脂肪族AA、芳香族AA 杂环AA、杂环亚AA
按侧链的酸碱性：酸性AA、碱性AA 中性AA
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按侧链的极性、酸碱性
S
0~4 %
有些蛋白质还含有少量的P、Fe、Cu、Mn、Zn、 Se、I等。
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蛋白质元素组成的特点
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。
凯氏定氮法：
由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此， 只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以 下公式推算出蛋白质的大致含量：
100克样品中蛋白质的含量 ( g % ) = 每克样品含氮克数× 6.25×100
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1/16% 11
2.1蛋白质的分类
2.1.1 根据蛋白质形状 纤维状蛋白质 球状蛋白质
膜蛋白质
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2.1.2 根据蛋白质组成成分
糖核蛋白等。
（5）磷蛋白：由简单蛋白质和磷酸组成。如胃蛋白酶、酪蛋
白、202角0/8/蛋2 白、弹性蛋白、丝心蛋白等。
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2.1.3 根据功能分类
1.酶 如蛋白酶 2.调节蛋白 如激素 3.贮存蛋白质 如卵清蛋白 4.转运蛋白 如血红蛋白 5.运动蛋白 如肌球蛋白、肌动蛋白 6.防御蛋白和毒蛋白
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白的四级结构。 1965年 我国完成结晶牛胰岛素的人工合成。 20世纪90年代以后 蛋白质组学
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生命的起源必然是通过化学
途经实现的，只要把蛋白质的化
学成份弄清楚以后，化学就能着
手制造出活的蛋白质来，如果化
学有一天能用人工的方法制造蛋
白质，那么这样的蛋白质就一定
会显示出生命现象。
《反杜林论》 恩格斯
“Protein” 一词来描述蛋白质。
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1951年 Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋白质 的二级结构——α-螺旋(α-helix)。
1953年 Frederick Sanger完成胰岛素一级序列测定。 1962年 John Kendrew 和 Max Perutz确定了血红蛋
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大事记：
1833年 Payen和Persoz分离出淀粉酶。 1864年 Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋
白，并将其制成结晶。 19世纪末 Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成
的，并将氨基酸合成了多种短肽 。 1938年 德国化学家Gerardus J. Mulder引用