1-蛋白质的结构和功能.ppt
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2-1. 蛋白质是生物体重要组成成分 分布广：所有器官、组织、细胞的各个部分都含有 蛋白质。 含量高：占人体干重的45％；脾、肺及横纹肌等 高达80％。
2-2. 蛋白质具有重要的生物学功能 1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
H2O2
2GSH
GSH过氧 化物酶
2H2O
GSSG
NADP+ GSH还原酶
NADPH+H+
2-2-2. 多肽类激素及神经肽 ?体内许多激素属寡肽或多肽
?神经肽(neuropeptide)
第2节 蛋白质的分子结构
Section 2 the Molecular Structure of Protein
第1章 蛋白质的结构与功能
Chapter 1 Struction & function of Protein
1.什么是蛋白质?
概述
蛋 白 质 (protein) 是 由 许 多 氨 基 酸 (amino acids)通过肽键(peptide bຫໍສະໝຸດ Baidund)相连形成的高分 子含氮化合物。
2. 蛋白质的生物学重要性
CHHR3
COO-
C H
+NH3
甘氨酸 丙氨酸
氨基酸的通式
1-1 氨基酸的分类
｝ 1）非极性脂肪族氨基酸
2）极性中性氨基酸 3）芳香族氨基酸 4）酸性氨基酸 5）碱性氨基酸
* 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:
1-1-1 非极性脂肪族氨基酸(侧链含烃链)
1-1-2 极性中性氨基酸(侧链有极性但不带电荷)
质还包括二硫键。 ? 蛋白质一级结构是空间结构和功能的基础，但不是唯
一的因素。
2.蛋白质的二级结构
? 蛋白质的二级结构是指多肽链中某个肽段的主链 骨架原子的相对空间位置。
? 主链骨架原子包括N(H)，C(O)和相邻的2个C ? 。
+NH3
-HH
HS-CH2-CH-COO+NH3
-OOC-CH-CH 2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NH3
二硫键
胱氨酸
1-2 氨基酸的理化性质 1-2-1. 两性解离及等电点
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。
1-2-2. 紫外吸收
Trp、Tyr(含共轭双键)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。
芳香族氨基酸的紫外吸收
1-2-3 茚三酮反应
(氧化脱羧脱氨 )
氨基酸与茚三酮水合物共热，大多可生成蓝紫色化合 物，其最大吸收峰在570nm处。由于此峰值与氨基酸 的含量存在正比关系，可作为氨基酸定量分析方法。
R CH COOH NH 2
R CH COOH
NH
+ 3
+OH+H+
R CH COO - +OH-
NH
+ 3
+H+
R CH COO NH 2
pH<pI 阳离子
pH=pI 氨基酸的兼性离子
pH>pI 阴离子
怎样确定氨基酸pI ? 酸碱滴定
?根据酸碱基团pKa计算 中性氨基酸pI 酸性氨基酸pI 碱性氨基酸pI
2.肽
2-1 肽(peptide) * 肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。
* 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
NH 2-CH- C +
H OH
甘氨酸
O
NH -CH-C
HH
OH
甘氨酸
-HOH
O
O
NH 2 -CH- C - N -CH-C
1-1-3 芳香族氨基酸(侧链含芳香基团)
1-1-4 酸性氨基酸(侧链含负性解离基团)
1-1-5 碱性氨基酸(侧链含正性解离基团)
几种特殊氨基酸
? 脯氨酸 （亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOO NH2+
?半胱氨酸 (含巯基)
- OOC-CH-CH + NH 3
2 - SH
-OOC-CH-CH 2-SH +
2-3. 氧化供能
第1节 蛋白质的分子组成
Section 1 the Molecular Component of Protein
?蛋白质的元素组成 主要有C、H、O、N和S。有些蛋白质含有少量磷或铁、 铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。
?蛋白质元素组成的特点 各种蛋白质的含氮量很接近且恒定，平均为16％。 通过测定生物样品中的含氮量，再根据以下公式推算蛋白 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
H
HH
OH
肽键
甘氨酰甘氨酸
* 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)。
* 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)。
* 多肽链(polypeptide chain)是指许多氨基酸之间 以肽键连接而成的一种结构。
多肽链有两端 N 末端：多肽链中有自由氨基的一端 C 末端：多肽链中有自由羧基的一端
N末端
C末端
牛核糖核酸酶
2-2 几种重要的生物活性肽 2-2-1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH)
? GSH与GSSG间的转换
1/16%
1.氨基酸
? 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 ? 组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且多属 L-氨基酸
（仅甘氨酸除外）。
CHO
HO
H
CH2OH
L-glyceraldehyde (an L-sugar)
COOH
H2N
H
CH 2OH
L-serine (an L- AA)
? 氨基酸的结构通式
蛋白质的分子结构包括 一级结构(primary structure) 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure) 四级结构(quaternary structure)
高级结构
1.蛋白质的一级结构
? 蛋白质的一级结构是指多肽链中氨基酸的排列顺序。 ? 稳定蛋白质一级结构的主要化学键是肽键，有些蛋白
2-2. 蛋白质具有重要的生物学功能 1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
H2O2
2GSH
GSH过氧 化物酶
2H2O
GSSG
NADP+ GSH还原酶
NADPH+H+
2-2-2. 多肽类激素及神经肽 ?体内许多激素属寡肽或多肽
?神经肽(neuropeptide)
第2节 蛋白质的分子结构
Section 2 the Molecular Structure of Protein
第1章 蛋白质的结构与功能
Chapter 1 Struction & function of Protein
1.什么是蛋白质?
概述
蛋 白 质 (protein) 是 由 许 多 氨 基 酸 (amino acids)通过肽键(peptide bຫໍສະໝຸດ Baidund)相连形成的高分 子含氮化合物。
2. 蛋白质的生物学重要性
CHHR3
COO-
C H
+NH3
甘氨酸 丙氨酸
氨基酸的通式
1-1 氨基酸的分类
｝ 1）非极性脂肪族氨基酸
2）极性中性氨基酸 3）芳香族氨基酸 4）酸性氨基酸 5）碱性氨基酸
* 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:
1-1-1 非极性脂肪族氨基酸(侧链含烃链)
1-1-2 极性中性氨基酸(侧链有极性但不带电荷)
质还包括二硫键。 ? 蛋白质一级结构是空间结构和功能的基础，但不是唯
一的因素。
2.蛋白质的二级结构
? 蛋白质的二级结构是指多肽链中某个肽段的主链 骨架原子的相对空间位置。
? 主链骨架原子包括N(H)，C(O)和相邻的2个C ? 。
+NH3
-HH
HS-CH2-CH-COO+NH3
-OOC-CH-CH 2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NH3
二硫键
胱氨酸
1-2 氨基酸的理化性质 1-2-1. 两性解离及等电点
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。
1-2-2. 紫外吸收
Trp、Tyr(含共轭双键)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。
芳香族氨基酸的紫外吸收
1-2-3 茚三酮反应
(氧化脱羧脱氨 )
氨基酸与茚三酮水合物共热，大多可生成蓝紫色化合 物，其最大吸收峰在570nm处。由于此峰值与氨基酸 的含量存在正比关系，可作为氨基酸定量分析方法。
R CH COOH NH 2
R CH COOH
NH
+ 3
+OH+H+
R CH COO - +OH-
NH
+ 3
+H+
R CH COO NH 2
pH<pI 阳离子
pH=pI 氨基酸的兼性离子
pH>pI 阴离子
怎样确定氨基酸pI ? 酸碱滴定
?根据酸碱基团pKa计算 中性氨基酸pI 酸性氨基酸pI 碱性氨基酸pI
2.肽
2-1 肽(peptide) * 肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。
* 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
NH 2-CH- C +
H OH
甘氨酸
O
NH -CH-C
HH
OH
甘氨酸
-HOH
O
O
NH 2 -CH- C - N -CH-C
1-1-3 芳香族氨基酸(侧链含芳香基团)
1-1-4 酸性氨基酸(侧链含负性解离基团)
1-1-5 碱性氨基酸(侧链含正性解离基团)
几种特殊氨基酸
? 脯氨酸 （亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOO NH2+
?半胱氨酸 (含巯基)
- OOC-CH-CH + NH 3
2 - SH
-OOC-CH-CH 2-SH +
2-3. 氧化供能
第1节 蛋白质的分子组成
Section 1 the Molecular Component of Protein
?蛋白质的元素组成 主要有C、H、O、N和S。有些蛋白质含有少量磷或铁、 铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。
?蛋白质元素组成的特点 各种蛋白质的含氮量很接近且恒定，平均为16％。 通过测定生物样品中的含氮量，再根据以下公式推算蛋白 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
H
HH
OH
肽键
甘氨酰甘氨酸
* 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)。
* 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)。
* 多肽链(polypeptide chain)是指许多氨基酸之间 以肽键连接而成的一种结构。
多肽链有两端 N 末端：多肽链中有自由氨基的一端 C 末端：多肽链中有自由羧基的一端
N末端
C末端
牛核糖核酸酶
2-2 几种重要的生物活性肽 2-2-1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH)
? GSH与GSSG间的转换
1/16%
1.氨基酸
? 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 ? 组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且多属 L-氨基酸
（仅甘氨酸除外）。
CHO
HO
H
CH2OH
L-glyceraldehyde (an L-sugar)
COOH
H2N
H
CH 2OH
L-serine (an L- AA)
? 氨基酸的结构通式
蛋白质的分子结构包括 一级结构(primary structure) 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure) 四级结构(quaternary structure)
高级结构
1.蛋白质的一级结构
? 蛋白质的一级结构是指多肽链中氨基酸的排列顺序。 ? 稳定蛋白质一级结构的主要化学键是肽键，有些蛋白