蛋白质化学(李信)

其等电点是在所有可解离的基团的净电荷为0 时的状态。
肽的化学性质与氨基酸相似，但肽有与氨基酸 不同的特殊反应：双缩脲反应
（1）双缩脲反应
双缩脲 ＋ 碱性CuSO4溶液
紫色
肽键的紫外吸收：210～230nm
五. 重要肽
1、谷胱甘肽
还原性谷胱甘肽（reduced glutathione）是存在于动植物细
胞中的一种非常重要的三肽。它是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨
酸组成。 C |O — N H — |C H — C O — N H — C 2 H— C O O H
gC |H 2
C |H 2
b C |H 2 SH
a C |H N H 2
C O O H
gG lu— C ys— G | S | S |
结论 pH > pI 带负电，移向正极 pH < pI 带正电，移向负极 pH = pI 不带电，不移动
2. 光学性质
旋光性质
除Gly之外，其余蛋白质氨基酸都有手性碳 原子，都具有旋光性。
2. 光学性质
紫外吸收
Trp、Tyr、Phe 含芳香环共轭双键系统，最大吸 收峰分别在 279nm、278nm、259nm。
III
酸
NH2
性
氨
基
O
H
酸
谷氨酸
Glu HO C CH2 CH2 C COOH
NH2
赖氨酸 Lys
H H2N ( CH2)4 C COOH
NH2
IV
碱
NH
H
性 氨
精氨酸
Arg H2 C NH ( CH2)3 C COOH
N
基
NH2
酸
H
组氨酸 His
CH2 C COOH HN N
NH2
1. 由R基团的性质
Pro 的 茚 三 酮反应呈黄 色
Sanger反应
在弱碱溶液中，氨基酸的α-氨基与2,4-二硝基氟苯 (DNFB) 反应，生成黄色的二硝基苯氨基酸（DNP-AA）。
O2N
R
F ＋ H2N CH COOH
NO2
DNFB
O2N
R HN CH COOH ＋ HF
NO2
DNP - 氨基酸
此反应最初被Sanger 用于测定肽链 N-端氨基酸
防御异体侵入机体
作为氨基酸的贮库，用于生长发育所需 或某些物质与蛋白质结合而被贮存
作为构建机体某部分的材料
酶
如血红蛋白
如胰岛素、钙调 蛋白、阻遏蛋白
如肌动蛋白、肌 球蛋白
如免疫球蛋白、 病毒外壳蛋白
如卵清蛋白、酪 蛋白、麦醇溶蛋
白、铁蛋白
如a-角蛋白、胶 原蛋白
What do proteins do?
一. 肽的定义
一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱去 一分子水而形成酰胺键，这个键称为肽键（peptide bond），产生的化合物叫做肽（peptide）。
二个氨基酸形成的肽称作二肽,三个氨基酸形成 的肽称作三肽； …… 余类推。 寡肽（oligopeptide）：aa < 10 个 多肽（polypeptide） ：aa > 10 个
三. 蛋白质的化学组成 1. 元素组成
C、 H、 O、 N ，大多含有 S
有的还含有P、Fe、I、Cu、Mo、Zn 各元素的百分比对于大多数蛋白质都较相似， 其中N约占16% 。 因此可通过测定生物样品中的含氮量计算出样 品中蛋白质的含量，1克氮就相当于6.25克蛋白质， （凯氏定氮法）。
2. 蛋白质的基本结构单元
Arg His
几种特殊氨基酸 Specific amino acids
• 脯氨酸 proline
（亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
半胱氨酸 (Cysteine)
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
Edman反应
此反应即是目前“蛋白质顺序测定”的设计原理
4、氨基酸分析
分配层析法：
原理：主要根据被分析的样品（如aa混合物）在两种互不 相溶的两相中分配系数的不同而达到分离的目的，
分配系数 Kd= CA CB
CA：一种物质在A相（流动相）中的浓度 CB：一种物质在B相（固定相）中的浓度
纸层析
单向纸层析图
Rf值
离子交换层析法
1.平衡阶段:离子交换剂与反离子结合
2.吸附阶段：样品与反离子进行交换 3、4. 解吸附阶段：用梯度缓冲溶液洗 脱，先洗下弱吸附物质，后洗下强吸 附物质
5.再生阶段：用原始平衡液进行充分洗 涤，既可重复使用
洗脱液
样品 填充物 玻璃柱
分部收集
第三节：肽（peptide）
强 碱
两性性质和等电点
pH 12-
9-
滴
定
曲 线
H3 N+ CH2 COOH
6-
pI= 5. 97
H2 NC H2 C OO_ pK = 9. 60
2
H3 N+ C H2 C OO_
H NCH COO_
2
2
H N+ C H C OO_
3
2
pK = 2. 34 1
3-
H3 N+ C H2 C OOH
三. 肽的表示法
1、中文表示法：
从肽链的N端开始，对氨基酸残基逐一命名， 残基称氨酰
2、 三字母表示法： aa1 - aa2 - aa3 - aa4 - …… aa1 . aa2 . aa3 . aa4 . ……
3、 单字母表示法： ABCD ……
四. 多肽的理化性质
肽链的一端含有一个游离的a-氨基，另一端含 有一个游离的a-羧基，加上部分氨基酸可解离的R基 团，因而与氨基酸一样具有两性解质的性质。
+NH3
+NH3
二硫键
胱氨酸
三. 稀有氨基酸
1. 稀有的蛋白质氨基酸 通常是常见氨基酸的衍生物。 如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸
2. 非蛋白质氨基酸
以游离或结合态存在于细胞或组织中，大部分是 常见氨基酸的衍生物或异构型。
如存在于细菌细胞壁肽聚糖内的D-谷氨酸和D-丙 氨酸、花生中的g-亚甲基谷氨酸、甘蔗中的b-氨基丁 酸，刀豆中的刀豆氨酸等。
H3 N+ C H2 C OO_
1-
甘氨酸的解离曲线
等电点
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 ，用 pI 表 示 (isoelectric point, pI)。
pI 是氨基酸的特征常数
肽平面Peptide bond plane
二.肽的结构 无分枝的长链
具有方向性。两个末端分别为N端(氨基端)和C端(羧 基端)。
由“N-C-C”单元的周期性连接，构成多肽链的主链； 氨基酸残基的R基团连接在主链的Ca上，形成多肽链 的侧链。
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)。
功能：镇痛
一、填空：
1、在组成蛋白质的二十种氨基酸中， 是亚氨基酸，当它在a-螺旋行进 中出现时，可使螺旋 。
含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人 体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及 横纹肌等高达80％。
二. 蛋白质在机体中的重要作用
催化作用 运输作用 调节作用 运动作用 防御作用
营养作用
结构蛋白
高效专一地催化机体内几乎所有 的反应
专一运输各种小分子和离子 调节机体代谢活动
负责机体的运动
等电点的计算
例 Gly 的pI 计算
＋NH3— CH2 — COOH
Gly ＋
－H+
＋H +
K1'
＋NH3— CH2 — COO －
±
Gly
－H+
＋H +
K2'
NH2— CH2 — COO－
Gly －
K1' 、K2'分别代表aCOOH和aNH3＋的表观解 离常数。可以从滴定曲线中求得。
pI = 1/2 ( pK1' + pK2' )
CH3 NH2
HS CH2
H C COOH NH2
H
酪氨酸 Tyr HO
CH2 C COOH
II
非
NH2
解
离
O
H
的 极
天冬酰胺 Asn
H2 C CH2 C COOH N
性
NH2
氨
基 酸
谷氨酰胺 Gln
O
H
H2 C CH2 CH2 C COOH
N
NH2
天冬氨酸 Asp
O
H
HO C CH2 C COOH
鸟氨酸 (Orn) 瓜氨酸
四. 氨基酸的理化性质 1. 两性性质
氨基酸同时含有氨基和羧基： 氨基具有碱性，羧基具有酸性
H |
- H +H |来自H - H +
R — C — C O O H
|
+ H +
R — C — C O O |
R — + H +
+
N H 3
N H 3 +
N
强 酸 溶 液
两 性 离 子
gG lu— C ys— G
还 原 g型 谷谷 胱 氨甘 酰肽 G （ 半S H 胱） 氨酰甘氨酸 氧 化 型 谷 胱 甘 肽