生化蛋白质结构与功能
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必需氨基酸
人体内不能合成，必需从食物中获得的一类氨 基酸，共有8种: Leu、Ile、Met、Val、Trp、Phe、Thr、Lys。
非必需氨基酸
人体内能够合成的一类氨基酸。
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13
3、按R基的化学结构分
（1）脂肪族氨基酸
Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、Thr、 Cys、 Met、Asp、Glu、Asn、Gln、Lys、Arg
在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为稀 有氨基酸;
这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的; 其中重要的有4-羟基脯氨酸、5-羟基赖氨酸、N-甲基赖
氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。
HO N H
COOH
H2NCH2CHCH2CH2CHCOOH
OH
NH2
4-羟基脯氨酸
5-羟基赖氨酸
CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH NH2
一、蛋 白 质 protein
Protein 这个词来自希
腊文Proteios，英文含义 是Primary，就是首要的、 主要的、初级的意思，可 见蛋白质的重要性。
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。
氨基酸的等电点（isoeletric point）
当外液pH为某一pH值时，氨基酸分子中所含的 -
NH3+和-COO-数目正好相等，净电荷为0，这一pH 值即为氨基酸的等电点，简称pI。在等电点时，氨
苏氨酸 threonine
编辑ppt
Thr T 5.60
17
3. 酸性氨基酸 4. 碱性氨基酸
天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97 谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22
赖氨酸
lysine
Lys K 9.74
精氨酸 arginine Arg R 10.76
组氨酸 histidine
色氨酸 tryptophan Try W 5.89
丝氨酸 serine
Ser S 5.68
酪氨酸 tyrosine
Try Y 5.66
半胱氨酸 cysteine
Cys C 5.07
蛋氨酸 methionine Met M 5.74
天冬酰胺 asparagine Asn N 5.41
谷氨酰胺 glutamine Gln Q 5.65
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5
蛋白质的生物学重要性
1. 蛋白质是生物体重要组成成分 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；
细胞的各个部分都含有蛋白质。 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％。
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6
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 Fra Baidu bibliotek）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
② R基的不同，决定氨基酸的不同种类。
（二）氨基酸的分类
各种生物体中发现的氨基酸有180种，组成大多数蛋 白质的氨基酸有20种,这20种氨基酸被称为基本氨基 酸。
1、根据是否组成蛋白质来分
蛋白质中常见氨基酸(基本氨基酸) 蛋白质中稀有氨基酸 非蛋白氨基酸
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10
蛋白质中几种重要的稀有氨基酸
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His H 7.59
18
（三）氨基酸的理化性质
（1）氨基酸的旋光性（除Gly外）L－型 （2）高熔点 一般在200℃以上 （3）除胱氨酸和酪氨酸外，一般均溶于水，脯氨酸
还能溶于乙醇或乙醚中 （4）每种氨基酸都有特殊的结晶形状，利用这点可
以鉴别各种氨基酸 （5）氨基酸一般有味
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19
二、蛋白质的组成
化学组成
定 含 碳（C） 50％ 量 氢（H） 7％ 较 氧（O） 23％ 固 氮（N） 16％ 凯氏定氮依据 硫（S） 0～3％ 其他（磷、铁、铜、碘、锌和钼等）
组成蛋白质的氨基酸
（一）氨基酸的结构
1、结构通式
侧链基团
羧基
氨基
2、结构特点：
① 每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个羧基，并 且连接在同一个碳原子上，故称α-氨基酸（脯氨酸除外）。
蛋白质的结构和功能
Structure and Function of Protein
主要参考书
生物化学 第三版
王镜岩 朱圣庚 许长法 主编 高等教育出版社
生物化学 第五版
周爱儒 主编 人民卫生出版社
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2
蛋白质的 结构和功能
一、概念 二、组成 化学组成
组成氨基酸 三、结构 共价结构
空间结构 四、功能 五、蛋白质结构与功能的关系 六、蛋白质的理化性质 七、研究基因功能的方法
（6）紫外吸收
色氨酸、酪氨酸的 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
（7）氨基酸的两性性质和等电点
氨基酸的兼性离子形式
氨基酸在中性pH时，羧基以-COO-，氨基以-NH3+ 形式存在，这样的氨基酸分子含有一个正电荷和一 个负电荷，称为兼性离子。
6-N-甲基赖氨酸
I
HO
CH2CHCOOH
I
NH2
3,5-二碘酪氨酸
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， 但并不组成蛋白质，大部分也是蛋白质氨基酸的衍生 物。
H2N-CH2-CH2-COOH H2N-CH2-CH2-CH2-
COOH-丙氨酸
-氨基丁酸
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2、从营养学角度分
（2）芳香族氨基酸
Phe、Tyr、Trp
（3）杂环类氨基酸
His、Pro
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4、按R基极性分
1. 非极性疏水性氨基酸 2. 极性中性氨基酸 3. 酸性氨基酸 4. 碱性氨基酸
蛋白质亲水性、疏水性结构区的预测：依据氨基酸 的极性。
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1. 非极性疏水性氨基酸 甘氨酸 glycine Gly G 5.97
丙氨酸 alanine Ala A 6.00
缬氨酸 valine
Val V 5.96
亮氨酸 leucine Leu L 5.98
异亮氨酸 isoleucine Ile I 6.02
苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48
脯氨酸 proline
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Pro P 6.30
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2. 极性中性氨基酸
人体内不能合成，必需从食物中获得的一类氨 基酸，共有8种: Leu、Ile、Met、Val、Trp、Phe、Thr、Lys。
非必需氨基酸
人体内能够合成的一类氨基酸。
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3、按R基的化学结构分
（1）脂肪族氨基酸
Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、Thr、 Cys、 Met、Asp、Glu、Asn、Gln、Lys、Arg
在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为稀 有氨基酸;
这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的; 其中重要的有4-羟基脯氨酸、5-羟基赖氨酸、N-甲基赖
氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。
HO N H
COOH
H2NCH2CHCH2CH2CHCOOH
OH
NH2
4-羟基脯氨酸
5-羟基赖氨酸
CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH NH2
一、蛋 白 质 protein
Protein 这个词来自希
腊文Proteios，英文含义 是Primary，就是首要的、 主要的、初级的意思，可 见蛋白质的重要性。
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。
氨基酸的等电点（isoeletric point）
当外液pH为某一pH值时，氨基酸分子中所含的 -
NH3+和-COO-数目正好相等，净电荷为0，这一pH 值即为氨基酸的等电点，简称pI。在等电点时，氨
苏氨酸 threonine
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Thr T 5.60
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3. 酸性氨基酸 4. 碱性氨基酸
天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97 谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22
赖氨酸
lysine
Lys K 9.74
精氨酸 arginine Arg R 10.76
组氨酸 histidine
色氨酸 tryptophan Try W 5.89
丝氨酸 serine
Ser S 5.68
酪氨酸 tyrosine
Try Y 5.66
半胱氨酸 cysteine
Cys C 5.07
蛋氨酸 methionine Met M 5.74
天冬酰胺 asparagine Asn N 5.41
谷氨酰胺 glutamine Gln Q 5.65
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蛋白质的生物学重要性
1. 蛋白质是生物体重要组成成分 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；
细胞的各个部分都含有蛋白质。 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％。
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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 Fra Baidu bibliotek）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
② R基的不同，决定氨基酸的不同种类。
（二）氨基酸的分类
各种生物体中发现的氨基酸有180种，组成大多数蛋 白质的氨基酸有20种,这20种氨基酸被称为基本氨基 酸。
1、根据是否组成蛋白质来分
蛋白质中常见氨基酸(基本氨基酸) 蛋白质中稀有氨基酸 非蛋白氨基酸
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蛋白质中几种重要的稀有氨基酸
编辑ppt
His H 7.59
18
（三）氨基酸的理化性质
（1）氨基酸的旋光性（除Gly外）L－型 （2）高熔点 一般在200℃以上 （3）除胱氨酸和酪氨酸外，一般均溶于水，脯氨酸
还能溶于乙醇或乙醚中 （4）每种氨基酸都有特殊的结晶形状，利用这点可
以鉴别各种氨基酸 （5）氨基酸一般有味
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二、蛋白质的组成
化学组成
定 含 碳（C） 50％ 量 氢（H） 7％ 较 氧（O） 23％ 固 氮（N） 16％ 凯氏定氮依据 硫（S） 0～3％ 其他（磷、铁、铜、碘、锌和钼等）
组成蛋白质的氨基酸
（一）氨基酸的结构
1、结构通式
侧链基团
羧基
氨基
2、结构特点：
① 每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个羧基，并 且连接在同一个碳原子上，故称α-氨基酸（脯氨酸除外）。
蛋白质的结构和功能
Structure and Function of Protein
主要参考书
生物化学 第三版
王镜岩 朱圣庚 许长法 主编 高等教育出版社
生物化学 第五版
周爱儒 主编 人民卫生出版社
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2
蛋白质的 结构和功能
一、概念 二、组成 化学组成
组成氨基酸 三、结构 共价结构
空间结构 四、功能 五、蛋白质结构与功能的关系 六、蛋白质的理化性质 七、研究基因功能的方法
（6）紫外吸收
色氨酸、酪氨酸的 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
（7）氨基酸的两性性质和等电点
氨基酸的兼性离子形式
氨基酸在中性pH时，羧基以-COO-，氨基以-NH3+ 形式存在，这样的氨基酸分子含有一个正电荷和一 个负电荷，称为兼性离子。
6-N-甲基赖氨酸
I
HO
CH2CHCOOH
I
NH2
3,5-二碘酪氨酸
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， 但并不组成蛋白质，大部分也是蛋白质氨基酸的衍生 物。
H2N-CH2-CH2-COOH H2N-CH2-CH2-CH2-
COOH-丙氨酸
-氨基丁酸
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2、从营养学角度分
（2）芳香族氨基酸
Phe、Tyr、Trp
（3）杂环类氨基酸
His、Pro
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4、按R基极性分
1. 非极性疏水性氨基酸 2. 极性中性氨基酸 3. 酸性氨基酸 4. 碱性氨基酸
蛋白质亲水性、疏水性结构区的预测：依据氨基酸 的极性。
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1. 非极性疏水性氨基酸 甘氨酸 glycine Gly G 5.97
丙氨酸 alanine Ala A 6.00
缬氨酸 valine
Val V 5.96
亮氨酸 leucine Leu L 5.98
异亮氨酸 isoleucine Ile I 6.02
苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48
脯氨酸 proline
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Pro P 6.30
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2. 极性中性氨基酸