蛋白质的结构与功能介绍
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生物体内的含氮物质主要是蛋白质，因此只 要测定生物样品的含氮量就可按下式计算出其蛋 白质大致含量：
100g样品中蛋白质的含量（g%） ＝每克样品中含氮克数×6.25×100
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二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
蛋白质受酸、碱或蛋白酶水解产生游 离氨基酸。因此，组成蛋白质的基本单位 是——氨基酸(amino acid) 。
▪ 熟悉蛋白质的理化性质。 ▪ 了解蛋白质的结构与功能的关系。
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蛋白质的生物学重要性
蛋白质是生物体的重要组成成分
❖蛋白质的种类多：大肠杆菌约含蛋白质3 000种， 人体内含蛋白质10万余种。
❖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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1.非极性疏水氨基酸 侧链为烃基、吲哚环、 甲硫基等疏水性基团。这类氨基酸在水中的溶解度 小于极性中性氨基酸。
2.极性中性氨基酸 侧链为羟基、巯基、或酰 氨基等极性基团，有亲水性，但在中性水溶液中不 电离的氨基酸。
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3.酸性氨基酸 侧链上有羧基，在水溶液中 能释放出H+ 而带负电荷的氨基酸。有谷氨酸、天 冬氨酸。
➢ 非必需氨基酸：可自身合成且能满足需要的氨基酸（10 种）
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三、氨基酸在蛋白质分子中的连接方式
（一）肽键和肽
肽键（peptide bond)是由一个氨基酸分 子的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合 形成的化学键。
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R1 O
R2 O
H N C C OH + H N C C OH
α-碳原子，即与-COOH相邻碳原子。 氨基均连在α-碳原子上，故为α-氨基 酸。
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2.组成人体蛋白质的氨基酸都是 L 型，即 L-α-氨基酸。
不同的氨基酸其侧链不同，除甘氨酸外，其余 氨基酸的α-碳原子分别连接 4 个不同原子或基团， 是手性碳原子，有两种不同的构型，即L型和D型。
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一、蛋白质的元素组成
组成蛋白质的元素 主要 C、H、O、N和 S 有些蛋白质含少量P、Se、Fe、Cu、 Zn、Mn、Co 、Mo，个别蛋白质还 含有 I。
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蛋白质的元素组成的特点
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为 16%， 1g 氮相当于 6.25g 蛋白质。
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（一）氨基酸的结构特点
自然界存在的氨基酸有300多种，但组成人体 蛋白质氨基酸仅有20种，且都有特异的遗传密码， 为编码氨基酸。
氨基酸的结构通式可用下式表示：
COOH
COO-
H2N C H 或 H3N+ C H
R
R
R代表氨基酸侧链
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1.组成蛋白质的氨基酸都是α-氨基酸 （脯氨酸为α-亚氨基酸）。
第一章
蛋白质的结构与功能
Structure and Function of Protein
1
“大头娃娃”
▪ 2004年在安徽阜阳农 村，很多刚出生不久的婴 儿陆续患上一种怪病，头 脸肥大、四肢细短、全身 浮肿，成了畸形的“大头 娃娃”。根据医院的诊断， 这些婴儿所患的都是营养 不良综合征，而扼杀这些 幼小生命的“元凶”，正 是蛋白质等营养元素指标 严重低于国家标准的劣质 婴儿奶粉。
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蛋白质的生物学重要性
蛋白质是生命的物质基础（重要的生物学功能）
1.催化功能 2.调节功能 3.支持功能 4.运输功能 5.营养功能
6.运动功能 7.防御功能 8.识别功能 9.信息传递功能 10.凝血与抗凝血功能
氧化供能
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第一节 蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
HH
HH
-H2O
R1 O
R2
H2N C C N C COOH
H HH
肽键
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氨基酸通过肽键连接形成的化合物称为肽。
由两个氨基酸形成的肽称为二肽，由三个氨 基酸形成的肽称三肽，以此类推。通常将10个以 内的氨基酸形成的肽称为寡肽，十肽以上者称为 多肽。
多肽分子中的氨基酸相互连接形成长链，称 为多肽链。
2
三鹿毒奶粉事件
▪
2008年9月，中国爆发三鹿
婴幼儿奶粉受污染事件，导致食
用了受污染奶粉的婴幼儿产生肾
结石病症，其原因是奶粉中含有 三聚氰胺。
▪
三聚氰胺不是食品原料，也
不是食品添加剂，是作为化工原
料，可用于塑料、涂料、粘合剂、
食品包装材料的生产。
▪ 合格奶粉蛋白质含量为18% 计算，含氮量为2.88%。而三聚 氰胺含氮量为66.6%，是牛奶的
肽链中的氨基酸因脱水缩合已不是完整的氨 基酸，故称为氨基酸残基。
4.碱性氨基酸 侧链上有氨基、胍基或咪唑基， 在水溶液中能结合H+ 而带正电荷的氨基酸。有赖 氨酸、精氨酸和组氨酸等。
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（二）氨基酸的分类
基本氨基酸的分类方法三： 按人体能否合成分类 ➢ 必需氨基酸：机体不能自身合成，必须由食物供给的氨 基酸（八种）
➢ 半必需氨基酸：人体可合成，但合成量不足，如精氨酸 及组氨酸。
151倍，是奶粉的23倍。
3
主要内容
▪ 蛋白质的分子组成 ▪ 蛋白质的分子结构 ▪ 蛋白质结构与功能的关系 ▪ 蛋白质的理化性质
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4
学习要点
▪ 掌握蛋白质的元素组成及特点，氨基酸的结构 特点及连接方式。
▪ 掌握蛋白质各级结构及维持各级结构稳定的作 用力。
▪ 掌握蛋白质的两性解离和等电点、蛋白质变性。 熟悉蛋白质的胶体性质、沉淀、紫外吸收和呈 色反应。
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COOH
H2N C H R
L-α-氨基酸
COOH
H C NH2 R
D-α-氨基酸
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（二）氨基酸的分类
基本氨基酸的分类方法一： 按侧链结构分类
➢脂肪族氨基酸(15种) ➢芳香族氨基酸(3种) ➢杂环氨基酸(2种)
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（二）氨基酸的分类
基本氨基酸的分类方法二： 按侧链R基团极性分类 ➢非极性(疏水)氨基酸(9种) ➢极性不带电荷氨基酸(6种) ➢极性带正电荷氨基酸(碱性氨基酸)(3种) ➢极性带负电荷氨基酸(酸性氨基酸)(2种)
100g样品中蛋白质的含量（g%） ＝每克样品中含氮克数×6.25×100
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二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
蛋白质受酸、碱或蛋白酶水解产生游 离氨基酸。因此，组成蛋白质的基本单位 是——氨基酸(amino acid) 。
▪ 熟悉蛋白质的理化性质。 ▪ 了解蛋白质的结构与功能的关系。
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蛋白质的生物学重要性
蛋白质是生物体的重要组成成分
❖蛋白质的种类多：大肠杆菌约含蛋白质3 000种， 人体内含蛋白质10万余种。
❖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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1.非极性疏水氨基酸 侧链为烃基、吲哚环、 甲硫基等疏水性基团。这类氨基酸在水中的溶解度 小于极性中性氨基酸。
2.极性中性氨基酸 侧链为羟基、巯基、或酰 氨基等极性基团，有亲水性，但在中性水溶液中不 电离的氨基酸。
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3.酸性氨基酸 侧链上有羧基，在水溶液中 能释放出H+ 而带负电荷的氨基酸。有谷氨酸、天 冬氨酸。
➢ 非必需氨基酸：可自身合成且能满足需要的氨基酸（10 种）
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三、氨基酸在蛋白质分子中的连接方式
（一）肽键和肽
肽键（peptide bond)是由一个氨基酸分 子的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合 形成的化学键。
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23
R1 O
R2 O
H N C C OH + H N C C OH
α-碳原子，即与-COOH相邻碳原子。 氨基均连在α-碳原子上，故为α-氨基 酸。
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2.组成人体蛋白质的氨基酸都是 L 型，即 L-α-氨基酸。
不同的氨基酸其侧链不同，除甘氨酸外，其余 氨基酸的α-碳原子分别连接 4 个不同原子或基团， 是手性碳原子，有两种不同的构型，即L型和D型。
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一、蛋白质的元素组成
组成蛋白质的元素 主要 C、H、O、N和 S 有些蛋白质含少量P、Se、Fe、Cu、 Zn、Mn、Co 、Mo，个别蛋白质还 含有 I。
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蛋白质的元素组成的特点
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为 16%， 1g 氮相当于 6.25g 蛋白质。
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13
（一）氨基酸的结构特点
自然界存在的氨基酸有300多种，但组成人体 蛋白质氨基酸仅有20种，且都有特异的遗传密码， 为编码氨基酸。
氨基酸的结构通式可用下式表示：
COOH
COO-
H2N C H 或 H3N+ C H
R
R
R代表氨基酸侧链
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1.组成蛋白质的氨基酸都是α-氨基酸 （脯氨酸为α-亚氨基酸）。
第一章
蛋白质的结构与功能
Structure and Function of Protein
1
“大头娃娃”
▪ 2004年在安徽阜阳农 村，很多刚出生不久的婴 儿陆续患上一种怪病，头 脸肥大、四肢细短、全身 浮肿，成了畸形的“大头 娃娃”。根据医院的诊断， 这些婴儿所患的都是营养 不良综合征，而扼杀这些 幼小生命的“元凶”，正 是蛋白质等营养元素指标 严重低于国家标准的劣质 婴儿奶粉。
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6
蛋白质的生物学重要性
蛋白质是生命的物质基础（重要的生物学功能）
1.催化功能 2.调节功能 3.支持功能 4.运输功能 5.营养功能
6.运动功能 7.防御功能 8.识别功能 9.信息传递功能 10.凝血与抗凝血功能
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第一节 蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
HH
HH
-H2O
R1 O
R2
H2N C C N C COOH
H HH
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氨基酸通过肽键连接形成的化合物称为肽。
由两个氨基酸形成的肽称为二肽，由三个氨 基酸形成的肽称三肽，以此类推。通常将10个以 内的氨基酸形成的肽称为寡肽，十肽以上者称为 多肽。
多肽分子中的氨基酸相互连接形成长链，称 为多肽链。
2
三鹿毒奶粉事件
▪
2008年9月，中国爆发三鹿
婴幼儿奶粉受污染事件，导致食
用了受污染奶粉的婴幼儿产生肾
结石病症，其原因是奶粉中含有 三聚氰胺。
▪
三聚氰胺不是食品原料，也
不是食品添加剂，是作为化工原
料，可用于塑料、涂料、粘合剂、
食品包装材料的生产。
▪ 合格奶粉蛋白质含量为18% 计算，含氮量为2.88%。而三聚 氰胺含氮量为66.6%，是牛奶的
肽链中的氨基酸因脱水缩合已不是完整的氨 基酸，故称为氨基酸残基。
4.碱性氨基酸 侧链上有氨基、胍基或咪唑基， 在水溶液中能结合H+ 而带正电荷的氨基酸。有赖 氨酸、精氨酸和组氨酸等。
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（二）氨基酸的分类
基本氨基酸的分类方法三： 按人体能否合成分类 ➢ 必需氨基酸：机体不能自身合成，必须由食物供给的氨 基酸（八种）
➢ 半必需氨基酸：人体可合成，但合成量不足，如精氨酸 及组氨酸。
151倍，是奶粉的23倍。
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主要内容
▪ 蛋白质的分子组成 ▪ 蛋白质的分子结构 ▪ 蛋白质结构与功能的关系 ▪ 蛋白质的理化性质
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学习要点
▪ 掌握蛋白质的元素组成及特点，氨基酸的结构 特点及连接方式。
▪ 掌握蛋白质各级结构及维持各级结构稳定的作 用力。
▪ 掌握蛋白质的两性解离和等电点、蛋白质变性。 熟悉蛋白质的胶体性质、沉淀、紫外吸收和呈 色反应。
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COOH
H2N C H R
L-α-氨基酸
COOH
H C NH2 R
D-α-氨基酸
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（二）氨基酸的分类
基本氨基酸的分类方法一： 按侧链结构分类
➢脂肪族氨基酸(15种) ➢芳香族氨基酸(3种) ➢杂环氨基酸(2种)
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（二）氨基酸的分类
基本氨基酸的分类方法二： 按侧链R基团极性分类 ➢非极性(疏水)氨基酸(9种) ➢极性不带电荷氨基酸(6种) ➢极性带正电荷氨基酸(碱性氨基酸)(3种) ➢极性带负电荷氨基酸(酸性氨基酸)(2种)