生物化学第一章蛋白质概论

NH2
NH3+
R C α COOH
R
C α COO--
H
H
特点：（1）都是α-氨基酸；
（2）具有酸性的-COOH基及碱性的-NH2基，为两 性电解质；
（3）除甘氨酸（R基是H原子）外，都是L-型氨 基酸，具有旋光性；
氨基酸的构型与旋光性
COOH
H C α NH2
R
D-型氨基酸 氨基酸的构型和旋光性
第一章
蛋白质化学
第一节 概述
一、蛋白质的概念
（一）蛋白质的概念
英文名称protein，字源出Ⅱροτο ；
蛋白质的定义----由20种左右L型-氨基酸通 过肽键构成并具有稳定的构象和生物学功能 的一类复杂高分子含氮化合物。
特点：*构造复杂
*功能多样 *分子量大 *平均含氮量为16% *具有胶体性质和两性性质
2.根据R基团的化学结构分类
（1）脂肪族氨基酸：Gly,Ala,Val,Leu,IleSer,Thr，
Cys,Met,Asn,Gln,Asp,Glu,Lys,Arg；
（2）芳香族氨基酸：Phe,Tyr,Try； （3）杂环氨基酸：His； （4）杂环亚氨基酸：Pro；
3.根据R基团的极性分类
（1）非极性氨基酸
催化功能----酶或辅酶如淀粉酶、蛋白酶
调节功能----激素蛋白调节体内新陈代谢如胰岛素
结构成分或支持功能----结构蛋白如胶原蛋白、 -角蛋白、 丝纤蛋白等 运输功能----运输小分子和离子如血红蛋白、色素蛋白、 血清蛋白 免疫防御功能----保护自身生命活动如免疫球蛋白、血纤 维蛋白原及干扰素
收缩或运动功能----鞭毛运动和肌肉收缩如肌动蛋白和肌 球蛋白
是两个不同的概念。
COOH
N H2 C α H
R
L-型氨基酸 构型：D-型，L-型 旋光性：左旋（-）
右旋（+）
2.氨基酸的种类及其结构
（1）常见氨基酸
甘氨酸Gly(G) 丙氨酸Ala(A) 缬氨酸Val(V) 亮氨酸Leu(L) 异亮氨酸Ile(I) 苯丙氨酸Phe(F) 酪氨酸Tyr(Y) 色氨酸Try,Trp(W) 丝氨酸Ser(S) 苏氨酸Thy(T) 半胱氨酸Cys(C) 甲硫氨酸Met(M) 天门冬氨酸Asp(D) 谷氨酸Glu(E) 天门冬酰胺Asn(N) 谷氨酰胺Gln(Q) 精氨酸Arg(R) 赖氨酸Lys(K)组氨酸His(H) 脯氨Pro(P)
•按蛋白质的溶解度分七种： 清蛋白、鱼精蛋白、组蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶
蛋白和硬蛋白 •按组成分成三类：
简单蛋白质、结合蛋白质和衍生蛋白质 结合蛋白质=简单蛋白质+辅基 •按蛋白质的功能分两类： 活性蛋白质和非活性蛋白质
三、蛋白质的生物学功能
由20种AA组成的20肽，其顺序异构体有 20！=2×1018种
（二）蛋白质在自然界的分布及重要性
1.蛋白质是一切生物体的重要组成成分
•从高等动植物到低等微生物 •从最复杂的人类到最简单的病毒 例：蛋白质在生物体中占干重为
人体：45% 横纹肌：80% 心脏：60% 细菌：50~80% 酵母：46.6% 病毒： 60% 小麦：约9% 大豆：约36% 花生：26%
（2）稀有氨基酸
羟脯氨酸(Hyp) 羟赖氨酸(Hyly) 胱氨酸(Cys)
根据R基团的结构或性质特点，巧记20种氨基酸的口诀：
甘、丙、缬、亮、异、脂链，（脂肪链R基团的5种） 丝、苏、半、蛋、羟硫添。（含-OH，-S者共4种） 天、谷、精、赖、组、酸碱；（酸性碱性者5种） 脯、酪、苯、色、杂芳环（芳香环和杂环R集团者4种） 门冬酰胺、谷酰胺，（两种酰胺） 都有密码属“常见”。（常见氨基酸都有特异的遗传密码）
二 .氨基酸的分类
（一）分类----氨基酸的四种分类方法
1.根据氨基酸的酸碱性质分类; 2.根据R基团的化学结构分类; 3.根据R基团的极性分类; 4.根据营养功能分类;
（二）非蛋白质氨基酸
1.根据氨基酸的酸碱性质分类
（1）中性氨基酸：15种，最简单为Gly； （2）酸性氨基酸：Asp，Glu； （3）碱性氨基酸：Lys、Arg、His；
（二） 蛋白质的分子组成
2.蛋白质水解作用分类
(1)完全水解(强酸强碱高温作用,迅速彻底,产物氨基酸）
酸法水解法，碱水解法；
(2)不完全水解(稀酸稀碱酶催化,条件温和，产物除氨基 酸外,还有肽和多肽）
酶水解法；
第二节 氨基酸的结构分类及性质
一. 氨基酸的结构特点
1.结构特征---氨基酸是含有NH2的有机酸
营养和贮存功能----为机体提供养料如醇溶蛋白、卵清蛋 白、酪蛋白
生物膜受体功能----接受和传递调节信息如激素受体蛋白 和感觉蛋白（味觉蛋白）
毒素蛋白----如细菌毒素、蛇毒等
控制生长、分化和遗传功能----如组蛋白、阻遏蛋白、表 皮生长因子、DNA蛋白等
蛋白质是生命现象的体现者
四、蛋白质的化学组成
脂肪烃侧链Ala,Val,Leu,Ile；芳香环Phe,Try； 含硫氨基酸：Met；亚氨基酸：Pro
（2）极性氨基酸
极性不带电氨基酸7种：Gly, Ser，Thr，Tyr；Asn，Gln； Cys； 极性带正电荷的氨基酸3种：Lys，Arg，His； 极性带负电荷的氨基酸2种：Asp、Glu；
（一）蛋白质的元素组成 C：50~55% O：20~23% H：6~8% S：0~4% N：15~18% 含氮量平均16%是蛋白质重要特征
利用蛋白质含氮量16%特征可以进行蛋白质 含量测定----1克氮相当于含6.25克蛋白质
样品中蛋白质含量(克%)=
含氮(克)/每克样 6.25 100
不同来源蛋白质系数不同:
（二）蛋白质在自然界的分布及重要性
2. 凡是有生命的地方，基本上都有蛋白质在起作用。
蛋白质和核酸是生命的主要物质基础。 蛋白质是生物表现千差万别的功能的基本物质。
3．蛋白质在食品加工中的重要性；
蛋白质的加工特性影响食品的营养及感官品质; 某些食品的制造利用蛋白质的特性;
二、蛋白质的分类
•按分子形状分两类： 球状蛋白和纤维状蛋白
一般动物: 6.25 牛奶: 6.38
植物: 5.7
大米: 5.95
（二） 蛋白质的分子组成
1.蛋白质的水解产物
• 蛋白质的水解过程为:
蛋白质 月示 胨 多肽 二肽 α-氨源自文库酸 分子量：>104 5×103 2×103 500-103 200 100
• α-氨基酸(amino acid)是蛋白质的基本组成 单位