第4章蛋白质的化学
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准氨基酸图谱比较分析 P66
2021/3/24
20
第三节 蛋白质的分子结构
2021/3/24
21
一级结构（决定空间结构）:又叫共价结构或基本结
构,指蛋白质中不同氨基酸的种类、数量和排列顺序。
（构象）空间结构
（决定功能）
二级Leabharlann Baidu构
基序 结构域
三级结构
2021/3/24
四级结构 22
O
O
NH2-CH-C + NH-CH-C R1 OH H R2 O H
R
H3N+ C COO－
H
2021/3/24
14
等电点
等电点的定义:当溶液处于某一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。
每种氨基酸都有特定的等电点。在等电点时, 氨基酸的溶解度最小。
2021/3/24
15
溶液pH影响氨基酸的羧基与氨基的解离程度
蛋白质中含有这些芳香族氨基酸,所以也有紫外吸收
能力。一般用紫外分光光度计在280nm波长下测定最
大2光021/吸3/24收,而测定蛋白质的含量。
18
③.茚三酮的反应
A.该反应非常灵敏, 测定范围:0.5~50µg/ml
B. 氨基酸与茚三酮,生成的蓝紫色化合物,在570nm测定吸光值
C.脯氨酸、羟脯氨酸与茚三酮生成黄色物质，在440nm处测吸光值
CH3
Ala ±
COO－ K2
HN C H
2
CH3
Ala－
COOH
COO－
COO－
COO－
H3N+ C H
K1 H3N+
CH
K2
HN+ C
H
K3 H2N C H
CH2
CH2
3
CH2
CH2
－
COOH
COOH
COO－
COO
Asp+
Asp ±
Asp －
Asp =
2021/3/24
17
②.紫外吸收
在紫外区酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸光能力。 苯丙氨酸的max＝259nm 酪氨酸的max＝278nm 色氨酸的max＝279nm
COOH H2N C H
R
H3N +
COOH CH R
+OH－ +H+
在酸性溶液中 （pH ＜pI）
H3N+
COO－ CH R
在水溶液中
（pH=pI）
+OH－ +H+
H2N
COO－ CH R
在碱性溶液中
（pH＞pI）
2021/3/24
16
举例:
COOH
+
K1
H3N C H
CH3
Ala+
COO－
+
H3N C H
各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16％。
100克样品中 蛋白质的含量
( g% ) ==== 每克样品含氮 克数× 6.25×100
定氮仪
2021/3/24
8
二、蛋白质结构的基本单位──氨基酸
组成蛋白质的氨基酸共有20种,称为基本氨基酸。
（一）基本氨基酸的结构通式
COOH
H2N
Cα H
R 不同的α-氨基酸,其R 侧链不同
概念: 肽、
二肽、 寡肽、 多肽、
多肽 链
-HOH
O
O
NH2-CH-C-N-CH-C
2021/3/24
R1 H R2 OH
肽键
由一分子氨基酸的α羧基和另一 分子氨基酸α氨基缩合脱水而成23。
HO HO HO HO
H
H2N C C N C C N C C N C C------N C COOH
▪ 3.基序、三级结构、四级结构
▪ 4.蛋白质合成基本原理
▪ 5.蛋白质的性质
▪ 6.蛋白质分离纯化
▪ 270.21蛋/3/2白4 质纯度鉴定
2
第一节
蛋白质是生命的物质基础
2021/3/24
3
一、蛋白质是构成生物体的基本成分
2021/3/24
4
二、蛋白质具有多样性的生物学功能
生物催化作用（酶）
应用:
A.氨基酸定量分析（纸层析法或者薄膜层析法分离）
B.氨202基1/3酸/24自动分析仪
19
氨基酸的分离与分析
★ 自动氨基酸分析仪 1.蛋白质完全酸水解 2.水解液于PH 2上样于钠型阳离子交换柱 3.用PH 3.5 0.2mol/L柠檬酸钠溶液洗脱 4.用PH 4.25 0.2mol/L柠檬酸钠溶液洗脱 5.分析洗脱谱上各峰的位置和面积,与标
蛋氨酸 methionine
Try Y Cys C Met M
5.66 5.07 5.74
天冬酰胺 asparagine Asn N 5.41
谷氨酰胺 glutamine Gln Q 5.65
2021/3/24
苏氨酸 threonine Thr T 5.6011
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
2021/3/24
组氨酸 histidine
His H
7.59
12
（三）、氨基酸的化学性质
①两性解离与等电点 ②紫外吸收性质 ③茚三酮反应
2021/3/24
13
①.两性解离
氨基酸在水溶液和晶体状态主要以 兼性离子形式存在
苯丙氨酸 phenylalanine Phe P
2021/3/24
2
脯氨酸 proline
Pro P
5.97 6.00 5.96 5.98 6.02 5.48
6.3100
2、极性中性氨基酸
色氨酸 tryptophan Try W 5.89
丝氨酸 serine
Ser S 5.68
酪氨酸 tyrosine 半胱氨酸 cysteine
除甘氨酸、脯氨酸外,基本氨基酸皆为L-α-氨基酸。
2021/3/24
9
20种氨基酸的分类:根据R基不同,分为4类
1、非极性疏水性氨基酸
甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
glycine alanine valine leucine
Gly G Ala A Val V Leu L
异亮氨酸 isoleucine Ile I
第四章
蛋白质的化学
2021/3/24
1
▪ 预习重点:
▪ 1.蛋白质的功能
▪ 2.氨基酸组成、分类、两性解离
▪ 3.氨基酸的分离分析
▪ 4.蛋白质的一级结构、肽键和肽链
▪ 5.维持蛋白质构象的化学键
▪ 6.蛋白质的二级结构
▪ 7.蛋白质的结构与功能
▪ 学习难点 :
▪ 1.谷胱甘肽
▪ 2.蛋白质一级结构的测定
代谢调节作用（激素）
免疫保护作用 （抗体）
转运和贮存作用（血红蛋白)
运动与支持作用（肌动蛋白、胶原蛋白）
控制生长和分化作用（核蛋白）
接受和传递信息作用（受体蛋白）
生物膜的功能
2021/3/24
5
2021/3/24
6
第二节 蛋白质的化学组成
2021/3/24
7
一.蛋白质的元素组成:
• 凯氏定氮法测定蛋白质含量:
2021/3/24
20
第三节 蛋白质的分子结构
2021/3/24
21
一级结构（决定空间结构）:又叫共价结构或基本结
构,指蛋白质中不同氨基酸的种类、数量和排列顺序。
（构象）空间结构
（决定功能）
二级Leabharlann Baidu构
基序 结构域
三级结构
2021/3/24
四级结构 22
O
O
NH2-CH-C + NH-CH-C R1 OH H R2 O H
R
H3N+ C COO－
H
2021/3/24
14
等电点
等电点的定义:当溶液处于某一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。
每种氨基酸都有特定的等电点。在等电点时, 氨基酸的溶解度最小。
2021/3/24
15
溶液pH影响氨基酸的羧基与氨基的解离程度
蛋白质中含有这些芳香族氨基酸,所以也有紫外吸收
能力。一般用紫外分光光度计在280nm波长下测定最
大2光021/吸3/24收,而测定蛋白质的含量。
18
③.茚三酮的反应
A.该反应非常灵敏, 测定范围:0.5~50µg/ml
B. 氨基酸与茚三酮,生成的蓝紫色化合物,在570nm测定吸光值
C.脯氨酸、羟脯氨酸与茚三酮生成黄色物质，在440nm处测吸光值
CH3
Ala ±
COO－ K2
HN C H
2
CH3
Ala－
COOH
COO－
COO－
COO－
H3N+ C H
K1 H3N+
CH
K2
HN+ C
H
K3 H2N C H
CH2
CH2
3
CH2
CH2
－
COOH
COOH
COO－
COO
Asp+
Asp ±
Asp －
Asp =
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②.紫外吸收
在紫外区酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸光能力。 苯丙氨酸的max＝259nm 酪氨酸的max＝278nm 色氨酸的max＝279nm
COOH H2N C H
R
H3N +
COOH CH R
+OH－ +H+
在酸性溶液中 （pH ＜pI）
H3N+
COO－ CH R
在水溶液中
（pH=pI）
+OH－ +H+
H2N
COO－ CH R
在碱性溶液中
（pH＞pI）
2021/3/24
16
举例:
COOH
+
K1
H3N C H
CH3
Ala+
COO－
+
H3N C H
各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16％。
100克样品中 蛋白质的含量
( g% ) ==== 每克样品含氮 克数× 6.25×100
定氮仪
2021/3/24
8
二、蛋白质结构的基本单位──氨基酸
组成蛋白质的氨基酸共有20种,称为基本氨基酸。
（一）基本氨基酸的结构通式
COOH
H2N
Cα H
R 不同的α-氨基酸,其R 侧链不同
概念: 肽、
二肽、 寡肽、 多肽、
多肽 链
-HOH
O
O
NH2-CH-C-N-CH-C
2021/3/24
R1 H R2 OH
肽键
由一分子氨基酸的α羧基和另一 分子氨基酸α氨基缩合脱水而成23。
HO HO HO HO
H
H2N C C N C C N C C N C C------N C COOH
▪ 3.基序、三级结构、四级结构
▪ 4.蛋白质合成基本原理
▪ 5.蛋白质的性质
▪ 6.蛋白质分离纯化
▪ 270.21蛋/3/2白4 质纯度鉴定
2
第一节
蛋白质是生命的物质基础
2021/3/24
3
一、蛋白质是构成生物体的基本成分
2021/3/24
4
二、蛋白质具有多样性的生物学功能
生物催化作用（酶）
应用:
A.氨基酸定量分析（纸层析法或者薄膜层析法分离）
B.氨202基1/3酸/24自动分析仪
19
氨基酸的分离与分析
★ 自动氨基酸分析仪 1.蛋白质完全酸水解 2.水解液于PH 2上样于钠型阳离子交换柱 3.用PH 3.5 0.2mol/L柠檬酸钠溶液洗脱 4.用PH 4.25 0.2mol/L柠檬酸钠溶液洗脱 5.分析洗脱谱上各峰的位置和面积,与标
蛋氨酸 methionine
Try Y Cys C Met M
5.66 5.07 5.74
天冬酰胺 asparagine Asn N 5.41
谷氨酰胺 glutamine Gln Q 5.65
2021/3/24
苏氨酸 threonine Thr T 5.6011
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
2021/3/24
组氨酸 histidine
His H
7.59
12
（三）、氨基酸的化学性质
①两性解离与等电点 ②紫外吸收性质 ③茚三酮反应
2021/3/24
13
①.两性解离
氨基酸在水溶液和晶体状态主要以 兼性离子形式存在
苯丙氨酸 phenylalanine Phe P
2021/3/24
2
脯氨酸 proline
Pro P
5.97 6.00 5.96 5.98 6.02 5.48
6.3100
2、极性中性氨基酸
色氨酸 tryptophan Try W 5.89
丝氨酸 serine
Ser S 5.68
酪氨酸 tyrosine 半胱氨酸 cysteine
除甘氨酸、脯氨酸外,基本氨基酸皆为L-α-氨基酸。
2021/3/24
9
20种氨基酸的分类:根据R基不同,分为4类
1、非极性疏水性氨基酸
甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
glycine alanine valine leucine
Gly G Ala A Val V Leu L
异亮氨酸 isoleucine Ile I
第四章
蛋白质的化学
2021/3/24
1
▪ 预习重点:
▪ 1.蛋白质的功能
▪ 2.氨基酸组成、分类、两性解离
▪ 3.氨基酸的分离分析
▪ 4.蛋白质的一级结构、肽键和肽链
▪ 5.维持蛋白质构象的化学键
▪ 6.蛋白质的二级结构
▪ 7.蛋白质的结构与功能
▪ 学习难点 :
▪ 1.谷胱甘肽
▪ 2.蛋白质一级结构的测定
代谢调节作用（激素）
免疫保护作用 （抗体）
转运和贮存作用（血红蛋白)
运动与支持作用（肌动蛋白、胶原蛋白）
控制生长和分化作用（核蛋白）
接受和传递信息作用（受体蛋白）
生物膜的功能
2021/3/24
5
2021/3/24
6
第二节 蛋白质的化学组成
2021/3/24
7
一.蛋白质的元素组成:
• 凯氏定氮法测定蛋白质含量: