蛋白质和核酸化学

三、蛋白质的基本结构
（一）肽键和肽 * 肽键(peptide bond)：是由一个氨基 酸的 -羧基与另一个氨基酸的 -氨基 脱水缩合而形成的化学键。
R1 H2N C C H O H OH + H N C COOH H R2 H2O R1 H2N C
H
H C N O
H C COOH R2
肽键
2.
第一节 蛋白质的分子组成
一、蛋白质的元素组成
1.元素：碳、氢、氧、氮 2.组成特点：蛋白质含氮量是13%-19%，
平均约为16%，即1克氮相当于6.25克蛋 白质。 3.计算蛋白质含量的公式： 每克样品中含氮g数×6.25=每克样品中所 含蛋白质克数
练习题
试问100g大豆中含蛋白质多少克？
（一）蛋白质分子的二级结构
1.α-螺旋
2. β-折叠
（ 3）
无规则卷曲是指多肽链中规则性不强的一些区段的构象
（二）蛋白质的三级结构
在二级结构的基础上，多肽链进一步折叠、
盘曲，主链、侧链都包括在内所形成的空 间结构称为蛋白质的三级结构。 只有一条肽链构成的蛋白质具备了三级结 构就有生物活性，若有2条以上肽链构成的 蛋白质还需进一步形成更高级结构才具有 相应的生物活性。 维持三级结构的化学键是次级键。
蛋白质的三级结构
（三）蛋白质分子的四级结构
有的蛋白质分子由两条以上具有独
立三级结构的肽链通过非共价键相 连聚合而成，其中每一条肽链称为 一个亚基或亚单位(subunit)。 各亚基在蛋白质分子内的空间排布 及相互接触称为蛋白质的四级结构。
蛋白质的四级结构
（四）蛋白质结构与功能的关系
1.一级结构与功能的关系
核苷
碱基 磷酸
嘌呤碱——A、G 嘧啶碱——C、U、T
核酸的结构层次： 核酸→核苷酸 核苷酸→磷酸+戊糖+含氮碱
二、核酸的分子组成
（一）核酸的基本成分
1.磷酸 （比较：蛋白质中的氮比较恒定） 2.戊糖（核糖RNA和脱氧核糖DNA两种）
COO+H N—C —H 3 α R
两性离子形式
R
不带电形式
科普知识：必需氨基酸
必需氨基酸：人体必不可少，而机体内又不
能合成的，必须从食物中补充的氨基酸，称 必需氨基酸。 对成人来说，这类氨基酸有8种，包括赖氨 酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、 缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。对婴儿来说， 组氨酸也是必需氨基酸。 这就提醒人们不要挑食，食物面越广越好。
多肽链
3.生物活性肽
(1)
(2)
（二）
一级结构是空间结构的基础。结构与功能密切相关，蛋白质的一级 结构一旦确立，其空间结构以及生理功能也基本确立。
四、蛋白质的空间结构
多肽链需通过各种方式卷曲成特定的空间
结构。蛋白质肽链通过折叠、盘曲，使分 子内部原子形成一定的空间排布及相互关 系，称为蛋白质的构象，即空间结构。 维持蛋白质空间结构的化学键主要有氢键、 盐键、疏水键、范德华力等非共价键和二 硫键，统称为次级键或副键。 蛋白质的空间结构包括二级、三级和四级 结构。
五、蛋白质的理化性质
+ + + +
+ +
（三）蛋白质的沉淀
蛋白质从溶液中析出的现象
1. 盐析：加盐使蛋白质沉淀析出。 分段盐析：调节盐浓度，可使混合蛋白质溶液中的 几种蛋白质分段析出。血清球蛋白（50%(NH4)2SO4 饱和度），清蛋白（饱和(NH4)2SO4)。 2. 加有机溶剂：控制低温可得到不变性的蛋白质沉淀。 3. 加重金属盐 ：利用该性质抢救重金属中毒者 4. 加某些有机酸： 单宁酸、苦味酸、钼酸、钨酸。临床检验中可用 这些酸类检查尿蛋白。
Hale Waihona Puke Baidu
Hb-A
Hb-S
Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys…
Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys…
2.空间结构与功能的关系
蛋白质的空间
结构一旦改变 就会影响蛋白 质的生物活性。 （如右图）牛 核糖核酸酶的 空间结构与功 能。
•牛脑海绵状病，简称BSE。1985年4月，医学 家们在英国发现了一种新病，专家们对这一世 界始发病例进行组织病理学检查，并于1986年 11月将该病定名为BSE，首次在英国报刊上报 道。 •食用被疯牛病污染了的牛肉、牛脊髓的人， 有可能染上致命的克罗伊茨费尔德—雅各布氏 症（简称克－雅氏症），其典型临床症状为出 现痴呆或神经错乱，视觉模糊，平衡障碍，肌 肉收缩等。病人最终因精神错乱而死亡。 医 学界对克－雅氏症的发病机理还没有定论，也 未找到有效的治疗方法。
单元目标
1.列出蛋白质的元素组成、元素组成特点及
蛋白质基本组成单位。 2.描述蛋白质分子结构及结构与功能的关系。 3.简述蛋白质的理化性质 4.说出蛋白质的分类 5.叙述核酸的分子组成和结构
蛋白质的生物学功能
1. 蛋白质是生物体的重要组成成分 2. 蛋白质具有重要的生物学功能 1）作为生物催化剂 2）代谢调节作用 3）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 3. 氧化供能
1.用定氮法测出1g样品大豆中含氮0.058g，
2. 用凯氏微量定氮法测得0.2ml血清中含
氮2.1mg，问100ml血清中含蛋白质多少克？
二、蛋白质的基本单位—氨基酸
氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 20标准氨基酸 氨基（-NH2）和羧基（-COOH）
COOH
H2N—Cα—H
（四）蛋白质的变性
六、蛋白质的分类
1.根据蛋白质分子组成： 单纯蛋白质（单纯由氨基酸组成） 结合蛋白质（有蛋白质部分和非蛋白质部
分） 2.根据蛋白质分子形状 球状蛋白质 纤维状蛋白质
第二节
核酸化学
一、核酸的分子组成
核糖——RNA 戊糖 脱氧核糖——DNA
核酸→核苷酸
（1）种属差异 蛋白质一级结构的种属差异十分明显，但相同 部分氨基酸对蛋白质的功能起决定作用。根据 蛋白质结构上的差异，可以断定它们在亲缘关 系上的远近。 （2）分子病 ——蛋白质分子一级结构的氨基酸排列顺序与 正常有所不同的遗传病。
镰状细胞贫血（sick-cell anemia） 从患者红细胞中鉴定出特异的镰刀型或月牙型细胞。 β- 链 1 2 3 4 5 6 7