第三章 蛋白质化学

第三章蛋白质化学

蛋白质功能的多样性

●1. 催化功能-酶

●2. 调控功能-激素、基因调控因子

●3. 贮存功能-乳、蛋、谷蛋白

●4. 转运功能-膜转运蛋白、血红/血清蛋白

●5. 运动功能-鞭毛、肌肉蛋白

●6. 结构成分-皮、毛、骨、细胞骨架

●7. 支架作用-接头蛋白

●8. 防御功能-免疫球蛋白

●9. 其他功能

生老病死，万物轮回(蛋白质层次)●生（诞生、生长）：在酶催化下老细胞

计划性凋亡和新细胞的再生、活细胞的代谢

----（新陈代谢）

●老？蛋白质功能普遍衰退

●病？个别蛋白质的功能障碍

●死？蛋白质功能的全部停止/分解

蛋白质——生物功能分子

●单细胞生物

多细胞动物

细胞水平

●为什么人体细胞有不同的形状？

细胞内有支撑体

●？

●功能蛋白大多为球状

蛋白质的含氮量

蛋白氮占生物组织所有含氮物质的绝大部分

大多数蛋白质含氮量接近于16%

蛋白质含量 = 每克样品中含氮的克数 6.25

凯氏定氮法

二、蛋白质的水解

●常用盐酸或硫酸

●优点：水解产物不消旋

●缺点：Trp被沸酸完全破坏含羟基Ser、Thr、Tyr部分分解 Asn、Gln酰胺基被水解

（二）碱水解

一般用6M Na(OH)2或4M Ba(OH)2

●

●缺点：许多AA受到不同程度的破坏

部分水解产物发生消旋化

●优点：Trp不受破坏

（三）酶水解

●蛋白酶的作用

●优点：条件温和、常温、常压

无旋光异构、氨基酸不被破坏

●缺点：水解不完全、中间产物多

蛋白质水解

酸/碱能将蛋白完全水解

得到各种AA的混合物

酶水解一般是部分水解

得到多肽片段和AA的混合物

氨基酸是蛋白质的基本结构单元

什么是α-氨基酸

●----C-C-C-C-COOH

γβα

●----C-C-C-C(NH2)-COOH α-氨基酸●----C-C-C(NH2)-C-COOH β-氨基酸●----C-C(NH2)-C-C-COOH γ-氨基酸（一）构成蛋白质的氨基酸

●按照酸碱性质分类

1、中性AA

按照侧链基团的不同又分为：

●脂肪族氨基酸

●芳香族氨基酸

●含-OH氨基酸

●含S氨基酸

●亚氨基酸

2、酸性AA

●甘氨酸没有手性

●其余19种AA都具有旋光性

●脯氨酸是α-亚氨基酸

●其余都是α-氨基酸

根据侧链R基的性质分为：

●非极性氨基酸（疏水氨基酸）

●极性氨基酸（亲水氨基酸）

—酸性氨基酸

—碱性氨基酸

—非解离极性氨基酸

根据侧链R基的性质分为：

●脂肪族、芳香族、杂环族氨基酸

必需及非必需氨基酸

可见光区：无吸收

远紫外和红外区：都吸收

近紫外区（220—300nm）：Tyr/Trp/Phe

紫外吸收光谱原因：

-C=C-C=C-C=C-C=C-

●不同pH条件下两性离子的状态发生变化

氨基酸的等电点

●当溶液为某一pH值时，AA主要以兼性离子的形式存在，分子中所含的正负电荷数目正好相等，净电荷为0。这一pH值即为AA的等电点（p I）。

●在p I时，AA在电场中既不向正极也不向负极移动，即处于两性离子状态。

● H+ + A-

● K平衡= [H+]*[A-]/[HA]

● pK平衡= pH - lg [A-] / [HA]

● pH = pK平衡+ lg [A-] / [HA]

●对于侧链含有可解离基团的AA

●p I取决于两性离子两边p K’值的算术平均值

●酸性AA：p I = (p K’1 + p K’R-COO-)/2

●碱性AA：p I = (p K’2 + p K’R-NH2 )/2

三、氨基酸的重要化学反应（一）由α-氨基参加的反应

1、与亚硝酸反应

2、与甲醛的反应

——生成羟甲氨基衍生物

3、酰化反应

——氨基中的H被酰基取代而酰化

O COONa 在弱碱中 CH2 O C Cl + H2N CH 后酸化

R

O COOH

CH2 O C N CH +Na++Cl-

H R

N-端分析法

特点：能够不断重复循环，将肽链N-端氨基酸残基逐一进行标记和解离。

（1）与NaOH等形成盐

（2）成酯

NH2干燥，HCl R CH COOH + C2H5OH

回流

R CH COOC2H5 + H2O

●在pH=5～7的溶液中氨基酸（除Pro和HPro外）和蛋白质都能与茚三酮反应，最终形成蓝紫色化合物

●反应分下面两个步骤进行：

第一步 AA被氧化成CO2、NH3和醛

茚三酮被还原成还原型茚三酮。

第二步还原型茚三酮同另一个茚三酮分子

及NH3缩合生成有色物质。蓝色化合物

●① Pro和Hpro无游离氨基，

只能形成黄色化合物（440nm）

●②可鉴定某化合物是否有可能是AA