第二章 蛋白质

第二章蛋白质

本章重点：氨基酸的结构、种类及主要理化性质；蛋白质的分子结构；蛋白质分子结构与生物学功能的关系；蛋白质的主要理化性质。

蛋白质的定义

蛋白质：由20种α-氨基酸按照一定的顺序，通过肽键连接而成的、具有特定立体结构的、有活性的生物大分子。

蛋白质是一切生物体中普遍存在的。其种类繁多，各具有一定的相对分子质量，复杂的分子结构和特定的生物功能；是表达生物遗传性状的一类主要物质

2.1 蛋白质的分类

C H O N S

（50%）（7%）（23%）（16%）（0～3%）

蛋白质氮元素的含量都相当接近，一般在15%—17％，平均为16％。这是凯氏定氮法测定蛋白质含量的计算基础。

蛋白质含量＝蛋白氮×6 .25

6 .25 —16％的倒数，每测定１g 氮相当于6 .25g的蛋白质。也就是1 g 氮所代表的蛋白质量（克数）

2.1.1按分子的形状分类

A.球状蛋白质

外形接近球形或椭圆形，溶解性较好，能形成结晶，大多数蛋白质属于这一类。但肌动蛋白属于球状蛋白却不溶于水。

B.纤维状蛋白质

分子类似纤维或细棒。它又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。

不溶性纤维状蛋白质：大多数纤维状蛋白质属此类，如胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白、丝蛋白等。

可溶性纤维状蛋白质：如肌球蛋白和血纤蛋白原可溶于水。

C.膜蛋白

2.1.2 按组成成分分类

A .单纯蛋白质：单纯蛋白不含有非蛋白质部分。这类蛋白质水解后的最终产物只有氨基酸。

单纯蛋白质按其溶解性又可分为:

清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白精蛋白、组蛋白以及硬蛋白等

B.结合蛋白质－－结合蛋白是指由单纯蛋白和非蛋白成分结合而成的蛋白质。

这些非蛋白成分包括糖、脂、核酸、色素等，又称为辅基或配体。

糖蛋白：如细胞膜中的糖蛋白等。

脂蛋白：如血清α-，β-脂蛋白等。

核蛋白：如细胞核中的核糖核蛋白等。

色蛋白：如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。

2.1.3 根据功能分类

①催化蛋白质的一个最重要的生物学功能是作为有机体新陈代谢的催化剂——酶。酶是蛋白质中最大的一类。

②调节许多蛋白质具有调节其他蛋白质执行其生理功能的能力，这些蛋白质称为调节蛋白

③转运功能是从一地到另一地转运特定的物质。

④贮存这类蛋白质是氨基酸的聚合物，生物体必要时可利用蛋白质作为提供充足氮素的一种方式。

⑤运动作为运动基础的收缩和游动蛋白具有共同的性质：它们都是丝状分子或丝状聚合体。

⑥结构蛋白质另一重要功能是建造和维持生物体的结构。

⑦防御和进攻免疫反应（免疫球蛋白）

⑧异常功能

2.2 蛋白质的组成单位—氨基酸

氨基酸（amino acid，aa 或AA）是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白质的基本单位（构件分子）。从各种生物体内发现的氨基酸已有180多种，但参与蛋白质组成的常见氨基酸只有20种，这20种氨基酸称为常见氨基酸或基本氨基酸。

蛋白质完全水解：

用浓酸、碱将蛋白质完全水解为氨基酸。

酸水解：无消旋作用，产物为L-氨基酸。

碱水解：多数氨基酸被破坏，有消旋现象。

蛋白质部分水解：

一般用酶或稀酸在较温和条件下，将蛋白质分子切断，产物为分子大小不等的肽段和氨基酸。

蛋白酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶等。

2.2.1 氨基酸的结构通式

氨基酸（amino acid, 简写aa)：

蛋白质的基本组成单位，是含氨基的羧酸。

天然蛋白质由20种α-氨基酸组成。

α-氨基酸中α碳原子为不对称碳原子（除甘氨酸）。

1）组成蛋白质的aa都是α-氨基酸（除脯氨酸外）；

2）不同aa仅R链不同；

3）除甘氨酸外，其余aa的α-碳原子均为不对称碳原子。

构型：根据甘油醛构型确定D型和L型

1.根据甘油醛原则确定构型

2.自然界的氨基酸有两种构型，构型和旋光方向没有必然联系。

3.组成蛋白质的氨基酸都是L型，除甘氨酸外都有旋光性。L-AA

2.2.2 氨基酸的分类

二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号

-

非解离形式解离形式（两性离子形式）

1.从营养学角度分：

2.从营养学角度分：

3.必需氨基酸和非必需氨基酸

这些体内需要而又不能自身合成，必须由食物供应的氨基酸，称为营养必需氨基酸。

人体必需氨基酸有八种：

Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr

半必需氮基酸：组氨酸、精氨酸

4. 根据是否组成蛋白质来分：

蛋白质中常见氨基酸、蛋白质中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸。

5. 据R基团化学结构分类：

脂肪族AA；芳香族AA；杂环AA。

6. 按R基的极性性质可以分成2大类

<1>非极性氨基酸A.丙氨酸B.亮氨酸C.异亮氨酸D.苯丙氨酸E.甲硫氨酸F.色氨酸G.脯氨酸H.缬氨酸I.甘氨酸

<2>极性氨基酸A.不带电荷 a.丝氨酸b.苏氨酸c.半胱氨酸d.酪氨酸e.天冬酰胺f.谷氨酰胺 B.带正电荷a.赖氨酸b.精氨酸c.组氨酸 C.带负电荷a.天冬氨酸b.谷氨酸

①非极性R基氨基酸这一组中共有9种氨基酸

a. 4种带有脂肪烃侧链的氨基酸

丙氨酸Ala）缬氨酸Val）亮氨酸（Leu）异亮氨酸（Ile）

b. 2种含芳香环氨基酸

苯丙氨酸(Phe) 色氨酸(Trp)

c. 含硫氨基酸

甲硫氨酸（Met）

d. 亚氨基酸

脯氨酸(Pro)

e. 侧链介于极性与非极性之间

甘氨酸(Gly)