《蛋白质pa》PPT课件.ppt

2009-10学年第二学期,第二章 蛋白质化学,Protein chemistry,2009-2010第2学期,2.1 蛋白质的重要性和一般组成,2.1.1 重要性 是最丰富的生物大分子，在各种细胞和细胞的各部分中存在； 具有高度的多样性； 是基因信息的表达产物； 是构成生物体最基本的结构物质和功能物质，是生命活动的物质基础； 与生命起源密不可分。,2009-2010第2学期,“Protein”词的来源于希腊语prteios 和prtos ，意思为“最前面的，首要的”或“最初”。,2009-2010第2学期,2.1.2 蛋白质的一般组成 由许多氨基酸（amino acid）通过肽键（peptide bond）相连形成的一类复杂的高分子含氮化合物，分子量一般在6103106或更大一些（107或108），分子大小在1nm100nm之间 自然界所有蛋白质均是由20种基本-氨基酸组成,2009-2010第2学期,Amino Acids Can Join Via Peptide Bonds,2009-2010第2学期,2.1.2 元素组成 蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳、氢、氧外，还有少量的硫，某些蛋白质还含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、锌和铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为（平均值） 碳 53 氢 7 氧 23 氮 16% 硫 1 其他 微量,2009-2010第2学期,由于大多数蛋白质的含氮量接近于16%，所以，可以根据生物样品中的含氮量来计算蛋白质的大概含量： 蛋白质百分含量（%）=总氮的百分含量（%） 6.25 1g 氮6.25g 蛋白质,2009-2010第2学期,2008年，三鹿奶粉事件,2009-2010第2学期,2.2 氨基酸 （构件分子）,2.2.1 氨基酸的结构通式和构型 2.2.1.1 结构通式 COO- H3 + N C H R,投影式,氨,2009-2010第2学期,-C-C-C-C-COOH -C-C-C-C(NH2)-COOH - amino acid -C-C-C (NH2)- C - COOH - amino acid -C-C (NH2)- C - C - COOH - amino acid,In protein chemistry, we use Greek letter nomenclature.,2009-2010第2学期,2.2.1.2 氨基酸的构型,甘氨酸由于不具备不对称碳原子，故无D-型及L-型之分 氨基酸的D-型或L-型是以L-甘油醛或L-乳酸为参考,2009-2010第2学期,Emil Fischer于1891年提出的三碳糖甘油醛的绝对构型法则 CHO CHO HO C H H C OH CH2OH CH2OH,L-甘油醛 D-甘油醛,2009-2010第2学期,CHO COOH COOH COOH HO C H HO C H H2 N C H H C N H2 CH2OH CH3 R R,L-甘油醛 L-（+）乳酸 L- 氨基酸 D-氨基酸,2009-2010第2学期,蛋白质分子中的氨基酸残基几乎都是-构型的，-构型氨基酸仅存在于少数小肽中，而普通的化学反应合成手性化合物时，都是L和D异构体的混合物,2009-2010第2学期,2.2.2 氨基酸的分类及结构,2.2.2.1 常见的蛋白质氨基酸 一氨基一羧基：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸 含羟基：丝氨酸、苏氨酸 含硫：半胱氨酸、蛋氨酸 一氨基二羧基：天冬氨酸、谷氨酸 酰胺：天冬酰胺、谷氨酰胺 二氨基一羧基：赖氨酸、精氨酸 芳香族：苯丙氨酸、酪氨酸 杂环：组氨酸、色氨酸、脯氨酸,2009-2010第2学期,Amino Acids with Acid or Base R-groups,2009-2010第2学期,Amino Acids with Neutral R-groups,2009-2010第2学期,Amino Acids with Hydrocarbon R-groups,2009-2010第2学期,色氨酸 Trp,2009-2010第2学期,2.2.2.2 氨基酸的结构特点,1. 两性电解质（具有酸性的COOH基及碱性的NH2基） 2. 若RH，则具有不对称碳原子，因而是光活性物质，具有旋光性。 3. R基不同，构成不同的氨基酸。,2009-2010第2学期,根据极性,极性氨基酸,非极性氨基酸,不带电氨基酸,带负电氨基酸,带正电氨基酸,甘氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸,天冬氨酸、谷氨酸,赖氨酸、精氨酸、组氨酸,丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、甲硫氨酸（蛋氨酸）,2009-2010第2学期,氨基酸与羧酸关系,芳香族氨基酸,脂肪族氨基酸,含硫氨基酸,半胱氨酸、蛋氨酸,组氨酸、脯氨酸,色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸,杂环氨基酸,甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、天冬氨酸（酰胺）、谷氨酸（酰胺） 、精氨酸、赖氨酸、丝氨酸、苏氨酸,2009-2010第2学期,根据机体需求,必需氨基酸,非必需氨基酸,组氨酸、精氨酸,缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸,半必需氨基酸,其他,携一两本淡色书来 缬异亮本蛋色苏赖,2009-10学年第二学期,2.2.2.3 氨基酸的名称、代号和结构式,2009-2010第2学期,Non-polar amino acids（非极性AA）,2009-2010第2学期,2009-2010第2学期,2009-2010第2学期,2009-2010第2学期,Polar, uncharged amino acids（极性不带电AA）,2009-2010第2学期,2009-2010第2学期,2009-2010第2学期,Acidic amino acids 酸性AA,2009-2010第2学期,Basic amino acids 碱性AA,2009-2010第2学期,2009-2010第2学期,2.2.3 氨基酸物理性质,吸光性 芳香族氨基酸Tyr, Trp, Phe可以吸收280nm左右的紫外光, 据此可对蛋白质进行定量和定性,2009-2010第2学期,溶解度,Tyr、Asp、Glu在水中溶解度很小，Arg、Lys溶解度很大。在盐酸溶液中所有氨基酸都有不同的溶解度。,2009-2010第2学期,旋光性,比旋光度指1g/mL的氨基酸溶液，在1dm长度的旋光管内，20摄氏度，钠光D线下的旋光度。 “+”表示右旋 “-”表示左旋,2009-2010第2学期,2.2.4 氨基酸的酸碱性质,氨基酸的酸碱性质不仅是氨基酸分离纯化、鉴定和定量分析的依据，也是理解蛋白质的许多性质及其分离纯化的基础。,2009-2010第2学期,2.2.4.1 氨基酸的两性离子形式,两性离子又称偶极离子（dipolar iron）或兼性离子（zwitterion），指在中性溶液中即放出质子又接受质子的离子形式。,2009-2010第2学期,等电点(isoelectric point, pI),概念：调节溶液的pH值，使AA的净电荷为零（羧基和氨基的解离度相等），在电场中AA既不向阳极移动，也不向阴极移动，此时的pH值称为该AA的等电点。,2009-2010第2学期,几种AA的pK和pI值,不带电荷的AA：pI=（pK1+ pK2 ）/2 带正电荷的AA：pI=（pK2 + pKR ）/2 带负电荷的AA：pI=（pK1+ pKR ）/2,2009-2010第2学期,意义,在pI时，AA溶解度小，易沉淀； 不同溶液中所带电荷不同 电泳法分离AA； 离子交换法分离AA,pH=pI pHpI,中性 正电 负电,2009-2010第2学期,请注意,2009-2010第2学期,六伴穷光蛋：硫、半、光、蛋半胱、光、蛋（甲硫）氨酸含硫氨基酸 酸谷天出门：酸、谷、天谷氨酸、天门冬氨酸酸性氨基酸 死猪肝色脸：丝、组、甘、色丝、组、甘、色氨酸一碳单位来源的氨基酸 只携一两钱：支、缬、异亮、亮缬、