《生物化学》课件第1章 蛋白质化学1

1、生物化学课时安排：理论课 32 学时实验课 16 学时上课要求：预习，复习考试：70%平时：30%静态生物化学研究构成生物机体各种物质的组成、结构、性质及生物学功能动态生物化学研究生物体内各种物质的化学变化、与外界进行物质和能量交换的规律。功能生物化学研究重要生命物质的结构与功能的关系以及环境对机体代谢的影响。主要参考书目1. 生物化学王镜岩 朱圣庚 徐长法主编 高等教育出版社2.生物化学周爱儒等主编 人民卫生出版社3. 普通生物化学郑集陈钧辉科学出版社 生物体的化学组成脂肪糖无机物蛋白质第一章 蛋白质第一节 蛋白质的性质 蛋白质是一切生物体的组成成分，是生命现象的具体体现者和生物功能的具体执

2、行者 。一、蛋白质的化学组成蛋白质主要元素组成：C（50%）、H（7%）、O（23%）、N（16%）、S（0-3%）等大量元素及 P、Fe、Cu、Zn、Mo、I、Se 等微量元素。 各种蛋白质平均含N量为16, 是凯氏定氮法测蛋白质含量的理论依据： 蛋白质含量蛋白质的含N量6.25三聚氰胺二、蛋白质的分类2、根据组成分类简单蛋白质结合蛋白质1、根据分子形状分类纤维蛋白质：线性结构，呈细棒或纤维状，主要起结构作用除肌球蛋白、血纤蛋白原外，大多不溶于水和稀盐溶液。 球状蛋白质：细胞中大多数可溶性蛋白质1. 简单蛋白质分类（根据物理性质如溶解度进行分类）2. 结合蛋白质分类（非氨基酸成分进行分类）3

3、. 蛋白质按 生物学功能 分类催化功能 酶，生物体内代谢反应的生物催化剂。 调节功能 代谢调节作用，动物的某些激素如胰岛素、生长素、促甲状腺激素、促卵泡激素等。运输功能 血红蛋白Hb （携氧）、脂蛋白运输脂类等。储存和营养功能 肌红蛋白Mb（储氧）、酪蛋白、卵清蛋白等。收缩和运动功能 肌肉中的肌蛋白、 肌球蛋白、鞭毛、纤毛蛋白等。 保护和支持功能-结构蛋白，细胞和组织的构建，如微管蛋白、延伸蛋白、胶原蛋白、角蛋白等。识别与信息传递功能 受体 防御和凝血功能 保护和开发蛋白：动物的免疫球蛋白、凝血因子、干扰素、抗冻蛋白、蛇和蜂毒蛋白、蓖麻毒蛋白等。 基因表达功能G 蛋白、（非）组蛋白蛋白质（Pr

4、otein）：是由许多不同的-氨基酸按一定的序列通过肽键缩合而成的，具有较稳定的构象并具有一定生物功能的生物大分子。 蛋白质结构的主要层次一级结构四级结构二级结构三级结构primary structuresecondary structureTertiary structurequariernary structure超二级结构结构域 supersecondary structureStructure doman第二节 蛋白质的基本构件单位氨基酸一、常见的蛋白质氨基酸的结构通式二、二十种常见的蛋白质氨基酸分类及结构三、不常见的蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸四、氨基酸的性质一、常见的蛋白质氨基酸的

5、结构通式-氨基酸的通式二、20种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号 必需非必需据R基团极性分类极性R基团 AA非极性R基团 AA（8种）不带电荷（7种）据氨基、羧基数分类一氨基一羧基一氨基二羧基(Glu谷、Asp天冬)二氨基一羧基(Lys赖、His色、Arg精)人体的必需氨基酸Lys赖Trp色Phe苯丙Val缬Met蛋Leu亮Ile异亮Thr苏Arg精、His组带电荷：正电荷（3种）负电荷（2种）据营养学分类非极性R基团氨基酸-氨基丙酸CHCOOHNH2-氨基-Y-甲基戊酸-氨基-B-吲哚基丙酸B-吡咯烷基-羧酸亚氨基酸8种临床上用于苯丙酮尿症的诊断在体内代谢中甲基的供体不带电荷极性R基团

6、氨基酸-氨基-B-对羟苯基丙酸7极性最强带电荷R基团氨基酸（pH7）碱性氨基酸酸性氨基酸-氨基-B-咪唑基丙酸胍基pH7时质子化分子低于10%pH7时完全解离三、生物体内的氨基酸类别蛋白质氨基酸： 蛋白质中常见的20种氨基酸稀有的蛋白质氨基酸：少数蛋白质中还分离出一些稀有氨基酸，常见氨基酸的衍生物。4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸位于结缔组织的胶原蛋白中，Y-羧基谷氨酸在凝血酶原中非蛋白质氨基酸：生物体内呈游离或结合态的氨基酸。四、氨基酸的性质1、氨基酸的两性解离性质及等电点2、氨基酸光学活性和光谱性质3、重要化学反应 与2，4-二硝基氟苯（DNFB）的反应（sanger反应）:用于蛋白质N-端测定

7、. 与苯异硫氰酯（PTTC）（Edman反应）:用于蛋白N-端测定，蛋白质顺序测定仪设计原理的依据。 与茚三酮:用于氨基酸定量定性测定 成肽反应：氨基酸合成肽的反应基础1. 氨基酸的两性解离性质及等电点（pI）pH = pI 净电荷=0兼性离子 pH pI净电荷为负阴离子CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3+ + H+ OH- + H+ OH-(pK1)(pK2) 当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值即为该氨基酸的等电点(isoelctric point)。接受质子释放质子甘氨

8、酸滴定曲线甘氨酸盐酸盐（A+）等电点甘氨酸（A）甘氨酸钠（A-）一氨基一羧基AA的等电点计算：pI=2pK1+pK2谷氨酸（A）和赖氨酸（B）滴定曲线和等电点计算一氨基二羧基AA的等电点计算：pI=2pK1+pK2二氨基一羧基AA的等电点计算：pI=2pK2+pK3BApK1pK2pIpIpK3pK3pK2pK1加入的OH-mL数加入的OH-mL数pHpH 计算pI时，氨基酸等电点相当于该氨基酸的两性离子状态两侧的基团pK值之和的一半。等电点的利用： *由于静电作用，在等电点时，氨基酸的溶解度最小，容易沉淀，利用pI分离制备某些氨基酸。谷氨酸的等电点3.22,将微生物的发酵液调节到3.22,使

9、谷氨酸析出. *利用等电聚焦电泳、离子交换法等在实验室进行混合氨基酸分离。2. 氨基酸光学活性和光谱性质 *紫外吸收光谱：参与蛋白质组成的20种氨基酸中色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr)和苯丙氨酸(Phe)的R基团中含有苯环共轭双键系统，在紫外光区显示特征的吸收谱带，最大光吸收（max）分别为280、275、和257nm。 由于大多数蛋白质都含有这些氨基酸残基，因此用紫外分光光度法可测定蛋白质含量。*核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR）波谱：原子核带有正电荷，只要自旋量子数不等于零，其行为就象绕轴自旋的小磁体，因而能与外加磁场相互作用，产生核磁共振。例如3H

10、、13C、2H、14H、32P的核都属于这一类。摩尔吸收系数波长TrpTrp (色氨酸)、 Tyr (酪氨酸)、 Phe (苯丙氨酸)在280nm波长附近具有最大吸收峰，其中Trp的最大吸收最接近280nm3. 重要化学反应氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应（sanger反应）DNFB（dinitrofiuorobenzene）+ HF弱碱中氨基酸DNP-AA(二硝基苯氨基酸，黄色)蛋白质一级结构的测定：分离的黄色物质在纸层析图谱黄色斑点位置鉴定N-末端氨基酸的种类和数目。氨基酸与异硫氰酸苯酯（PITC）的反应（Edman反应） PITC（phenylisothiocyanate）+苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA) （phenylisothiohydantion-AA）弱碱中(400 C)(硝基甲烷 400 C)H+苯氨基硫甲酰衍生物可以确定蛋白质肽链N端氨基酸种类。“氨基酸序列分析仪”，一次