生物化学课件：第二章 蛋白质化学

第二章蛋白质化学催化作用高效专一地催化机体内几乎所有的反应酶运输作用专一运输各种小分子和离子如血红蛋白调节作用调节机体代谢活动如胰岛素、钙调蛋白、阻遏蛋白运动作用负责机体的运动如肌动蛋白、肌球蛋白防御作用防御异体侵入机体如免疫球蛋白、病毒外壳蛋白营养作用作为氨基酸的贮库，用于生长发育所需

或某些物质与蛋白质结合而被贮存如卵清蛋白、酪蛋白、麦醇溶蛋白、铁蛋白结构蛋白

作为构建机体某部分的材料如a-角蛋白、胶原蛋白一.蛋白质在机体中的重要作用

引言二.蛋白质的化学组成C、H、O、N，大多含有S有的还含有P、Fe、I、Cu、Mo、Zn1.元素组成各元素的百分比对于大多数蛋白质都较相似，其中N约占16%

。这可用于测定蛋白质的含量——凯氏定氮法。

引言二.蛋白质的化学组成2.蛋白质的基本结构单元蛋白质的基本结构单元是氨基酸多个氨基酸首尾连结形成长而不分支的多聚物——多肽链多肽链再折叠卷曲，形成蛋白质

引言第一节氨基酸组成蛋白质的氨基酸都为

a-氨基酸（除Pro外）

一.

氨基酸的结构C酸氨HH2NCOOHR不同的aa在于

R基团的不同

一.

氨基酸的结构组成蛋白质的氨基酸都为

L型（除Gly外）

D型与L型非极性氨基酸（8）

极性氨基酸

非解离的极性氨基酸(不带电7)酸性氨基酸（带负电2）碱性氨基酸(带正电3)

一.

氨基酸的结构组成蛋白质的氨基酸共有20种I非极性氨基酸

丙氨酸 AlaCOOHCH3CHNH2

CHCHCOOHNH2

CH3CH3

缬氨酸 Val什么叫非极性氨基酸？I非极性氨基酸COOHCH2CHNH2

CH3CH3CH亮氨酸 Leu异亮氨酸 IleCOOHCHNH2

CHCH3CH2CH3

脯氨酸 ProCOOHCHNHCH2CH2CH2I非极性氨基酸

苯丙氨酸 PheCOOHCHNH2

CH2COOHCH2CHNH2

色氨酸 TrpN

H

甲硫氨酸 MetCOOHCHNH2

CH2CH2SCH3

一.

氨基酸的结构组成蛋白质的氨基酸共有20种不同的aa在于

R基团的不同非极性氨基酸（8）

具有芳香环吲哚环色氨酸亚氨基II非解离的极性氨基酸

甘氨酸 GlyCOOHCHNH2HCHCOOHCHNH2

苏氨酸 ThrCH3HO

丝氨酸 SerCOOHCHNH2

CH2HO半胱氨酸 CysCOOHCHNH2

CH2HSII非解离的极性氨基酸

酪氨酸 TyrCOOHCHNH2CH2HO

天冬酰胺 AsnCOOHCHNH2

CH2COH2NCOOHCHNH2

谷氨酰胺 GlnCH2COH2NCH2III酸性氨基酸

天冬氨酸 AspCOOHCHNH2

CH2COHOCOOHCHNH2

谷氨酸 GluCH2COHOCH2IV碱性氨基酸(CH2)4

赖氨酸 LysCOOHCHNH2H2N

精氨酸 ArgCOOHCHNH2

(CH2)3NHCNHH2NCOOHCHNH2

组氨酸 HisCH2NHN

二.

氨基酸的分类

1.由R基团的性质

脂肪族氨基酸杂环氨基酸芳香族氨基酸Phe、Tyr、TrpPro、His

二.

氨基酸的分类

2.由aa的营养需求

人类自身能合成

非必需氨基酸

必需氨基酸

人类自身不能合成或不能足量合成，必须依赖食物供给。LysArgHisValLeuIleMetPheThrTrpGlyAlaSerTyrCysProAsnAspGluGln

1.稀有的蛋白质氨基酸

通常是常见氨基酸的衍生物。如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸

三.稀有氨基酸以游离或结合态存在于细胞或组织中，大部分是常见氨基酸的衍生物或异构型。如存在于细菌细胞壁肽聚糖内的D-谷氨酸和D-丙氨酸、花生中的g-亚甲基谷氨酸、甘蔗中的b-氨基丁酸，刀豆中的刀豆氨酸等。

2.非蛋白质氨基酸

三.稀有氨基酸

2.非蛋白质氨基酸

三.稀有氨基酸鸟氨酸(Orn)瓜氨酸1.两性性质和等电点四.

氨基酸的理化性质氨基酸同时含有氨基和羧基：氨基具有碱性，羧基具有酸性1.两性性质和等电点甘氨酸的解离曲线滴定曲线四.

氨基酸的理化性质1.两性性质和等电点

等电点(isoelectricpoint)使氨基酸净电荷为零时溶液的pH值，用pI表示此时，aa以两性离子形式存在，也有少量的数目基本相同的正、负离子存在，还有极少量的中性分子pI是氨基酸的特征常数四.

氨基酸的理化性质1.两性性质和等电点

等电点(isoelectricpoint)20种氨基酸的pI氨基酸pI氨基酸pI氨基酸pI氨基酸pIAla6.02Pro6.48Thr5.87Asp2.77Val5.97Phe5.48Cys5.07Glu3.22Leu5.98Trp5.89Tyr5.66Lys9.74Ile6.02Gly5.97Asn5.41Arg10.76Met5.74Ser5.68Gln5.65His7.59四.

氨基酸的理化性质1.两性性质和等电点

等电点的计算例Gly的pI计算－H+＋H+NH2—CH2

—COO－Gly－＋NH3—CH2

—COO－Gly±

＋NH3—CH2

—COOHGly＋pI=1/2(pK1'+pK2')－H+＋H+K1'K2'K1'、K2'分别代表

COOH和NH3＋的表观解离常数。可以从滴定曲线中求得。四.

氨基酸的理化性质1.两性性质和等电点等电点的计算例Lys的pI计算pI=1/2(pK2'+pK3')溶液pH值增大COOHCH－NH3(CH2)4NH3＋＋Lys＋＋COO－CH－NH2(CH2)4NH2Lys－COO－CH－NH3(CH2)4NH3＋＋Lys＋－H+＋H+Lys±COO－CH－NH2(CH2)4NH3＋－H+＋H+－H+＋H+K1'K2'K3'四.

氨基酸的理化性质1.两性性质和等电点等电点的计算例Glu的解离四.

氨基酸的理化性质pI=1/2(pK1'+pK2')1.两性性质和等电点等电点的计算aa等电点的计算公式pI=1/2(pKn+pKn+1)(其中n为可解离的正电荷基团数目)四.

氨基酸的理化性质1.两性性质和等电点等电点的计算ConclusionpH>pI带负电，移向正极四.

氨基酸的理化性质pH<pI带正电，移向负极pH=pI不带电，不移动2.光学性质除Gly之外，其余蛋白质氨基酸都有手性碳原子，都具有旋光性。旋光性质四.

氨基酸的理化性质2.光学性质Trp、Tyr、Phe含芳香环共轭双键系统，最大吸收峰分别在279nm、278nm、259nm。紫外吸收四.

氨基酸的理化性质3.重要的化学性质茚三酮反应四.

氨基酸的理化性质还原性茚三酮OOOHH＋NH3＋CO2＋RCHO水合茚三酮＋RCH－COOHNH2OOO＋2NH3＋OOOHHOOOO＋NH4NO＋3H2O蓝紫色化合物OO反应分2步：茚三酮反应常用于aa的定性和定量分析3.重要的化学性质茚三酮反应四.

氨基酸的理化性质在酸性条件下，氨基酸与茚三酮共热，生成紫色化合物Pro的茚三酮反应呈黄色3.重要的化学性质Sanger反应在弱碱溶液中，氨基酸的α-氨基与2,4-二硝基氟苯(DNFB)反应，生成黄色的二硝基苯氨基酸（DNP-AA）。DNFB＋O2NNO2FH2NCHCOOHR

DNP-氨基酸O2NNO2HNCHCOOHR＋HF四.

氨基酸的理化性质此反应最初被Sanger用于测定肽链N-端氨基酸3.重要的化学性质Edman反应四.

氨基酸的理化性质NCS＋40℃，弱碱NCNHRCHCOS40℃，H+、硝基甲