生物化学( 第二版) 教学课件 作者 张洪渊万海清 主编 张庭芳李青山 审定 第4章 蛋白质化学.ppt

尚辅网 尚辅网 蛋白质化学 第一节概述 一、蛋白质的概念 二、蛋白质的分类 三、蛋白质的生物学功能 一、蛋白质的概念 1 ．重要性― 蛋白质是生命的物质基础 2 ．元素组成― 蛋自质是含氮元素恒定的生命物质 1 ．重要性― 蛋白质是生命的物质基础 早在100 多年前，恩格斯就指出：“生命是蛋白体的存在方式”, “无论在什么地方，只要我们遇到生命，我们就发现生命是和某种蛋白质相联系的”。实践证明，蛋白质与生命现象是密切相关的，凡是有生命的地方，基本上都有蛋白质在起作用。蛋白质是生命的主要体现者。蛋白质是细胞内含量最高的组分，酶、抗体、多肽激素、运输分子乃至细胞的自身骨架都是由蛋白质构成的，蛋白质占许多生物体干重的45 ％一50 ％以上。蛋白质是结构和功能上形式种类最多，也是最为活跃的一类分子，几乎在一切生命过程中起着关键作用。 2 ．元素组成― 蛋自质是含氮元素恒定的生命物质 蛋白质的元素组成与糖、脂相比，都含有C 、H 、O ，而蛋白质还含有N等元素。从动植物组织细胞中提取的各种蛋白质经分析得知，蛋白质中的主要元素C、H 、O 、N 的含量分别是50 ％一55 ％、6 ％一8 ％、20 ％一23 ％、15 ％一18 % ；其中N 元素的含量在各种蛋白质中很相近，平均为16 % ，故N为蛋白质的特征性元素，即蛋白质是一类含氮的生物大分子。除了上述主要元素，蛋白质大多数还含有S ( 0一4 % ）、P( 0 . 4 ％一0 . 9 % ）、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+等，个别的还含有碘。由于蛋白质中含16 ％的N 元素，即每100g 蛋白质中约含有16g 氮。因此，生物样品中蛋白质的含量约等于样品含氮量×6 . 25 ( 6 . 25 被称为蛋白质系数或蛋白质因数，即100 / 16 ）。 二、蛋白质的分类 1 ．分类依据― 蛋白质不能按化学结构分类 2 ．三种分类方法― 按组成分类是常用的分类方法 1 ．分类依据― 蛋白质不能按化学结构分类 蛋白质分类的依据有几个方面，包括生物来源、理化性质、分子形状、化学组成、化学结构与功能等。其中，按照化学结构来分类应该是很理想的，因为化学物质的结构与其功能有密切的关系；然而迄今我们所知道的蛋白质的化学结构尚不多，故这种方法尚不适用于蛋白质的分类。 2 ．三种分类方法― 按组成分类是常用的分类方法 （1 ）根据分子的形状 （2 ）根据溶解度 （3 ）根据组成 （1 ）根据分子的形状 可分为球状蛋白（globular protein ）和纤维状蛋白（fibrous protein ）。这是根据分子轴比（即分子长度与直径之比）来区分的。球状蛋白：分子形状呈球状，轴比小于10 ，甚至接近1 : 1 。较易溶解，如血液中的血红蛋白、而清球蛋白、豆类的球蛋白等。纤维状蛋白：形状似纤维，轴比大于10 。不溶于水，如指甲、羽毛中的角蛋白和蚕丝中的丝蛋白等。 （2 ）根据溶解度 清蛋白（albumins）：又称白蛋白，是溶于水的，如血清白蛋白、乳清白蛋白等。 精蛋白（spermatins ）：溶于水及酸性溶液，含碱性氨基酸多，呈碱性，如鲑精蛋白。 组蛋白（histones ） ：溶于水及稀酸溶液，含碱性氨基酸较多，故呈碱性，它们常是细胞核染色质组成成分。球蛋白（albumins ） ：微溶于水而溶于稀的中性盐溶液，如血清球蛋白、肌球蛋白和大豆球蛋白等。谷蛋白（glutebins ） ：不溶于水、醇及中性盐溶液，但溶于稀酸、稀碱，如麦蛋白。 醇溶蛋白（prolamines ）：不溶于水，溶于70%一80% 乙醇，如玉米蛋白。 硬蛋白（scleroproteins ） ：不溶于水、盐、稀酸、稀碱溶液，如胶原蛋白、丝蛋白、毛发及蹄甲中的角蛋白和弹性蛋白等。 （3 ）根据组成 ① 单纯蛋白质 ② 结合蛋白质 ① 单纯蛋白质 仅由氨基酸组成的蛋白质，水解后产物只有氨基酸。前述中的清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、精蛋白、组蛋白、硬蛋白都属于单纯蛋白质。 ② 结合蛋白质 除含有氨基酸外，还含有糖、脂肪、核酸、磷酸以及色素等非蛋白质成分。故结合蛋白质由两部分组成：一部分含有各种氨基酸，为蛋白质部分；另一部分为非蛋白质部分，称为辅基。主要的结合蛋白质有以下几类。核蛋白（nucleoproteins ） ：由蛋白质与核酸组成，在生命活动过程中的作用极为重要，存在于一切细胞中。色蛋白（chromoproteins ）：由蛋白质与含金属的色素物质结合而成，如含铁的血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素，含镁的叶绿蛋白，含铜的血蓝蛋白等。糖蛋白（glycoproteins ）：由蛋白质与糖类物质结合而成。糖类物质常常是半乳糖、甘露糖、氨基己糖、葡