生物化学复习-蛋白质1-1-2-11重点.ppt

第一章 蛋白质化学 蛋白质是许多不同的α-氨基酸按一定的序列通过酰胺键（蛋白质化学中专称为肽键）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 第一节 蛋白质的元素组成 N含量在各种蛋白质中比较接近 15%~18% ，平均为16%。 每1g 氮相当于 6.25g 的蛋白质 方法：常用6 mol/L的盐酸或4 mol/L的硫 酸，回流煮沸时间约 20 h。 优点：不引起消旋作用，得到的是L-氨基酸。 缺点：色氨酸被沸酸完全破坏；含有羟基的氨 基酸（丝氨酸、苏氨酸）有一小部分 被分解；天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基 被水解成了羧基。 2. 碱水解 方法：一般用5 mol/L氢氧化钠煮沸10－20 h。 优点：色氨酸在水解中不受破坏。 缺点：多数氨基酸受到不同程度的破坏，产生 消旋现象，得到的是D-和L-氨基酸的混 合物。此外，引起精氨酸脱氨（生成鸟 氨酸和尿素）。 3. 酶水解 方法：用于蛋白质肽链断裂的蛋白水解酶或称 蛋白酶（proteinase）已有十多种，常用 的有胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶（或称糜 蛋白酶）及胃蛋白酶等。 优点：不产生消旋作用，也不破坏氨基酸。水解 位点特异，用于一级结构分析，肽谱 缺点：使用一种酶往往水解不彻底，需几种酶协同作用才能使蛋白质完全水解。该法主要用于部分水解。 二、氨基酸的功能： 1. 组成蛋白质 2. 一些aa及其衍生物充当化学信号分子 ?-amino butyric acid (?-氨基丁酸)、Serotonic(5-羟色胺，血清紧张素)、melatonin(褪黑激素，N-乙酰-甲氧基色胺)，都是神经递质，后二者是色氨酸衍生物(神经递质是一个神经细胞产生的影响第二个神经细胞或肌肉细胞功能的物质)。 Thyroxine(甲状腺素，动物甲状腺thyroid gland产生的Tyr衍生物)和吲哚乙酸(植物中的Trp衍生物)都是激素(激素就是一个细胞产生的调节其它细胞的功能的化学信号分子)。   氨基酸的分类 1. 按R基的化学结构分类 可以分为三类：脂肪族、芳香族和杂环族 脂肪族氨基酸 含一氨基一羧基的中性氨基酸 碱性氨基酸 His含咪唑环，咪唑环的pKa在游离氨基酸中和在多肽链中不同，前者pKa为6.00，后者为7.35，它是20种氨基酸中侧链pKa值最接近生理pH值的一种，在接近中性pH时，可离解平衡。它是在生理pH条件下唯一具有缓冲能力的氨基酸。 His含咪唑环，一侧去质子化和另一侧质子化同步进行，因而在酶的酸碱催化机制中起重要作用。 2、芳香族氨基酸 3、杂环氨基酸 2. 按R基的极性分类(能否与水形成氢键) 20种基本氨基酸可以分成以下四组： 1、非极性氨基酸（八种） Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Met、 Pro 这类氨基酸的R基都是疏水性的，在维持蛋白质的三维结构中起着重要作用。 3、极性带正电荷的氨基酸 三种碱性氨基酸：Lys、Arg、His 在 pH7 时带正电荷。 当胶原蛋白中的Lys侧链氧化时能形成很强的分子间(内)交联。Arg的胍基碱性很强，与NaOH相当。 His是一个弱碱，在 pH6.0 时，His 的 R 基 50% 以上质子化，但 pH7.0 时，质子化的分子不到10% His 是 R 基的pK值在7附近的唯一的氨基酸。 是天然的缓冲剂，它往往存在于许多酶的活性中心。 三个有特性的氨基酸 一是脯氨酸（Pro），因为它是一个环状的亚 氨基酸。它的氨基和其它氨基酸的羧基形成的 肽键有明显的特点，较易变成顺式肽键。 二是甘氨酸（Gly），它是唯一的在α－碳原子上只有两个氢原子，没有侧链的氨基酸。为此它既不能和其它残基的侧链相互作用，也不产生任何位阻现象，进而在蛋白质的立体结构形成中有其特定的作用。 第三个是半胱氨酸(Cys)。它的个性不仅表现在其侧链有一定的大小和具有高度的化学反应活性，还在于两个 Cys 能形成稳定的带有二硫（桥）键的胱氨酸。二硫键不仅可以在肽链内，也可以在肽链间存在。更有甚者，同样的一对二硫键能具有不同的空间取向。 β -丙氨酸是遍多酸（泛酸）（一种维生素）的前体成分 γ –