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第一章 蛋白质 蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基本的结构物质和功能物质。 蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎所有的生命活动过程。 例如，生物体内发生的催化作用、代谢过程、免疫作用、物质转运、信息传递、运动和生物调控等，都有蛋白质的直接参与并起着重要作用。 一、氨基酸 分子中含有氨基的羧酸均称为氨基酸。作为蛋白质结构单元的氨基酸均为L-?-氨基酸。 天然蛋白质由20种基本氨基酸组成，有少数蛋白质还含有若干种不常见的氨基酸，它们都是基本氨基酸的衍生物。 1，氨基酸的结构和分类 从蛋白质水解产物中分离得到的基本氨基酸中，除不含手性碳原子的甘氨酸和含有环状二级氨基的脯氨酸外，其他均具有如下结构通式。 脂肪族氨基酸 含羟基、含硫氨基酸、环氨基酸 芳香族氨基酸、碱性氨基酸 酸性氨基酸及其酰胺 2，几种重要的不常见氨基酸 在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为不常见蛋白质氨基酸。 这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。 其中重要的不常见蛋白质氨基酸的结构如下。 3，非蛋白氨基酸 除了上述构成蛋白质的氨基酸以外，自然界还存在一些并不是蛋白质组分的氨基酸，这些氨基酸通常被称为非蛋白氨基酸，至今已经发现200多种以上，它们具有不同的功能。 某些非蛋白氨基酸的结构与功能 ?-丙氨酸：泛酸及辅酶A的组成成分 ?-氨基丁酸：存在与脑组织中的神经递质 高半胱氨酸：甲硫氨酸生物合成的中间产物 高丝氨酸：氨基酸代谢的中间产物 鸟氨酸：尿素生成过程的中间产物 瓜氨酸： 苯甘氨酸：抗菌素构成成分(Micakgcin B) 二、氨基酸的性质 除甘氨酸外，氨基酸均含有一个手性?-碳原子，因此都具有旋光性。 比旋光度是氨基酸的重要物理常数之一，是鉴别各种氨基酸的重要依据 2，氨基酸的光吸收 构成蛋白质的20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区(220nm)均有光吸收。 在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。 酪氨酸的?max＝275nm，?275=1.4x103; 苯丙氨酸的?max＝257nm，?257=2.0x102; 色氨酸的?max＝280nm，?280=5.6x103; 3，氨基酸的离解性质 氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离的羧基或氨基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离子中，氨基是以质子化(-NH3+)形式存在，羧基是以离解状态(-COO-)存在。 在不同的pH条件下，两性离子的状态也随之发生变化。 甘氨酸的酸碱滴定曲线 4，氨基酸的等电点 当溶液浓度为某一pH值时，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-数目正好相等，净电荷为0。这一pH值即为氨基酸的等电点，简称pI。在等电点时，氨基酸既不向正极也不向负极移动，即氨基酸处于两性离子状态。 侧链不含离解基团的中性氨基酸，其等电点是它的pK’1和pK’2的算术平均值：pI = (pK’1 + pK’2 )/2 同样，对于侧链含有可解离基团的氨基酸，其pI值也决定于两性离子两边的pK’值的算术平均值。 酸性氨基酸：pI = (pK’1 + pK’R-COO- )/2 硷性氨基酸：pI = (pK’2 + pK’R-NH2 )/2 第二节 多肽 一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水形成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为肽。 多肽的形成与结构 在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列，这种排列顺序称为氨基酸顺序 通常在多肽链的一端含有一个游离的?-氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有一个游离的?-羧基，称为羧基端或C-端。 氨基酸的顺序是从N-端的氨基酸残基开始，以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为： Ser-Val-Tyr-Asp-Gln 二、肽键 肽键的特点是氮原子上的孤对电子与羰基具有明显的共轭作用。 组成肽键的原子处于同一平面。 肽键 肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转。 在大多数情况下，以反式结构存在。 四肽的结构 三、多肽的性质 多肽分子中含有游离的末端氨基和羧基，氨基酸残基的侧链上也含有可离解基团，因此，多肽可以看成是一个“大氨基酸”。 多肽在水溶液中也以两性离子的形式存在，有等电点。 在等电点时，正离子数目与负离子数目相等，净电荷为零。等电点的高低，主要取决于侧链上的碱性和酸性基团的相对数目。 2，多肽链的水解 多肽的肽键与一般的酰胺键一样，可以被酸或碱水解，也可以被酶水解。 根据多肽水解程度的不同可以分为完全水解和部分水解。 完全水解得到各种氨基酸的混合物，