动物生物化学第二章课件(结构与功能).ppt

第二章 蛋白质的结构与功能 目的要求 了解氨基酸的分类、结构和一些重要的化学性质。 掌握肽键、蛋白质一级结构概念。 掌握α-螺旋、β-折叠的结构特征，二级、三级和四级结构概念。 掌握蛋白质的性质及变性机理 第一节、蛋白质在生命活动中的重要作用 １.酶的催化功能 ２.控制生长和分化 ３.运输和贮存功能 ４.运动功能 ５.结构支持作用 ６.免疫保护作用 ７.接受和传递信息 8、调节代谢 ９.感染和毒性作用 １０.其它作用 第二节 蛋白质的化学组成 一、蛋白质的元素组成 蛋白质一般含有：碳50％~55％、氢6％~8％、氧20％~23％、氮15％~17％、硫0.3％~2.5％。 在某些蛋白质中，还含有微量的磷、铁、铜、钼、碘、锌等元素。 各种蛋白质的氮含量比较恒定，平均值为16％左右。 二、氨基酸 （一）氨基酸的结构和构型 蛋白质中常见的氨基酸有20种。除脯氨酸以外，这些天然氨基酸在结构上的共同点是：与羧基（—COOH）相邻的α-碳原子（Cα）上都有一个氨基（—NH2），因而称为α-氨基酸。 　　　　脯氨酸的结构式 　　　　　氨基酸 的构型 除甘氨酸（图1）以外，其余19种氨基酸的Cα都是不对称(手性)碳原子，因此所有天然氨基酸都具有旋光性。每一种氨基酸都有D-型和L-型两种构型。 天然蛋白质中的所有氨基酸都是L-型氨基酸。 氨基酸D—型和L—型构型结构式 　　（二）氨基酸的分类 　根据R侧链极性和电荷的不同，可以将常见氨基酸分成四类 。 二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号 中性脂肪族氨基酸 杂环氨基酸 芳香族氨基酸 非极性R基团氨基酸 不带电荷极性R基团氨基酸 带电荷R基团氨基酸 酸性氨基酸及酰胺 碱性氨基酸 特殊氨基酸 脯氨酸 半胱氨酸 　　（三）稀有氨基酸 除了上述20种广泛存在于各种蛋白质之中的常见氨基酸以外，还有一些仅存在于少数蛋白质中的稀有L-型氨基酸。这些氨基酸是常见氨基酸的衍生物，是经过化学修饰的氨基酸。 它们没有遗传密码，是在蛋白质生物合成以后，通过有关酶的催化修饰而形成的。 （四）非蛋白质氨基酸 有一些氨基酸不参与蛋白质的组成，而是以游离的状态存在于生物体之中 。 四、氨基酸的主要的理化性质 （一）氨基酸的光 吸收特性 （二）氨基酸的两 性解离及等 电点 （三）氨基酸的化 学反应 （一）氨基酸的光吸收特性 参与蛋白质组成的20多种氨基酸在可见光区都没有光吸收； 在紫外光区只有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸有吸收光的能力。其最大吸收波长(λ)分别为279、278、259nm。 光吸收的利用。 （二）氨基酸的两性解离及等电点 氨基酸分子既含有酸性的羧基(—COOH)，又含有碱性的氨基（—NH2）。其中的—COOH能放出质子(H＋)，而变成—COO－；其中的—NH2能接受质子，而变成—NH3＋。因此，氨基酸是两性电解质(ampho1yte)。 　　氨基酸两性解离示意图 氨基酸的两性解离性质及等电点  例题 1、精氨酸的pK1(COOH)=2.17，Pk2(NH3)=9.04，Pk3(胍基)=12.08，则其PI值是多少？ 2、（1）当Ala、Ser、Phe、Leu、Arg、Asp和His的混合物在pH3.9进行纸电泳时，哪些氨基酸移向正极（＋）？哪些氨基酸移向负极（－）？（2）设Ala、Val、Glu、Lys和Thr的混合物pH为6.0，试指出纸电泳后氨基酸的分离情况。 氨基酸等电点的计算 　氨基酸的等电点的作用 在一定的实验条件下，等电点是氨基酸的特征常数。不同的氨基酸，由于R基结构的不同，而有不同的等电点。 当氨基酸处于等电点状态时，由于静电引力的作用，其溶解度最小，容易发生沉淀；利用这一特性可以从各种氨基酸的混合物溶液中分离制取某种氨基酸。 （三）氨基酸的化学反应 （1）α-氨基的化学反应 （2）α-羧基的化学反应 （3）R -基的化学反应 　　茚三酮反应示意图 第三节 蛋白质分子的结构 一、蛋白质结构的层次 构型：当一个碳原子共价结合四个不同的基团或原子时，可以形成不对称的立体结构，产生旋光现象。 构象：指具有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的多种形态；构象形态间的改变不涉及共价键的破裂！每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或三维结构，称之为蛋白质的构象；一个给定的蛋白质可以有多种构象，但只有一种或少数几种在能量上是有利的。 二、蛋白质的一级结构 蛋白质的一级结构(primary structure)是指：多肽链上各种氨基酸残基的排列顺