蛋白质的生物学功能 - 生物在线.doc

生物化学考试辅导资料 一.考试内容精要 　　一、蛋白质的生物学功能(了解即可) 　　蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命，生物体结构越复杂，其蛋白质种类和功能越繁多， 　　其主要的生物学功能是： 　　（一）催化和调节能力 　　某些蛋白质是酶，催化生物体内的物质代谢反应。 　　某些蛋白质是激素，具有一定的调节功能，如胰岛素调节糖代谢、体内信号转导也常通过某些蛋白质介导。 　　（二）转运功能 　　某些蛋白具有运载功能，如血红蛋白是转运氧气和二氧化碳的工具，血清白蛋白可以运输自由脂肪酸及胆红素等。 　　(三）收缩或运动功能 　　某些蛋白质赋予细胞与器官收缩的能力，可以使其改变形状或运动。如骨骼肌收缩靠肌动蛋白和肌球蛋白。 　　（四)防御功能 如免疫球蛋白，可抵抗外来的有害物质，保护机体。 　　（五）营养和储存功能如铁蛋白可以储存铁。 　　(六）结构蛋白 　　许多蛋白质起支持作用，给生物结构以强度及保护，如韧带含弹性蛋白，具有双向抗拉强度。 　　（七）其他功能 　　如病毒和噬菌体是核蛋白，病毒可以致病。 　　二、蛋白质的分子组成 　　（一）元素组成 　　组成蛋白质分子的主要元素有碳、氢、氧、氮、硫。有些还含有少量磷或金属元素。各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％，且蛋白质是体内的主要含氮物，因此可以根据生物样品的含氮量推算出蛋白质的大致含量。 　　（二）氨基酸 　　氨基酸是蛋白质的基本组成单位，存在于自然界的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属L-α-氨基酸（甘氨酸除外）即左旋氨基酸，因为甘氨酸无手性碳原子(与四个不同的原子或基团相连的碳原子)，大多数有手性碳原子的是手性分子，手性分子有旋光活性。根据它们的侧链R的结构和性质可分为四类： 　　1．非极性疏水性氨基酸： 　　这类氨基酸的特征是在水中的溶解度小于极性氨基酸。 　　2极性中性氨基酸： 　　这类氨基酸的特征是比非极性氨基酸易溶于水，且羧基数等于氨基数，故为中性氨基酸，但因为羧基电离能力较大，故其实际上具有弱酸性。 　　3．酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸。这两种氨基酸都含有两个羧基，在生理条件下带负电，故为酸性氨基酸。 　　4．碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸和组氨酸。这类氨基酸在生理条件下带正电，故为碱性氨基酸。 　　还需要记住这20种氨基酸的英文缩写符号，尤其是三字符号，并且这四种类别的氨基酸中还有几种特殊的氨基酸，也需记住它们的独特特征。 　 芳香族氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸分子中含有芳香环 含硫氨基酸：甲硫氨酸、半胱氨酸分子中含硫元素，甲硫氨酸也叫蛋氨酸。 亚氨基酸：脯氨酸，其氨基处于环中，为亚氨基酸 支链氨基酸：缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸，这三种均含有支链 　其中有八种氨基酸人体内不能自身合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸，它们是缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和色氨酸。 　　三、氨基酸的理化性质 　　（一）两性电离及等电点 　　氨基酸分子中含有碱性的α-氨基和酸性的α-羧基，能与酸或碱类物质结合成盐，故它是一种两性电解质。在某一pH值的溶液中氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势与程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点(pI)。这里有一个等电点的计算问题： 　　1侧链R为非极性基团或虽为极性但不解离的，此种氨基酸的等电点主要由α-氨基和α-羧基的解离常数的负对数pK1，pK2决定，pI=1/2(pK1+pK2) 　　2侧链基团可以解离，则由α-氨基，α-羧基及R基团解离情况共同决定，只需写出电离式，取其兼性离子两边的pK值的平均值即可。如赖氨酸其电离式为： 　　由电离式可以看出，其兼性离子两边pK值分别是pKα-NH3+和pKε-NH３+而与α-羧基无关故其pI=1/2 (8.95+10.537)=9.74 　　（二）紫外吸收性质 　　色氨酸、酪氨酸在280nm波长附近有最大的紫外吸收峰，由于大多数蛋白 　　质含有这类氨基酸，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸 　　收值，是分析溶液中蛋白质含量的快速简便方法。 　　（三）茚三酮反应：氨基酸+茚三酮水合物→还原茚三酮+氨，还原茚三酮+氨+茚三酮→蓝紫色化合物 　　此化合物最大吸收峰在570nm波长处，由于此吸收峰值的大小与氨基酸释放出的氨量成正比，因此可以作为氨基酸定量分析的方法。 　　四、肽 　　(一)肽键 　　两分子氨基酸可由一分子所含的氨基与另一分子所带的羧基脱去一分子水缩合成二肽，两个氨基酸之间产生的酰胺键称为肽键，具有不典型双键性质。由10个以内的氨基酸缩合而成的肽称为寡肽，更多的氨基酸相连而构成多肽。pr是具有更大分子量的多肽链，但多肽和pr在分子量上很