第02章：蛋白质化学.ppt

第二章 蛋白质化学 氨基酸 蛋白质通论 蛋白质的共价结构 蛋白质的空间构象 蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的性质及应用 蛋白质的分离纯化 蛋白质及多肽可以被酸、碱、酶水解。 AA是蛋白质的基本结构单元。 大多数的蛋白质都是由20种AA组成，它们被称为标准氨基酸或基本氨基酸。 一、氨基酸的化学结构特点 除Pro外，其余均为α-氨基酸。 二、氨基酸的分类 标准AA--非极性、脂肪族侧链AA 按R基极性分类20种标准氨基酸 1）非极性：8种 Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Met、Phe、Trp 2）极性不带电荷：7种 Ser、Thr、Cys、Pro、Asn、Gln、Tyr 3）极性带负电荷：2种 Asp、Glu 4）极性带正电荷：3种 Lys、Arg、His 稀有氨基酸 非蛋白质氨基酸 目前已经发现150余种。 分布广泛，但不存在于蛋白质中，大部分是标准AA的衍生物。 存在意义： 重要代谢物的前体：鸟氨酸、瓜氨酸 生长调节：?-丙氨酸 细菌细胞壁组分：D-Glu、D-Ala 神经传导：?-氨基丁酸 N素转运和贮藏：刀豆氨酸 杀虫防御：D-环丝氨酸 必需氨基酸：人和非反刍动物体内不能合成，需要从食物中获取的氨基酸 。 Ile Met Val Leu Trp Phe Thr Lys 一 家 借 两 三 本 书 来 豆腐里的Met含量较少，但鱼里含量丰富；鱼里的Phe含量较少，但豆腐里含量丰富。二者混合食用可提高营养价值； 鱼含有丰富的VD，可帮助吸收豆腐里丰富的Ca。 （一）酸碱性质 1、氨基酸的两性解离 在不同的溶液pH条件下，AA表现出不同的解离状态。 2、氨基酸的等电点及计算 定义：令Aa分子的正负电荷数目相等，净电荷为0时的溶液pH值，简称pI。 侧链不含解离基团的中性AA，其等电点为：pI = (pK’1+ pK’2 )/2 侧链含有可解离基团的AA，其pI值取决于两性离子两侧的pK’值。 碱性AA：pI = (pK’R+ pK’2 )/2 酸性AA：pI = (pK’1+ pK’R )/2 碱性Aa的两性解离 3、等电点的应用： 等电点时，Aa的溶解度最小--Aa的分离； Aa的带电性质--电泳法/离子交换法分离混合Aa。 问题：等电点分别为3.0、6.5、10.0的三种氨基酸处于pH6.5的缓冲液环境中电泳，请问它们将如何运动？ 回答：pI 3.0的氨基酸将移动向正极，pI 6.5的氨基酸将保持不动，pI 10.0的氨基酸将移动向负极。 1、与2,4-二硝基氟苯（DNFB）的反应 应用： 鉴定游离AA； 鉴定多肽或蛋白质的N端AA 应用： 鉴定游离AA； 鉴定多肽或蛋白质的N端AA； 短肽中AA顺序分析多肽自动分析仪（50Aa）的工作原理 3、与茚三酮的反应 除Gly外，所有α-氨基酸中的Cα都为手性碳原子，具有旋光性 （+，-）和光学异构体（D-，L-）； 比旋光度是AA的重要物理常数之一，是鉴别各种AA的重要依据。 （四）氨基酸的紫外光谱性质 在近紫外区(220-300nm) ，20种Aa中只有Phe、Tyr、Trp有光吸收的能力。 ?max＝280nm 蛋白质：Protein（第一重要） 一、蛋白质的生物学功能 催化（最重要） ：酶 结构：如角~、胶原~、膜~ （最重要） 运输：如血红~、血清~；膜转运~ 运动：如肌动~、肌球~；微管~ 保护：如抗体；抗冻~；溶血~ 储存：如卵清~；酪~；谷~ 调节：如激素；参与基因表达调控的蛋白 为什么人体细胞会有不同的形状呢？ 细胞内有支撑体--丝网状骨架蛋白（决定细胞形状及运动）； 口、胃、肠—消化酶（胞外） 血管—抗体（免疫球蛋白）、激素 综上所述： 蛋白质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，几乎参与所有的生命活动过程。 二、蛋白质的元素组成 含氮有机化合物 碳 50％-55% 氢 6.5％-7.3％ 氧 19％-24％ 氮 16% 硫 0％-3％ 其他（P、Fe、I、Mo、Zn、Cu） 微量 蛋白质含量的测定 凯氏定氮法：根据生物样品中的含氮量来计算蛋白质的大概含量 蛋白质含量 = 蛋白氮/16% = 蛋白氮? 6.25 第三节 蛋白质的共价结构 一、肽（peptide）和肽键（peptide bond） 蛋白质= 1或几条多肽链（+ 辅助基团） 短链且具有生物活性的多肽不算蛋白质，通常称为活性肽！ 1、天然存在的活性