[生物学]第01章蛋白质研究生-1.ppt

蛋白质的结构与功能 一、什么是蛋白质? 蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。 二、蛋白质的生物学重要性 1. 蛋白质是生物 体重要组成成分 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。 含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。 根据自己的兴趣，查找一种蛋白质，解释它的功能作用？ 蛋 白 质 的 分 子 组 成The Molecular Component of Protein ? 组成蛋白质的元素 主要有C、H、O、N和S。 有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。 ? 蛋白质元素组成的特点 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量： 蛋白质水解 蛋白质和多肽的肽键可被催化水解 酸/碱能将蛋白完全水解 酶水解一般是部分水解 一、氨基酸 —— 组成蛋白质的基本单位 存在于自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。 ---C-C-C-C-C-COOH e d γβα ----C-C-C-C(NH2)-COOH α-氨基酸 ----C-C-C(NH2)-C-COOH β-氨基酸 ----C-C(NH2)-C-C-COOH γ-氨基酸 查资料，介绍一种非标准氨基酸，说明其存在的环境及可能的功能。 介绍一种蛋白质，其中的某氨基酸被修饰后对该蛋白功能的影响。 1．一般物理性质 ①α-氨基酸为无色晶体，熔点极高(200 ℃) ②在水中的溶解度差别很大，并能溶解于稀酸或稀碱中，但不溶于有机溶剂。通常用乙醇可以把氨基酸从其溶液中沉淀析出。 ③氨基酸有些味苦、有些味甜、有些无味，谷氨酸的单钠盐有鲜味，是味精的主要成分。 在化学反应过程中，不对称原子经过对称状态的中间阶段，即可转变为D-型和L-型的等当量混合物，称dl-消旋物(消旋现象)蛋白质与碱共热进行水解时，或用一般的有机合成方法人工合成氨基酸时，得到的氨基酸都是无旋光性的dl-消旋物。 氨基酸的旋光方向和旋光度大小取决于它的侧链基团性质，并且与测定时的溶液pH有关。因为，不同pH条件下氨基酸及其基团的解离状态不同。 20种蛋白质氨基酸在可见光区域都无光吸收，在近紫外（220?300 nm）区，侧链基团含有芳香环共轭双键系统的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸具有光吸收能力。 5. 氨基酸的化学反应（化学性质） 氨基酸在室温下与亚硝酸作用，很快生成氮气。在标准条件下测定生成氮气的体积，即可计算氨基酸的量，这是文司莱克法测定氨基酸的基础。 氨基酸中的α-氨基与2，4-二硝基氟苯在弱碱性溶液中作用生成二硝基苯基氨基酸。这个反应首先被英国的Sanger用来鉴定多肽或蛋白质的末端氨基，曾经广泛地应用于测定多肽或蛋白质中氨基酸的排列顺序。 α-氨基与异硫氰酸苯酯在弱碱性条件下形成相应的苯氨基硫甲酰衍生物。后者在硝基甲烷中与酸作用发生环化，生成相应的苯乙内酰硫脲衍生物。这些衍生物是无色的，可用层析法加以分离鉴定。（Edman测序） 西佛碱是以氨基酸为底物的某些酶促反应中的中间物。 氨基酸的氨基可与甲醛反应生成羟甲基氨基酸和二羟甲基氨基酸，使氨基酸分子的―NH3＋解离释放出H+，而使溶液的酸度增加，可用NaOH滴定。由于形成羟甲基衍生物，降低了氨基的碱性,使其pK ’值减少2~3个pH单位，这样可使滴定终点由pH12移至9左右，这正是酚酞指示剂的变色区域，可以用滴定的方法进行测定，称为甲醛滴定法。 常用于判断蛋白质水解或合成的程度。 三、氨基酸混合物的分析分离 分配系数 分配系数 Kd=cA/cB cA, cB分别代表某一物质在互不相溶的两相，即A相（流动相），B相（固定相）中的浓度。 分溶曲线 （二）分配柱层析 填充物为亲水性的不溶物质如纤维素、 淀粉、硅胶等，收集的组分用茚三酮 显色定量。 （五）离子交换层析 氨基酸的电泳分离 二、肽 （二） 几种生物活性肽 1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH) 两者都是在下丘脑的神经细胞中合成的9肽，它们分子中都有环状结构。 高等动物脑中发现的比吗啡更有镇痛作用的活性肽一种的C端氨基酸残基为甲硫氨酸称Met-脑啡肽，另一种的C端氨基酸残基为亮氨酸，称Leu-脑啡肽，它们都是5肽，其结构如下： 三、蛋白质的分类