生物化学2.蛋白质·.pdf

第2章 蛋白质 2.1 蛋白质的元素组成 2.2 蛋白质的氨基酸组成 2.3 肽 2.4 蛋白质的结构 2.5 蛋白质结构与功能的关系 2.6 蛋白质的性质与分离、分析技术 蛋白质是由多种α-氨基酸按一定的序列通过肽 键 （酰胺键）缩合而成的具有一定功能的生物大分 子，体内的大部分生命活动，是在蛋白质的参与下 完成的。英文名词Protein （一度译为朊）来自希腊 文，为第一重要的意思。生命科学中许多重大的理 论和应用问题，需要通过对蛋白质的研究来解决。 虽然蛋白质是由mRNA翻译生成的，但组织中 mRNA丰度与蛋白质丰度的相关性并不好。蛋白质 复杂的翻译后修饰、亚细胞定位或迁移、蛋白质-蛋 白质相互作用等都无法从基因水平来研究。因此， 蛋白的结构和功能以及蛋白质组学的研究工作，已 经成为生命科学中最令人关注的领域。 2.1 蛋白质的分类 元素分析发现蛋白质一般含碳50%～55%，氢 6%～8%，氧20%～23%，氮15%～18%，硫0%～4%。 有些蛋白质还含有微量的磷、铁、铜、碘、锌和钼等 元素。蛋白质的平均含氮量为16%，即每1g蛋白质中 的氮相当于6.25g蛋白质。因此，可以对样本进行无机 化处理后，用凯氏（Kjedahl ）定氮法分别测定总含和 无机氮的含量，用下列公式计算蛋白质含量： 蛋白质含量= （总氮含量－无机氮含量）×6.25 蛋白质是生物体内种类最多，结构最复杂，功能 多样化的大分子，研究者可以从分子形状、化学组成 和功能等不同的角度对蛋白质进行分类。 2.1.1 根据分子形状分类 根据蛋白质分子的外形，可以将其分作3类。 ①球状蛋白质 分子形状接近球形，水溶性较好，种类 很多，可行使多种多样的生物学功能。 ②纤维状蛋白质 分子外形呈棒状或纤维状，大多数不 溶于水，是生物体重要的结构成分，或对生物体起保护作用， 如胶原蛋白和角蛋白。有些可溶于水，在一定的条件下聚集成 固态，如血纤维蛋白原。还有一些与运动机能有关，如肌球蛋 白。有些纤维状蛋白质是由球蛋白聚集形成的，一般归类于球 蛋白，如微管蛋白和肌动蛋白。 ③膜蛋白质 一般折叠成近球形，插入生物膜，也有一 些通过非共价键或共价键结合在生物膜的表面。生物膜的多数 功能是通过膜蛋白实现的。 2.1.2 根据分子组成分类 根据分子组成可将蛋白质分为两类。 （1）简单蛋白质 仅由肽链组成，不包含其它辅助成分的 蛋白质称简单蛋白质，按照溶解度的差别， 可将简单蛋白质分为7类，其主要特征如表 2-1所示。 表2-1 简单蛋白质的分类 简单蛋白 存在 举例 溶解度 清蛋白 所有生物 血清清蛋白、卵清 溶于水和稀盐溶液，可用饱和硫 蛋白、麦清蛋白 酸铵沉淀，加热即凝固 球蛋白 血清球蛋白、大豆 不溶于水，溶于稀盐溶液，可用 球蛋白、免疫球蛋 半饱和硫酸铵沉淀 白 醇溶蛋白 各类植物种子 小麦胶体蛋白、玉 不溶于水，溶于稀酸和稀碱溶液 米蛋白 ，可溶于70%～80%乙醇 谷蛋白 米、麦谷蛋白 不溶于水，溶于稀酸和稀碱溶液 ，受热不凝固 精蛋白 与核酸结合成核 鱼精蛋白 溶于水和稀盐，受热不凝固，分 蛋白存在于动物 子较小，结构较简单的碱性蛋白 体中