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1、第四章 蛋白质,一. 蛋白质在机体中的重要作用,引 言,二. 蛋白质的化学组成,C、 H、 O、 N ，大多含有 S 有的还含有P、Fe、I、Cu、Mo、Zn,1. 元素组成,各元素的百分比对于大多数蛋白质都较相似，其中N约占16% 。 这可用于测定蛋白质的含量凯氏定氮法。,引 言,二. 蛋白质的化学组成,2. 蛋白质的基本结构单元,蛋白质的基本结构单元是氨基酸 amino acid 多个氨基酸首尾连结形成长而不分支的多聚物多肽链 多肽链再折叠卷曲，形成蛋白质,引 言,4.2 蛋白质的基本结构单位 氨基酸,组成蛋白质的氨基酸都为 a-氨基酸（除Pro外）,一. 氨基酸的结构,C,酸,氨,不同的
2、 aa 在于 R基团 的不同,一. 氨基酸的结构,组成蛋白质的氨基酸都为 L型（除Gly外）,D型 与 L型,一. 氨基酸的结构,组成蛋白质的氨基酸共有 20 种,I 非极性氨基酸,什么叫非极性氨基酸？,I 非极性氨基酸,I 非极性氨基酸,一. 氨基酸的结构,组成蛋白质的氨基酸共有 20 种,不同的 aa 在于 R基团 的不同,II 非解离的极性氨基酸,II 非解离的极性氨基酸,III 酸性氨基酸,IV 碱性氨基酸,二. 氨基酸的分类,1. 由R基团的性质,Phe、Tyr、 Trp,Pro、His,Ala、Val、Leu,二. 氨基酸的分类,2. 由aa的营养需求,人类自身能合成,人类自身不能
3、合成或不能足量合成，必须依赖食物供给。,Lys Val Leu Ile Met Phe Thr Trp,Gly Ala Ser Tyr Cys Pro Asn Asp Glu Gln,Arg His,1. 稀有的蛋白质氨基酸,通常是常见氨基酸的衍生物。 如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸,三. 稀有氨基酸,以游离或结合态存在于细胞或组织中，大部分是常见氨基酸的衍生物或异构型。 如存在于细菌细胞壁肽聚糖内的D-谷氨酸和D-丙氨酸、花生中的g-亚甲基谷氨酸、甘蔗中的b-氨基丁酸，刀豆中的刀豆氨酸等。,2. 非蛋白质氨基酸,三. 稀有氨基酸,2. 非蛋白质氨基酸,三. 稀有氨基酸,鸟氨酸 (Orn),瓜氨
4、酸,1. 两性性质和等电点,四. 氨基酸的理化性质,氨基酸同时含有氨基和羧基： 氨基具有碱性，羧基具有酸性,1. 两性性质和等电点,甘氨酸的解离曲线,滴定曲线,四. 氨基酸的理化性质,1. 两性性质和等电点,等电点 (isoelectric point),使氨基酸净电荷为零时溶液的pH值，用 pI 表示,此时，aa 以两性离子形式存在，也有少量的数目基本相同的正、负离子存在，还有极少量的中性分子,pI 是氨基酸的特征常数,四. 氨基酸的理化性质,1. 两性性质和等电点,等电点 (isoelectric point),20种氨基酸的pI,四. 氨基酸的理化性质,1. 两性性质和等电点,等电点的计
5、算,例 Gly 的pI 计算,pI = 1/2 ( pK1 + pK2 ),四. 氨基酸的理化性质,1. 两性性质和等电点,等电点的计算,例 Lys 的pI 计算,pI = 1/2 ( pK2 + pK3 ),溶液 pH 值增大,四. 氨基酸的理化性质,1. 两性性质和等电点,等电点的计算,例 Glu 的解离,四. 氨基酸的理化性质,pI = 1/2 ( pK1 + pK2 ),1. 两性性质和等电点,等电点的计算,aa 等电点的计算公式,pI = 1/2 ( pKn + pKn+1 ),( 其中n为可解离的正电荷基团数目 ),四. 氨基酸的理化性质,1. 两性性质和等电点,等电点的计算,Co
6、nclusion,pH pI 带负电，移向正极,四. 氨基酸的理化性质,pH pI 带正电，移向负极,pH = pI 不带电，不移动,2. 光学性质,除Gly之外，其余蛋白质氨基酸都有手性碳原子，都具有旋光性。,旋光性质,四. 氨基酸的理化性质,2. 光学性质,Trp、Tyr、Phe 含芳香环共轭双键系统，最大吸收峰分别在 279nm、278nm、259nm。,紫外吸收,四. 氨基酸的理化性质,3. 重要的化学性质,茚三酮反应,四. 氨基酸的理化性质,反应分2步：,茚三酮反应常用于aa的定性和定量分析,3. 重要的化学性质,茚三酮反应,四. 氨基酸的理化性质,在酸性条件下，氨基酸与茚三酮共热，
7、生成紫色化合物,Pro的茚三酮反应呈黄色,3. 重要的化学性质,Sanger反应,在弱碱溶液中，氨基酸的-氨基与2,4-二硝基氟苯(DNFB) 反应，生成黄色的二硝基苯氨基酸（DNP-AA）。,四. 氨基酸的理化性质,此反应最初被Sanger 用于测定肽链 N-端氨基酸,3. 重要的化学性质,Edman反应,四. 氨基酸的理化性质,3. 重要的化学性质,Edman反应,四. 氨基酸的理化性质,此反应即是目前“蛋白质顺序测定”的设计原理,3. 重要的化学性质,Edman反应,四. 氨基酸的理化性质,此反应即是目前“蛋白质顺序测定”的设计原理,4.3 肽（peptide）,一. 肽的定义,一个氨基
8、酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱去一分子水而形成酰胺键，这个键称为肽键（peptide bond），产生的化合物叫做肽（peptide）。,二个氨基酸形成的肽称作二肽,三个氨基酸形成的肽称作三肽； 余类推。 寡肽（oligopeptide）：aa 10 个,二.肽的结构,二.肽的结构,无分枝的长链,由“N-C-C”单元的周期性连接，构成多肽链的主链；氨基酸残基的R基团连接在主链的Ca上，形成多肽链的侧链。,具有方向性。两个末端分别为N端(氨基端)和C端(羧基端)。,二.肽的结构,1、中文表示法： 从肽链的N端开始，对氨基酸残基逐一命名，残基称氨酰,三. 肽的表示法,2、 三字母表示法： aa1
9、- aa2 - aa3 - aa4 - aa1 . aa2 . aa3 . aa4 . ,3、 单字母表示法： ABCD ,四. 肽的酸碱性质,其等电点是在所有可解离的基团的净电荷为0时的状态。,肽链的一端含有一个游离的-氨基，另一端含有一个游离的-羧基，加上部分氨基酸可解离的R基团，因而与氨基酸一样具有两性解质的性质。,五. 重要肽,还原性谷胱甘肽（reduced glutathione）是存在于动植物细胞中的一种非常重要的三肽。它是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成。,谷氨酰半胱氨酰甘氨酸,五. 重要肽,GSH由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸通过两步依赖ATP的反应而生成。第一步反应由谷氨酸和半胱氨酸在-谷氨酰半胱氨酸合成酶 (-EC合成酶； -ECS, EC 6.3.2.2) 催化下形成 -谷氨酰半胱氨酸 (-EC), 第二步是由GSH合成酶 (GS, EC 6.3.2.3) 将-EC和谷氨酸连接形成 GSH,