第三章蛋白质化学.ppt

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1、第三章 蛋白质化学蛋白质化学 豫 微 动 惟 抨 耿 囊 初 孟 晃 追 廖 领 魔 剧 挞 泌 夺 务 惹 兢 逆 瓣 耐 很 翻 俗 高 群 敲 梳 完 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 生命是蛋白生命是蛋白 体的存在方式,体的存在方式, 这种存在方式本这种存在方式本 质上就在于这些质上就在于这些 蛋白体的化学组蛋白体的化学组 成部分的不断自成部分的不断自 我更新。我更新。 恩格斯恩格斯 反杜林论反杜林论18781878 赐 省 编 酷 扎 浮 较 矛 撇 丝 董 瞎 拇 舆 彻 篷 纲 他 萨 噎 婆 跳 械 等 磁 划 栅 谬 似 庙 香 禽 第 三 章

2、蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 本章内容 一、一、蛋白质概述蛋白质概述 二、二、蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本结构单位氨基酸氨基酸 三、三、肽肽 四四、蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 五、蛋白质分子结构与功能的关系五、蛋白质分子结构与功能的关系 六、蛋白质的性质六、蛋白质的性质 七、蛋白质的分类七、蛋白质的分类 八八、蛋白质的分离纯化和利用蛋白质的分离纯化和利用 捕 孽 厩 帝 芋 碟 豌 螺 唬 袖 曝 槛 肯 诚 悍 芜 诲 穗 嘿 瘩 谜 鬼 梁 挣 轩 驰 樱 竿 再 鸟 捷 据 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 学习要求: 1.

3、1. 了解蛋白质生物功能、分类。了解蛋白质生物功能、分类。 2. 2. 了解氨基酸分类、结构,了解氨基酸分类、结构,掌握其掌握其重要化学反重要化学反 应和分离、分析方法,应和分离、分析方法,重点重点弄清楚它的两性弄清楚它的两性 性质性质,pI,pI和和 Pk Pk。 3. 3. 掌握掌握蛋白质的一级结构及其序列分析方法。蛋白质的一级结构及其序列分析方法。 掌握蛋白质二、三和四级结构的基本概念。掌握蛋白质二、三和四级结构的基本概念。 4. 4. 了解蛋白质的重要理化性质。了解蛋白质的重要理化性质。 5. 5. 了解蛋白质分离、纯化方法及其理论依据。了解蛋白质分离、纯化方法及其理论依据。 艰 锻

4、泛 军 收 楼 肮 济 糜 唱 蜘 合 醛 仆 匀 肌 沧 搓 腿 预 滞 疹 绝 樊 泳 幽 省 捕 泥 要 腆 哺 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 一、蛋白质概述一、蛋白质概述 1、蛋白质的概念概念 2、蛋白质的化学组成 3、蛋白质的大小和分子量 4、蛋白质的分类蛋白质的分类 5、蛋白质的生物学功能 6、蛋白质的水解 塌 厢 纂 优 息 贱 之 票 吹 贰 饼 刀 置 舷 娟 膘 垛 趣 谱 粉 亨 们 彪 酞 鲤 窄 赦 俱 兄 挖 财 炳 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 1、概念 蛋白质(protein): 是由是由202

5、0种种L-L-氨基酸按一定的序列氨基酸按一定的序列 通过酰胺键(肽键)缩合而成的,具较通过酰胺键(肽键)缩合而成的,具较 稳定构象并具一定生物功能的生物大分稳定构象并具一定生物功能的生物大分 子。子。 缆 湘 醒 能 颊 伍 琉 录 乘 陪 酌 园 淬 撼 隶 今 夕 乃 琅 荣 肄 信 汇 岂 粘 屠 遏 胜 淋 泉 嚎 泛 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 雇 浊 兑 搔 圈 滴 渡 碘 尤 勤 砒 渐 鹏 户 祁 建 泪 囚 砧 桌 祟 钨 抑 钵 暖 富 皇 叹 殆 院 怪 秒 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 2 2、 蛋白

6、质的化学组成蛋白质的化学组成 元素组成元素组成:蛋白质是一类含氮有机化合物蛋白质是一类含氮有机化合物,除含,除含 有碳、氢、氧外,还有氮和少量的硫。某些蛋白质有碳、氢、氧外,还有氮和少量的硫。某些蛋白质 还含有其他一些元素,主要是磷、铁、碘、钼、锌还含有其他一些元素,主要是磷、铁、碘、钼、锌 和铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为:和铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为: 碳碳 50 50-55%-55% 氢氢 6.5-7.3 6.5-7.3 氧氧 19-24 19-24 氮氮 16% 16% 硫硫 0-3 0-3 其他其他 微微 量量 孜 瞎 乓 扔 敝 兔 缅 矾 枢 承 氧 短

7、减 庚 炎 岂 上 姥 咨 乞 蛊 厂 筑 釜 咀 帜 家 旦 究 蛰 架 颂 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 蛋白质的含氮量 大多数蛋白质的含氮量接近于大多数蛋白质的含氮量接近于16%16%,这是蛋这是蛋 白质元素组成的一个特点,也是白质元素组成的一个特点,也是凯氏(凯氏( KjedahlKjedahl)定氮法)定氮法测定蛋白质含量的计算基测定蛋白质含量的计算基 础。础。所以,可以根据生物样品中的含氮量 来计算蛋白质的大概含量: 样品中蛋白质含量样品中蛋白质含量= =蛋白氮蛋白氮6.256.25 6.256.25为蛋白质系数,即为蛋白质系数,即1 1克氮所代表

8、的蛋白克氮所代表的蛋白 质量(克数)质量(克数) 绑 威 监 洞 吹 皇 些 目 双 裙 缺 奴 娇 哆 镊 曝 誊 钵 旱 厢 梨 憨 广 还 汹 执 吧 佯 桔 牲 南 瞬 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 分子组成分子组成: 经酸、碱和酶处理蛋白质经酸、碱和酶处理蛋白质,使其彻底水解得到产使其彻底水解得到产 物为氨基酸,组成蛋白质的常见物为氨基酸,组成蛋白质的常见2020种氨基酸中种氨基酸中除脯氨除脯氨 酸外,均为酸外,均为- -氨基酸:氨基酸: 不变部分 可变部分 梳 桶 笔 菜 鉴 洋 蕴 逸 滨 阴 致 腔 系 洼 祈 拂 报 勒 肢 姑 菩 莹 躯

9、镇 巍 遮 呻 咕 刺 绢 倘 有 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 3 3、蛋白质的大小与分子量、蛋白质的大小与分子量 蛋白质是分子量很大的生物分子。对蛋白质是分子量很大的生物分子。对 任一种给定的蛋白质来说,它的所有分子在任一种给定的蛋白质来说,它的所有分子在 氨基酸的组成和顺序以及肽链的长度方面都氨基酸的组成和顺序以及肽链的长度方面都 应该是相同的,即所谓均一的蛋白质。应该是相同的,即所谓均一的蛋白质。 硒 扬 苯 锁 饰 教 孪 损 惑 又 又 焊 血 滦 颓 十 饶 睫 氮 刑 肌 瞻 麻 奄 我 蓬 啪 炔 首 佐 冶 饭 第 三 章 蛋 白 质 化

10、学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 蛋白质分子量的变化范围很 大,从大约6000到1000000道 尔顿(Da)或更大。 某些蛋白质是由两个或更多 个蛋白质亚基(多肽链)通过 非共价结合而成的,称寡聚 蛋白质。有些寡聚蛋白质的 分子量可高达数百万甚至数 千万。(TMV:4x107) 写 雪 钉 瘫 踩 刽 色 楔 吼 偷 茵 冉 萎 籽 大 犬 朽 靖 甄 铃 忻 潍 叉 圃 熙 恕 聋 奎 扔 剑 卑 北 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 1 D = 1.66033 1 D = 1.66033 1010-27 -27 Kg Kg 对于对于只含有多肽链的只含有多肽

11、链的简单蛋白质:简单蛋白质: 氨基酸残基的数目氨基酸残基的数目= =蛋白质的分子量蛋白质的分子量 / 110 / 110 (氨基酸残基平均分子量(氨基酸残基平均分子量 110 110) 歇 产 握 笛 馈 老 参 梗 撬 系 纲 蓑 耗 善 榔 溯 假 畸 寿 系 委 巧 碰 荧 季 霖 款 执 莱 四 早 础 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 4 4、蛋白质的分、蛋白质的分 类类 分类原则:按分子形状、分子组成、溶解度、生 物功能 按分子形状:球状蛋白和纤维状蛋白; 按分子组成:简单蛋白和结合蛋白; 按溶解度:清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇 溶蛋白、精蛋白、组蛋白、

12、硬蛋白等。 按生物功能:酶、运输蛋白、营养和储存 蛋白、运动蛋白、结构蛋白和防御蛋白 尘 妖 屈 蔼 水 殴 贤 任 害 曙 拟 屋 蹄 指 彤 撼 橙 镊 仕 阶 五 搭 筋 率 虹 涕 冯 云 撇 后 扮 菊 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 5、蛋白质的生物学功能 催化作用 几乎所有的酶都是蛋白质 蛋白质化学 铬 琢 健 意 样 芽 埔 尤 登 悍 肌 缩 客 半 窝 居 略 杜 统 涅 饯 玫 擦 脉 纬 诛 产 值 辅 醉 拽 站 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 膜 蛋 白 生物体的结构成分 墙 遥 鞠 所 泳 曰 耐 绚

13、 蔼 弊 蒲 眯 蛆 份 高 止 床 如 蒙 殴 摹 甄 边 体 锅 阳 绷 唯 新 辽 讥 投 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 运输和储存 血红蛋白在血中输送氧 肌红蛋白在肌肉中输送氧 膜蛋白起运输作用 巨 房 药 谱 脐 舱 棋 瞒 顾 阑 效 哥 劣 窄 撰 仗 汇 颗 闷 迎 抗 脊 怀 莫 友 否 墒 兰 寥 泳 度 撬 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 运动作用: 动物的肌肉收缩、细菌的鞭毛 运动 掩 候 涧 溜 腔 哉 望 露 憋 刮 冤 佯 哗 枝 恼 柞 鼠 拎 蛰 雾 趁 涣 硼 仆 洲 豢 藩 沛 紊 聘 茨

14、舰 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 免疫保护作用 抗 体 贱 域 澎 寂 踩 吭 形 际 磐 答 惠 沃 解 孕 逞 蹄 惫 弊 轴 寨 觉 鸿 听 曰 船 梯 何 娃 肪 娘 屿 颊 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 激素作用:胰岛素等激素作用:胰岛素等 接受和传递信息的受体:接受和传递信息的受体: 受体蛋白,受体蛋白, 控制细胞生长、分化: 生长因子、阻遏蛋白 毒蛋白:植物、微生物、昆虫所分泌 许多蛋白在凝血作用、通透作用、 营养作用、记忆活动等方面起重要作用。 提 脑 伶 民 批 门 竣 颐 污 葵 笑 猎 排 枯 东 涸 氢

15、 雹 履 涯 神 唇 桌 喊 掳 埠 缆 瓦 果 唉 斤 巳 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 6、蛋白质的水 解 蛋白质和多肽的肽键与一般的酰胺键一样可以被酸蛋白质和多肽的肽键与一般的酰胺键一样可以被酸 碱或蛋白酶催化水解,酸或碱能够将多肽完全水解碱或蛋白酶催化水解,酸或碱能够将多肽完全水解 ,酶水解一般是部分水解,酶水解一般是部分水解. . 奠 境 优 粮 赘 霸 烽 蛮 磁 刽 花 澈 喜 派 陛 陷 袭 凿 戍 寐 牟 辫 槽 孟 蓉 陋 钠 力 台 楞 隐 噶 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 完全水解得到各种氨基酸的混合物

16、,部完全水解得到各种氨基酸的混合物,部 分水解通常得到多肽片段。分水解通常得到多肽片段。 所以,氨基酸是蛋白质的基本结构单元所以,氨基酸是蛋白质的基本结构单元 。 大多数的蛋白质都是由大多数的蛋白质都是由2020种氨基酸组成种氨基酸组成 。这。这2020种氨基酸被称为种氨基酸被称为基本氨基酸基本氨基酸。 妹 桅 益 罕 贼 京 崩 副 衰 刑 多 的 甜 柏 抨 囊 走 横 疑 审 蓟 港 崩 蹦 叶 办 风 额 古 健 袜 色 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 酶解时间长不破坏aa 不引起消旋 肽段和氨基 酸混合物 生理温度、pH酶水解 胰蛋白酶、 糜蛋白酶、

17、胃蛋白酶等 引起消旋; Arg 脱氨基 生成鸟氨酸 不破坏TrpL-aa 和D-aa 混合物 5M NaOH 共煮20 h 碱水解 Trp被破坏; 一部分羟基 aa (Ser,Thr) 被分解;Asn 和Gln 的酰胺 基被水解下 来 不引起消旋L-aa6M HCl 或4M H2SO4 共煮20 h 酸水解 缺点优点产物反应条件水解方法 匡 纯 灿 脊 砾 掉 卵 侥 熊 途 香 蕉 攀 撂 驰 弟 扫 钩 糕 伎 早 扛 然 藉 阐 藩 挚 洁 敏 雄 绸 鹅 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 二、蛋白质的基本结构单位氨基 酸 (amino acid) 氨基酸的

18、结构氨基酸的结构 氨基酸的种类及结构氨基酸的种类及结构 氨基酸的重要理化性质氨基酸的重要理化性质 挺 参 压 苇 练 遭 剁 氟 汛 湃 去 悬 止 牺 唁 船 近 译 闹 负 困 窑 模 的 嘻 沥 抱 夺 酣 抛 描 汇 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 氨基酸(amino acid, 简写aa): 蛋白质的基本组成单位,是含氨 基的羧酸。 天然蛋白质由20种氨基酸组成。 闲 古 划 冬 狡 愧 僵 确 充 垃 沥 丝 驮 死 余 攻 侵 莲 丙 瘤 效 险 湛 厩 褐 拿 陇 捐 绪 慑 令 皋 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学

19、 1 1、氨基酸的结构 a、通式: -氨基酸中 碳原子为不 对称碳原子 (除甘氨酸 ) 堵 羚 裳 樊 幌 济 含 咳 讣 怖 扼 钦 羔 画 间 慢 熏 乐 淤 午 九 锄 獭 拟 牡 暖 昔 没 误 汽 功 姓 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 由通式可得出: 1)组成蛋白质的aa都是-氨基酸 ( 除脯氨酸 亚氨基酸外) ; 2)不同aa仅R链不同; 3)除甘氨酸外,其余aa的-碳原子 均为不对称碳原子。 崩 沫 填 刨 啪 珠 陷 殉 坟 醛 方 国 涩 孝 彪 木 埔 耘 妹 轴 索 仁 珍 毛 甭 宪 铃 惧 粗 馁 把 歧 第 三 章 蛋 白 质 化

20、学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 2、-氨基酸的构型: 构型:由于基团或原子在空间排列的不 对称性而引起的光学活性立体结构 称立体构型。 立体构型: 氨基在左为L-型; 氨基在右为D-型 陷 腹 退 天 洒 篮 岁 宾 肉 纵 尊 语 恫 击 颐 税 掘 杉 姆 孔 数 把 吉 笨 咆 准 朋 熙 文 吃 逢 崭 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 天然蛋白质中的天然蛋白质中的aaaa均为均为L-L-型;型; 两型两型aaaa的生理功能不同。的生理功能不同。 狗 皂 垫 磕 计 薄 用 摩 碟 炕 棵 上 寸 沫 叼 莉 茶 酣 付 缝 焚 篆 焰 捌 窑 赖 哭

21、 殷 惹 伺 负 雇 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 3、 - 氨基酸具旋光性氨基酸具旋光性 左旋(-):能使偏振光向左; 右旋(+):能使偏振光向右。 旋光特性表示: 比旋光度D , L-氨基酸比旋光度见P76表3-7 庄 脂 成 吟 巫 酬 疚 赡 态 邯 敛 缕 悠 码 烹 趋 疽 滇 硝 际 肺 马 屁 默 尉 施 碍 表 嗽 光 支 奎 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 构型与比旋光度无直接对应关系构型与比旋光度无直接对应关系 氨基酸的旋光性和旋光角度与R基团的性 质及测定时溶液的pH有关; 当某氨基酸以等量L、D型混合时

22、,旋光 抵消,称外消旋; 化学合成所得氨基酸为D、L各半的混合 物,称DL型,无旋光性,可用化学或生 化方法将二型分开,此时才表现出旋光 性。 庄 鲤 禁 穷 蓄 扎 娃 鸯 恿 贝 敌 苑 昧 锥 寿 矛 次 哑 兽 响 宛 翰 辅 长 躺 雄 北 盐 共 浸 至 兜 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 (二)氨基酸的种类及结构(二)氨基酸的种类及结构 200多种氨基 酸 蛋白质氨基酸 非蛋白质氨基酸 常见氨基酸(基本氨基酸20种) 稀有氨基酸:几种(如,4-羟基 脯氨酸 5-羟基赖氨酸) 1 1、根据是否组成蛋白质来分 涌 睹 肘 秧 桐 查 区 霍 褂 座 廖

23、 凹 毛 就 匪 脾 居 闸 诗 谜 蒸 豹 彤 雄 幽 赏 蚊 雌 俭 茵 铰 燃 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 2 2、按、按R R基团基团结构可分为结构可分为: (1 1)脂肪族侧链)脂肪族侧链 甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 丝氨酸脯氨酸苏氨酸 届 腋 阉 捣 贫 没 规 比 蝴 欧 旭 橱 衫 低 茧 雅 衰 亚 割 腹 徽 察 苏 寡 恩 汀 续 牢 跳 任 监 砧 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 (2 2)芳香族侧链)芳香族侧链: 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 咯 炔 于 干 位 址 谢

24、辅 耻 寂 差 晴 陕 思 镐 仲 杉 磊 枝 仍 探 挂 职 松 逃 苦 驹 讨 酿 朴 憎 袱 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 (3 3)含硫侧链:)含硫侧链: 半胱氨酸 甲硫氨酸 铰 刃 亿 搐 伴 淑 钎 贤 斯 青 蓟 龚 秋 唱 抹 褥 炒 港 票 譬 烂 守 寅 资 波 疫 皆 胎 匆 预 模 霹 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 (4)含氮碱性侧链 : 组氨酸 赖氨酸 精氨酸 凋 拭 寻 韵 宋 蝴 奢 杠 眼 比 耕 乱 茂 蘑 阂 婆 唁 隆 慧 弱 睹 逐 昏 捞 蓟 孵 撰 滩 喇 俞 术 拱 第 三 章 蛋

25、 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 (5)酸性及酰胺侧链 : 天冬氨酸 谷氨酸 天冬酰胺 谷氨酰胺 则 钓 反 酱 碍 厚 鬃 瑰 亭 厅 洁 冷 赘 钱 网 购 挫 丈 尚 韩 正 玉 因 冯 辕 遮 泛 讯 虑 曾 却 篓 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 3、按R基团的极性 分: 根据氨基酸R基侧链的极性, 可将氨基酸分为 疏水性氨基酸(非极性氨基酸) 亲水性氨基酸(极性氨基酸) 不带电荷的极性氨基酸 带正电荷的碱性氨基酸 带负电荷的酸性氨基酸 Asp Glu Lys Arg His Ser Thr Tyr Asn Gln Cys Gly Al

26、a Val Ile Leu Pro Met phe Trp 育 统 遂 扯 呜 绷 显 噎 稠 关 踪 柴 帚 侄 攘 缅 捻 煮 谍 穿 蹭 奄 刮 瘤 崎 鸯 煮 彻 泽 裹 羊 扇 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 丙氨酸(Ala) 缬氨酸(Val) 亮氨酸(Leu) 异亮氨酸(Ile) 脯氨酸(Pro) 苯丙氨酸(Phe) 色氨酸(Trp) 甲硫氨酸(Met) 非极性R基团氨基酸 (8种): 磨 骏 缀 宫 彩 苍 瘤 坡 肩 穷 歇 骸 烙 碎 观 钢 虹 漆 顽 少 笛 谰 甲 智 佳 咆 响 蒙 掀 墒 翘 由 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三

27、 章 蛋 白 质 化 学 特点:不易溶于水 AlaVal Leu Ile Met Phe Trp Pro 赶 烩 襟 日 袋 嘶 所 损 腔 洛 耻 咸 寒 恿 闯 班 升 稠 还 乘 轧 渺 闯 宛 屉 医 鞍 矩 隧 敛 追 瘤 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 R基疏水性大小 Ala Met Pro Val Leu Ile Phe Trp 这类氨基酸R基的疏水性,在维持蛋白质的三维 结构中起着重要作用。 帧 抒 殷 啪 浮 些 二 涧 昆 煽 戒 侍 尚 次 阳 罗 浦 勋 扭 纂 拐 场 焦 菱 侣 哮 全 歉 讲 陈 桅 驴 第 三 章 蛋 白 质 化

28、学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 Pro是唯一的一种-亚氨基酸,它在蛋白 质空间结构中具有极重要的作用,一般出现 在两段-螺旋之间的拐角处. 虐 咆 斗 琶 察 抽 冗 疵 踩 拔 骋 笔 渍 温 周 巢 酬 虏 甜 哦 讶 禹 表 舌 蹭 豢 炳 浮 旦 戎 卤 廊 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 甘氨酸(Gly) 丝氨酸(Ser) 苏氨酸(Thr) 半胱氨酸(Cys) 酪氨酸(Tyr) 天冬酰胺(Asn) 谷氨酰胺(Gln) 极性不带电荷R基团氨基酸(7种): 条 孙 幅 啥 与 梳 识 腊 蜘 环 剧 旦 铺 曹 裹 无 八 超 措 铆 播 粮 接 决

29、怂 让 颖 颤 乌 绘 英 蚌 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 特点:侧链含极性基团,在生理条件下不解离, 易溶于水,R侧链能与水形成氢键。 Gly Ser Thr Cys AsnGlnTyr 炳 舜 导 卑 券 毒 剪 廷 串 株 酒 晤 揩 狙 溺 功 痹 噶 爷 闻 郎 五 扮 鼠 液 涉 驳 袍 柜 校 找 蜀 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 GlyGly是唯一不含手性碳原子的氨基酸,因是唯一不含手性碳原子的氨基酸,因 此不具旋光性。此不具旋光性。 Cys中R含巯基(-SH),两 个Cys的巯基氧化生成二硫 键,二硫键在蛋

30、白质的结构 中具有重要意义 CysssCys 垣 鸿 是 耳 恐 均 嗓 熊 孪 史 葱 绊 百 础 芥 卖 熙 絮 悯 杆 脆 鞠 邑 妆 辈 鞘 仪 腿 此 围 化 容 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 天冬氨酸(Asp) 谷氨酸(Glu) Asp Glu 在生理条件下, 侧链羧基完全解 离,带负电荷。 R基团带负电荷氨基酸: *为酸性氨基酸 味精即为谷氨酸的 钠盐 次 舵 棍 翟 怀 邓 敌 稚 洒 之 叮 奥 镀 希 诞 尔 便 棵 栏 肢 保 哆 患 贺 每 履 吠 猫 马 秋 惮 喇 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 R基

31、团带正电荷氨基酸: 赖氨酸(Lys) 精氨酸(Arg) 组氨酸(His) *为碱性氨基酸,在生理条件下,侧链解离,带正电 荷 胍基 LysArgHis H+ 咪唑基 北 可 促 懊 烛 喘 伊 瞅 闯 蓬 穗 现 附 淤 尸 昨 散 瑟 语 卖 吉 澜 韭 脯 豌 跳 侵 赂 款 割 糖 孙 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 常见20种蛋白质氨基酸都有对应的遗 传密码。 近年发现谷胱甘肽过氧化物酶中存在 硒代半胱氨酸,有证据表明此氨基酸 由终止密码UGA编码,可能是第21种 蛋白质氨基酸。 HSe-CH2-CH-COOH NH2 硒代半胱氨酸 映 鸟 厅 缀 娃

32、淖 客 蛤 抽 寅 昆 渐 颇 抬 奢 扶 乐 腊 衣 犁 蜕 拂 搀 吟 攘 网 沛 琉 宜 祭 忽 狮 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 4、按人体是否可合成来分:按人体是否可合成来分: 必需氨基酸 半必需氨基酸 非必需氨基酸 其余氨基酸 Arg His Lys Val Ile Leu phe Met Trp Thr 泌 缝 播 板 粳 更 亚 总 年 禄 愿 窟 抵 计 钵 妙 犀 了 抬 抑 健 魄 乃 兹 萝 盐 旅 抖 寡 饰 哇 式 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 5、蛋白质中几种重要的稀有氨蛋白质中几种重要的稀有氨

33、基酸基酸 在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸,通常称在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸,通常称 为不常见蛋白质氨基酸。为不常见蛋白质氨基酸。 这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。 其中重要的有其中重要的有4-4-羟基脯氨酸、羟基脯氨酸、5-5-羟基赖氨酸、羟基赖氨酸、N-N-甲基甲基 赖氨酸、和赖氨酸、和3,5-3,5-二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白质氨二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白质氨 基酸的结构如下。基酸的结构如下。 善 峰 钟 质 贼 睁 他 滇 邱 杖 哈 厩 盏 覆 颗 袖 礁 汐 汗 明 势 浦 拦 藕 君 怎 烁 耻 标 乡

34、 缄 庇 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 3. .非蛋白氨基酸非蛋白氨基酸 广泛存在于各种细胞和组织中,呈广泛存在于各种细胞和组织中,呈 游离或结合态,但并不存在蛋白质中的游离或结合态,但并不存在蛋白质中的 一类氨基酸,大部分也是蛋白质氨基酸一类氨基酸,大部分也是蛋白质氨基酸 的衍生物。的衍生物。 卜 剖 筏 谰 劲 物 岭 邹 塌 星 螟 暴 樊 惩 缅 囚 兢 牟 霜 忱 谱 倪 母 阜 些 材 周 箔 肝 亥 柱 演 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 (1 1)大多数是)大多数是L-L-型型 氨基酸的衍生物氨基酸的衍生物 L-

35、 L-瓜氨酸瓜氨酸(CitCit) 、L-L-鸟氨酸鸟氨酸(OrnOrn) (2 2)-、-、-氨基酸氨基酸 -Ala -Ala、-氨基丁酸氨基丁酸 结 构 特 点 礼 闷 浑 白 椅 氧 烂 区 诊 逝 实 珍 茁 撞 绚 扣 腕 馆 戊 帧 诚 耐 席 惋 岳 传 核 撞 砧 丽 徐 皖 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 (3 3)D-D-型氨基酸型氨基酸 D-GluD-Glu、D-AlaD-Ala(肽聚糖(肽聚糖 中)中) D-Phe D-Phe(短杆菌肽(短杆菌肽S S) 吹 队 殆 董 舆 话 趟 燥 莎 恍 蘸 炯 鹰 挞 骏 芳 吴 咀 俺 铁 饵

36、冠 碉 猛 炎 恨 亩 语 荫 失 巩 皖 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 非蛋白氨基酸存在的意非蛋白氨基酸存在的意 义义: 1. 1.作为细菌细胞壁中肽聚糖的组分:作为细菌细胞壁中肽聚糖的组分:D-Glu D-AlaD-Glu D-Ala 2. 2.作为一些重要代谢物的前体或中间体作为一些重要代谢物的前体或中间体: : - -丙氨酸丙氨酸 (V VB3 B3)、鸟氨酸( )、鸟氨酸(OrnOrn)、胍氨酸()、胍氨酸(CitCit)( (尿素尿素) ) 3. 3.作为神经传导的化学物质:作为神经传导的化学物质:-氨基丁酸氨基丁酸 4. 4.有些氨基酸只作为一种

37、有些氨基酸只作为一种N N素的转运和贮藏载体素的转运和贮藏载体 (刀豆氨酸)(刀豆氨酸) 5. 5.杀虫防御作用杀虫防御作用: :如种子中高浓度的刀豆氨酸和如种子中高浓度的刀豆氨酸和5-5-羟羟 色氨酸能防止毛虫的危害,高精氨酸能抑制细菌色氨酸能防止毛虫的危害,高精氨酸能抑制细菌 的生长。的生长。 绝大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。绝大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。 垄 愧 沉 阉 亮 禁 辨 单 贫 讽 嫌 弦 性 坍 呸 蹋 骨 淡 镣 肯 雾 汞 喻 犀 藤 摹 著 兵 贵 赣 舍 蚤 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 (三)氨基酸的理化性质 除甘氨酸外,氨

38、基酸含有一个手性除甘氨酸外,氨基酸含有一个手性- -碳原子,因碳原子,因 此都具有旋光性此都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的重要物理常比旋光度是氨基酸的重要物理常 数之一,是鉴别各种氨基酸的重要依据。数之一,是鉴别各种氨基酸的重要依据。 1. 1. 氨基酸的一般物理性质氨基酸的一般物理性质 氨基酸的旋光性氨基酸的旋光性 染 疼 取 权 厌 颤 价 婶 唾 六 朵 簿 敬 栽 厚 咬 蕴 抛 钒 拟 灼 痘 咬 荣 箍 希 裹 撒 呵 浩 敞 悬 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 旋光性:旋光性:旋光物质使平面偏振光的偏振面发生旋光物质使平面偏振光的偏振面发生 旋转的

39、能力。使偏振面向右旋的,称右旋光物旋转的能力。使偏振面向右旋的,称右旋光物 质,记为质,记为“+”“+”,使偏振面向左旋的,称左旋光物,使偏振面向左旋的,称左旋光物 质,记为质,记为“-”“-”。 氨基酸的旋光性是由它们的结构决定的。氨基酸的旋光性是由它们的结构决定的。 除甘氨酸外,其它氨基酸的除甘氨酸外,其它氨基酸的-C-C原子都与四个原子都与四个 不同的原子和基团连接,因而是不对称不同的原子和基团连接,因而是不对称C C原子。原子。 手性中心手性中心(chiral centerchiral center):当一个):当一个C C原子有四原子有四 个不同的取代基同它连接形成一个不对称碳原个不

40、同的取代基同它连接形成一个不对称碳原 子时,这个碳原子就是一个不对称中心或称做子时,这个碳原子就是一个不对称中心或称做 手性中心。手性中心。 玄 拆 肠 俗 虫 皱 砰 良 蔷 践 诧 续 眼 缄 垣 酋 瘸 麦 伴 牟 傻 障 棒 疚 蛀 须 向 札 董 巴 王 庶 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 氨基酸的光吸收氨基酸的光吸收 构成蛋白质的构成蛋白质的2020种氨基酸在种氨基酸在 可见光区都没有光吸收,但可见光区都没有光吸收,但 在在远紫外区远紫外区(220nm)(97%97%以上);以上); b b、知道蛋白质的分子量;可以、知道蛋白质的分子量;可以预测预测

41、AAAA数数 目,工作量大小目,工作量大小。 c c、知道蛋白质由几个亚基组成;、知道蛋白质由几个亚基组成; (1) (1) 测定蛋白质一级结构的要求测定蛋白质一级结构的要求 洱 丛 亦 溅 舞 卞 闽 泄 地 辨 禹 蚕 坎 蜘 篇 哲 漳 牟 丫 怂 霓 肯 礼 拜 恋 肄 杠 韭 咱 滇 谈 眠 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 (2). 测定步骤 A.测定蛋白质分子中多肽链的数目和种类。测定蛋白质分子中多肽链的数目和种类。 通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋白通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋白 质分子量之间的关系,即可确定多肽链的数质分子量之间的关系,即

42、可确定多肽链的数 目。目。 蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定 腥 汐 累 溜 幼 苟 林 秤 独 事 辜 谰 爱 捍 丁 凸 朵 塔 馋 轨 悉 诬 凯 章 刨 拍 乾 烈 巴 彻 径 属 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 B.B.多肽链的拆分多肽链的拆分 由多条多肽链组成的蛋白质分子,必须由多条多肽链组成的蛋白质分子,必须 先进行拆分。先进行拆分。 蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定 腰 层 营 赂 绸 瞥 抨 贼 个 收 媚 圣 话 渍 旋 琳 倔 腥 驳 檬 祷 诲 贫 状 瞥 彼 篇 捞 饥 龄 大 莲 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三

43、 章 蛋 白 质 化 学 B.多肽链的拆分。多肽链的拆分。 几几条多肽链借助非共价键连接在一起,称为寡条多肽链借助非共价键连接在一起,称为寡聚聚 蛋白质蛋白质,如,如,血红蛋白为四聚体血红蛋白为四聚体,烯醇化酶为二烯醇化酶为二 聚体聚体;可用;可用8 mol/L8 mol/L尿素或尿素或6 mol/L6 mol/L盐酸胍盐酸胍处理,处理, 即可分开多肽链即可分开多肽链( (亚基亚基). ). 尿素和盐酸胍与蛋白质的尿素和盐酸胍与蛋白质的可能作用方式可能作用方式: a.a.与肽链竞争氢键与肽链竞争氢键 b.b.增加非极性侧链在增加非极性侧链在 水中的溶解度水中的溶解度 蛋白质一级结构的测定蛋白质

44、一级结构的测定 (NH) 脲或胍 愧 艳 滋 小 练 脸 躇 氓 堕 壁 政 肮 铝 处 翔 礁 寻 加 懒 恭 浚 熬 舜 韭 哪 帕 秧 度 爸 奋 捐 高 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 C.C.二硫键的断裂二硫键的断裂 几条多肽链通过二硫键交联在一起。几条多肽链通过二硫键交联在一起。 可在可在8 mol/L8 mol/L尿素或尿素或6 mol/L6 mol/L盐酸胍存在盐酸胍存在 下,用过量的下,用过量的-巯基乙醇巯基乙醇( (还原法还原法) )处理处理 ,使二硫键还原为巯基,然后用烷基化,使二硫键还原为巯基,然后用烷基化 试剂试剂(ICHICH 2 2

45、 COOHCOOH)保护生成的巯基保护生成的巯基 ,以防止它重新被氧化。,以防止它重新被氧化。 蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定 SH-CH2-CH2-OH 员 绝 鳃 深 柠 棍 轴 枪 卒 徘 庚 溃 遵 棚 囤 疼 新 老 沂 椭 弯 恤 歉 量 昨 授 胳 流 慰 斟 漓 述 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 可以通过加入盐酸胍方法解离多肽链之可以通过加入盐酸胍方法解离多肽链之 间的非共价力;应用间的非共价力;应用过甲酸氧化法过甲酸氧化法拆分拆分 多肽链间的二硫键。多肽链间的二硫键。 蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定 s s HcoooH

46、SO3H SO3H 黑 蹿 哗 烙 包 讼 堆 羚 麓 曳 蜘 俊 晕 逃 蘑 调 谗 甥 碉 濒 墨 枪 代 喂 冶 旱 丈 瞻 斧 穗 掘 薄 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 SS S S S S 胰岛素 HO-CH2-CH2-SH SH SH SH SHSH SH SCH2C00HSCH2C00H SCH2C00HSCH2C00H SCH2C00HSCH2C00H ICH2COOH 还原 保护 需 粮 游 融 饵 甜 卯 欲 吞 世 网 棕 痔 停 蹈 霓 匙 撩 男 颗 妻 阐 酞 狮 规 蝉 糕 呼 项 蝗 拓 脉 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第

47、三 章 蛋 白 质 化 学 D.D.分析多肽链的分析多肽链的N-N-末端和末端和C-C-末端末端. . 多肽链端基氨基酸分为两类:多肽链端基氨基酸分为两类:N-N-端氨基端氨基 酸酸(amino-terminal)(amino-terminal)和和C-C-端氨基酸端氨基酸。 在肽链氨基酸顺序分析中,最重要的是在肽链氨基酸顺序分析中,最重要的是 N-N-端氨基酸分析法端氨基酸分析法。 蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定 搂 析 萄 碌 澈 唯 英 泽 线 掀 粉 履 荚 青 果 庶 樊 妮 借 夸 火 续 詹 拌 云 扫 惜 惋 扰 钳 躁 撰 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 N-N-端氨基酸分析:端氨基酸分析:SangerSanger反应、反应、 EdmanEdman反应、与丹磺酰氯反应、氨反应、与丹磺酰氯反应、氨 肽酶法。肽酶法。 C-C-端氨基酸分析:端氨基酸分析: 褥 渔 暮 牛 花 蠢 幸 连 棚 物 街 帆 类 苞 抖 闲 意 辑 缓 馆 屹 箱 张 暴 胀 醛 爱 膝 汝 斤 关 姚 第 三 章 蛋 白 质 化 学 第 三 章 蛋 白 质 化 学 此法是多肽链此法是多肽链C-C-端氨基酸分析法端氨基酸分析法。多肽与肼在无水。多肽与肼在无水 条件下加热,条件下加热,C-C-端氨基酸即从肽

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