1、蛋白质化学 第 一 章 chemistry of Protein 本章的重点和难点 重点：掌握组成蛋白质的氨基酸的结构特点、分类、 三个字母代号及重要理化性质； 掌握蛋白质1-4级结构特点、作用力； 了解蛋白质结构与功能的关系； 了解蛋白质的重要理化性质。 难点：氨基酸结构特点、酸碱性质、等电点；蛋白质 各级结构的概念和特点、结构与功能的关系； 蛋白质重要理化性质的应用。 第一节 概 述 一、什么是蛋白质? 蛋白质是一切生物体中普 遍存在的，由20种左右天然-氨 基酸通过肽键相连形成的高分 子含氮化合物；其种类繁多， 具有一定的相对分子量、复杂 分子结构和特定生物学功能； 是表达生物遗传性状的
2、一类主 要物质。 二、蛋白质在生命中的重要性 恩格斯曾指出：“生命是蛋白体的存在方式，这种 存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断的 自我更新。” 第一，蛋白体是生命的物质基础； 第二，生命是物质运动的特殊形式，是蛋白体的存在 方式； 第三，这种存在方式的本质就是蛋白体与其外部自然 界不断 的新陈代谢。 1.蛋白质是生物体内必不可少的重要成分，是构成生物体 最基本的结构物质和功能物质。 蛋白质占干重 人体中（中年人） 人体 45% 水55% 细菌 50%80% 蛋白质19% 真菌 14%52% 脂肪19% 酵母菌 14%50% 糖类1% 白地菌 50% 无机盐7% 三、 蛋白质具有
3、重要的生物学功能 2.蛋白质是一种生物功能的主要体现者，它参与 了几乎所有的生命活动过程。 1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递 3.外源蛋白质有营养功能，可作为生产加工的对 象。 Fireflies emit light catalyzed by luciferase（荧光素酶） with ATP A few examples on protein diversity Erythrocytes（红细胞） contain a large amount of hemoglobins（血红蛋白）, the o
4、xygen-transporting protein. The protein keratin （角蛋白） is the chief structural components of hair, horn, wool, nails and feathers. 四、蛋白质的元素组成 1.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。 碳 50 氢 7 氧 23 氮 16% 硫 0-3 其他 微量 （1）一切蛋白质都含N元素，且各种蛋白质的含氮量很接近， 平均为16； （2）蛋白质系数：任何生物样品中每1g N的存在，就表示 大约有100/1
5、6=6.25g 蛋白质的存在， 6.25被称为蛋白质 系数 100克样品中蛋白质的含量 ( g ) = 每克样品含氮的克数 6.25100 1/16% 2.蛋白质元素组成的特点： 凯氏定氮法测定粗蛋白含量 五、蛋白质的分类 （一）、依据蛋白质的外形分为球状蛋白质和纤维状蛋白 质 1.球状蛋白质：外形接近球形或椭圆形，溶解性较好，能形成结晶， 大多数蛋白质属于这一类。 2.纤维状蛋白质：分子类似纤维或细棒。它又可分为可溶性纤维状蛋 白质和不溶性纤维状蛋白质。 （二）、依据蛋白质的组成分为简单蛋白和结合蛋白 1.简单蛋白：又称为单纯蛋白质；这类蛋白质只含由-氨基酸组成的 肽链，不含其它成分。 （1
6、）清蛋白和球蛋白：广泛存在于动物组织中，易溶于水，球蛋白 微溶于水，易溶于稀酸中。 （2）谷蛋白和醇溶谷蛋白：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀 碱中，后者可溶于7080乙醇中。 （3）精蛋白和组蛋白：碱性蛋白质，存在与细胞核中。 （4）硬蛋白：存在于各种软骨、腱、毛、发、丝等组织中，分为角 蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。 2.结合蛋白：由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成 （1）色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成。如血红蛋白、叶绿蛋白 和细胞 色素等。 （2）糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞膜中的糖蛋白等。 （3）脂蛋白：由简单蛋白与脂类结合而成。 如血清-、-脂蛋白等。 （4）
7、核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。如细胞核中的核糖核蛋白等 。 （5）磷蛋白：由简单蛋白质和磷酸组成。如胃蛋白酶、酪蛋白、角蛋白 、弹性 蛋白、丝心蛋白等。 （三）、按功能分为活性蛋白和非活性蛋白 （四）、按营养价值分为完全蛋白和不完全蛋白 蛋白质的互补作用 第 二 节 氨基酸化学（重点） 组成蛋白质的基本单位 存在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）。 一、氨基酸的结构与分类 (2). 除甘氨酸外，其它所有氨基酸分子中的-碳原子都为不对称碳原 子。 A. 氨基酸都具有旋光性； B. 每一种氨基酸都具有D-型和L-型两种立体异构
8、体。目前已 知的天然蛋白质中氨基酸都为L-型。 （一）氨基酸的结构 氨基酸是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白质的基本单位。从 蛋白质水解物中分离出来的氨基酸有二十种，除脯氨酸和羟脯氨酸外 ，这些天然氨基酸在结构上的共同特点为： (1). 分子中同时含有羧基和氨基，且与羧基相邻的-碳原子上都有一 个氨基，因而称为-氨基酸。 COOH H2N CH -碳原子基团 R R基团 -氨基酸基本结构通式 这些基本术语要清楚？ n-碳原子 n不对称碳原子 n旋光性 nD-型和L-型两种立体异构体 H 甘氨酸 CH3 丙氨酸 L-氨基酸的通式 R （二）氨基酸的分类 * 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类
9、如下: 中性AA （1）按R基团的酸碱性分 酸性AA 碱性AA （2）按R基团的疏水性和亲水性分 疏水性R基团AA 亲水性R基团AA （3）按R基团的化学结构分 脂肪族A 芳香族AA 杂环族AA 甘氨酸 glycine Gly G 5.97 丙氨酸 alanine Ala A 6.00 缬氨酸 valine Val V 5.96 亮氨酸 leucine Leu L 5.98 异亮氨酸 isoleucine Ile I 6.02 苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48 脯氨酸 proline Pro P 6.30 1. （非极性）疏水性氨基酸 色氨酸 tryptophan Try W 5.89 丝氨酸 serine Ser S 5.68 酪氨酸 tyrosine Try Y 5.66 半胱氨酸
