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1、第四章 蛋白質(zhì),一. 蛋白質(zhì)在機(jī)體中的重要作用,引 言,二. 蛋白質(zhì)的化學(xué)組成,C、 H、 O、 N ，大多含有 S 有的還含有P、Fe、I、Cu、Mo、Zn,1. 元素組成,各元素的百分比對(duì)于大多數(shù)蛋白質(zhì)都較相似，其中N約占16% 。 這可用于測(cè)定蛋白質(zhì)的含量凱氏定氮法。,引 言,二. 蛋白質(zhì)的化學(xué)組成,2. 蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元,蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元是氨基酸 amino acid 多個(gè)氨基酸首尾連結(jié)形成長(zhǎng)而不分支的多聚物多肽鏈 多肽鏈再折疊卷曲，形成蛋白質(zhì),引 言,4.2 蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位 氨基酸,組成蛋白質(zhì)的氨基酸都為a-氨基酸（除Pro外）,一. 氨基酸的結(jié)構(gòu),C,酸,氨,不同的
2、aa 在于 R基團(tuán) 的不同,,一. 氨基酸的結(jié)構(gòu),組成蛋白質(zhì)的氨基酸都為L(zhǎng)型（除Gly外）,D型 與 L型,一. 氨基酸的結(jié)構(gòu),組成蛋白質(zhì)的氨基酸共有 20 種,I 非極性氨基酸,什么叫非極性氨基酸？,I 非極性氨基酸,,I 非極性氨基酸,,一. 氨基酸的結(jié)構(gòu),組成蛋白質(zhì)的氨基酸共有 20 種,不同的 aa 在于 R基團(tuán) 的不同,II 非解離的極性氨基酸,,II 非解離的極性氨基酸,,III 酸性氨基酸,,IV 堿性氨基酸,,二. 氨基酸的分類(lèi),1. 由R基團(tuán)的性質(zhì),,Phe、Tyr、 Trp,Pro、His,Ala、Val、Leu,二. 氨基酸的分類(lèi),2. 由aa的營(yíng)養(yǎng)需求,人類(lèi)自身能合成,
3、,人類(lèi)自身不能合成或不能足量合成，必須依賴(lài)食物供給。,Lys Val Leu Ile Met Phe Thr Trp,Gly Ala Ser Tyr Cys Pro Asn Asp Glu Gln,Arg His,1. 稀有的蛋白質(zhì)氨基酸,通常是常見(jiàn)氨基酸的衍生物。 如4-羥脯氨酸、5-羥賴(lài)氨酸,三. 稀有氨基酸,以游離或結(jié)合態(tài)存在于細(xì)胞或組織中，大部分是常見(jiàn)氨基酸的衍生物或異構(gòu)型。 如存在于細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖內(nèi)的D-谷氨酸和D-丙氨酸、花生中的g-亞甲基谷氨酸、甘蔗中的b-氨基丁酸，刀豆中的刀豆氨酸等。,2. 非蛋白質(zhì)氨基酸,三. 稀有氨基酸,2. 非蛋白質(zhì)氨基酸,三. 稀有氨基酸,鳥(niǎo)氨酸 (
4、Orn),瓜氨酸,1. 兩性性質(zhì)和等電點(diǎn),四. 氨基酸的理化性質(zhì),氨基酸同時(shí)含有氨基和羧基： 氨基具有堿性，羧基具有酸性,,1. 兩性性質(zhì)和等電點(diǎn),甘氨酸的解離曲線(xiàn),滴定曲線(xiàn),四. 氨基酸的理化性質(zhì),,1. 兩性性質(zhì)和等電點(diǎn),等電點(diǎn) (isoelectric point),使氨基酸凈電荷為零時(shí)溶液的pH值，用 pI 表示,此時(shí)，aa 以?xún)尚噪x子形式存在，也有少量的數(shù)目基本相同的正、負(fù)離子存在，還有極少量的中性分子,pI 是氨基酸的特征常數(shù),四. 氨基酸的理化性質(zhì),1. 兩性性質(zhì)和等電點(diǎn),等電點(diǎn) (isoelectric point),20種氨基酸的pI,四. 氨基酸的理化性質(zhì),1. 兩性性質(zhì)和
5、等電點(diǎn),等電點(diǎn)的計(jì)算,例 Gly 的pI 計(jì)算,pI = 1/2 ( pK1 + pK2 ),四. 氨基酸的理化性質(zhì),1. 兩性性質(zhì)和等電點(diǎn),等電點(diǎn)的計(jì)算,例 Lys 的pI 計(jì)算,pI = 1/2 ( pK2 + pK3 ),溶液 pH 值增大,,,,四. 氨基酸的理化性質(zhì),1. 兩性性質(zhì)和等電點(diǎn),等電點(diǎn)的計(jì)算,例 Glu 的解離,四. 氨基酸的理化性質(zhì),,,,pI = 1/2 ( pK1 + pK2 ),1. 兩性性質(zhì)和等電點(diǎn),等電點(diǎn)的計(jì)算,aa 等電點(diǎn)的計(jì)算公式,pI = 1/2 ( pKn + pKn+1 ),( 其中n為可解離的正電荷基團(tuán)數(shù)目 ),四. 氨基酸的理化性質(zhì),1. 兩性性
6、質(zhì)和等電點(diǎn),等電點(diǎn)的計(jì)算,Conclusion,pH pI 帶負(fù)電，移向正極,四. 氨基酸的理化性質(zhì),pH < pI 帶正電，移向負(fù)極,pH = pI 不帶電，不移動(dòng),2. 光學(xué)性質(zhì),除Gly之外，其余蛋白質(zhì)氨基酸都有手性碳原子，都具有旋光性。,旋光性質(zhì),四. 氨基酸的理化性質(zhì),2. 光學(xué)性質(zhì),Trp、Tyr、Phe 含芳香環(huán)共軛雙鍵系統(tǒng)，最大吸收峰分別在 279nm、278nm、259nm。,紫外吸收,四. 氨基酸的理化性質(zhì),3. 重要的化學(xué)性質(zhì),茚三酮反應(yīng),四. 氨基酸的理化性質(zhì),,反應(yīng)分2步：,茚三酮反應(yīng)常用于aa的定性和定量分析,3. 重要的化學(xué)性質(zhì),茚三酮反應(yīng),四. 氨基酸的理化性質(zhì)
7、,在酸性條件下，氨基酸與茚三酮共熱，生成紫色化合物,Pro的茚三酮反應(yīng)呈黃色,3. 重要的化學(xué)性質(zhì),Sanger反應(yīng),在弱堿溶液中，氨基酸的-氨基與2,4-二硝基氟苯(DNFB) 反應(yīng)，生成黃色的二硝基苯氨基酸（DNP-AA）。,,四. 氨基酸的理化性質(zhì),此反應(yīng)最初被Sanger 用于測(cè)定肽鏈 N-端氨基酸,3. 重要的化學(xué)性質(zhì),Edman反應(yīng),四. 氨基酸的理化性質(zhì),3. 重要的化學(xué)性質(zhì),Edman反應(yīng),四. 氨基酸的理化性質(zhì),此反應(yīng)即是目前“蛋白質(zhì)順序測(cè)定”的設(shè)計(jì)原理,3. 重要的化學(xué)性質(zhì),Edman反應(yīng),四. 氨基酸的理化性質(zhì),此反應(yīng)即是目前“蛋白質(zhì)順序測(cè)定”的設(shè)計(jì)原理,4.3 肽（pe
8、ptide）,一. 肽的定義,一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基脫去一分子水而形成酰胺鍵，這個(gè)鍵稱(chēng)為肽鍵（peptide bond），產(chǎn)生的化合物叫做肽（peptide）。,二個(gè)氨基酸形成的肽稱(chēng)作二肽,三個(gè)氨基酸形成的肽稱(chēng)作三肽； 余類(lèi)推。 寡肽（oligopeptide）：aa 10 個(gè),,,二.肽的結(jié)構(gòu),二.肽的結(jié)構(gòu),無(wú)分枝的長(zhǎng)鏈,由“N-C-C”單元的周期性連接，構(gòu)成多肽鏈的主鏈；氨基酸殘基的R基團(tuán)連接在主鏈的Ca上，形成多肽鏈的側(cè)鏈。,具有方向性。兩個(gè)末端分別為N端(氨基端)和C端(羧基端)。,,,二.肽的結(jié)構(gòu),1、中文表示法： 從肽鏈的N端開(kāi)始，對(duì)氨基酸殘基逐一命名，殘基稱(chēng)氨酰,
9、三. 肽的表示法,2、 三字母表示法： aa1 - aa2 - aa3 - aa4 - aa1 . aa2 . aa3 . aa4 . ,3、 單字母表示法： ABCD ,四. 肽的酸堿性質(zhì),其等電點(diǎn)是在所有可解離的基團(tuán)的凈電荷為0時(shí)的狀態(tài)。,肽鏈的一端含有一個(gè)游離的-氨基，另一端含有一個(gè)游離的-羧基，加上部分氨基酸可解離的R基團(tuán)，因而與氨基酸一樣具有兩性解質(zhì)的性質(zhì)。,五. 重要肽,還原性谷胱甘肽（reduced glutathione）是存在于動(dòng)植物細(xì)胞中的一種非常重要的三肽。它是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成。,,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過(guò)兩步依賴(lài)ATP的反應(yīng)而生成。第一步反應(yīng)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) 將-EC和谷氨酸連接形成 GSH,,,
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