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1、第四章 蛋白質,一. 蛋白質在機體中的重要作用,引 言,二. 蛋白質的化學組成,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,各元素的百分比對于大多數(shù)蛋白質都較相似，其中N約占16% 。 這可用于測定蛋白質的含量凱氏定氮法。,引 言,二. 蛋白質的化學組成,2. 蛋白質的基本結構單元,蛋白質的基本結構單元是氨基酸 amino acid 多個氨基酸首尾連結形成長而不分支的多聚物多肽鏈 多肽鏈再折疊卷曲，形成蛋白質,引 言,4.2 蛋白質的基本結構單位 氨基酸,組成蛋白質的氨基酸都為a-氨基酸（除Pro外）,一. 氨基酸的結構,C,酸,氨,不同的
2、aa 在于 R基團 的不同,,一. 氨基酸的結構,組成蛋白質的氨基酸都為L型（除Gly外）,D型 與 L型,一. 氨基酸的結構,組成蛋白質的氨基酸共有 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. 氨基酸的結構,組成蛋白質的氨基酸共有 20 種,不同的 aa 在于 R基團 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,1. 由R基團的性質,,Phe、Tyr、 Trp,Pro、His,Ala、Val、Leu,二. 氨基酸的分類,2. 由aa的營養(yǎng)需求,人類自身能合成,
3、,人類自身不能合成或不能足量合成，必須依賴食物供給。,Lys Val Leu Ile Met Phe Thr Trp,Gly Ala Ser Tyr Cys Pro Asn Asp Glu Gln,Arg His,1. 稀有的蛋白質氨基酸,通常是常見氨基酸的衍生物。 如4-羥脯氨酸、5-羥賴氨酸,三. 稀有氨基酸,以游離或結合態(tài)存在于細胞或組織中，大部分是常見氨基酸的衍生物或異構型。 如存在于細菌細胞壁肽聚糖內的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. 非蛋白質氨基酸,三. 稀有氨基酸,2. 非蛋白質氨基酸,三. 稀有氨基酸,鳥氨酸 (
4、Orn),瓜氨酸,1. 兩性性質和等電點,四. 氨基酸的理化性質,氨基酸同時含有氨基和羧基： 氨基具有堿性，羧基具有酸性,,1. 兩性性質和等電點,甘氨酸的解離曲線,滴定曲線,四. 氨基酸的理化性質,,1. 兩性性質和等電點,等電點 (isoelectric point),使氨基酸凈電荷為零時溶液的pH值，用 pI 表示,此時，aa 以兩性離子形式存在，也有少量的數(shù)目基本相同的正、負離子存在，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,1. 兩性性質和等電點,等電點 (isoelectric point),20種氨基酸的pI,四. 氨基酸的理化性質,1. 兩性性質和
5、等電點,等電點的計算,例 Gly 的pI 計算,pI = 1/2 ( pK1 + pK2 ),四. 氨基酸的理化性質,1. 兩性性質和等電點,等電點的計算,例 Lys 的pI 計算,pI = 1/2 ( pK2 + pK3 ),溶液 pH 值增大,,,,四. 氨基酸的理化性質,1. 兩性性質和等電點,等電點的計算,例 Glu 的解離,四. 氨基酸的理化性質,,,,pI = 1/2 ( pK1 + pK2 ),1. 兩性性質和等電點,等電點的計算,aa 等電點的計算公式,pI = 1/2 ( pKn + pKn+1 ),( 其中n為可解離的正電荷基團數(shù)目 ),四. 氨基酸的理化性質,1. 兩性性
6、質和等電點,等電點的計算,Conclusion,pH pI 帶負電，移向正極,四. 氨基酸的理化性質,pH < pI 帶正電，移向負極,pH = pI 不帶電，不移動,2. 光學性質,除Gly之外，其余蛋白質氨基酸都有手性碳原子，都具有旋光性。,旋光性質,四. 氨基酸的理化性質,2. 光學性質,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,3. 重要的化學性質,茚三酮反應,四. 氨基酸的理化性質,,反應分2步：,茚三酮反應常用于aa的定性和定量分析,3. 重要的化學性質,茚三酮反應,四. 氨基酸的理化性質
7、,在酸性條件下，氨基酸與茚三酮共熱，生成紫色化合物,Pro的茚三酮反應呈黃色,3. 重要的化學性質,Sanger反應,在弱堿溶液中，氨基酸的-氨基與2,4-二硝基氟苯(DNFB) 反應，生成黃色的二硝基苯氨基酸（DNP-AA）。,,四. 氨基酸的理化性質,此反應最初被Sanger 用于測定肽鏈 N-端氨基酸,3. 重要的化學性質,Edman反應,四. 氨基酸的理化性質,3. 重要的化學性質,Edman反應,四. 氨基酸的理化性質,此反應即是目前“蛋白質順序測定”的設計原理,3. 重要的化學性質,Edman反應,四. 氨基酸的理化性質,此反應即是目前“蛋白質順序測定”的設計原理,4.3 肽（pe
8、ptide）,一. 肽的定義,一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基脫去一分子水而形成酰胺鍵，這個鍵稱為肽鍵（peptide bond），產生的化合物叫做肽（peptide）。,二個氨基酸形成的肽稱作二肽,三個氨基酸形成的肽稱作三肽； 余類推。 寡肽（oligopeptide）：aa 10 個,,,二.肽的結構,二.肽的結構,無分枝的長鏈,由“N-C-C”單元的周期性連接，構成多肽鏈的主鏈；氨基酸殘基的R基團連接在主鏈的Ca上，形成多肽鏈的側鏈。,具有方向性。兩個末端分別為N端(氨基端)和C端(羧基端)。,,,二.肽的結構,1、中文表示法： 從肽鏈的N端開始，對氨基酸殘基逐一命名，殘基稱氨酰,
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,其等電點是在所有可解離的基團的凈電荷為0時的狀態(tài)。,肽鏈的一端含有一個游離的-氨基，另一端含有一個游離的-羧基，加上部分氨基酸可解離的R基團，因而與氨基酸一樣具有兩性解質的性質。,五. 重要肽,還原性谷胱甘肽（reduced glutathione）是存在于動植物細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兩步依賴ATP的反應而生成。第一步反應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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