第02章蛋白质1.ppt

(一一)蛋白质是生命活动的物质基础蛋白质是生命活动的物质基础 生物体内的蛋白质是除水以外，机体组生物体内的蛋白质是除水以外，机体组织中最多的组分，占人体干重的织中最多的组分，占人体干重的45%45%，占细，占细菌干重的菌干重的505070%70%。2.1 蛋白质通论蛋白质通论(二)蛋白质的生物学功能蛋白质的生物学功能1.1.作为生物催化剂：作为生物催化剂：在体内催化各种物质代谢反应的在体内催化各种物质代谢反应的酶几乎都是蛋白质。酶几乎都是蛋白质。2.调节代谢反应：调节代谢反应：一些激素是蛋白质或肽，如胰岛素、一些激素是蛋白质或肽，如胰岛素、生长素。生长素。3.运输载体：运输载体：如红细胞中运输如红细胞中运输O2、CO2要靠要靠Hb(Hemoglobin血红蛋白血红蛋白)、运输脂类物质的是载脂蛋白、运输脂类物质的是载脂蛋白、运铁蛋白等转运蛋白或叫载体蛋白。运铁蛋白等转运蛋白或叫载体蛋白。4.参与机体的运动：参与机体的运动：如心跳、胃肠蠕动等，依靠与肌肉如心跳、胃肠蠕动等，依靠与肌肉收缩有关的蛋白质来实现，如肌球蛋白、肌动蛋白。收缩有关的蛋白质来实现，如肌球蛋白、肌动蛋白。2.1 蛋白质通论蛋白质通论5.5.参与机体的防御：参与机体的防御：机体抵抗外来侵害的防御机能，靠机体抵抗外来侵害的防御机能，靠抗体，抗体也称免疫球蛋白，是蛋白质。抗体，抗体也称免疫球蛋白，是蛋白质。6.6.接受传递信息：接受传递信息：如口腔中的味觉蛋白、视网膜中的视如口腔中的味觉蛋白、视网膜中的视觉蛋白。觉蛋白。7.7.调节或控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达。调节或控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达。8.8.其它：其它：如鸡蛋清蛋白、牛奶中的酪蛋白是营养和储如鸡蛋清蛋白、牛奶中的酪蛋白是营养和储存蛋白；胶原蛋白、纤维蛋白等属于结构蛋白。还有甜存蛋白；胶原蛋白、纤维蛋白等属于结构蛋白。还有甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功能。味蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功能。所以，我们不难理解，为什么说所以，我们不难理解，为什么说没有蛋白质就没有生命。没有蛋白质就没有生命。2.1 蛋白质通论蛋白质通论1.根据分子形状分：根据分子形状分：球状蛋白质、纤维状蛋白质球状蛋白质、纤维状蛋白质2.根据功能分：根据功能分：活性蛋白质、结构蛋白质。活性蛋白质、结构蛋白质。3.根据组成分：根据组成分：（1 1）简单蛋白质：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、）简单蛋白质：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、组蛋白、精蛋白、硬蛋白。醇溶谷蛋白、组蛋白、精蛋白、硬蛋白。（2 2）结合蛋白质：色素蛋白、金属蛋白、磷蛋）结合蛋白质：色素蛋白、金属蛋白、磷蛋白、核蛋白、脂蛋白、糖蛋白。白、核蛋白、脂蛋白、糖蛋白。4.根据营养价值分：根据营养价值分：完全蛋白质、不完全蛋白质。完全蛋白质、不完全蛋白质。2.1 蛋白质通论蛋白质通论1.酸水解酸水解 条件条件：510倍的倍的20%的盐酸煮沸回流的盐酸煮沸回流1624小时，小时，或加压于或加压于120水解水解2小时。小时。优点优点：可蒸发除去盐酸，水解彻底，终产物为：可蒸发除去盐酸，水解彻底，终产物为L-氨基酸，产物单一，无消旋现象。氨基酸，产物单一，无消旋现象。缺点缺点：色氨酸破坏，并产生一种黑色的物质：腐：色氨酸破坏，并产生一种黑色的物质：腐黑质，水解液呈黑色。黑质，水解液呈黑色。2.1 蛋白质通论蛋白质通论2.碱水解碱水解条件：条件：4 mol/L Ba(OH)2或或6 mol/L NaOH煮沸煮沸6小时。小时。优点：优点：水解彻底，色氨酸不被破坏，水解液清亮。水解彻底，色氨酸不被破坏，水解液清亮。缺点：缺点：产生消旋产物，破坏的氨基酸多，一般很少使用。产生消旋产物，破坏的氨基酸多，一般很少使用。3.蛋白酶水解蛋白酶水解条件条件：蛋白酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶，常温：蛋白酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶，常温3740，pH值值58。优点：优点：氨基酸不被破坏，不发生消旋现象。氨基酸不被破坏，不发生消旋现象。缺点：缺点：水解不完全，中间产物多。水解不完全，中间产物多。蛋白质酸碱水解常用于蛋白质的组成分析，而酶水蛋白质酸碱水解常用于蛋白质的组成分析，而酶水解用于制备蛋白质水解产物。解用于制备蛋白质水解产物。2.1 蛋白质通论蛋白质通论第一部分第一部分 氨基酸结构与性质氨基酸结构与性质 蛋白质是有机化合物，主要由蛋白质是有机化合物，主要由C C、N N、H H、O O 四种四种元素，还含有元素，还含有P P、S S、金属元素等。、金属元素等。3.2 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成氨基酸氨基酸CHON其他元素其他元素50-55%6-8%20-23%15-18%低于低于1%蛋白质中蛋白质中N N是特征元素，且含量为是特征元素，且含量为16%16%左右左右 ，即，即1616克克氮氮/100/100克蛋白质，故可以用克蛋白质，故可以用定氮法定氮法测量蛋白质含量（凯测量蛋白质含量（凯氏定氮法），即：每氏定氮法），即：每100100克蛋白质含氮克蛋白质含氮1616克，也即克，也即6.256.25克蛋白质含氮克蛋白质含氮1 1克。所以，克。所以，每克样品含氮量每克样品含氮量6.256.25100 100 就相当于就相当于100100克样品蛋白质含量（克样品蛋白质含量（%）。）。有些蛋白质含有有些蛋白质含有其他微量元素其他微量元素：P P、FeFe、CuCu、MnMn、ZnZn、CoCo、MoMo、I I 等。等。（一）氨基酸（一）氨基酸（amino acid，aa）的结构通式）的结构通式1.1、构成蛋白质的氨基酸、构成蛋白质的氨基酸均为均为L-氨基酸氨基酸。2.2、除甘氨酸、除甘氨酸(R基为基为H)外外，其余氨基酸均具有，其余氨基酸均具有旋光性旋光性。3.3、各种氨基酸的区别在、各种氨基酸的区别在于于侧链侧链R基基上。上。3.2 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成氨基酸氨基酸（二）氨基酸的构型（二）氨基酸的构型 构成蛋白质的氨基酸构成蛋白质的氨基酸除甘氨酸外除甘氨酸外，-碳原子均为手性分碳原子均为手性分子，在空间各原子有子，在空间各原子有两种排列方式两种排列方式：L-L-构型与构型与D-D-构型，它们构型，它们的关系就像左右手的关系，互为的关系就像左右手的关系，互为镜像关系。镜像关系。3.2 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成氨基酸氨基酸（三）氨基酸的结构（三）氨基酸的结构3.2 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成氨基酸氨基酸 组成蛋白质的氨基酸共有组成蛋白质的氨基酸共有2222中，包括新近发现的中，包括新近发现的硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸。硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸。二十种氨基酸的结构特点：二十种氨基酸的结构特点：1.1.支链氨基酸：支链氨基酸：缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸ValineH2NCHCCHCH3OOHCH3H2NCHCCH2CHOOHCH3CH3LeucineIsoleucineH2NCHCCHCH2OOHCH3CH3(Ile)2.2.含羟基的氨基酸：含羟基的氨基酸：丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸3.3.含苯环的氨基酸：含苯环的氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸TrytophanTyrosineH2NCHCCH2OOHOHH2NCHCCH2OOHPhenylalanineH2NCHCCH2OOHN(Trp)H2NCHCCH2OOHOHTyrosineSerineH2NCHCCH2OHOOHH2NCHCCHOHCH3OOHThreonine4.4.含硫的氨基酸：含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巯基）、半胱氨酸（含巯基）、甲硫氨酸（含硫甲基）甲硫氨酸（含硫甲基）H2NCHCCH2SHOOHH2NCHCCH2CH2SCH3OOHMethionineCysteine5.5.含咪唑基的氨基酸：含咪唑基的氨基酸：组氨酸组氨酸6.6.含吲哚基的氨基酸：含吲哚基的氨基酸：色氨酸色氨酸TryptophanH2NC HCC H2OO HN(Trp)H2NCHCCH2OOHHNNHistidine7.7.含酰胺的氨基酸：含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺天冬酰胺、谷氨酰胺8.8.含羧基的氨基酸：含羧基的氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸天冬氨酸、谷氨酸Aspartic acidH2NCH CCH2CH2OOHCOOHH2NCH CCH2COOHOOHGlutamic acidGlutamineH2NCHCCH2COOHNH2OH2NCHCCH2CH2OOHCONH2Asparagine(Asn)(Gln)9.9.含胍基的氨基酸：含胍基的氨基酸：精氨酸精氨酸10.10.含含-氨基的氨基酸：氨基的氨基酸：赖氨酸赖氨酸H2NC HCC H2C H2OO HC H2N HCN H2N HA rginineLysineH2NCHCCH2CH2OO HCH2CH2N H212.12.不含侧链的氨基酸：不含侧链的氨基酸：甘氨酸甘氨酸11.11.侧链为简单的氨基酸侧链为简单的氨基酸:丙氨酸丙氨酸H2NCHCCH3OOHAlanineGlycineH2NCHCOOHH13.13.含亚氨基的氨基酸：含亚氨基的氨基酸：脯氨酸脯氨酸HNCCCHOOHHCCHProline2221 1、按酸碱性、按酸碱性（1 1）酸性氨基酸：）酸性氨基酸：一氨基二羧基氨基酸，有：天一氨基二羧基氨基酸，有：天冬氨酸、谷氨酸、冬氨酸、谷氨酸、（2 2）碱性氨基酸：）碱性氨基酸：二氨基一羧基氨基酸二氨基一羧基氨基酸 ，有：赖，有：赖氨酸、精氨酸、组氨酸氨酸、精氨酸、组氨酸（3 3）中性氨基酸：）中性氨基酸：一氨基一羧基氨基酸，有：甘一氨基一羧基氨基酸，有：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸。、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸。（四）氨基酸的分类（四）氨基酸的分类3.2 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成氨基酸氨基酸2 2、按侧基、按侧基R R基的结构特点：基的结构特点：（1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、赖氨甲硫氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、赖氨酸、精氨酸酸、精氨酸（2 2）芳香族氨基酸：）芳香族氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸（3 3）杂环氨基酸：）杂环氨基酸：脯氨酸、组氨酸脯氨酸、组氨酸3.2 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成氨基酸氨基酸3 3、按侧基、按侧基R R基与水的亲和能力大小基与水的亲和能力大小 (重点掌握重点掌握)：（1 1）非极性氨基酸：）非极性氨基酸：有丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异有丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸 (8(8种种)。（2 2）极性不带电氨基酸：）极性不带电氨基酸：甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、半胱氨酸酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、半胱氨酸 (7(7种种)。（3 3）极性带电氨基酸：）极性带电氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸精氨酸、组氨酸 (5(5种种)。4 4、按氨基酸是否能在人体内合成分：、按氨基酸是否能在人体内合成分：（1）必需氨基酸：）必需氨基酸：指人体内不能合成的氨基酸，必须指人体内不能合成的氨基酸，必须从食物中摄取，有八种：赖氨酸、色氨酸、甲硫（蛋）从食物中摄取，有八种：赖氨酸、色氨酸、甲硫（蛋）氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸。氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸。(苏缬亮异亮，苏缬亮异亮，苯丙色赖蛋苯丙色赖蛋)（2）非必需氨基酸：）非必需氨基酸：指人体内可以合成的