蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(1)(已修改)
2025-05-13 18:19 本頁面
【正文】 生物化學(xué) Biochemistry 山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院 生物化學(xué)與分子生物學(xué)系 田克立 Tel: 13791087728 Email: Spring 2022 1. 小分子 H2O（＞ 50%） metal irons: Na+, K+, Cl, Ca2+, P …. trace element : Fe2+, Zn2+, Mg2+ ….. carbohydrates (糖類 ) lipids (脂類 ) amino acids (氨基酸 ) vitamins (維生素類 ) and others 2. 生物大分子 proteins（蛋白質(zhì)） (enzyme，酶 ) nucleic acids（核酸 ): DNA and RNA polysaccharides (多糖 ) glycoproteins (糖蛋白 , 糖 +蛋白質(zhì) ) proteoglycan (蛋白聚糖 ) lipoproteins (脂蛋白 , 脂 +蛋白質(zhì) ) nucleoproteins (核蛋白 , 核酸 +蛋白質(zhì) ) 構(gòu)成生物體的生物分子 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 第 一 章 Structure and Function of Proteins ? 蛋白質(zhì) (protein)是由許多氨基酸 (amino acids)通過肽鍵相連形成的高分子含氮化合物。 ? 蛋白質(zhì)是生物 體重要組成成分 ： 分布廣，含量高： 蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最豐富的有機分子，占人體干重的 45％，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達 80％。 ? 蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能 作為生物催化劑（酶），代謝調(diào)節(jié)作用，免疫保護作用，凝血抗凝血，物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和存儲，運動與支持作用，參與細胞間信息傳遞， 氧化供能 等。 第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成 ? 蛋白質(zhì)的元素組成 C (50~55%), H (6~7%), O (19~24%), N (13~19%), S (0~4%), P, metal elements,Ⅰ… ? 蛋白質(zhì)元素組成的特點 * 各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為 16％。 * 體內(nèi)的含氮物質(zhì)主要為蛋白質(zhì)，測定生物樣品中的含氮量，根據(jù)以下公式可推算出蛋白質(zhì)的大致含量： 100克樣品中蛋白質(zhì)的含量 ( g % ) = 每克樣品含氮克數(shù) 100 一 . 蛋白質(zhì)的分子組成 —— 氨基酸（ amino acids） 是組成蛋白質(zhì)的基本單位 ? 存在自然界中的氨基酸有 300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有 20種，且均屬 Lα氨基酸 （甘氨酸除外）。 ? 其他重要的氨基酸 (如鳥氨酸 ,瓜氨酸 ,β丙氨酸等 ) α Name,Threeletter Symbol,and Oneletter Symbol 丙氨酸 精氨酸 天冬酰胺 天冬氨酸 半胱氨酸 谷氨酰胺 谷氨酸 甘氨酸 組氨酸 亮氨酸 異亮氨酸 賴氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 脯氨酸 絲氨酸 蘇氨酸 色氨酸 酪氨酸 纈氨酸 根據(jù) R側(cè)鏈基團的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同： ? 非極性脂肪族 (疏水性 )氨基酸 ? 極性中性氨基酸 ? 芳香族氨基酸 ? 酸性氨基酸 ? 堿性氨基酸 二 . 氨基酸的分類 (Classification of amino acids) (1) 側(cè)鏈含烴鏈的非極性 \疏水性脂肪族氨基酸 非極性氨基酸 R基團間可形成疏水作用力 (2) 極性中性氨基酸 (3) 芳香族氨基酸 ——側(cè)鏈含芳香基團 Trp Tyr 可吸收紫外光，最大吸收峰 280nm Hydrogen bonds 氫鍵 一些功能基團如 –OH, SH, NH3+,H2O等之間可形成氫鍵 (4) 酸性極性氨基酸 R基團帶負電荷（ pH ） (5) 堿性極性氨基酸 R基團帶正電荷（ pH ） 帶相反電荷的氨基酸 R側(cè)鏈基團之間的相互作用 Ionic bonds (salt bonds) 離子鍵（鹽鍵） 幾種特殊氨基酸 ? 脯氨酸 Proline （亞氨基酸） CH2C H C OO NH2+CH2CH2 SS 二硫鍵 ? 半胱氨酸 , 胱氨酸 Disulfide bond 胰島素 (Insulin)依賴二硫鍵維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 二硫鍵 (Disulfide bond) ? 維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 蘇氨酸 絲氨酸 酪氨酸 OH 基的 H可被其它化學(xué)基團，如磷酸基 P取代 . 其他分類方式 側(cè)鏈含羥基的氨基酸 蛋氨酸 半胱氨酸 含硫氨基酸 胱氨酸 ?α–NH2 and α–COOH 可解離： – COOH→COO + H+ – NH2 + H+→ NH 3+ ? R 基團含可解離基團 : 酸性和堿性 AAs ? 氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離程度 取決于所處溶液的酸堿度 (pH). α 三 . 氨基酸的理化性質(zhì) (Properties of amino acids) 1. 氨基酸具有兩性解離的性質(zhì) pH=pI +OH pHpI +H+ +OH +H+ pHpI 氨基酸的兼性離子 陽離子 陰離子 CHNH 2C O O HRCHNH 3 +C O O R CHNH 2C OO RCH CO O HRNH 3 + 等電點 (isoelectric point, pI) 在某一 pH的溶液中 ， 氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等 ， 成為兼性離子 ， 分子所帶的凈電荷為零 , 呈電中性 。 此時溶液的 pH值 稱為該氨基酸的 等電點 。 pI = 189。 (pK1+pK2) 寫出電離式 ,取 兼性離子兩邊的 pK值的平均值 2. 紫外吸收 色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。 大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測定蛋白質(zhì)溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡便的方法。 3. 茚三酮反應(yīng) * 肽鍵 (peptide bond)是由一個氨基酸的 ?羧基與另一個氨基酸的 ?氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵 。 四 . 蛋白質(zhì)是由許多氨基酸殘基組成的多肽鏈 （一）氨基酸通過肽鍵連接形成肽 (peptide) peptide bond or amide bond (酰胺鍵 ) NH2 CH CHOOH甘 氨 酸甘 氨 酸NH CH CH OHOH甘 氨 酸+ HOH 甘氨酰甘氨酸 肽鍵 NH 2 CH C N CH COOHHHHO? Peptide 肽 殘基 多肽鏈 * 肽 是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。 羧基末端 C末端 氨基末端 N末端 Backbone or mainchain 主鏈骨架 Sidechain 側(cè)鏈 COO C
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