蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(2)(已修改)
2025-05-26 18:13 本頁(yè)面
【正文】 第二章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 Structure and Function of Protein 內(nèi) 容 ?蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸及其連接方式 ? 蛋白質(zhì)的一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)，模體、結(jié)構(gòu)域 ? 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系 ? 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及其提取、純化的原理 ? 蛋白質(zhì)組和蛋白質(zhì)組學(xué) 第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成 蛋白質(zhì)的元素組成： 碳 50%～ 55% 氧 19%～ 24% 氮 13%～ 19%（平均 16%） 氫 6%～ 7% 硫 0～ 4% 個(gè)別蛋白質(zhì)含磷或金屬元素 定氮法測(cè)定樣品中的蛋白質(zhì)含量 每克樣品中的蛋白質(zhì)含量為： 每克樣品中的含氮量 16 100 = 每克樣品中的含氮量 一、 蛋白質(zhì)的基本組成單位 L α 氨基酸 （一）氨基酸（ amino acid）的結(jié)構(gòu)（通式） L α氨基酸 α 。 R H R H COOH NH2 NH2 COOH L構(gòu)型 鏡子 D構(gòu)型 C? C? （二）氨基酸的分類 R基團(tuán)在中性溶液中的極性和解離狀態(tài)分類： 非極性疏水性氨基酸 極性疏水性氨基酸 酸性氨基酸 堿性氨基酸 1) 非極性疏水性氨基酸 H3+N— C— H COO H H3+N— C— H COO CH3 H3+N— C— H COO CH— CH3 CH3 H3+N— C— H COO CH— CH3 CH3 CH2 H3+N— C— H CH— CH3 CH3 CH2 COO +NH2 CHCOO CH2 CH2 CH2 甘氨酸 （ glycine,Gly） 丙氨酸 （ alanine,Ala） 纈氨酸 （ valine,Val） 亮氨酸 （ leucine,Leu） 苯丙氨酸 （ phenylalanine,Phe） 異亮氨酸 （ isoleucine,Ile） H3+N— C— H COO CH2 脯氨酸 （ proline,Pro） 2. 極性中性氨基酸 半胱氨酸 （ cysteine,Cys） H3+N— C— H COO CH2 N H H3+N— C— H CH2 COO SH OH H3+N— C— H COO CH2 H3+N— C— H CH2 COO OH 絲氨酸 （ serine,Ser） 色氨酸 （ tryptophan,Trp） 酪氨酸 （ ） CH— OH H3+N— C— H COO CH3 H3+N— C— H COO CH2 CH2 CH3 S O H3+N— C— H COO CH2 CH2 C NH2 H3+N— C— H COO CH2 NH2 O C 蛋氨酸 （ methionine,Met） 谷氨酰胺 （ glutamine,Gln） 蘇氨酸 （ threonine,Thr） 天冬酰胺 （ asparagine,Asn） 3) 酸性氨基酸 COO H3+N— C— H COO CH2 CH2 H3+N— C— H COO CH2 COO 天冬氨酸 （ aspartic acid,Asp） 谷氨酸 （ glutamic acid,Glu） 4) 酸性氨基酸 CH2 +NH3 H3+N— C— H COO CH2 CH2 CH2 +NH3 NH CH2 H3+N— C— H COO CH2 CH2 NH C 賴氨酸 （ lysine,Lys） 精氨酸 （ arginine,Arg） +NH H3+N— C— H COO CH2 HN 組氨酸 （ histidine,His） 中性氨基酸按 R基團(tuán)的結(jié)構(gòu)不同分為： 脂肪族氨基酸 含硫氨基酸 芳香族氨基酸 亞氨基酸 羥基氨基酸 酰胺類氨基酸 脂肪族氨基酸 (5種 ) H3+N— C— H COO H H3+N— C— H COO CH3 H3+N— C— H COO CH— CH3 CH3 H3+N— C— H COO CH— CH3 CH3 CH2 H3+N— C— H CH— CH3 CH3 CH2 COO 甘氨酸 （ glycine,Gly） 丙氨酸 （ alanine,Ala） 纈氨酸 （ valine,Val） 亮氨酸 （ leucine,Leu） 異亮氨酸 （ isoleucine,Ile） 支 鏈 氨 基 酸 2) 芳香族氨基酸（ 3種） 苯丙氨酸 （ phenylalanine,Phe） H3+N— C— H COO CH2 H3+N— C— H COO CH2 N H OH H3+N— C— H COO CH2 色氨酸 （ tryptophan,Trp） 酪氨酸 （ ） 3) 羥基氨基酸（ 2種） H3+N— C— H CH2 COO OH 絲氨酸 （ serine,Ser） CH— OH H3+N— C— H COO CH3 蘇氨酸 （ threonine,Thr） 4) 含硫氨基酸（ 2種） 半胱氨酸 （ cysteine,Cys） H3+N— C— H CH2 COO SH H3+N— C— H COO CH2 CH2 CH3 S 蛋氨酸 （ methionine,Met） 5) 亞氨基酸（ 1種） +NH2 CHCOO CH2 CH2 CH2 脯氨酸 （ proline,Pro） 6) 酰胺類氨基酸（ 2種） O H3+N— C— H COO CH2 CH2 C NH2 H3+N— C— H COO CH2 NH2 O C 谷氨酰胺 （ glutamine,Gln） 天冬酰胺 （ asparagine,Asn） CC H 2C O OH 3 NHSCC H 2C O OH 3 NHS+ +胱氨酸結(jié)構(gòu)式 在某些蛋白質(zhì)分子中，有時(shí)兩個(gè)半胱氨酸的 SH基脫氫生成二硫鍵， 于是這兩個(gè)半胱氨酸便結(jié)合成胱氨酸 （三）氨基酸的理化性質(zhì) 1. 氨基酸的兩性解離與等電點(diǎn) 1) 氨基酸的兩性解離 +H+ H3+N— C— H R COO H2N— C— H R COOH H3+N— C— H R COOH H2N— C— H R COO +OH +H+ +OH pHpI pH=pI pH pI 2) 等電點(diǎn)（ isoelectric point,pI） 氨基酸在某一溶液中，所帶的正負(fù)電荷相等時(shí)的 pH值，即為這種氨基酸的等電點(diǎn) 2. 紫外吸收性質(zhì) 波長(zhǎng)（ nm） 230 240 250 260 270 280 290 300 310 色氨酸 苯丙氨酸 酪氨酸 3. 茚三酮反應(yīng) (ninhydrin reaction) OOO HO HR C H C O O HN H 2OOHO H+ + R C H O + N H 3 + C O 2茚三酮 氨基酸 茚三酮 (還原型 ) 醛 OOHO H+ N H 3OO OON茚三酮 藍(lán)色或紫色化合物 2 二、 氨基酸在蛋白質(zhì)分子中的連接方式 —肽鍵 （ peptide bond）， 即酰胺鍵 （一）肽鍵及肽 H2N— CH— CO OH R1 α H2N— CH— CO OH R2 α H2N— CH— COOH R3 α H2O 肽鍵 氨基酸殘基 二肽 H H2O 肽鍵 （二）肽的書寫及其命名 1. 書寫原則 H2N— CH— CO OH R1 α H2N— CH— CO OH R2 α H2N— CH— COOH R3 α 肽鍵 H 肽鍵 側(cè) 鏈 主 鏈 N端 用 NH2— 或 H— 表示 C端 用 — COOH 或 — OH表示 2. 命名原則 甘氨酰丙氨酰半胱氨酸 CH2 α H2N— CH— COOH SH H2N— CH— CO OH H α CH3 α H2N— CH— CO OH 3. 肽的分類 1) 寡肽（ oligopeptide） :氨基酸殘基數(shù)小于 10 2) 多肽（ polypeptide） :氨基酸殘基數(shù)小于 50 3) 蛋白質(zhì)（ protein） :氨基酸殘基數(shù)大于 50 三、生物活性肽（ biological active peptide)）
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