生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)化學(xué)-在線(xiàn)瀏覽
2025-03-05 13:50本頁(yè)面
【正文】 成與分類(lèi) 三 . 蛋白質(zhì)的基本單位 氨基酸 四 . 肽 五 . 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 六 . 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 七 . 蛋白質(zhì)的性質(zhì)分析 蛋白質(zhì) (protein ,1838年提出 ,最重要的 /最原始的 /最根本的 ) (是由許多不同的 α氨基酸按一定的序列通過(guò)酰胺鍵（肽鍵）縮合而成的，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和重要生物學(xué)功能的高分子有機(jī)物質(zhì)，是生命體系中最重要的成分 . 典型的蛋白質(zhì)分子含數(shù)百至數(shù)千個(gè) Aa殘基，分子量數(shù)千至數(shù)百萬(wàn)。 一 . 蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義 ?蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。 一 . 蛋白質(zhì)及其生物學(xué)意義 ： 在體內(nèi)催化各種物質(zhì)代謝反應(yīng)的酶幾乎都是蛋白質(zhì)。 ：如紅細(xì)胞中運(yùn)輸 O CO2要靠 Hb(Hemoglobin血紅蛋白 )、運(yùn)輸脂類(lèi)物質(zhì)的是載脂蛋白、運(yùn)鐵蛋白等轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白或叫載體蛋白。 ： 機(jī)體抵抗外來(lái)侵害的防御機(jī)能，靠抗體，抗體也稱(chēng)免疫球蛋白，是蛋白質(zhì)。 、分化、遺傳信息的表達(dá)。還有甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特異的生物學(xué)功能。 這可用于測(cè)定蛋白質(zhì)的含量 ——?jiǎng)P氏定氮法 。 Ile Leu Lys Met Phe Thr Trp Val Arg His Ala Asn Asp Cys Glu Gln Gly Pro Ser Tyr Ile Met Val Leu Trp Phe Thr Lys 一 家 寫(xiě) 兩 三 本 書(shū) 來(lái) 根據(jù)營(yíng)養(yǎng)功能的不同 在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見(jiàn)的氨基酸 ， 通常稱(chēng)為不常見(jiàn)蛋白質(zhì)氨基酸 。 NHHOC O O H4 羥基脯氨酸H2N C H2C H C H2C H2C H C O O HO H N H25 羥基賴(lài)氨酸N H2C H3N H C H2C H C H2C H2C H C O O H6 N 甲基賴(lài)氨酸HOIIC H2C H C O O HN H23 , 5 二碘酪氨酸 蛋白質(zhì)中的稀有氨基酸 廣泛存在于各種細(xì)胞和組織中，呈游離或結(jié)合態(tài)，但并不存在蛋白質(zhì)中的一類(lèi)氨基酸，大部分也是蛋白質(zhì)氨基酸的衍生物。 非蛋白質(zhì)氨基酸存在的意義 氨基酸同時(shí)含有氨基和羧基：氨基具有 堿性 （ 質(zhì)子受體 ） ，羧基具有 酸性 （ 質(zhì)子供體 ） 氨基酸的兩性和等電點(diǎn) 2. 氨基酸的理化性質(zhì) 氨基酸的兩性性質(zhì) NH3+ C H COO R NH2 C H COOH R 兩性解離 兩性離子：同一分子上帶有正、負(fù)兩種電荷 Aa在水溶液或晶體狀態(tài)下都以?xún)尚噪x子形式存在 氨基酸的解離曲線(xiàn) 以中性氨基酸為例， 當(dāng)溶液的 pH由低到高時(shí)： 滴定曲線(xiàn) 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) ， COOH及 NH2解離度相等 。 pI 是氨基酸的特征性常數(shù) 等電點(diǎn) (isoelectric point) 20種氨基酸的 pI 氨基酸 pI 氨基酸 pI 氨基酸 pI 氨基酸 pI Gly Pro Thr Asp Ala Phe Cys Glu Val Trp Met Lys Leu Tyr Asn Arg Ile Ser Gln His 等電點(diǎn)的計(jì)算 (以 Gly為例 ) － H+ ＋ H + NH2— CH2 — COO－ Gly － ＋ NH3— CH2 — COO － Gly 177。 + pK239。 、 K239。 可以從 滴定曲線(xiàn)中求得 。 + pK339。 COO－ CH－ NH2 (CH2) 4 NH3 ＋ － H+ ＋ H + － H+ ＋ H + K139。 K339。 旋光性質(zhì) 氨基酸的光學(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。 茚三酮反應(yīng) 氨基酸的化學(xué)反應(yīng) 在酸性條件下，氨基酸與茚三酮共熱，生成 紫色化合物 (Pro呈黃色 ) 茚三酮反應(yīng) 還原性茚三酮 O O OH H ＋ NH3 ＋ CO2 ＋ RCHO 茚三酮 ＋ RCH－ COOH NH2 O O O ＋ 2NH3 ＋ O O OH H O O O O＋ NH4 N O ＋ 3H2O 藍(lán)紫色化合物 O O 茚三酮反應(yīng)常用于 aa的定性和定量分析 Sanger 反應(yīng) 在 弱堿 溶液中，氨基酸的 α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（ DNPAa）。 四、肽（ peptide） 一個(gè)氨基酸的 α羧基和另一個(gè)氨基酸的α氨基脫水縮合而成的化合物。 當(dāng)兩個(gè)氨基酸通過(guò)肽鍵相互連接形成二肽，在一端仍然有游離的氨基和另一端有游離的羧基，每一端連接更多的氨基酸。多肽仍然有游離的 α氨基和 α羧基。 由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱(chēng)為二肽，由多個(gè)氨基酸組成的肽則稱(chēng)為多肽。 C C N C C N C C N C C N CC H 2 C H C H 2 C H 2 C H 2C O OO H C O 2 H C H 2C O N H 2O HC H 3H 3 N+O O O OH H H H HH H H HS e r V a l T y r A s p G l nC H 3N 端 C 端肽鍵CONHC αC α肽 平 面肽平面 肽鏈寫(xiě)法 游離 α氨基在左，游離 α羧基在右，氨基酸之間用 “ ”表示肽鍵。 b. 肽的酸堿性質(zhì)主要來(lái)自游離末端 aNH2和游離末端 aCOOH以及側(cè)鏈上可解離的基團(tuán)。 在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。這類(lèi)多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱(chēng)為活性肽（ active peptide）。 幾種重要的多肽 LLeuDPheLProLVal ? ? LOrn LOrn ? ? LValLProDPheLLeu 短桿菌肽 S(環(huán)十肽 ) 由細(xì)菌分泌的多肽 ， 有時(shí)也都含有 D氨基酸和一些非蛋白氨基酸 。 五、 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)是氨基酸以肽鍵相互連接的線(xiàn)性序列。在結(jié)構(gòu)中，這種構(gòu)象是原子的三維排列，由氨基酸序列決定。在基因編碼的蛋白質(zhì)中，這種序列是由 mRNA中的核苷酸序列決定的。其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。其實(shí)質(zhì)是多肽鏈在空間的排列方式。 ?每 ，相當(dāng)于 。 ?相鄰兩圈螺旋之間借肽鍵中 C＝ O和 NH形成許多鏈內(nèi)氫健，即每一個(gè)氨基酸殘基中的 NH和前面相隔三個(gè)殘基的 C＝ O之間形成氫鍵，這是穩(wěn)定 α 螺旋的主 ?肽鏈中氨基酸側(cè)鏈 R，分布在螺旋外側(cè)，其形狀、大小及電荷影響 α 螺旋的形成。 影響 α螺旋穩(wěn)定的因素 β 折疊結(jié)構(gòu)（ β pleated sheet） 是一種肽鏈相當(dāng)伸展的結(jié)構(gòu)。肽鍵的平面性使多肽折疊成片，氨基酸側(cè)鏈伸展在折疊片的上面和下面。 ， Ψ=+113 。反平行折疊其 Φ= 139。 。 β折疊結(jié)構(gòu) 結(jié)要點(diǎn) β 轉(zhuǎn)角 （ βturn） 又稱(chēng) β 彎曲， β 回折或發(fā)夾結(jié)構(gòu)。 的回折，回折處的結(jié)構(gòu)就稱(chēng)為 β 轉(zhuǎn)角。也有一些是由第一個(gè)氨基酸的羧基與第三個(gè)氨基酸的氨基形成氫鍵。一個(gè)氨基酸的羰基氧以氫鍵結(jié)合到相距的第四個(gè)氨基酸的氨基氫上。
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