生物化学第二章-蛋白质-2014.2.20课件.ppt
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1、Chapter 2 蛋白质蛋白质2.1 蛋白质概述蛋白质概述2.2 氨基酸氨基酸2.3 肽肽2.4 蛋白质的结构蛋白质的结构2.5 蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系2.6 蛋白质研究技术蛋白质研究技术2.1 蛋白质概述蛋白质概述2.1.1 蛋白质的概念蛋白质的概念2.1.2 蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成2.1.3 蛋白质的分类蛋白质的分类2.1.1 蛋白质的概念蛋白质的概念定义定义:蛋白质是由:蛋白质是由氨基酸氨基酸通过通过酰胺键酰胺键(肽键肽键)连接在一起而形成的连接在一起而形成的高分子聚合物高分子聚合物。氨基酸。氨基酸的聚合物又叫的聚合物又叫多肽多肽,分子量从几千到几百万。
2、,分子量从几千到几百万。蛋白质由一条或几条多肽链所组成。蛋白质由一条或几条多肽链所组成。牛胰核糖核酸酶牛胰核糖核酸酶 AErythrocytes(红细胞红细胞)contain a large amount of hemoglobins(血红蛋白血红蛋白),the oxygen-transporting protein.Fireflies emit light catalyzed by luciferase(荧光素酶)(荧光素酶)with ATP蛋白蛋白 饮食篇饮食篇蛋白蛋白 着装篇着装篇2.1.2 蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成主要有主要有C、H、O、N和和S。有些蛋白质含有少量有些蛋白质含
3、有少量P或金属元素或金属元素Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo,个别蛋白质还含有,个别蛋白质还含有 I。蛋白质蛋白质平均含氮量为平均含氮量为16%。蛋白质含量蛋白质含量=含氮量含氮量蛋白质系数蛋白质系数动动物物材材料料的的蛋蛋白白质质系系数数为为6.25,而而植植物物材材料料的蛋白质系数有一些差别,在的蛋白质系数有一些差别,在5.7左右。左右。2.1.3 蛋白质的分类蛋白质的分类2.2.按按化学组成化学组成分类分类 简单蛋白质(简单蛋白质(simple protein)只含由只含由-氨基酸组成的肽链,不含其它成分的蛋白氨基酸组成的肽链,不含其它成分的蛋白质质结(缀)合蛋白质(结(缀)合蛋白质(
4、conjugated protein)除氨基酸外,还有其他非蛋白成分,如糖蛋白,脂除氨基酸外,还有其他非蛋白成分,如糖蛋白,脂蛋白,血红素蛋白蛋白,血红素蛋白3.3.按按功能功能分类分类 酶酶 激素蛋白激素蛋白 营养储存蛋白营养储存蛋白 转运蛋白转运蛋白 运动蛋白运动蛋白 防御蛋白防御蛋白 受体蛋白受体蛋白 结构蛋白结构蛋白 支架蛋白支架蛋白 毒素蛋白毒素蛋白 2.1.3 蛋白质的分类蛋白质的分类2.2.1 蛋白质的水解蛋白质的水解F酸水解酸水解6mol/L HCI,回流煮沸约,回流煮沸约20 h.构型不变,构型不变,Asn和和Gln分别转变为分别转变为Asp和和Glu,Trp被破坏被破坏,S
5、er、Thr和和Tyr部分破坏部分破坏F碱水解碱水解5mol/L NaOH,煮沸,煮沸10-20 h.构型被破坏,多种氨基酸构型被破坏,多种氨基酸(Cys,Ser,Thr,Arg等等)被破坏,但被破坏,但Trp不被破坏不被破坏F酶水解酶水解构型不变,不破坏氨基酸,条件温和,有选择性地水解构型不变,不破坏氨基酸,条件温和,有选择性地水解肽键(位点专一),水解不彻底。肽键(位点专一),水解不彻底。胰蛋白酶只能水解胰蛋白酶只能水解Lys、Arg形成的肽键。形成的肽键。2.2.2 氨基酸的结构氨基酸的结构v蛋白质中,常见的氨基酸有蛋白质中,常见的氨基酸有20种种v19种都是种都是-氨基酸(与羧基相连的
6、氨基酸(与羧基相连的-C 上都有上都有 一个氨基)一个氨基)v除除甘氨酸(甘氨酸(Gly)外,外,-C都是不对称碳原子,都是不对称碳原子,且都为且都为L-构型构型v脯氨酸(脯氨酸(Pro)不含游离的氨基不含游离的氨基,为亚氨基酸,为亚氨基酸-碳原子碳原子碳原子碳原子侧链侧链侧链侧链H甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-氨基酸的通式氨基酸的通式R-氨基酸的氨基酸的构型构型构型构型:指一个分子由于其中各原子特有:指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列,而使该分子所具有的固定的空间排列,而使该分子所具有的特定的立体化学形式。的特定的立体化学形式。构型的改变涉构型的改变涉及到共价键的破坏与重新生成,与氢
7、键及到共价键的破坏与重新生成,与氢键无关。无关。按照甘油醛标准可分为按照甘油醛标准可分为D型型和和L型型。L-丝氨酸L-构型与构型与 D-构型构型L-丝氨酸L-丝氨酸D-丝氨酸L-甘油醛D-甘油醛2.2.3 氨基酸的分类氨基酸的分类人工合成氨基酸人工合成氨基酸天然氨基酸天然氨基酸非蛋白质氨基酸非蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸不常见的氨基酸不常见的氨基酸常见的氨基酸常见的氨基酸锁链素锁链素存在于凝血酶原中存在于凝血酶原中存在于弹性蛋白中存在于弹性蛋白中存在于胶原蛋白中存在于胶原蛋白中存在于肌球蛋白中存在于肌球蛋白中4羟基脯氨酸羟基脯氨酸羧基谷氨酸羧基谷氨酸6-N甲基赖氨酸甲基赖氨酸硒代半胱
8、氨酸硒代半胱氨酸按照氨基酸侧链极性将按照氨基酸侧链极性将2020种氨基酸分种氨基酸分为三大类为三大类非极性氨基酸(脂肪族、芳香族)非极性氨基酸(脂肪族、芳香族)极性不带电荷的氨基酸极性不带电荷的氨基酸极性带电荷的氨基酸(正电、负电)极性带电荷的氨基酸(正电、负电)常见氨基酸的分类常见氨基酸的分类非非极极性性脂脂肪肪族族侧侧链链氨氨基基酸酸甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸缬氨酸缬氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甘丙缬亮异甲甘丙缬亮异甲脂脂极极性性不不带带电电荷荷侧侧链链氨氨基基酸酸 丝苏酪半丝苏酪半羟巯添羟巯添再加再加天谷天谷两酰胺两酰胺极性极性带正电荷带正电荷侧链氨基酸侧链氨基酸赖氨酸
9、赖氨酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸天谷天谷精赖组精赖组酸酸碱碱谷氨酸钠受热分解谷氨酸钠受热分解谷氨酸钠谷氨酸钠(味精味精)在烹饪加工中就会发生如下变化在烹饪加工中就会发生如下变化HOOC-CH2CH2CH(NH2)-COONa H2O谷氨酸钠(鲜味)谷氨酸钠(鲜味)焦性谷氨酸钠(无味)焦性谷氨酸钠(无味)焦谷氨酸钠无味。所以在烹调过程中,要注意味精加入时间,应在菜烧好后出锅前加入,这样可以避免味精被破坏。LeuL-C-C-CONH2-C-CONH2-C-COOH-C-C-COOH-H-CH3-C-OH-C-SH-C-C-S-CPPro-C-C C N N+-C-C-C-C-NH3+-C-C-OH-
10、C-NAcidAromatic-C-C-C-N-C-N N+=C-C-C-C C-C-C-C C C-C C C C HN C-COOH a-C-C OHGlnQAsnNAspDGluEPheFArgRLysKHisHGlyGAAAlaVValI IleYTyrSerSThrTMetMCysCTrpWacid amide Central linealkalineAliphaticImino,CircularHydroxySulfuric氨基酸记忆图氨基酸记忆图小结小结由于这由于这20种氨基酸的物理化学性质(如种氨基酸的物理化学性质(如极性、酸碱性、芳香性、体积、交联能极性、酸碱性、芳香性、体积
11、、交联能力、形成氢键能力、构象柔性)的差异,力、形成氢键能力、构象柔性)的差异,导致所形成的蛋白质性质具有较大差别。导致所形成的蛋白质性质具有较大差别。习题习题下列各种符号代表什么氨基酸?各种氨基下列各种符号代表什么氨基酸?各种氨基酸以什么符号表示?酸以什么符号表示?Val,Ile,Phe,Thr,Trp,Cys,Tyr,Pro精氨酸、组氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、丝精氨酸、组氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、丝氨酸氨酸1 含有含有S元素的氨基酸为元素的氨基酸为_2 含有羟基的氨基酸有含有羟基的氨基酸有_3 碱性氨基酸为碱性氨基酸为_4 极性带负电的氨基酸为极性带负电的氨基酸为_5 没有不对称没有不对称C原
12、子的氨基酸为原子的氨基酸为_半胱氨酸,甲硫氨酸半胱氨酸,甲硫氨酸丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸精氨酸,赖氨酸,组氨酸精氨酸,赖氨酸,组氨酸天冬氨酸,谷氨酸天冬氨酸,谷氨酸甘氨酸甘氨酸关于氨基酸的叙述哪一项是错误的?关于氨基酸的叙述哪一项是错误的?A.赖氨酸和精氨酸是碱性氨基酸赖氨酸和精氨酸是碱性氨基酸B.酪氨酸和苯丙氨酸含苯环酪氨酸和苯丙氨酸含苯环C.亮氨酸和缬氨酸是支链氨基酸亮氨酸和缬氨酸是支链氨基酸 D.谷氨酸和天冬氨酸含两个氨基谷氨酸和天冬氨酸含两个氨基必需氨基酸(必需氨基酸(EAA)人和动物人和动物维持正常生理功能所必需维持正常生理功能所必需,而又,而又不能自不能自身合成
13、身合成的氨基酸称为必需氨基酸(的氨基酸称为必需氨基酸(essential amino acids)。)。必需氨基酸包括必需氨基酸包括赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、色氨酸、氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、色氨酸、组组氨酸氨酸和和精氨酸精氨酸,其中,其中组氨酸组氨酸和和精氨酸精氨酸,人虽然能,人虽然能合成,但效率低,尤其在婴幼儿时期,需要由外合成,但效率低,尤其在婴幼儿时期,需要由外界供给。界供给。口诀:口诀:异亮色苏苯赖蛋缬异亮色苏苯赖蛋缬(一两色素本来淡些)(一两色素本来淡些)2.2.4 氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质1)氨基酸的两性
14、解离)氨基酸的两性解离 2)氨基酸的等电点)氨基酸的等电点 3)氨基酸的化学性质)氨基酸的化学性质 4)氨基酸的光学性质)氨基酸的光学性质氨氨基基酸酸在在结结晶晶形形态态或或在在水水溶溶液液中中,并并不不是是以以游游离离的的羧羧基基或或氨氨基基形形式式存存在在,而而是是离离解解成成两两性性离离子子。在在两两性性离离子子中中,氨氨基基是是以以质质子子化化(-(-NHNH3 3+)形式存在,羧基是以离解状态形式存在,羧基是以离解状态(-(-COOCOO-)存在。存在。1)氨基酸的两性解离)氨基酸的两性解离vBronsted-LowryBronsted-Lowry的的酸碱质子理论酸碱质子理论:酸是质
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