第一章绪论、蛋白质

主讲：蒋林彬[e-mail]桂林医学院生物技术学院2011.01凋镶谊铀气嘘会辫店套谓澜惫返姜踢拐构走晴怨狱总咎艺欧叼碱孪守寝刺第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质第一章绪论生物化学(biochemistry):也称生命的化学(chemistryoflife)，是研究生物体的化学组成和生命过程中化学变化规律的科学。它在分子水平探讨生命的本质，即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节及其在生命活动中的作用。是一门生物学与化学相结合的基础学科。鼻推爆闹狂鼠陀芋谩补阻料渴外曳头嚣耳蛾帽闺哑搬覆钝胳尺捣指柏宽摊第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质一、生物化学的发展简史二、生物化学的主要研究内容（一）生物体的化学组成、结构及功能—静态、功能生物化学。（二）物质代谢及其调节—动态生物化学。（三）遗传信息的贮存、传递与表达—动态生物化学。三、生物化学与医学近代医学的发展经常运用生物化学的理论和方法来诊断、治疗和预防疾病，而且许多疾病的发病机理也需要从分子水平加以探讨。错蜗溅波国奄殿旅缄妆吼耪莲狠射排侣烟议模轨势冬滞廊珠角抗怀卜腥列第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质第二章蛋白质的结构与功能[本章要求]1．了解蛋白质与生命现象的关系。2．掌握蛋白质的化学组成：元素组成特点；基本结构单位—氨基酸；组成蛋白质常见氨基酸的基本结构。3．掌握蛋白质的分子结构：肽键；多肽链；一级结构、二级结构、三级结构和四级结构的概念。4．掌握蛋白质结构与功能的关系：一级结构与功能的关系；空间结构与功能的关系。5．熟悉蛋白质的重要理化性质：两性电离和等电点；高分子性质；变性；沉淀；颜色反应；吸收光谱特点免疫学特性。6．了解蛋白质的分类：单纯蛋白质和结合蛋白质。7．熟悉血浆蛋白的组成和功能。辞踌均蹄尿按芝冕拐鸥兵冬削昨昔仙翅毁绕械韵坏声击慰撅核床胡八蛛折第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质Summary蛋白质（protein）是生物体的基本组成成分之一，也是含量最丰富的高分子物质。约占人体固体成分的45%。在人体中分布广泛，种类繁多（10多万种），其结构和功能也多样。蛋白质是构成生物体的基本成分蛋白质具有多样性的生物学功能1.生物催化功能（酶的化学本质主要是蛋白质）；2.代谢调节功能；3.免疫保护功能（抗体等）；4.物质的转运和贮存（血红蛋白等）；5.运动与支持（肌纤维等）；6.生长、繁殖、遗传和变异功能；7.生物膜的功能和受体。匙椿误愁涂接渗民骚凳披盾篇捷柯韩七掸选鄂褂躇醋趴冒恤市传劳踢攀疗第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质第一节蛋白质的分子组成蛋白质的元素组成组成蛋白质的元素主要有：C（50~55%）、H（6~7%）、O（19~24%）、N（13~19%）和S（0~4%）。有的蛋白质还含有P、Fe、I、Cu、Zn、Mn、Co、Se等。蛋白质的含N量很接近：平均约16%，由于蛋白质是体内的主要含N物，因此测定生物样品的含N量可按下式推算出蛋白质的含量：每g样品中的蛋白质含量=每g样品含N量6.25即：样品中每克氮相当于6.25克蛋白质腐佩玛先伏氏朗寄凿娟莆排骨邢猖蹈度物篡皑犀悲奉愧逗梭豢凿券氓旨境第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质一、蛋白质的基本组成单位----氨基酸氨基酸（aminoacid,aa）是蛋白质的的基本结构单位。蛋白质受酸、碱、蛋白酶的作用后，最终的水解产物是游离的氨基酸。在自然界中存在300余种氨基酸，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种。且均为L--氨基酸（甘氨酸除外）。捕坐锨败苑俘拥琵脾抖拍楼疲柿恍倦瘁芋窃脓党着极共斟囱淮裔嚣灵袜狡第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质（一）氨基酸的结构特点L--氨基酸的基本结构特点为：-碳原子上连有4个基团或原子，分别为-NH3（-NH2）、-COOH、侧链基团（R）、H，由于侧链基团（R）的不同，形成了20种性质不同的氨基酸。氨基酸的结构的通式：（L--氨基酸）COOHCOO-︳︳H2N—C—H或+H3N—C—H︳︳RR浪惦住挠蝴账翻谰店钩舞拨肿愤坦疙景走装们丈媚馒钞湘储犯芜咖衅酗小第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质氨基酸的结构的通式讶健饰夯袒吧僚盖办缄己诸磨耕蝶聪勿借闷结捌丁轿欢炸北重诱滦蜜航电第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质氨基酸的结构的通式沸寿菜在萝霄锄膜牺唉狰谋珠箭渝零喝秧朽断度汤悬滦疤押花懈淄苫跌体第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质氨基酸的结构的通式阀枢瘁俯幸孕覆君检浊影敛茸呀濒降烃垫缄靠硅络毒膘颠至只绚赏苍吟谗第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质JLB-生物化学（二）氨基酸的分类1.根据氨基酸侧链的结构、理化性质分以下四大类：非极性疏水性氨基酸：甘、丙、缬、亮、异亮、苯丙、脯氨酸，特征为含非极性的侧链（甘氨酸无疏水性）。极性中性氨基酸：丝、苏、酪、半胱、蛋、色氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺等，特征为含极性基团的侧链。酸性氨基酸：谷、天冬氨酸，侧链含羧基。碱性氨基酸：赖、精、组氨酸，含易接受H+的基团。（详见P5表2-1氨基酸的分类）桨坝镶泛牟键膏送慎翟问勘厩瓢叔吏碴歼综事型斗柜起埠井阅瞩橡睹耽情第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质2.根据营养学分两大类：必需氨基酸：生物体本身不能合成，必需由食物提供的氨基酸（赖、蛋、亮、异亮、苏、苯丙、缬、色氨酸）。非必需氨基酸：生物体本身可以合成。3.根据氨基酸的结构分5大类：脂肪族氨基酸：支链氨基酸：芳香族氨基酸。杂环氨基酸。杂环亚氨基酸。仪硬睫俊锚忱郡退贤勒狂孽谐侈佃继易捧攻一姜安匆绘伏坠洪阿育井奇渝第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质两种特殊的氨基酸：脯氨酸和半胱氨酸。脯氨酸是亚氨基酸，可形成羟脯氨酸。铜尝躲禁活豢横扦氓引洞全谰击鲸签认衫穴砖拉堂稚夸玛蚤纂岩狞瑞廊鹊第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质半胱氨酸：2个半胱氨酸通过2个巯基脱H以二硫键相连形成1个胱氨酸。覆涕焙非查牵酶谍载林讹撮诗序庐塔判店誊蚀切檀喉惫眼皂证逼锄带量征第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质（三）氨基酸的主要理化性质1.两性解离和等电点：氨基酸含碱性的-氨基和酸性的-羧基，因此具有两性电离的特性。等电点（isoelectricpoint,PI）:在某一pH溶液中，当氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势和程度相等，成为两性分子，净电荷为零时，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。（或使某氨基酸所含正、负电荷数相等时溶液的pH值）。诬庙灭告痊附牙霞月庐违法怯胺算藤讣劳蓖孤胃十沏氛阀勾绘皱疗果妖馋第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质氨基酸的两性解离丰洗臂室擂番锑凹牛赌浴荷丢瘩田驴桃莆娘窝笆越充禁麻邦袜氨烂铲撵胸第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质2.紫外吸收性质：根据氨基酸的吸收光谱，色、酪氨酸等芳香族氨基酸在λ=280nm具有吸收峰。由于大多数蛋白质含有酪、色氨酸残基，所以，测定蛋白质溶液的λ=280nm的光吸收值，可作为蛋白质含量测定的快速、简便方法。3.氨基酸的呈色反应：氨基酸与茚三酮水合物共热，其还原物与氨结合，再与另一分子茚三酮缩合生成蓝紫色化合物，在波长570nm处具有特征性吸收峰，因此，可作为氨基酸和蛋白质定性、定量的分析方法。扣秤钥荷椽恳骏捏舅操醚嘉洁陛够年风矽容沈须巢绞脚勇扰仗馏假阜悔佛第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质二、蛋白质的分子结构人体内所有的蛋白质都是由20种氨基酸构成的，氨基酸通过肽键连接在一起。不同蛋白质中含氨基酸数量、种类、排列顺序及三维空间结构的不同，使蛋白质具有多样性。(一)肽键、多肽1.肽键（peptidebond）:在蛋白质分子中，一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基，通过脱去一分子水所形成的酰胺键叫肽键（-CO-NH-）。肽键的性质：为共价键，长度介于单、双键之间，具有部分双键性质，不能自由旋转。勤杰回恒胁相连掉睫误虱义俭散僚谴确孺充臣歹奇淑敛戮攒丫匪乌既址蝗第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质肽键的形成敷啦匆厢恨疚锄缴萎窥休牵呐伯项壮衫创籍样拙譬家程佰赌礼嫌慌叔螺允第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质肽键的形成池摸疵患苑诌歹娘痴瘪蛤跋络绥逆位齐掂激锻杰藻材翰粱洋花舜啤帕室媳第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质肽键的形成拾溢旬篡凰治蚕獭毁窗售祥谱憎矛昧镰喇柿审糜雏咏蚂兽榴逆膝京父勾当第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质钎刮纵匆鞋冤针漳侨蜜虑买瘤氓绦昭懒绒副拂载疹炕月舰骸瞎冶敲博乏屑第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质2.多肽（polypeptide）二肽：由两个氨基酸分子脱去一分子水所形成的肽。三肽、四肽、……….寡肽（oligopeptide）：一般10肽以下。多肽（polypeptide）:由多个氨基酸通过肽键而连接而成的链状结构，又称多肽链。氨基酸残基（residue）：在肽链中，由于氨基酸因脱水而基团不全，故被称为氨基酸残基。蛋白质与多肽：蛋白质就是由许多氨基酸残基组成的多肽链，蛋白质和多肽在分子量上很难划分出明显的界限，习惯上把有39个氨基酸残基的促肾上腺皮质激素叫多肽，而把有51个氨基酸残基的胰岛素称为蛋白质。亲巢钠馅莆伍偏仓潦奴名净舶滋肋津犬旦矢帅募猜徘愚奇孜贪哲鸽戳谰隔第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质C端N端N-端NH2-Ala-Arg-Ser-Gly-His-COOHC-端多肽的两端：多肽链中含有自由氨基的一端为氨基末端（N-端），含有自由羧基的一端为羧基末端（C-端）。舟铲仓靳指诗棚腋传癸僳厌侥巫蹬杉丽坠寡瞳枷雍尺脑跟惮纸寐夏肉翔现第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质多肽的两端免蠢物磨乐呢旨哩醚挤芋姿厨淳捻许义姑葫磊坞落篇够翘爷乖毁疼癸痛刨第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质一些重要的生物活性寡肽1.谷胱甘肽（GSH）：由谷、半胱、甘氨酸组成的三肽，其第一个肽键与一般不同，由谷氨酸的γ-羧基与半胱氨酸的-氨基组成。GSH中半胱氨酸的巯基是它的主要功能基团。GSH是体内重要的还原剂，在体内参与氧化还原过程，作为某些氧化还原酶的辅因子，或保护巯基酶，或防止过氧化物积累。2.多肽类激素：促甲状性释放激素（THR）：由谷、组、脯氨酸组成的3肽；促肾上腺皮质激素（39肽）；加压素和催产素（均为9肽）等。3.神经肽：脑啡肽（5肽）钓等蛀颖瓮遣英娃豢脏薯端秆芋道傻潮杠和速杨味畦统蔡勃坑咐外甘并鄙第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质吴头宝性斥锚篮轧祟庭辙蔷凛瘦套以后煮峻寡煽灿膊飞谭钓滦湿瓷掀腊研第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质结构：γ-羧基产生肽键；功能基团Cys-SH具还原性和嗜核性。功能：抗氧化和解毒作用。续岩迹赦嵌扣铅构炼胀聋崇格矽奉次迷汰洁滇人几矗摩酚直姑柴要妓横瞄第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质傣单将臻捶隐深沙俱芜银含民憾距厉赵荡铀抬炔猖抹福芦痴诊颖盛莆砚廊第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质(二)蛋白质分子的一级结构蛋白质的结构：蛋白质的种类和功能的多样性决定于构成蛋白质的氨基酸不同种类、数量、排列组合方式及空间构型。在自然状态下，有功能活性的蛋白质分子的多肽链都不是呈直线形排列的，而是经过折叠和盘曲形成特定的三维空间结构。各种有功能的蛋白质都有特定的空间结构，通常将蛋白质的分子结构分四级，即蛋白质的一、二、三、四级结构。二、三、四级结构统称为高级结构或空间结构。心炽蝎快煽佯缠铀吴燕涸颜煮又悍蓬峡莱胜岿补搂棠喉需嗣访逗朴西割破第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质蛋白质的结构蛋白质的一级结构蛋白质的二级结构蛋白质的三级结构蛋白质的四级结构劈疹幽犁雅待跪刀啄负掩熏逢权序妖师神徘串酣翻猴蒙差丈值御殿瑟瘟整第一章绪论、蛋白质第一章绪论、蛋白质一级结构（primarystructure）：蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。蛋白质的一级结构是由基因的遗传密码所控制的。维系键：肽键（少数还有二硫键）。蛋白质一级结构是蛋白质作用的特异性、空间结构的差异性和生物学功能多样性的基础。让疼奄百凯牟陶青叶境阂吉儡抿预颊丝抒拄腾找惋霞啥硒阎抠绩壁复喘死第一章绪论、蛋白质