王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)

第三章蛋白質(zhì)王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!節(jié)

蛋白質(zhì)概論王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!一、

蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與分類1、

元素組成碳50%氫7%氧23%氮16%硫0-3%微量的磷、鐵、銅、碘、鋅、鉬凱氏定氮：粗蛋白質(zhì)含量=蛋白氮×6.252、

氨基酸組成蛋白質(zhì)是由20種L-型α氨基酸組成的長(zhǎng)鏈分子王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!3、

分類（1）

按組成：簡(jiǎn)單蛋白：結(jié)合蛋白：詳細(xì)分類，P75表3-1，表3-2。（注意輔基的組成）。（2）、按分子外形的對(duì)稱程度：球狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)、膜蛋白質(zhì)（3）、按功能分：酶、運(yùn)輸?shù)鞍?、營(yíng)養(yǎng)和貯存蛋白、激素、受體蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白、防御蛋白。王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!三、

蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象與結(jié)構(gòu)層次蛋白質(zhì)都有自己特有的天然空間結(jié)構(gòu)，稱為構(gòu)象。

一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸順序二級(jí)結(jié)構(gòu)：α螺旋、β折疊、β轉(zhuǎn)角，無(wú)規(guī)卷曲三級(jí)結(jié)構(gòu)：α螺旋、β折疊、β轉(zhuǎn)角、松散肽段四級(jí)結(jié)構(gòu)：多亞基聚集王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!四、

蛋白質(zhì)功能的多樣性1．

酶2．結(jié)構(gòu)成分（結(jié)締組織的膠原蛋白、血管和皮膚的彈性蛋白、膜蛋白）3．貯藏（卵清蛋白、種子蛋白）4．物質(zhì)運(yùn)輸（血紅蛋白、Na+-K+-ATPase、葡萄糖運(yùn)輸載體、脂蛋白、電子傳遞體）5．細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（肌肉收縮的肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白）6．激素功能（胰島素）7．（抗體、皮膚的角蛋白、血凝蛋白）8．接受、傳遞信息（受體蛋白，味覺(jué)蛋白）9．調(diào)節(jié)、控制細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、和遺傳信息的表達(dá)（組蛋白、阻遏蛋白）王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!二、

氨基酸的功能：（1）、組成蛋白質(zhì)（2）、一些aa及其衍生物充當(dāng)化學(xué)信號(hào)分子-氨基丁酸，色氨酸衍生物：5-羥色胺、褪黑激素，都是神經(jīng)遞質(zhì)，甲狀腺素（Tyr衍生物），吲哚乙酸（Trp衍生物）都是激素（3）、氨基酸是許多含N分子的前體物核酸的含氮堿基、血紅素、葉綠素的合成都需要aa（4）、一些基本氨基酸和非基本aa是代謝中間物精氨酸、瓜氨酸、鳥(niǎo)氨酸)尿素循環(huán)的中間物，王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!（一）

編碼的蛋白質(zhì)氨基酸（20種）結(jié)構(gòu)通式：王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!R基均為中性烷基，R基對(duì)分子酸堿性影響很小，它們幾乎有相同的等電點(diǎn)。（6.0±0.03）Gly是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性從Gly至Ile，R基團(tuán)疏水性增加王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!Ser的-CH2OH基（pKa=15）在生理?xiàng)l件下不解離，，但在大多數(shù)酶的活性中心都發(fā)現(xiàn)有Ser殘基存在。

Ser和Thr的-OH往往與糖鏈相連，形成糖蛋白。★Cys的R中含巰基（-SH），具有兩個(gè)重要性質(zhì)：（1）在較高pH值條件，巰基離解。（2）兩個(gè)Cys的巰基氧化生成二硫鍵，生成胱氨酸。

u

Cys與結(jié)石★Met在生物合成中是一種重要的甲基供體。王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!（4）、

R中含有酸性基團(tuán)（2種）Asp、GluAsp側(cè)鏈羧基pKa為3.86，Glu側(cè)鏈羧基pKa為4.25它們是唯一在生理?xiàng)l件下帶有負(fù)電荷的的兩個(gè)

氨基酸王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!Lys側(cè)鏈氨基的pKa為10.53，生理?xiàng)l件下，Lys側(cè)鏈帶有一個(gè)正電荷（—NH3+），側(cè)鏈的氨基反應(yīng)活性增大。Arg是堿性最強(qiáng)的氨基酸，側(cè)鏈上的胍基是已知堿性最強(qiáng)的有機(jī)堿，pKa值為12.48，生理?xiàng)l件下完全質(zhì)子化。His是pKa值最接近生理pH值的一種（游離氨基酸中為6.00，在多肽鏈中為7.35），是在生理pH條件下唯一具有緩沖能力的氨基酸。His在酶的酸堿催化機(jī)制中起重要作用王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!（7）、雜環(huán)族氨基酸（1種）王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!2、按照R基的極性性質(zhì)可以分為4類：側(cè)鏈極性(疏水性程度)Gly0Ser-0.3Glu-2.5Lys-3.0Ala0.5Asn-0.2Asp-2.5Arg-3.0Met1.3Gln-0.2

His0.5Pro1.4Thr0.4

Val1.5Cys1.0

Leu1.8Tyr2.3

Ile1.8

Phe2.5

Trp3.4

王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!（2）、

不帶電何的極性氨基酸6種這類氨基酸的側(cè)鏈都能與水形成氫鍵，因此很容易溶于水王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!（4）、帶正電何的aa(堿性aa)王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!（二）

非編碼的蛋白質(zhì)氨基酸也稱修飾氨基酸，是在蛋白質(zhì)合成后，由基本氨基酸修飾而來(lái)。（1）4-羥脯氨酸

（2）5-羥賴氨酸這兩種氨基酸主要存在于結(jié)締組織的纖維狀蛋白中。

（3）6-N-甲基賴氨酸（存在于肌球蛋白中）

(4)г-羧基谷氨酸存在于凝血酶原及某些具有結(jié)合Ca2+離子功能的蛋白質(zhì)中。

（5）Tyr的衍生物：3.5-二碘酪氨酸、甲狀腺素（甲狀腺蛋白中）（6）鎖鏈素由4個(gè)Lys組成（彈性蛋白中）。王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!（三）

非蛋白質(zhì)氨基酸P85不組成蛋白質(zhì)，但有生理功能（1）L-型α–氨基酸的衍生物L(fēng)-瓜氨酸、L-鳥(niǎo)氨酸是尿素循環(huán)的中間物（2）D-型氨基酸D-Glu、D-Ala（肽聚糖中）、D-Phe（短桿菌肽S）（3）β-、γ-、δ-氨基酸β-Ala（泛素的前體）、γ-氨基丁酸（神經(jīng)遞質(zhì)）。王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!三、

氨基酸的構(gòu)型、旋光性和光吸收1、

氨基酸的構(gòu)型與旋光性Gly一種構(gòu)型,無(wú)旋光性Thr和Ile有四種光學(xué)異構(gòu)體。其余17種氨基酸有兩種光學(xué)異構(gòu)體：L型、D型。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸均屬L-型（L-蘇氨酸）。王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!

★氨基酸的旋光性（符號(hào)和大?。┤Q于它的R基的性質(zhì)，并與溶液的PH值有關(guān)。

P87表3-6蛋白質(zhì)中L型氨基酸的比旋光度

★外消旋物：D-型和L-型的等摩爾混合物。L-蘇氨酸和D-蘇氨酸組成消旋物。L-別一蘇氨酸和D-別-蘇氨酸組成消旋物王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!2、

氨基酸的光吸收性Tyr、Phe、Trp的R基含有共軛雙鍵，在220-300nm近紫外區(qū)有吸收。λ（nm）εTyr2751.4×103Phe2572.0×102Trp2805.6×103

Lambert-Beer：王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!四、

氨基酸的酸堿性質(zhì)（重點(diǎn)）1、

氨基酸在晶體和水溶液中主要以兼性離子形式存在

①晶體溶點(diǎn)高→離子晶格，不是分子晶格。②不溶于非極性溶劑→極性分子③介電常數(shù)高→水溶液中的氨基酸是極性分子。王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!二、

蛋白質(zhì)的大小與形狀少于50個(gè)aa的低分子量aa多聚物稱為肽，寡肽或生物活性肽，有時(shí)也罕稱多肽。多于50個(gè)aa的稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)分子量=aa數(shù)目*110王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!第二節(jié)

氨基酸一、

蛋白質(zhì)的水解（詳見(jiàn)P79）酸水解：色氨酸破壞，天冬酰胺、谷胺酰胺脫酰胺基堿水解：消旋，色氨酸穩(wěn)定酶水解：水解位點(diǎn)特異，用于一級(jí)結(jié)構(gòu)分析，肽譜王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!三、

氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類基本氨基酸（編碼的蛋白質(zhì)氨基酸）：組成蛋白質(zhì)，20種，稀有氨基酸：是多肽合成后由基本aa經(jīng)酶促修飾而來(lái)。非蛋白質(zhì)氨基酸：存在于生物體內(nèi)但不組成蛋白質(zhì)(約150種)。王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!1、按照R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類（1）、R為脂肪烴基的氨基酸（5種）王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!（2）、

R中含有羥基和硫的氨基酸（共4種）王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!（3）、

R中含有酰胺基團(tuán)（2種）酰胺基中氨基易發(fā)生氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!（5）、

R中含堿性基團(tuán)（3種）王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!在280nm處，Trp吸收最強(qiáng)，Tyr次之，Phe最弱。（6）、

芳香族氨基酸王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!Pro的α-亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)。一般出現(xiàn)在兩段α-螺旋之間的轉(zhuǎn)角處，Pro殘基所在的位置必然發(fā)生骨架方向的變化，u

必需氨基酸：成年人：Thr、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Lys、Met嬰兒期：Arg和His供給不足，屬半必須氨基酸

王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!（1）、

非極性氨基酸9種在維持蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)中起著重要作用（蛋白質(zhì)的疏水核心）。王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!（3）、帶負(fù)電荷的aa(酸性aa)王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!膠原蛋白中的Lys側(cè)鏈氧化時(shí)能形成很強(qiáng)的分子間(內(nèi))交聯(lián)。Arg的胚基堿性很強(qiáng)，與NaOH相當(dāng)。His是一個(gè)弱堿，是天然的緩沖劑，它往往存在于許多酶的活性中心。非極性aa一般形成蛋白質(zhì)的疏水核心，帶電荷的aa和極性aa位于表面。酶的活性中心：His、Ser、Cys王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!★內(nèi)消旋物：分子內(nèi)消旋胱氨酸有三種立體異構(gòu)體：L-胱氨酸、D-胱氨酸、內(nèi)消旋胱氨酸。L-胱氨酸和D-胱氨酸是外消旋物王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!在280nm有最大光吸收王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!α-羧基pK1在2.0左右，當(dāng)pH>3.5，α-羧基以-COO-形式存在。α-氨基pK2在9.4左右，當(dāng)pH<8.0時(shí)，α-氨基以α-NH+3形式存在。在pH3.5-8.0時(shí)，帶有相反電荷。王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!2、

氨基酸的兩性解離和酸堿滴定曲線HA→A-+H+

pH=pKa/+Log[A-]／[HA]（1）pKa/就是HA50%解離（[堿]=[酸]）時(shí)溶液的pH值，Ka/就是此時(shí)溶液的[H+]（2）當(dāng)HA50%解離時(shí)，溶液的pH值等于pKa/（3）pH=pKa/時(shí)，[堿]=[酸]（50%解離）pH>pKa/時(shí)，[堿]>[酸]（＞50%解離）pH<pKa/時(shí)，[酸]>[堿]（＜50%解離）Ka/Ka/=[H+][A-]/[HA]王鏡巖生化第三版課件蛋白質(zhì)共48頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!在pH2.34和pH9.60處，Gly具有緩沖能力。

起點(diǎn)：100%Gl