第1章蛋白質(zhì)化學

會計學1第1章蛋白質(zhì)化學導言蛋白質(zhì)普遍存在于自然界各種生物體內(nèi)，是一切生命活動的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。人體內(nèi)的蛋白質(zhì)不僅含量豐富（約占人體干重的45%），而且種類繁多，功能各異。這些蛋白質(zhì)除承擔重要的結(jié)構(gòu)功能外，還參與催化反應(yīng)、免疫反應(yīng)、血液凝固、代謝調(diào)節(jié)、遺傳物質(zhì)傳遞與調(diào)控以及肌肉收縮等活動。本章主要介紹蛋白質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)知識。第1頁/共37頁蛋白質(zhì)分布特征：分布廣、含量高、種類多蛋白質(zhì)的生物學功能：1.作為生物催化劑（酶）2.代謝調(diào)節(jié)作用3.免疫保護作用4.物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和存儲5.運動與支持作用6.參與細胞間信息傳遞7.氧化供能第2頁/共37頁第1節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成

主要元素：C、H、O、N

其他元素：硫、少數(shù)含磷、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬、碘一、蛋白質(zhì)的元素組成第3頁/共37頁

各種蛋白質(zhì)含氮量很相近，平均約為16％由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以推算出蛋白質(zhì)的大致含量：100g樣品中蛋白質(zhì)含量(g%)=1g樣品含氮量×6.25×100蛋白質(zhì)元素組成的特點第4頁/共37頁奶制品中

氮的含量測定計算奶制品中

蛋白質(zhì)的含量添加三聚氰胺提高氮含量蛋白質(zhì)含量“被提高”奶制品受污染案例1-1第5頁/共37頁

自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的編碼氨基酸僅有20種，除甘氨酸外均屬L-氨基酸L-α-氨基酸二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸第6頁/共37頁非極性側(cè)鏈氨基酸(6種)極性中性側(cè)鏈氨基酸(6種)芳香族氨基酸（3種）酸性氨基酸(2種)堿性氨基酸（3種）氨基酸的分類(表1-1）第7頁/共37頁第2節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能一、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)（一）肽鍵:一個氨基酸的α-羧基與另一個氨基酸的α-氨基之間脫水縮合而成的化學鍵。第8頁/共37頁

肽：氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物

有：二肽、三肽、……多肽（鏈）多肽鏈的基本構(gòu)成：H-甘1-色2-蘇3-丙4-亮5……賴16-蛋17-酪18-OH第9頁/共37頁

生物活性肽：人體內(nèi)某些具有重要生理功能的小分子肽。

如：谷胱甘肽（三肽）

縮宮素（九肽）

腦啡肽（五肽）第10頁/共37頁

蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序（二）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（基本結(jié)構(gòu)）一級結(jié)構(gòu)主要化學鍵是肽鍵第11頁/共37頁蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與生理功能密切相關(guān)鐮刀形紅細胞貧血發(fā)病機制N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)異常血紅蛋白β肽鏈正常血紅蛋白β肽鏈N-val·his·leu·thr·pro·

val

·glu·····C(146)纈氨酸第12頁/共37頁二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

多肽鏈主鏈骨架上的各原子的空間構(gòu)象（多肽鏈主鏈上某一肽段的空間結(jié)構(gòu)）主要的穩(wěn)定鍵：

氫鍵

(一)蛋白質(zhì)分子的二級結(jié)構(gòu)主要構(gòu)象：

-螺旋、-折疊、

-轉(zhuǎn)角、無規(guī)卷曲

第13頁/共37頁蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：-螺旋結(jié)構(gòu)示意圖第14頁/共37頁蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：-折疊結(jié)構(gòu)示意圖

第15頁/共37頁蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)示意圖肽鏈出現(xiàn)180°回折的部分形成β-轉(zhuǎn)角第16頁/共37頁（二）蛋白質(zhì)分子的三級結(jié)構(gòu)疏水鍵、離子鍵、氫鍵和范德華力等主要的穩(wěn)定鍵：

整條多肽鏈上所有原子的空間排列位置主要構(gòu)象：球形、橢圓形等第17頁/共37頁蛋白質(zhì)分子三級結(jié)構(gòu)的維持鍵（圖1-5）第18頁/共37頁肌紅蛋白三級結(jié)構(gòu)示意圖N端C端僅由一條多肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)需具有三級結(jié)構(gòu)才具有生物學活性第19頁/共37頁主要穩(wěn)定鍵：離子鍵、疏水鍵、氫鍵、（三）蛋白質(zhì)分子的四級結(jié)構(gòu)由兩條或兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過非共價鍵結(jié)合而成的復雜空間結(jié)構(gòu)。亞基：在蛋白質(zhì)分子四級結(jié)構(gòu)中每條具有完整三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈（可以相同也可以不同）主要構(gòu)象：復雜第20頁/共37頁

血紅蛋白是由含有血紅素的2個α亞基和2個β亞基組成的四聚體。血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)示意圖第21頁/共37頁朊病毒蛋白二級結(jié)構(gòu)多為α-螺旋結(jié)構(gòu)無致病性朊病毒蛋白二級結(jié)構(gòu)變?yōu)棣?折疊結(jié)構(gòu)有致病性瘋牛病蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與生理功能密切相關(guān)第22頁/共37頁第3節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)與分類一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（一）蛋白質(zhì)的兩性電離性質(zhì)與等電點蛋白質(zhì)的兩性電離:蛋白質(zhì)分子上同時有酸堿性基團，可進行酸式電離（釋放H+，帶負電），也可進行堿式電離（結(jié)合H+

，帶正電）。第23頁/共37頁兼性離子：蛋白質(zhì)在某溶液中解離成正、負離子的趨勢相等，蛋白質(zhì)呈現(xiàn)電中性。

等電點(pI)：能使某種蛋白質(zhì)稱為兼性離子的溶液的pH值稱為該蛋白質(zhì)的等電點。不同的蛋白質(zhì)各有不同的等電點第24頁/共37頁不同溶液中蛋白質(zhì)電離結(jié)果不同：

pH=pI時，蛋白質(zhì)為兼性離子

pH＜pI時，蛋白質(zhì)為正離子

pH＞pI時，蛋白質(zhì)為負離子第25頁/共37頁正常人血液pH=7.35~7.45血液中各種蛋白質(zhì)的pI基本小于7.0pH＞pI所以：血液中的蛋白質(zhì)帶負電荷思考：為什么人體血液中的蛋白質(zhì)帶負電荷？第26頁/共37頁電泳：帶電粒子在電場中向電性相反方向定向移動的現(xiàn)象。

電泳法可將血漿中的蛋白質(zhì)分為5種成分—+第27頁/共37頁蛋白質(zhì)分子直徑1～100nm,屬于膠體顆粒。蛋白質(zhì)膠體溶液性質(zhì)：親水穩(wěn)定不能透過半透膜蛋白質(zhì)親水穩(wěn)定原因:水化膜、表面電荷（二）蛋白質(zhì)的親水膠體性質(zhì)第28頁/共37頁蛋白質(zhì)沉淀：去除蛋白質(zhì)表面電荷和水化膜可使蛋白質(zhì)從溶液中析出。沉淀方法：1、鹽析法：（高濃度中性鹽）

2、有機溶劑沉淀法

3、某些酸類沉淀法

4、重金屬鹽沉淀法第29頁/共37頁（三）蛋白質(zhì)的變性和凝固蛋白質(zhì)的變性:變性的因素:物理、化學因素變性的本質(zhì)：蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞變性的結(jié)果:理化性質(zhì)改變、失去活性蛋白質(zhì)的凝固：蛋白質(zhì)經(jīng)加熱變成不溶性凝塊蛋白質(zhì)的復性：某些變性后的蛋白質(zhì)在去除變性劑后，可恢復原有生物活性。第30頁/共37頁（四）蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)蛋白質(zhì)分子中含有的色氨酸、酪氨酸殘基，含有共軛雙鍵，在280nm

波長處出現(xiàn)特征吸收峰。第31頁/共37頁（五）蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)2、茚三酮反應(yīng)蛋白質(zhì)分子+茚三酮→藍紫色化合物1、雙縮脲反應(yīng)蛋白質(zhì)分子+堿性銅→共熱→紫紅色化合物3、Folin-酚試劑反應(yīng)蛋白質(zhì)分子中酪氨酸殘基+酚試劑反應(yīng)→藍色化合物。第32頁/共37頁二、蛋白質(zhì)的分類（二）按組成特點分類1.單純蛋白質(zhì)2.結(jié)合蛋白質(zhì)=蛋白部分+非蛋白部分（一）按分子形狀分類2.纖維狀蛋白質(zhì)1.球狀蛋白質(zhì)第33頁/共37頁小結(jié)蛋白質(zhì)是一類與生命活動密切相關(guān)的生物大分子，主要由碳、氫、氧、氮等元素組成，其中氮含量相對穩(wěn)定，約占16%。通過檢測生物樣品中氮的含量可計算蛋白質(zhì)含量。蛋