中國藥科大學生物化學課件-01、02、03引言與氨基酸

第二章蛋白質(zhì)化學主要內(nèi)容：介紹氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類、性質(zhì)及肽的概念，重點討論蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)和功能的相互關(guān)系。一、蛋白質(zhì)的生物學意義

1、生物體的重要組成成分蛋白質(zhì)存在于所有的生物細胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動過程。2、蛋白質(zhì)的主要功能

（1）、催化作用（2）、激素作用（3）、肌肉收縮作用（4）、運載工具（5）、免疫作用（6）、保護和支撐作用（7）、接受和傳遞調(diào)節(jié)信息的受體—受體蛋白（8）、生物膜（9）、控制生長和分化（10）、其它二、蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物，所有蛋白質(zhì)都含有C、H、O、N，大多數(shù)蛋白質(zhì)含有S，某些蛋白質(zhì)還含有少量的其它元素。主要是磷、鐵、碘、鉬、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：碳50％-55%

氫6.5-7.3％氧19-24％

氮

15～18%

硫0-4％其他微量

蛋白質(zhì)的含氮量大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于16%，這是蛋白質(zhì)元素組成的一個特點，也是凱氏（Kjedahl）定氮法測定蛋白質(zhì)含量的計算基礎(chǔ)。所以，可以根據(jù)生物樣品中的含氮量來計算蛋白質(zhì)的大概含量：蛋白質(zhì)含量=蛋白氮

6.256.25為蛋白質(zhì)系數(shù)，即1克氮所代表的蛋白質(zhì)量（克數(shù)）蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣可以被酸堿或蛋白酶催化水解，酸或堿能夠?qū)⒍嚯耐耆?，酶水解一般是部分水?三、組成蛋白質(zhì)分子的基本單位

——氨基酸（aminoacid）

完全水解得到各種氨基酸的混合物，部分水解通常得到多肽片段。最后得到各種氨基酸的混合物。所以，氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元（基本組成單位），是指含有氨基的羧酸。大多數(shù)的蛋白質(zhì)都是由20種氨基酸組成。這20種氨基酸被稱為基本氨基酸。三、組成蛋白質(zhì)分子的基本單位

——氨基酸（aminoacid）

經(jīng)酸、堿和酶處理蛋白質(zhì)，使其徹底水解得到產(chǎn)物為氨基酸，組成蛋白質(zhì)的常見20種氨基酸中除脯氨酸外，均為

-氨基酸：不變部分可變部分（一）、氨基酸的結(jié)構(gòu)通式三、組成蛋白質(zhì)分子的基本單位

——氨基酸（aminoacid）

不變部分可變部分說明這些氨基酸都是含一個α-氨基（-NH2）的羧酸，故蛋白質(zhì)中的氨基酸都是屬于α-氨基酸（脯氨酸是α-亞氨酸）。

具有酸性的羧基和堿性的氨基，故氨基酸均為兩性電解質(zhì)。不變部分可變部分說明從通式可以看出，除了當R是氫原子（即甘氨酸）外，其它所有的氨基上的α-碳原子都是不對稱性碳原子，都連接著四個相互不同的基團或原子。蛋白質(zhì)中的氨基酸除甘氨酸外都有不對稱碳原子，因此都具有旋光性。

（二）、氨基酸的分類1、根據(jù)來源分：內(nèi)源氨基酸和外源氨基酸2、從營養(yǎng)學角度分：必需氨基酸和非必需氨基酸IleMetValLeuTrpPheThrLys一家寫兩三本書來3、根據(jù)是否組成蛋白質(zhì)來分：蛋白質(zhì)中常見氨基酸、蛋白質(zhì)中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

脂肪族氨基酸氨基乙酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

脂肪族氨基酸甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine-氨基丙酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine

脂肪族氨基酸-氨基異戊酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine

脂肪族氨基酸-氨基異己酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine

脂肪族氨基酸-氨基--甲基戊酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine脯氨酸

Proline

亞氨基酸-吡咯烷基--羧酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine脯氨酸

Proline甲硫氨酸

Methionine

含硫氨基酸-氨基--甲硫基丁酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine脯氨酸

Proline甲硫氨酸

Methionine半胱氨酸

Cysteine含硫氨基酸-氨基--巰基丙酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine-氨基--苯基丙酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine-氨基--對羥苯基丙酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine色氨酸

TryptophanTrp-氨基--吲哚基丙酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

堿性氨基酸精氨酸

Arginine-氨基--胍基戊酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

堿性氨基酸精氨酸

Arginine賴氨酸

Lysine，-二氨基己酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

堿性氨基酸精氨酸

Arginine賴氨酸

Lysine組氨酸

Histidine-氨基--咪唑基丙酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬氨酸

Aspartate

酸性氨基酸-氨基丁二酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬氨酸Aspartate

谷氨酸

Glutamate

酸性氨基酸-氨基戊二酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

絲氨酸

Serine

含羥基氨基酸-氨基--羥基丙酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

絲氨酸

Serine

蘇氨酸

Threonine

含羥基氨基酸-氨基--羥基丁酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬酰胺

Asparagine

含酰胺氨基酸1、蛋白質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬酰胺Asparagine谷酰胺Glutamine

含酰胺氨基酸按R基極性分類20種常見氨基酸(1)非極性R基團氨基酸：8種—AlaValLeuIlePheProMetTrp(表1-3)(2)極性不帶電荷R基團氨基酸：7種—SerThrAsnGlnTry

CysGly（表1-3）(3)帶負電荷R基團氨基酸：2種—AspGlu(4)帶正電荷R基團氨基酸：3種—LysArgHis根據(jù)酸性基團和堿性基團的數(shù)目

（1）中性氨基酸（2）酸性氨基酸：天冬谷（3）堿性氨基酸：賴精組

2.蛋白質(zhì)中幾種重要的稀有氨基酸在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見的氨基酸，通常稱為不常見蛋白質(zhì)氨基酸。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來的。其中重要的有4-羥基脯氨酸、5-羥基賴氨酸、N-甲基賴氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。這些不常見蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)如下。3.非蛋白氨基酸

廣泛存在于各種細胞和組織中，呈游離或結(jié)合態(tài)，但并不存在蛋白質(zhì)中的一類氨基酸，大部分也是蛋白質(zhì)氨基酸的衍生物。

H2N-CH2-CH2-COOHH2N-CH2-CH2-CH2-COOH-丙氨酸-氨基丁酸非蛋白氨基酸存在的意義：1.作為細菌細胞壁中肽聚糖的組分：D-GluD-Ala2.作為一些重要代謝物的前體或中間體:-丙氨酸（VB3）、鳥氨酸（Orn）、胍氨酸（Cit）(尿素)3.作為神經(jīng)傳導的化學物質(zhì)：-氨基丁酸4.有些氨基酸只作為一種N素的轉(zhuǎn)運和貯藏載體（刀豆氨酸）5.調(diào)節(jié)生長作用6.殺蟲防御作用絕大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。（三）、氨基酸的理化性質(zhì)除甘氨酸外，氨基酸含有一個手性