第01章-蛋白質(zhì)課件

一、蛋白質(zhì)(Protein)的生物學(xué)意義1.蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)

生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)是除水以外，機體組織中最多的組分，占人體干重的45%，占細菌干重的50～70%。第一節(jié)蛋白質(zhì)通論2.蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能①作為生物催化劑：在體內(nèi)催化各種物質(zhì)代謝反應(yīng)的酶幾乎都是蛋白質(zhì)。②

調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)：一些激素是蛋白質(zhì)或肽，如胰島素、生長素。③

運輸載體：如紅細胞中運輸O2、CO2要靠Hb(Hemoglobin血紅蛋白)、運輸脂類物質(zhì)的是載脂蛋白、運鐵蛋白等轉(zhuǎn)運蛋白或叫載體蛋白。④

參與機體的運動：如心跳、胃腸蠕動等，依靠與肌肉收縮有關(guān)的蛋白質(zhì)來實現(xiàn)，如肌球蛋白、肌動蛋白。⑤參與機體的防御：

機體抵抗外來侵害的防御機能，靠抗體，抗體也稱免疫球蛋白，是蛋白質(zhì)。⑥接受傳遞信息：如口腔中的味覺蛋白、視網(wǎng)膜中的視覺蛋白。⑦調(diào)節(jié)或控制細胞的生長、分化、遺傳信息的表達。⑧其它：如雞蛋清蛋白、牛奶中的酪蛋白是營養(yǎng)和儲存蛋白；膠原蛋白、纖維蛋白等屬于結(jié)構(gòu)蛋白。還有甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特異的生物學(xué)功能。

所以，我們不難理解，為什么說沒有蛋白質(zhì)就沒有生命！二、蛋白質(zhì)的分類1.根據(jù)分子形狀分：球狀蛋白質(zhì)、纖維狀蛋白質(zhì)2.根據(jù)功能分：活性蛋白質(zhì)、結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。3.根據(jù)組成分：①簡單蛋白質(zhì)：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、組蛋白、精蛋白、硬蛋白。②結(jié)合蛋白質(zhì)：色素蛋白、金屬蛋白、磷蛋白、核蛋白、脂蛋白、糖蛋白。4.根據(jù)營養(yǎng)價值分：完全蛋白質(zhì)、不完全蛋白質(zhì)。三、蛋白質(zhì)的水解作用1.酸水解

條件：5～10倍的20%的鹽酸煮沸回流16～24小時，或加壓于120℃水解2小時。

優(yōu)點：水解徹底，終產(chǎn)物為L-α-氨基酸，產(chǎn)物單一，無消旋現(xiàn)象。

缺點：色氨酸破壞，并產(chǎn)生一種黑色的物質(zhì)：腐黑質(zhì)，水解液呈黑色。2.堿水解條件：4mol/LBa(OH)2或6mol/LNaOH煮沸6小時。優(yōu)點：水解徹底，色氨酸不被破壞，水解液清亮。缺點：產(chǎn)生消旋產(chǎn)物，破壞的氨基酸多，一般很少使用。3.蛋白酶水解條件：蛋白酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶，常溫37～40℃，

pH值5～8。優(yōu)點：氨基酸不被破壞，不發(fā)生消旋現(xiàn)象。缺點：水解不完全，中間產(chǎn)物多。

蛋白質(zhì)酸堿水解常用于蛋白質(zhì)的組成分析，而酶水解用于制備蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物。二、蛋白質(zhì)的基本組成單位—氨基酸1.氨基酸（aminoacid，aa）的結(jié)構(gòu)通式①構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸均為L-α-氨基酸。②除甘氨酸(R基為H)外，其余氨基酸均具有旋光性。③各種氨基酸區(qū)別在于側(cè)鏈R基上。2.氨基酸的構(gòu)型

構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸除甘氨酸外，α-碳原子均為手性分子，在空間各原子有兩種排列方式：L-構(gòu)型與D-構(gòu)型，它們的關(guān)系就像左右手的關(guān)系，互為鏡像關(guān)系。3.氨基酸的結(jié)構(gòu)

組成蛋白質(zhì)的氨基酸共有22種，包括新近發(fā)現(xiàn)的硒代半胱氨酸和吡咯賴氨酸。二十種氨基酸的結(jié)構(gòu)特點：①支鏈氨基酸：纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸②含羥基的氨基酸：絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸③含苯環(huán)的氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸④含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巰基）、甲硫氨酸（含硫甲基）⑤含咪唑基的氨基酸：組氨酸⑥含吲哚基的氨基酸：色氨酸⑦含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺⑧含羧基的氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸⑨含胍基的氨基酸：精氨酸⑩含ε-氨基的氨基酸：賴氨酸⑿不含側(cè)鏈的氨基酸：甘氨酸⑾側(cè)鏈為簡單的氨基酸:丙氨酸⒀含亞氨基的氨基酸：脯氨酸⑴按酸堿性①酸性氨基酸：一氨基二羧基氨基酸，有：天冬氨酸、谷氨酸、②堿性氨基酸：二氨基一羧基氨基酸，有：賴氨酸、精氨酸、組氨酸③中性氨基酸：一氨基一羧基氨基酸，有：甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、絲氨酸、蘇氨酸。4.氨基酸的分類⑵按側(cè)基R基的結(jié)構(gòu)特點：

①脂肪族氨基酸:

甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、賴氨酸、精氨酸②芳香族氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸③雜環(huán)氨基酸：脯氨酸、組氨酸⑶按側(cè)基R基與水的關(guān)系（重點掌握）：

①非極性氨基酸：有丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸(8種)。②極性不帶電氨基酸：甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、半胱氨酸(7種)。③極性帶電氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸、精氨酸、組氨酸(5種)。⑷按氨基酸是否能在人體內(nèi)合成分（重點掌握）

：①必需氨基酸：指人體內(nèi)不能合成的氨基酸，必須從食物中攝取，有八種：賴氨酸、色氨酸、甲硫（蛋）氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸。(蘇纈亮異亮，苯丙色賴蛋)②非必需氨基酸：指人體內(nèi)可以合成的氨基酸。有十余種。③半必需氨基酸：指人體內(nèi)可以合成但合成量不能滿足人體需要（特別是嬰幼兒時期）的氨基酸，有兩種：組氨酸、精氨酸。5.蛋白質(zhì)中不常見的氨基酸

羥-脯氨酸(4-HyP)、羥-賴氨酸(5-HyL)、r-羧基谷氨酸、6-氮-甲基賴氨酸6.非蛋白氨基酸

鳥氨酸、瓜氨酸、高半胱氨酸、高絲氨酸、β-丙氨酸、γ-氨基丁酸等鳥氨酸瓜氨酸三、氨基酸的理化性質(zhì)1.物理性質(zhì)①形態(tài)：均為白色結(jié)晶或粉末，不同氨基酸的晶型結(jié)構(gòu)不同。②溶解性：一般都溶于水，不溶或微溶于醇，不溶于丙酮，在稀酸和稀堿中溶解性好。③熔點：氨基酸的熔點一般都比較高，一般都大于200℃，超過熔點以上氨基酸分解產(chǎn)生胺和二氧化碳。④旋光性：除甘氨酸外的氨基酸均有旋光性（重點掌握）

。⑤光吸收：氨基酸在可見光范圍內(nèi)無光吸收，只有Trp、Tyr、Phe含有功軛雙鍵，所以能夠吸收紫外光。它們的吸收峰分別在280、275、257(nm)。因為蛋白質(zhì)一般含有Trp、Tyr、Phe，其紫外吸收峰大多數(shù)在280nm左右（重點掌握）

。2.化學(xué)性質(zhì)⑴氨基酸的兩性解離及等電點氨基酸既含有氨基，可接受H+，又含有羧基，可電離出H+，所以氨基酸具有酸堿兩性性質(zhì)。通常情況下，氨基酸以兩性離子的形式存在。

氨基酸在酸性環(huán)境中，主要以陽離子的形式存在，在堿性環(huán)境中，主要以陰離子的形式存在。這種可以在不同的pH環(huán)境下發(fā)生不同的電離方式，形成帶相反電性的離子，稱為兩性解離，這種離子稱為兩性（兼性、偶極）離子。

氨基酸的等電點:氨基酸分子的凈電荷為零（所帶正負電荷相等)時的溶液pH，以pI表示（重點掌握）

。氨基酸具有兩性電離的性質(zhì)，因而其水溶液既可被酸滴定，又可被堿滴定。現(xiàn)以甘氨酸為例來說明氨基酸兩性電離的特點。甘氨酸的電離酸堿滴定曲線從左向右是用NaOH滴定的曲線，溶液的pH由小到大逐漸升高；從右向左是用鹽酸滴定的曲線，溶液的pH由大到小逐漸降低。曲線中從左向右第一個拐點是氨基酸羧基解離50%的狀態(tài)，第二個拐點是氨基酸的等電點，第三個拐點是氨基酸氨基解離50%的狀態(tài)茚三酮的反應(yīng)：除脯氨酸與羥脯氨酸外，可與其它氨基酸生成藍紫色化合物。脯氨酸與羥脯氨酸為黃色化合物。⑵α-氨基與α-羧基共同參加的反應(yīng)⑶α-氨基參加的反應(yīng)①2,4-二硝基氟苯（2,4-DNFB）的反應(yīng)（Sanger反應(yīng)）：生成黃色的二硝基苯-氨基酸衍生物。②苯異硫氰酸酯(PITC)反應(yīng)（Edman反應(yīng)）：生成苯乙內(nèi)酰硫脲-氨基酸。蛋白質(zhì)自動測序儀即基于此原理。③丹磺酰氯（DNS-Cl）反應(yīng)：生成熒光物質(zhì)DNS-氨基酸。①②③反應(yīng)用于蛋白質(zhì)的N-末端的測定④與甲醛的反應(yīng)：用過量的中性甲醛與氨基酸反應(yīng)，可游離出氫離子，然后用NaOH滴定，從消耗的堿量可以計算出氨基酸的含量。此法稱為間接滴定法。用途：用來直接測定氨基酸的濃度⑷α-羧基參加的反應(yīng)：①與堿反應(yīng)成鹽②與醇反應(yīng)成酯③

與?；噭┓磻?yīng)成酰氯（活化氨基酸羧基）⑸側(cè)鏈反應(yīng)（顏色反應(yīng)）：

①Millon反應(yīng)：檢測Tyr或含Tyr的蛋白質(zhì)的反應(yīng)。

Millon試劑：汞的硝酸鹽與亞硝酸鹽溶液。

產(chǎn)物：紅色的化合物。②Folin反應(yīng)：檢測Tyr或含Tyr的蛋白質(zhì)的反應(yīng)。

Folin試劑：磷鉬酸、磷鎢酸混合溶液。

產(chǎn)物：藍色的鉬藍、鎢藍。③Pauly反應(yīng)：檢測His、Tyr及含His、Tyr蛋白質(zhì)。

試劑：對氨基苯磺酸鹽酸溶液、亞硝酸鈉、碳酸鈉混合溶液

產(chǎn)物：橘紅色的化合物。⑤乙