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第二章蛋白质化学
Protein Chemistry
蛋白质的生物学功能
蛋白质的元素组成
氨基酸
肽
蛋白质的结构
蛋白质的结构与功能的关系
蛋白质的性质
蛋白质的分类
第一节蛋白质的生物学功能
英文protein(蛋白质)来自希腊语proteios,意思是“第一重要的”。可以看出,一开始给蛋白质定义时,就是指生命中第一重要的物质。没有蛋白质就没有生命。
存在于所有的生物细胞中,是生物体最基本的结构物质和功能物质;
参与了几乎所有的生命活动过程;
种类繁多:不同物种、同一物种的不同个体、同一个体的不同器官或组织所含的蛋白质种类都不同。因此,生物界的多样性是由蛋白质的多样性来体现的。
孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由遗传因子控制
摩尔根通果蝇实验证明了基因位于染色体
后经实验证实:
染色体主要成分是
蛋白质和DNA
DNA
?
蛋白质
遗传物质的本质之争
DNA是主要的遗传物质
——T2噬菌体侵染细菌实验
蛋白质外壳用35S标记后侵染细菌
——证实蛋白质不是遗传物质
DNA用32P标记后侵染细菌
——证实DNA是遗传物质
蛋白质是生物体内必不可少的重要成分
蛋白质是生物功能的主要体现者
细菌 50% ~ 80%
真菌 14% ~ 52%
人体 45%
蛋白质占生物干重
蛋白质在不同生物中的种类
大肠杆菌3000多种
人体约10万种
生物界估计有1010 ~ 1012 种
1. 催化功能--酶
2. 调控功能--激素、基因调控因子
3. 贮存功能--乳、蛋、谷蛋白
4. 转运功能--膜转运蛋白、血红/血清蛋白
5. 运动功能--鞭毛、肌肉蛋白
6. 结构成分--皮、毛、骨、牙、细胞骨架
7. 支架作用--接头蛋白
8. 防御功能--免疫球蛋白
9. 毒素蛋白--蛇毒等
第二节蛋白质的元素组成
蛋白质是一类含氮有机化合物
元素组成
大量元素
辅助微量元素
碳(C) 50 % ~ 55 %
氢(H) 6 % ~ 8 %
氧(O) 19 % ~ 24 %
氮(N) 13 % ~ 19 % 平均16%
硫(S) 0 % ~ 4 %
磷(P)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、碘( I )
蛋白质含量的测定——凯氏定氮法
依据:
蛋白氮占生物组织所有含氮物质的绝大部分
大多数蛋白质含氮量接近于16%
蛋白质含量= 样品中氮的含量×
凯氏定氮法:
该法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。
即在有催化剂的条件下,用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐,然后在碱性条件下将铵盐转化为氨,随水蒸气蒸馏出来并为过量的硼酸液吸收,再以标准盐酸滴定,就可计算出样品中的氮量。
由于蛋白质含氮量比较恒定,可由其氮量计算蛋白质含量,故此法是经典的蛋白质定量方法。
蛋白质含量的骗局
——三聚氰胺事件
三聚氰胺
尿素
%
溶解在水中会发出刺鼻的氨味,容易被觉察
用一种简单的检测方法(格里斯试剂法)就可以查出牛奶中是否加了尿素
%
白色无味
没有简单的检测方法
第三节蛋白质的基本结构单位——氨基酸
P6
α
α-氨基酸(amino acid)
的结构通式
什么是α-氨基酸?
与羧基相邻的α-碳原子上连有一个氨基,称为α-氨基酸
----C-C-C(NH2)-COOH α-氨基酸
γβα
----C-C(NH2)-C-COOH β-氨基酸
γβα
----C(NH2)-C-C-COOH γ-氨基酸
γβα
----C-C-C-COOH
γβα
构成蛋白质的20种常见氨基酸都是α-氨基酸
20种常见的蛋白质氨基酸
中文名
英文名
三字母缩写
单字母缩写
中文名
英文名
三字母缩写
单字母缩写
丙氨酸
Alanine
Ala
A
甲硫氨酸
Methionine
Met
M
半胱氨酸
Cysteine
Cys
C
天冬酰胺
Asparagine
Asn
N
天冬氨酸
Aspartic acid
Asp
D
脯氨酸
Proline
Pro
P
谷氨酸
Glutamic acid
Glu
E
谷氨酰胺
Glutamine
Gln
Q
苯丙氨酸
Phenylalanine
Phe
F
精氨酸
Arginine
Arg
R
甘氨酸
Glycine
Gly
G
丝氨酸
Serine
Ser
S
组氨酸
Histidine
His
H
苏氨酸
Threonine
Thr
T
异亮氨酸
Isoleucine
Ile
I
缬氨酸
Valine
Val
V
赖氨酸
Lysine
Lys