蛋白质结构化学.ppt

第一章蛋白质化学蛋白质的生物学意义蛋白质的元素组成蛋白质的氨基酸组成肽蛋白质的结构蛋白质分子结构与功能的关系蛋白质的性质蛋白质的分类提要 1蛋白质蛋白质是由许多不同的α-氨基酸按一定的序列通过酰胺键(肽键)缩合而成的,具有较稳定的构象并具有一定生物功能的大分子。 2一、蛋白质的生物学意义 1. 生物体的组成成分 2. 酶 3. 运输 4. 运动 5. 抗体 6. 干扰素 7. 遗传信息的控制 8. 细胞膜的通透性 9. 高等动物的记忆、识别机构 3二、蛋白质的元素组成 C ( 50~55% )、 H ( 6~8% )、 O ( 20~23% )、 N ( 15~18% )、 S ( 0~4% )、… N的含量平均为 16% ——凯氏( Kjadehl ) 定氮法的理论基础 4三、蛋白质的氨基酸组成氨基酸是蛋白质的基本组成单位。从细菌到人类,所有蛋白质都由 20种标准氨基酸( 20 standard amino acids) 组成。(一)氨基酸的结构通式:19种氨基酸具有一级氨基( -NH 3 +)和羧基( -COOH )结合到α碳原子( C α),同时结合到( C α)上的是 H原子和各种侧链( R); Pro 具有二级氨基( α-亚氨基酸) 5 不带电形式 H 2N—C α—H COOH R +H 3N—C α—H COO -R 两性离子形式 C α如是不对称 C(除 Gly ),则: [D- 型和 L-型] 2. 具有旋光性[左旋( -)或右旋( +)] 6 (二)氨基酸的分类 R的化学结构(1)脂肪族氨基酸: 1)疏水性: Gly 、 Ala 、 Val 、 Leu 、 Ile、 Met 、 Cys ;2)极性: Arg 、 Lys 、 Asp 、 Glu 、 Asn 、 Gln 、 Ser 、 Thr (2)芳香族氨基酸: Phe 、 Tyr (3)杂环氨基酸: Trp 、 His (4)杂环亚氨基酸: Pro R的极性(1)极性氨基酸: 1)不带电: Ser 、 Thr 、 Asn 、 Gln 、 Tyr 、 Cys ;2)带正电: His 、 Lys 、 Arg ;3)带负电: Asp 、 Glu (2)非极性氨基酸: Gly 、 Ala 、 Val 、 Leu 、 Ile、 Phe 、 Met 、 Pro 、 Trp 7 (三)氨基酸的重要理化性质 ,熔点极高( 200 ℃以上),不同味道;水中溶解度差别较大(极性和非极性),不溶于有机溶剂。 , 在同一个氨基酸分子上带有能放出质子的— NH 3 +正离子和能接受质子的— COO -负离子,为两性电解质。 3. 化学性质(1)与茚三酮的反应: Pro 产生黄色物质,其它为蓝紫色。在570nm (蓝紫色)或 440nm (黄色)定量测定(几μg)。 8 调节氨基酸溶液的 pH ,使氨基酸分子上的—+ NH 3基和— COO -基的解离程度完全相等时,即所带净电荷为零,此时氨基酸所处溶液的 pH 值称为该氨基酸的等电点(pI)。 H 3N— CH — COOH R +在酸性溶液中的氨基酸(pH <pI) H 3N— CH — COO -R +在晶体状态或水溶液中的氨基酸( pH=pI ) H 2N— CH — COO -R在碱性溶液中的氨基酸(pH >pI) (当氨基酸相互连接成蛋白质时,只有其侧链基团和末端的α-氨基, α-羧基是可以离子化的。 9 氨基酸等电点的确定: 1)酸碱滴定( 滴定曲线) 2)根据 pK 值(该基团在此 pH 一半解离)计算: 等电点等于两性离子两侧 pK 值的算术平均数。 pI = ———— pK 1 +pK 22 or( pI = ————) pK 2 +pK 32 10