蛋白质的结构与功能(5).ppt

第一章 蛋白质的结构与功能
蛋白质是由氨基酸组成的一类重要的生物大分子，是生命的物质基础，在生物体内占有特殊的地位。蛋白质种类繁多，在人体内有10万多种，生物界中的蛋白质种类估计在1010－1012数量级，其结构的差异赋予它们多种多样的生物功能 。
蛋白质是细胞的组成物质，细胞质就是以蛋白质为主的溶液。在人体中蛋白质含量可高达总固体量的45％（干基计），人和动物的肌肉是蛋白质，毛发甲角蹄等均以蛋白质为主要成分。
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蛋白质是生物体内一切生命活动的物质基础，生物体内的生理活动往往通过蛋白质来实现。蛋白质重要功能主要表现形式如下:
① 催化作用。生物体内的化学过程都是通过酶的催化来完成，酶是蛋白质，由于酶的作用，新陈代谢才能沿着一定的方向进行，从而表现出各种生命现象。
② 激素作用。动物体内起代谢调节作用的某些激素是蛋白质或多肽，如胰岛素、生长素等。
③ 肌肉收缩作用。肌肉中的蛋白质主要是肌动球蛋白
④ 运输贮藏功能。
⑤ 免疫作用。
⑥生物膜功能
⑦ 控制遗传信息表达及生长和分化。
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第一节 蛋白质的分子组成
一蛋白质的元素组成
根据元素分析可知，蛋白质主要含碳（50～55％）、氢（6～8％）、氧（20～23％）、氮（15～17％）、硫（0～4％）等元素组成，除此之外，有些蛋白质还含有微量磷、铁、铜、锌等金属元素。
因为大多数蛋白质中含氮的量比较接近，一般为15～17％，平均16％，可以通过测定样品中氮的含量计算其中蛋白质含量。Kjeldahl定氮法正是依此来计算蛋白质量的。。
蛋白质含量(g/100g样品)=
每克样品含氮量(g) ××100
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二、蛋白质的基本结构单位——氨基酸
蛋白质虽种类繁多，功能多样，结构复杂，但其彻底水解的终产物都是氨基酸，因此氨基酸是蛋白质的基本结构单位。
构成蛋白质的基本氨基酸有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸外，均为α-氨基酸，其结构如下：
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R为侧链。除R为氢原子（甘氨酸）外，其它氨基酸的α-碳原子都是不对称碳原子（手性碳原子），因而可形成不同构型，具旋光性质。构型书写形式，羧基写在α-碳原子上方，侧链R基写在下方，氨基在α-碳原子左边的为L-型，在右边的为D-型。天然蛋白质中的氨基酸皆为L-型-α-氨基酸。
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从不同的角度出发可以将20种氨基酸分为不同的类别.
按氨基酸 R基团的极性不同，可把20种氨基酸分为极性氨基酸和非极性氨基酸两大类：
a非极性氨基酸：有9种,它们的R基团包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸等。
b极性氨基酸：有11种，根据它们在水中的带电情况，又可区分为：
① 极性不带电荷：包括丝氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、酪氨酸、半胱氨酸；
② 极性带负电荷：包括天冬氨酸、谷氨酸；
③ 极性带正电荷：包括组氨酸、赖氨酸、精氨酸等。
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由于赖、苏、甲硫、缬、亮、异亮、色、苯丙氨酸人体无法合成，必须从食品中摄取才能满足机体需要，称为必需氨基酸。精氨酸与组氨酸合成不足，新生儿不能合成酪氨酸与半胱氨酸，也称半必需氨基酸。其余的10种氨基酸人体可以自身合成而不依赖从外界食物中摄取，为非必需氨基酸。
因在食物蛋白质中含量较少并因此影响其它氨基酸吸收利用的必需氨基酸称限制性氨基酸。植物蛋白质中苏、赖、蛋、色氨酸等常常是主要限制性氨基酸。在生物体内已发现150多种其它类型氨基酸。
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天然氨基酸分类表
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(三) 氨基酸的主要理化性质
一般物理性质
氨基酸为无色晶体，熔点超过200℃，个别超过300℃，原因是氨基酸在晶体时也以两性离子的形式存在，类似于无机盐。
α-氨基酸有酸、甜、苦、鲜4种不同味感。
氨基酸一般都溶于水，但在水中的溶解度差别很大。
除甘氨酸外，其他氨基酸都具有旋光性，不同氨基酸的旋光方向并不一致。
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1. 两性解离和等电点
氨基酸分子含有氨基（-NH2）和羧基（-COOH），它的-COOH基能象酸一样解离提供H+，其-NH2也能象碱一样接受H+，变为-NH3+，这样就成同一分子上带有正、负两种电荷的偶极离子，因此它是两性电解质，在酸性和碱性介质中的解离情况可用下式表示：
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