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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
蛋白质结构化学
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。
蛋白质结构化学
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
蛋白质结构化学
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
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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（-NH3+）和羧基（-COOH）结合到α碳原子（Cα），同时结合到（Cα）上的是H原子和各种侧链（R）；Pro具有二级氨基（α-亚氨基酸）
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不带电形式
H2N—Cα—H
COOH
R
+H3N—Cα—H
COO-
R
两性离子形式
Cα如是不对称C（除Gly），则：
具有两种立体异构体 [D-型和L-型]
2. 具有旋光性 [左旋（-）或右旋（+）]
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（二）氨基酸的分类
根据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
根据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
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（三）氨基酸的重要理化性质
一般物理性质
无色晶体，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。
两性解离和等电点
氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以离子形式存在，在同一个氨基酸分子上带有能放出质子的—NH3+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）。
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调节氨基酸溶液的pH，使氨基酸分子上的—+NH3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）。
H3N—CH—COOH
R
+
在酸性溶液中的氨基酸
（pH＜pI）
H3N—CH—COO-
R
+
在晶体状态或水溶液中的氨基酸（pH=pI）
H2N—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。
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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 = ————
pK1+pK2
2
or（ pI = ————）
pK2+pK3
2
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