2 蛋白质化学

生物化学

第 二 章 蛋白质化学

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蛋白质 (protein) 是由许多氨基酸(amino acids) 通 过 肽 键 (peptide bond) 相连形成的高分子含氮化合物。

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蛋白质的生物学重要性1. 蛋白质是生物体的重要组成成分 2. 蛋白质具有重要的生物学功能1)作为生物催化剂 2)代谢调节作用 3)免疫保护作用 4)物质的转运和存储 5)运动与支持作用 6)参与细胞间信息传递

3. 氧化供能

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第 一 节

蛋白质的分子组成The Molecular Component of Protein

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一、蛋白质的元素组成 主要有C、H、O、N和S。 有些蛋白质含有少量P或金属元素

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蛋白质元素组成的特点蛋白质的含氮量平均为16%。

通过样品含氮量计算蛋白质含量的公式：蛋白质含量 ( g % ) = 含氮量( g % ) × 6.25

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二、蛋白质的结构单位氨基酸：蛋白质的基本组成单位

存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有 20种， 且均属 L- -氨基酸(甘氨酸除外)。

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(一)氨基酸的结构

共同特点： 1.除脯氨酸外，在α-C上皆有一个氨基 2. 均为L-氨基酸； 3. 除甘氨酸外，均有手性碳。

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COO

+

CH 3 R HH

C

NH3

甘氨酸 丙氨酸 L-氨基酸的通式

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(二)氨基酸的分类

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又称碱性氨基酸NH2CH2CH2CH2CH2 CH COO NH3 NH2CNHCH 2CH2CH2 CH COO NH NH3

赖氨酸 Lysine (Lys)HC N C H C CH2 CH COO NH NH3

精氨酸 Arginine (Arg)

组氨酸 Histidine (His)

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又称酸性氨基酸OOC CH2 CH COO NH3 OOC CH2 CH2 CH COO NH3

天冬氨酸 Aspartic acid (Asp)

谷氨酸 Glutamic acid (Glu)

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几种特殊氨基酸Gly:无手性碳原子。 Pro:为环状亚氨基酸。 Cys:可形成二硫键。CH2 CH2 CH2 CHCOONH2+

二硫键COOH COOH CH CH2 S S CH2 2H NH2 NH2 CH COOH

2 CH CH2 SHNH2

C ys

胱氨酸

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(三)氨基酸的理化性质 1. 紫外吸收特征 2. 茚三酮反应 3. 两性解离及等电点

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1. 紫外吸收特征 :

色氨酸、酪氨酸 的最大吸收峰在 280 nm 附近。

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2. 茚三酮反应

氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化 合物，其最大吸收峰在570nm处。 由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系， 因此可作为氨基酸定量分析方法。

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3. 两性解离及等电点氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所 处溶液的酸碱度。 等电点(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和 阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电 中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。

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R CH COOH NH2+OH+OH R CH COOR CH COO-

R CH COOH +H+ NH3+

NH3+

+H+

NH2

pH<pI 阳离子

pH=pI 氨基酸的兼性离子

pH>pI 阴离子