食品生物化学教学

根据分子形状分球状蛋白质（分子对称性佳，外形接近球状或椭球状，溶解度较好，能结晶，大多数蛋白质属于这一类）纤维状蛋白质（对称性差，分子类似细棒或纤维。它又可分成可溶性纤维状蛋白质，和不溶性纤维状蛋白质）根据组成分简单蛋白质结合蛋白质根据功能分活性蛋白质（如酶蛋白、转运蛋白、运动蛋白、保护和防御蛋白和受体蛋白）非活性蛋白（如硬蛋白、角蛋白）据营养据营养学分类学分类 必需必需非必需非必需据据R基团化基团化学结构分类学结构分类 脂肪族脂肪族A A（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）芳香族芳香族A(PheA(Phe、TyrTyr、Trp)Trp)杂环杂环(His(His、Pro)Pro)据据R基团基团极性分类极性分类极性极性R基团基团AA非极性非极性R基团基团AA（种）（种）不带电荷（种）不带电荷（种）据氨基、羧据氨基、羧基数分类基数分类一氨基一羧基一氨基一羧基一氨基二羧基一氨基二羧基(Glu(Glu、Asp)Asp)二氨基一羧基二氨基一羧基(Lys(Lys、HisHis、Arg)Arg)人的必需氨基酸人的必需氨基酸LysLysTrpTrpPhePheValValMetMetLeuLeuIleIleThrThrArgArg、HisHis带电荷：正电荷（种）负电荷（种）带电荷：正电荷（种）负电荷（种）甘氨酸甘氨酸 （Gly,G）丙氨酸丙氨酸 （Ala,A）缬氨酸缬氨酸 （Val,V）亮氨酸亮氨酸 （Lue,L）异亮氨酸异亮氨酸 （Ile,I）含羟基或硫脂肪族氨基酸含羟基或硫脂肪族氨基酸丝氨酸丝氨酸 （Ser,S）苏氨酸苏氨酸 （Thr,T）半胱氨酸半胱氨酸 （Cys,C）甲硫氨酸甲硫氨酸 （Met,M）天冬氨酸天冬氨酸 （Asp,D）谷氨酸谷氨酸 （Glu,E）天冬酰胺天冬酰胺 （Asn,N）谷氨酰胺谷氨酰胺 （Gln,Q）赖氨酸赖氨酸 （Lys,K）精氨酸精氨酸 （Arg,R）组氨酸组氨酸 （His,H）杂杂 环环氨基酸氨基酸组氨酸组氨酸 （His,H）脯氨酸脯氨酸 （Pro,P）苯丙氨酸苯丙氨酸 （Phe,F）酪氨酸酪氨酸 （Tyr,Y）色氨酸色氨酸 （Trg,W）NH2CNNHHOCOOHNH2COOHNH2HONH2COOHONHIIIIOHOCOOHH2NIIOH-丙氨酸-氨基丁酸-氰丙氨酸4-羟脯氨酸-亚 甲 基 谷 氨 酸(存在于花生中)刀豆氨酸高丝氨酸5-羟赖氨酸茶氨酸(存在于茶叶中)甲状腺素3,5-二 碘 酪 氨 酸COOHCOOHNH2COOHNH2NH2COOHHOOCNH2ONHH2NHNCOOHCOOHH2NHOCOOHH2NH3NCHCOOHR+在酸性溶液中的在酸性溶液中的 氨基酸氨基酸（pHpI）H3NCHCOO-R+在晶体状态或水溶液在晶体状态或水溶液中的氨基酸（中的氨基酸（pH=pI）H2NCHCOO-R在碱性溶液在碱性溶液中的氨基酸中的氨基酸（pHpI）茚三酮茚三酮(无色无色)+加热（弱酸）NH3CO2RCHO+还原性茚三酮还原性茚三酮+2NH3+还原性茚三酮还原性茚三酮还原性茚三酮还原性茚三酮3H20紫色化合物紫色化合物（2）与甲醛的反应：氨基酸的甲醛滴定法(3)与2,4-二硝基氟苯（DNFB）反应（黄色）多用来鉴定多肽或蛋白质的N-末端氨基酸（4）与异硫氰酸苯酯（PITC）的反应N=C=S +NCHCOOHHHRPITCNCNCHCOOHHHRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSNCCOPTH-氨基酸无水HF 多用于重复测定多多用于重复测定多肽链肽链N N端氨基酸排列顺端氨基酸排列顺序，设计出序，设计出“多肽顺多肽顺序自动分析仪序自动分析仪”（5）成盐反应）成盐反应RCHCOOH +HClNH2RCHCOOH NH2HCl（6）酰基化和烃基化反应）酰基化和烃基化反应RCHCOOH +R X NH2R=酰基或烃基 RCHCOOH +HX NHRX=卤素（Cl、F）（7）成酯反应）成酯反应RCHCOOH +C2H5OHNH2RCHCOOC2H5NH2 HCl气当羧基变成乙酯后，羧基的化学性质就被掩蔽了，而氨基的化学性质就突出地显示出来。（8）酰氯化反应）酰氯化反应YNHCRHCOOH +PCl5酰化氨基酸YNHCRHCOCl酰化氨基酰氯使氨基酸的羧基活化，易于另一氨基酸的氨基结合，在合成肽的工作上常用。（9）成酰胺反应）成酰胺反应H2NCHRCOOC2H5+HNH2体外无水H2NCHRCONH2+C2H5OH氨基酸酰胺有机体内：Asp（Glu）+NH4+Asn（Gln）Asn（Gln）合成酶ATP（10）脱羧反应）脱羧反应H2NCHRCOOH脱羧酶CO2+RCH2NH2胺（11）迭氮反应）迭氮反应H2N-CHR-COOHYHN-CHR-COOH酰化氨基酸YHN-CHR-COOCH3酰化氨基酸甲酯NH2NH2（-CH3OH）YHNCHRCONHNH2酰化氨基酸的肼衍生物HNO2YHNCHRCON3 +2H2O酰化氨基酸迭氮 氨基酸彼此以酰胺键互相连接在一起形成的化合物为肽。这个键称肽键。两个分子氨基酸所形成的肽称为二肽，三个氨基酸缩合成的肽称为三肽，依此类推。若一种肽含有少于10个氨基酸，则为寡肽，超过此数的肽统称为多肽。CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽键肽键：肽键的特点是氮原子上的孤对电子与羰基具有明显的共轭作用。组成肽键的原子处于同一平面。多肽链的立体结构 蛋白质的一级结构，又称为化学结构，是指氨基酸在肽链中的排列顺序及二硫键的位置，是多肽链具有共价键的主链结构。多肽链的氨基酸顺序，是蛋白质生物功能的基础。在-螺旋中肽平面的键长和键角一定,肽键的原子排列呈反式构型,相邻的肽平面构成两面角.多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成螺旋结构，螺旋一周，沿轴上升的距离即螺距为nm,个氨基酸残基；两个氨基酸之间的距离nm.肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平行，第一个氨基酸残基的酰胺基团的-CO基与第四个氨基酸残基酰胺基团的-NH基形成氢键。蛋白质分子为右手-螺旋。是一种肽链相当伸展的结构。肽链按层排列，依靠相邻肽链上的羰基和氨基形成的氢键维持结构的稳定性。肽键的平面性使多肽折叠成片，氨基酸侧链伸展在折叠片的上面和下面。-折叠片中，相邻多肽链平行或反平行（较稳定）。NNCNNCCC平行平行反平行反平行 在-转角部分，由四个氨基酸残基组成;弯曲处的第一个氨基酸残基的-C=O 和第四个残基的 N-H 之间形成氢键，形成一个不很稳定的环状结构。这类结构主要存在于球状蛋白分子中。为了紧紧折叠成紧密的球蛋白，多肽链常常反转方向，成发夹形状。一个氨基酸的羰基氧以氢键结合到相距的第四个氨基酸的氨基氢上。-转角经常出现在连接反平行-折叠片的端头。无规则卷曲无规则卷曲细胞色素细胞色素C的三级结构的三级结构1 2 3 4 5 5 2 3 4 1 -链链-迂回迂回回形拓扑结构回形拓扑结构回形拓扑结构回形拓扑结构-迂回迂回丙酮酸激酶结构域丙酮酸激酶结构域4木瓜蛋白酶结构域木瓜蛋白酶结构域1无规则卷曲无规则卷曲+-螺旋结构域螺旋结构域无规则卷曲无规则卷曲+-回折结构域回折结构域乳酸脱氢酶结构域乳酸脱氢酶结构域1+结构域结构域3-P-甘油醛脱氢酶结构域甘油醛脱氢酶结构域2木瓜蛋白酶结构域木瓜蛋白酶结构域2-折叠折叠-转角转角无规则无规则卷曲卷曲空穴空穴 许多蛋白质是由两个或两个以上独立的三级结构通过非共价键结合成的多聚体，称为寡聚蛋白。寡聚蛋白中的每个独立三级结构单元称为亚基。蛋白质的四级结构是指亚基的种类、数量以及各个亚基在寡聚蛋白质中的空间排布和亚基间的相互作用。假设的单体假设的单体C2对称对称C3对称对称C4对称对称D2对称对称D3对称对称（四）、蛋白质的变性（四）、蛋白质的变性 当天然蛋白质受到某些物理因素和化学因素的影响，使其分子内部原有的高级构象发生变化时，蛋白质的理化性质和生物学功能都随之改变或丧失，但并未导致其一级结构的变化，这种现象称为变性作用（denaturation）。蛋白质的变性作用如果不过于剧烈，则是一种可逆过程，变性蛋白质通常在除去变性因素后，可缓慢地重新自发折叠成原来的构象，恢复原有的理化性质和生物活性，这种现象成为复性（renaturation）。Native ribonucleaseDenative reduced ribonucleaseNative ribonuclease8 M urea and -mercapotoethanolDialysis变性变性复性复性（五）、蛋白质的颜色反应（五）、蛋白质的颜色反应1、双缩脲反应 红色或蓝紫色 2、米隆（Millon）反应 砖红色沉淀3、酚试剂反应 蓝色4、乙醛酸反应 色环 5、水合茚三酮反应 蓝紫色 6、蛋白黄色反应 黄色7、醋酸铅反应 黑色的硫化铅沉淀