01课 蛋白质化学

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 蛋白质化学,第一章 蛋白质化学,1,、蛋白质的生物学意义,2,、蛋白质的元素组成,3,、蛋白质的氨基酸组成,（,1,）氨基酸的结构通式,（,2,）氨基酸的分类,（,3,）氨基酸的重要理化性质,4,、肽,蛋白质-英文为,“,Protein”,第一重要.,蛋白质的生物学意义,生（诞生、生长）：,在蛋白质（酶）控制（催化）下的老,细胞计划性凋亡,和新细胞的再生,（细胞新陈代谢）,、活细胞,物质的代谢,。,老？,蛋白质功能的普遍衰退(?)。,病,个别蛋白质的功能障碍。,死？,蛋白质功能的全部停止,分解。,蛋白质蛋白质是生命的表现形式,蛋白质的功能与分布,单细胞生物,胞外酶,鞭毛-,蛋白质（运动器官）,细胞壁-糖、脂、,肽,细胞膜-,载运蛋白、酶蛋白,细胞质-,酶蛋白,（催化物质代谢）,细胞核-,酶蛋白,（催化遗传）,多细胞动物,个体层次,毛发、皮肤,-,角蛋白,骨骼、牙齿-,钙+胶原蛋白,食道（口、胃、肠）-,消化酶,（细胞外）,血管中-,免疫蛋白,（,Antibody）,激素蛋白,器官层次,巨噬细胞,细胞水平,提问：,为什么人体细胞会有不同的形状呢？,细胞内有支撑体,？,细胞内,丝网状骨架蛋白（决定细胞形状及运动）；,地衣细胞,带有,绿色荧光,的骨架蛋白质,食物酵母细胞,细胞粘连物质-,胶原蛋白,结构蛋白, 均为,纤维状,；,功能 蛋 白,大多为,球 状,；,细胞膜,载体蛋白（物质、信号）、酶,细胞质(包括细胞器),酶（物质代谢）、信号传递,细胞核,酶（遗传）、结构蛋白（染色体骨架）,细胞质,(包括细胞器),酶（物质代谢）、信号传递,蛋白质分布广泛、功能多样,1.,催化功能,-酶,2.,结构功能,-皮、毛、骨、牙、细胞骨架,3.,载运功能,-膜蛋白,4.,调控功能,-激素,5.,运动功能,-鞭毛、肌肉蛋白,6.,防御功能,-免疫球蛋白,7.,神经传导,基本功能,辅助功能,其他组成以及结构复杂程度不同,生物大分子包括蛋白质,结构决定功能,（分子结构决定生物功能）,提问：,为什么同样是由铁组成的，,汽车,、,轮船,、,卷尺,功能大不相同？,2,、蛋白质的元素组成,蛋白质一般含碳,5055%,氢,68%,氧,2023%,氮,1518%,硫,04%,还含有微量的铁、磷、铁、锌、铜、钼、碘等,其中氮的含量在一般的蛋白质中都比较接近，,16%,左右。所以,1,克氮,相当于,6.25,克蛋白质,3,、蛋白质的组成,蛋白质,多聚氨基酸,如图,什么是氨基酸呢？,牛胰脏核糖核酸酶蛋白分子氨基酸组成,2.1 蛋白质的组成单位,氨基酸,含有氨基的羧酸,1. 化学结构,R-CH(NH,2,)-COOH,R,代 表 氨 基 酸 之 间 相 异 的 部 分 ， 叫,R,基 (,R group)，,又 称 为,侧 链,(,sidechain,) 。,无色晶体、溶于水,酪氨酸分子,地 球 上 天 然 形 成 的 氨 基 酸 有,300,种 以 上 ， 但 是,构 成 蛋 白 质 的 氨 基 酸 只 有,22,种 , 且都是,-,氨基酸（可能还存在更多的）,。,提问：,什么是,-,氨基酸？,答案：,-,C-C-C-C-COOH, ,-,C-C-C-,C,(NH,2,)-COOH -,氨基酸,-,C-C-,C,(NH,2,)- C - COOH -,氨基酸,-,C-,C,(NH,2,)- C - C - COOH -,氨基酸,20种基本氨基酸图示,构 成 蛋 白 质 的 前二 十 种 氨 基 酸 的 名 称 、 符 号 、 化 学 结 构 和 疏 水 性 指 数 。 指 数 愈 正 表 示 疏 水 性 愈 强 。,天冬氨酸,赖氨酸,精氨酸,组氨酸,酪氨酸,色氨酸,谷氨酸,黑色素、甲亢,脑白金,苯丙氨酸,半胱氨酸,蛋氨酸,丝氨酸,苏氨酸,天冬酰胺,谷氨酰胺,甘氨酸,丙氨酸,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸,脯氨酸,2. 分类,氨基酸的分类,(1),根据,R,基的化学结构,可分为,4,大类,:,脂肪族氨基酸,芳香族氨基酸,杂环氨基酸,杂环亚氨基酸,氨基酸的分类,(2),根据,R,基团的极性,分,两,大类,极性不带电荷,极性氨基酸,:,极性带正电荷,极性带负电荷,非极性氨基酸,3.氨基酸的性质,A,、一般物理性质,a.,-,氨基酸为无色晶体，熔点极高，一般在,200,以上,b.,不同氨基酸味道不同，有无味、苦味、甜味,c.,不同氨基酸的溶解度不同，但能溶于稀酸或稀碱溶液中，不能溶于有机溶剂，通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出,.,在酸性溶液中 在晶体状态或水溶液中 在碱性溶液中,即,等电点（,pI,）,“,+,”,“,不带电,”,“,”,pI,等电点时的,pH,不同氨基酸等电点（,pI,）,不同,提问：,为什么？,+,_,B.,两性电解质,答案：,-,R,有电性区别。,中性氨基酸,pI,一般为6.0,提问：,为什么偏酸性？,答案：-,COOH,解离程度略大于-,NH,2,的得电子能力,提问：,酸性氨基酸的,pI,(,更偏酸、更偏碱,）？,更酸,（3.0 左 右）,碱 性 氨 基 酸,pI,更 碱（7.610.7),(,只 有 三 种）,提 问：,大 多 数 氨 基 酸 在 中 性（,pH=7）,时， 带,电？,-,C.,等 电 点 时 的 氨 基 酸,溶 解 度 最 小，易 于 沉 淀,提 问：,为 什 么？,较小的同性排斥,氨基酸的等电点的计算,PK,1,+PK,2,2,PI,or,PK,2,+PK,3,2,碱性氨基酸,中性和酸性氨基酸,含,苯环氨基酸,大,键,吸收紫外光,，蛋白质故也具有紫外吸光性，实验室利用紫外分光光度仪在,280,nm,处测定蛋白质含量；,E,、氨基酸的化学性质,（,1,）与印三酮的反应,（,2,）与甲醛的反应,（,3,）与,2,，,4-,二硝基氟苯的反应,（,4,）与异硫氰酸苯酯的反应,（,5,）与荧光胺的反应,D.,吸光性,Edman,降解（,1,）,与,2,，,4-,二硝基氟苯的反应,N-,端残基的鉴定：,蛋白质多肽的,N-,端游离,-NH,2,与,2,，,4-,二硝基氟苯（,fluorodinitrobenzene,）,或丹磺酰氯（,dansyl,chloride,）,反应,6 N,HCl,水解断裂,所有,肽键分离与,二硝基苯基或丹磺酰氯连接的,N-,端氨基酸,与标准比较鉴定,。,Edman,降解（,2),）,与异硫氰酸苯酯的反应, N-,端序列的测定：,寡肽的,N-,端游离,-NH,2,与异硫氰酸苯酯（,phenyl,isothio-cyanate,，,PITC,）,反应,生成苯氨基硫甲酰,-,肽,(,phenylisothio-carbamoyl,),温和酸水解断裂,第一个,肽键,(,剩下的肽链保持完整,),鉴定切下的,PTH-,氨基酸,(,phenylthiohy,-,dantoin, PTH-AA),。,重复上述过程，可连续测定,50,个残基。,4,、肽（,氨基酸是如何聚合为蛋白质的呢？）,肽键,(酰胺键),二 肽,1. 成 肽 反 应,二肽还有,羧基与,氨基，还可以继续与其他氨基酸缩水形成三肽、四肽等等,多个氨基酸形成的肽叫多肽,， 呈链状故又称,多肽链,。,蛋白质=,1或几条长多肽链,+,或不,+,辅助基团,短 链 且具有生物功能的 多 肽 不 算 蛋 白 质，通常称为活性肽！,2. 活 性 肽,如,催产素、加压素（升高血压）、舒缓素、干扰素、胸腺肽、脑肽,等等。,1,半胱氨酸,2,酪氨 酸,3,异亮氨酸,4,谷氨酰胺,5,天冬酰胺,6,半胱氨酸,7,脯氨酸,8,缬氨酸,9,甘氨酸,催产素,干扰素、胸腺肽是治疗乙肝、肿瘤的首选药,机理：由受损细胞分泌,促使其他细胞产生相应的抗病毒蛋白质。,详见：,脑肽,是人在受到突然伤害，脑垂体自然分泌的“鸦片”。,提 问： 有什么生物意义吗？,不受疼痛的干扰，迅速自救,