生物化学课件 第1章 蛋白质的结构与功能

第 一 节

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

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Fe、 Cu、Zn、Mn、Co、Mo,个别蛋白质还 含有 I 。

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

一、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)。

COO

+

CH3 R HH

C

NH3

甘氨酸 丙氨酸 L-氨基酸的通式

(一)氨基酸的分类 1. 非极性疏水性氨基酸 2. 极性中性氨基酸

3. 酸性氨基酸4. 碱性氨基酸

1. 非极性疏水性氨基酸

H CH COO NH 3 H3C CH COO NH 3 H 3C CH CH COO H 3C H 3C H 3C CH CH2 NH 3 CH COO NH 3

甘氨酸 Glycine(Gly) 丙氨酸 Alanine (Ala) 缬氨酸 Valine (Val) 亮氨酸 Leucine (Leu)

H 3C CH2 CH CH COO H 3C NH 3 CH2 CH COO NH 3 COO H 2N H 2C C H2 CH CH2

异亮氨酸 Isoleucine (Ile) 苯丙氨酸 Phenylalanine (Phe) 脯氨酸 Proline (Pro)

2. 极性中性氨基酸蛋氨酸 CH3SCH2CH2 CH COO 色氨酸 Methionine NH 3 Tryptophan (Try) (Met) 丝氨酸 Serine (Ser)H2N C CH2 CH COO O NH 3

C CH2 CH COO CH N H HO CH2 CH COO NH 3 HO CH2 CH COO NH 3 HS CH2 CH COO NH 3 NH 3

天冬酰胺 Asparagine (Asn) 谷氨酰胺 Glutamine (Gln) 苏氨酸 Threonine (Thr)

酪氨酸 H2N C CH2 CH2 CH COO NH 3 Tyrosine (Tyr) O 半胱氨酸 Cysteine (Cys)H3C CH CH COO HO NH 3

3. 酸性氨基酸OOC CH2 CH COO NH 3 OOC CH2 CH2 CH COO NH 3

天冬氨酸 Aspartic acid (Asp)

谷氨酸 Glutamic acid (Glu)

4. 碱性氨基酸NH 2CH2CH2CH2CH2 CH COO NH 3 NH 2CNHCH 2CH2CH2 CH COO NH NH 3

赖氨酸 Lysine (Lys)HC N C H C CH2 CH COO NH NH 3

精氨酸 Arginine (Arg)

组氨酸 Histidine (His)

习惯分类方法1.芳香族氨基酸：Trp、Tyr、Phe 2.含羟基氨基酸：Ser、Thr、Tyr 3.含硫氨基酸：Cys、Met 4.杂环族氨基酸：His 5.杂环族亚氨基酸：Pro

6.支链氨基酸：Val、Leu、Ile

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 NH 2 NH 2 CH COOH

2 CH CH2 SHNH 2

Cys

胱氨酸

修饰氨基酸：

蛋白质合成后通过修饰加工生成的氨基 酸。没有相应的编码。如：胱氨酸、羟脯氨 酸(Hyp)、羟赖氨酸(Hyl)。非生蛋白氨基酸： 蛋白质中不存在的氨基酸。如：瓜氨酸、 鸟氨酸、同型半胱氨酸，是代谢途径中产生 的。

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

二、肽(一)肽(peptide) * 肽键(peptide bond):是由一个氨基 酸的 -羧基与另一个氨基酸的 -氨基 脱水缩合而形成的化学键。R1 H2N C C H O H OH + H N C CO

OH H R2 H2O R1 H2N CH

H C N O

H C COOH R2

肽键

多肽链(polypeptide chain) 二肽，三肽…… 寡肽(oligopeptide),多肽(polypeptide) 氨基酸残基(residue) 氨基末端(amino terminal)和羧基末端 (carboxyl terminal) 主链和侧链

多肽链

多肽链

(二) 几种生物活性肽 1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH) 结构:

谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽 谷氨酸的 -羧基形成肽键

-SH为活性基团 为酸性肽

是体内重要的还原剂

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