蛋白质 proteins 胰凝乳蛋白酶

—J. J. Berzelius, letter to G. J. Mulder, 1838 The word protein that I propose to you . . . I would wish to derive from proteios, because it appears to be the primitive or principal substance of animal nutrition that plants prepare for the herbivores, and which the latter then furnish to the carnivores. —J. J. Berzelius, letter to G. J. Mulder, 1838 第一

蛋白质概述 一、蛋白质的重要性 二、蛋白质的组成 三、蛋白质的分类

一.蛋白质的重要性 1、蛋白质是生物体的重要组成部分(Proteins are important biomolecules) 是含量最多的（除植物外）生物大分子 在人体中占干重的50%左右；细菌、病毒、酵母 >50%；植物体内、茎、叶中的含量不高，植物种 子含有丰富的蛋白质。 细胞各个部分都有蛋白质的存在。 种类多，具有不同生物学活性，是遗传信息表达的 工具

2. 蛋白质的生物功能

牛角梳子

Actin 和myosin

有的直接是信号通路的配体，受体，有的作为支架蛋白将信号传递相关的蛋白质聚在一起

二.蛋白质的组成

The old slow way The protein is heated with 6 M hydrochloric acid for about 24 hours at 110°C. (6M hydrochloric acid is slightly more than semi-concentrated.) The new fast way Protein samples are placed in tubes in a sealed container containing 6 M hydrochloric acid in an atmosphere of nitrogen. The whole container is then placed in a microwave oven for about 5 - 30 minutes (depending on the protein) with temperatures up to 200°C.

Performic acid 过甲酸

单糖在碱性溶液中也会发生酮烯醇互变异构。

三、蛋白质的分类 (Classification of proteins)

粘蛋白也属于一种糖蛋白

优球蛋白是在离子浓度低的环境中不溶解的血浆蛋白质。血浆优球蛋白组分中含有Fg、PLG、t-PA等，但不含纤溶酶抑制物。

面筋

第二节 组成蛋白质的“字母”：氨基酸 共有20个“字母”参与组成蛋白质：蛋白质可以水解成20种不同的氨基酸 由共价键相连，每个蛋白质中的氨基酸单元称为“残基”（amino acid residue） 1806年第一个氨基酸天冬酰胺（asparagine)在芦笋（asparagus）中被发现 132年后，组成蛋白质的第二十个氨基酸酪氨酸（tyrosine）在奶酪中提取出来 命名：首次发现该氨基酸的被提取物，如天冬酰胺，酪氨酸，谷氨酸 味道：如甘氨酸（glycine） 结构：如苯丙氨酸（phenylalanine）等 谷氨酸 来自麦麸

氨基酸具有共同的结构特征 Fischer 投影式

辨识氨基酸碳原子的规定 R基团的碳由离主体部分的近远被称为β，γ ，δ，ε 等，R基团连接的碳原子为α碳（并非从一端数到另一端） 其他大多数有机化合物，碳的序号从头开始数，以拥有最高原子序数基团所含有的碳原子为1号（C-1） R基中含有环结构的C原子希腊字母编号显得模棱两可，此时使用约定俗成的顺序

除甘氨酸外，所有氨基酸是手性分子 α碳是手性碳原子 这些氨基酸具有旋光性 有对映体（enantiomers） D，L构型

氨基酸的D,L构型与参照物的比较 和糖类一样，氨基酸的D- L-构型，并不代表其旋光方向。 Emil Fischer in 1891 和糖类一样，氨基酸的D- L-构型，并不代表其旋光方向。 氨基酸的名称一般使用它的英文的前三个字母作为缩写附号表示，有时有单字母表示

蛋白质中的氨基酸残基都一定是L构型 D-氨基酸只出现在一些小肽中，如细菌的细胞壁的肽聚糖中的短肽链 化学反应中产生的氨基酸dl是随机的，细胞中只用L是因为合成这些氨基酸的酶的活性中心是不对称的，导致合成的产物也是立体特异的

氨基酸的分类(Classification of amino acids)

1.参加蛋白质组成的氨基酸 依据侧链的性质： 非极性，脂肪族侧链氨基酸 侧链为芳香族的氨基酸 含极性不带电荷侧链的氨基酸 含极性带正电侧链的氨基酸 含极性带负电侧链的氨基酸 中性条件下

脯 缬 丙 甘 色 苯丙 酪 异亮 甲硫 亮 半胱 精 组 丝 苏 赖 天冬酰胺 天冬 谷氨酰胺 谷

氨基酸按极性和酸碱的分类

非极性，脂肪族的侧链（R group） 甘氨酸（Gly，G）最简单，H对疏水相互作用没有实质性贡献 甲硫氨酸（Met，M）：两个含有S的氨基酸之一，其R的远端含有非极性的硫酯键 脯氨酸（Pro，P）有特征性的环状脂肪链，其亚氨基（imino）处于一个“牢固的”构象中，限制多肽链的“柔性” 疏水相互作用：并非非极性基团自身的相互作用，而是来自与水溶液中为了达到最稳定的热力学状态：以最少的水分子包围非极性部位的状态

疏水相互作用 熵增过程

芳香族的侧链 具有相对非极性的芳香族侧链，都可以参与疏水相互作用 酪氨酸（Tyr，Y）中羟基可形成氢键，是一些酶中的重要功能基团 色氨酸（Trp，W）和酪氨酸由于含有含N的吲哚基和羟基，比苯丙氨酸（Phe，F）极性强很多

极性但不带电的侧链 含有能与水分子形成氢键的基团 天冬酰胺（asparagine）和谷氨酰胺（glutamine）是分别由天冬氨酸和谷氨酸衍生而来的酰胺类氨基酸，很容易被酸或碱水解 两个半胱氨酸（cysteine）很容易缩合形成胱氨酸（cystine），产生疏水性很强的二硫键，在蛋白质结构中非常重要

二硫键的形成

带正电的侧链 赖氨酸：在脂肪侧链ε碳上有第二个氨基 精氨酸：含有胍基 组氨酸：含有咪唑基，侧链pKa近乎中性，在很多酶促反应中，组氨酸被用作质子的受体或供体 指在pH7.0的条件下，侧链所带的电性

带负电的侧链 天冬氨酸和谷氨酸由于含有羧基，所以在中性条件下带负电

具有重要功能的不常见的氨基酸 由组成蛋白质的氨基酸经修饰后形成 植物的细胞壁 4-羟基脯氨酸 胶原蛋白（collagen） 5-羟基赖氨酸

肌球蛋白（myosin） 6-N-甲基赖氨酸 凝血素（ prothrombin） 其他钙离子结合蛋白 γ-羧基谷氨酸

弹性蛋白（elastin） 锁链素 硒代半胱氨酸 由4个赖氨酸缩合形成 实际上是丝氨酸的衍生物，非由翻译后修饰产生，在蛋白翻译过程中直接掺入。只存在于少数几种蛋白质中。 硒代半胱氨酸

值得一提的是鸟氨酸（Ornithine）和瓜氨酸 （Citrulline） 不参与蛋白质构成的氨基酸 值得一提的是鸟氨酸（Ornithine）和瓜氨酸 （Citrulline） 精氨酸生物合成及代谢（arginine）的中间产物，尿素循环中的重要中间产物 有300多种