Structure and Function of Protein

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1 Structure and Function of Protein
第 一 章 蛋白质的结构与功能 Structure and Function of Protein

2 一、什么是蛋白质? 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。

3 二、蛋白质的生物学重要性 1. 蛋白质是生物 体重要组成成分 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。 含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。

4 2. 蛋白质具有重要的生物学功能 3. 氧化供能 1）作为生物催化剂（酶） 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

5 蛋 白 质 的 分 子 组 成 The Molecular Component of Protein
第 一 节 蛋 白 质 的 分 子 组 成 The Molecular Component of Protein

6  组成蛋白质的元素 主要有C、H、O、N和S。 有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。

7  蛋白质元素组成的特点 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。
由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量： 100克样品中蛋白质的含量 ( g % ) = 每克样品含氮克数× 6.25×100 1/16%

8 一、氨基酸 —— 组成蛋白质的基本单位 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）。

9 L-氨基酸的通式 R CH3 丙氨酸 H 甘氨酸

10 （一）氨基酸的分类 非极性疏水性氨基酸（7）甘丙缬亮异苯脯 极性中性氨基酸（8）色丝酪半蛋天谷苏 酸性氨基酸（2）天谷
碱性氨基酸（3）赖精组 * 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:

11 苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48
非极性疏水性氨基酸 甘氨酸 glycine Gly G 丙氨酸 alanine Ala A 缬氨酸 valine Val V 亮氨酸 leucine Leu L 异亮氨酸 isoleucine Ile I 苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 脯氨酸 proline Pro P 目 录

12 2. 极性中性氨基酸 色氨酸 tryptophan Try W 5.89 丝氨酸 serine Ser S 5.68
酪氨酸 tyrosine Try Y 半胱氨酸 cysteine Cys C 蛋氨酸 methionine Met M 天冬酰胺 asparagine Asn N 谷氨酰胺 glutamine Gln Q 苏氨酸 threonine Thr T 目 录

13 天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97
3. 酸性氨基酸 天冬氨酸 aspartic acid Asp D 谷氨酸 glutamic acid Glu E 4. 碱性氨基酸 赖氨酸 lysine Lys K 精氨酸 arginine Arg R 组氨酸 histidine His H 目 录

14 几种特殊氨基酸 脯氨酸 （亚氨基酸）

15  半胱氨酸 + -HH 二硫键 胱氨酸

16 （二）氨基酸的理化性质 1. 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。

17 +OH- +OH- +H+ +H+ pH>pI pH<pI pH=pI 阳离子 氨基酸的兼性离子 阴离子

18 2. 紫外吸收 色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。
芳香族氨基酸的紫外吸收

19 3. 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。

20 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。

21 + -HOH 甘氨酰甘氨酸 肽键

22 * 肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。
* 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则形成三肽…… * 由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽(polypeptide)。 * 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基(residue)。

23 * 多肽链(polypeptide chain)是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。
多肽链有两端 N 末端：多肽链中有自由氨基的一端 C 末端：多肽链中有自由羧基的一端

24 N末端 C末端 牛核糖核酸酶

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

26 H2O2 2GSH NADP+ GSH过氧化物酶 GSH还原酶 2H2O GSSG NADPH+H+

27 2. 多肽类激素及神经肽 体内许多激素属寡肽或多肽 神经肽(neuropeptide)

28 三、蛋白质的分类 * 根据蛋白质组成成分 单纯蛋白质 结合蛋白质 = 蛋白质部分 + 非蛋白质部分 * 根据蛋白质形状 纤维状蛋白质
球状蛋白质