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本章全面介绍蛋白质化学的基础知识。重点阐述氨基酸和蛋白质的结构、性质和功能间的依存关系。在学习氨基酸的结构时应联系有机化学的羧酸结构,在学习氨基酸的化学性质时应联系氨基酸的结构,再将氨基酸的特性与蛋白质的结构和功能联系起来。2.1蛋白质的分类蛋白质(Protein)最早发现于鸡蛋,是一类含氮的复杂有机化合物。恩格斯指出:“生命是蛋白体的存在方式”,“无论在什么地方,只要我们遇到生命,我们就发现生命和某种蛋白体相联系的;并且无论在什么地方,只要我们遇到不处于解体中的蛋白体,我们也无例外地发现生命现象”。生命离不开蛋白体,有了蛋白体就有了生命。蛋白体是什么?蛋白质又怎么定义?常量元素(一般含有):C50~55%;H6~8%;O20~23%;N15~18%S0~4%;微量元素(个别含有):Fe、Zn、Cu、Mo、I、P。特征性元素:N原因是:1.在三大营养物质(糖、脂肪、蛋白质)中唯有蛋白质含有N元素;2.在所有的蛋白质中的含N量比较恒定,平均值为16%,即每1g蛋白质中氮相当于6.25g蛋白质,因此只要测出蛋白质中的含N量就可以粗略地计算出蛋白质的总含量。蛋白质总含量=蛋白质含N量×6.25,这是凯氏定N法的原理(不同的蛋白质实际系数是有差异的,如牛奶为6.3;小麦、花生、大豆为5.46—5.95)。球状蛋白质:外形接近球形或椭圆形,溶解性较好,能形成结晶,大多数蛋白质属于这一类。纤维状蛋白质:分子类似纤维或细棒。它又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。膜蛋白:折叠成近球形存在于膜上。2.1.2依据分子组成分类2.1.3根据功能分类蛋白质的水解蛋白质的水解蛋白质的水解(2)非蛋白质氨基酸----有180多种。在生命过程中常出现又具重要功能的有氨基酸的两性解离情况--文字归纳调节氨基酸溶液的pH,使氨基酸分子上的-+NH3基和-COO-基的解离程度完全相等时,即所带净电荷为零,此时氨基酸所处溶液的pH值称为该氨基酸的等电点(PI)。氨基酸的等电点(3)氨基酸的等电点天冬氨酸(Asp)解离如下:Kα-COOHKβ-COOHKα-H+H+H+β-COOH(+)(±)(-)(--)Kα-COOHKα-Kε-H+H+H+ε-(++)(+)(±)(-)有一氨基酸溶于PH为7的溶液后,溶液中的PH下降为6,问该氨基酸的PI是﹥6?﹤6?﹦6?有一氨基酸溶于PH为7的溶液后,溶液中的PH上升为8,问该氨基酸的PI是﹥8?﹤8?=8?脯氨酸,羟脯氨酸与茚三酮反应生成黄色物质用途:可以用来直接测定氨基酸的浓度。氨基酸与二硝基氟苯(DNFB)生成2、4—二硝基苯氨基酸(DNP—AA),后者的特点是淡黄色油状物,不溶于水,可与其他氨基酸分离,用于N—末端氨基酸的测定④与异硫氰酸苯酯反应(-氨基参与的反应)用途:收集N2,测定含氮量,计算出蛋白质的含量,是凯氏定氮法的基础反应名称反应试剂氨基酸颜色黄色反应浓HNO3PHeTyr(苯环)黄色的硝基苯米伦反应HgNO3Tyr(酚基)红色Folin酚反应磷钼酸、磷钨酸Tyr(酚基)蓝色络合物乙醛酸反应乙醛酸Try(吲哚基)紫色坂口反应α—萘酚、次氯酸钠Arg(胍基)红色Pouly反应重氮盐His(咪唑基)棕红色巯基反应亚硝酸、亚铁氰化钾Cys—SH(巯基)红色2.3.1基本慨念氨基端或N-端:在多肽链中含有一个游离的-氨基的一端,常写在左边羧基端或C-端:在多肽链中含有一个游离的-羧基的一端,常写在右边氨基酸顺序:在多肽链中,氨基酸残基按一定的顺序排列,这种排列顺序称之。氨基酸的顺序是从N-端的氨基酸残基开始,以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。上述五肽可表示为:Ser-Val-Tyr-Asp-Gln氨基酸残基:是组成多肽链中的氨基酸,由于在形成肽键时COOH去掉了OH,NH3去掉了H,这种不完整的氨基酸分子称为氨基酸残基。主链和侧链:多肽链上重复出现的结构叫主链,不重复出现的结构叫侧链肽平面:肽键两侧的原子或基团共处于同一平面上的立体结构。肽键不能旋转的原因:肽键具有部分双键性质,在多肽链中,不能旋转的肽键占1/3,因此造成肽链构像的类型受到极大的限制。在生物体中,多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位。但是,也有许多分子量比较小的多肽以游离状态存在。这类多肽通常都具有特殊的生理功能,常称为活性肽。如:谷胱甘肽;激素类多肽;脑啡肽;抗生素类多肽;蛇毒多肽等。(1)谷光甘肽(GSH)(2)催产素和加压素(激素多肽)(3)脑肽(镇痛肽)HPhe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr–Leu-Val-Cys