化学生物学导论-蛋白质化学

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1、Chapter1Proteinchemistry第一章蛋白质化学化学与材料科学学院分析化学学部王骊丽本章内容第一节蛋白质的组成(Proteincomposition)第二节多肽(Polypeptide)第三节蛋白质的结构(Proteinstructure)第四节蛋白质的分类(Proteinclassification)主要知识点熟练掌握构成蛋白质的20种氨基酸的基本结构、分类和简写方式；熟练掌握氨基酸的结构特点和物理化学性质（光学性质、两性电解质性质）；掌握蛋白质一级结构的基本测定方法和高级结构的定义；掌握二级结构类型和特征，三级结构和四级结构的特性和区别。熟练掌握

2、蛋白质的理化性质及其应用；了解多肽的合成方法。：第一节蛋白质组成一、蛋白质的元素组成二、蛋白质的基本单位-氨基酸三、氨基酸的性质一、蛋白质元素组成(按干重计算)在任何生物样品中，每克氮的存在，大约表示该样品含100/16=6.25g蛋白质。凯氏定氮法以生物样品中的含氮量计算蛋白质含量（质量分数，％）＝每克样品中氮含量g6.25100%主要元素：C、O、N、H、……微量元素：S、P、Fe、Zn、Cu、Mo、I……元素含量元素含量碳50%～55%氮15.0％～17.6％氢6.9％～7.7％硫0.3％～2.3％氧21%～24％磷0.4%～0.9%各种蛋白质的氮元素含量

3、均接近于16%1克氮相当于6.25克蛋白质为测定样品中蛋白质含量的依据二、蛋白质基本单位-氨基酸除甘氨酸外，组成蛋白质结构单元氨基酸均属于L-α-氨基酸，具有旋光性[左旋（-）或右旋（+）]天然蛋白质由20种氨基酸组成;天然蛋白质含有若干种不常见的氨基酸衍生物;氨基酸是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白质的基本单位。H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R1、氨基酸的结构和分类氨基酸均具有如下结构通式L-α-氨基酸（甘氨酸除外），R为侧链构成蛋白质的20种氨基酸L-构型与D-构型L-甘油醛D-甘油醛L-丙胺酸D-丙氨酸α-氨基酸有两种构型:D构型和L构型它们是与甘油醛或

4、乳酸相比较而决定的。凡是与L－甘油醛（或L－乳酸）构型相同的，就定义为L－氨基酸，反之为D－氨基酸。20种氨基酸的侧链结构及极性迥然不同氨基酸分类按R基和氨基酸性质的不同可分为脂肪族氨基酸芳香族氨基酸碱性氨基酸含羟基或含硫氨基酸环氨基酸以及酸性氨基酸及其酰胺此类氨基酸由丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸和脯氨酸六个或称为疏水性氨基酸此类氨基酸在水溶液中溶解度小。氨基酸分类（一）侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸(二)侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸此类氨基酸有甘氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺；半胱氨酸侧链的巯基失去质子的

5、倾向较此类其他氨基酸为大，其极性最强。氨基酸分类（三）侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸此类氨基酸有苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸；其侧链分别由苯基、酚基和吲哚基；苯基的疏水较强；酚基和吲哚基在一定的条件下可解离。氨基酸分类（四）侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸此类氨基酸有天冬氨酸、谷氨酸；其侧链都含有羧基，均可解离而带负电荷；氨基酸分类（五）侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸此类氨基酸有赖氨酸、精氨酸和组氨酸；其侧链分别含有氨基、胍基、和咪唑基，均可发生质子化，使之带正电荷。氨基酸分类1）按R基化学结构分为四大类2）按R基极性分两类极性AA：11种非极性A

6、A：9种中性AA(15种):有极性与非极性3）按R基的性质分三类酸性AA(2种):天冬氨酸、谷氨酸碱性AA(3种):组、赖、精脂肪AA（15种）芳香族AA（2种）:苯丙氨酸、酪氨酸杂环族AA（2种）:组氨酸、色氨酸杂环亚AA（1种）:脯氨酸侧链R基分类后排布按营养状况分必需氨基酸：人和动物体内需要而又不能自身合成，必须由食物供应的氨基酸。半必需氨基酸：尽管自身可以合成，但合成量不能满足需要，尤其是婴幼儿，不能自身合成的氨基酸。非必需氨基酸：其他可已在体内合成以满足需要的氨基酸。氨基酸分类必须氨基酸共八种：蛋氨酸(Met)，苏氨酸(Thr)，色氨酸(Trp)，缬氨酸(

7、Val)，赖氨酸(Lys)，苯丙氨酸(Phe),异亮氨酸(Ile)，亮氨酸(Leu)。非必须氨基酸共两种：组氨酸（His），精氨酸（Arg），体内合成效率较低，尤其婴幼儿时期可体外补充。氨基酸分类脯氨酸-含有环状二级氨基（亚氨基酸）特殊氨基酸半胱氨酸+胱氨酸二硫键-HH特殊氨基酸2、几种不常见的重要氨基酸蛋白质肽链在合成过程中或合成后，某些氨基酸残基经酶催化修饰，改变其侧链的化学结构生成一些修饰(modified)氨基酸，具有新的结构和功能胶原中出现的羟基氨基酸残基是形成坚韧的胶原纤维的必要条件；甲状腺球蛋白中带有甲状腺素等碘化酪氨酸残基。3、非蛋白氨基酸自然界