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1、蛋白质化学之一氨基酸结构与功能主讲教师：张丽霞大庆师范学院生命科学学院目录§2.1蛋白质的分类§2.2蛋白质的分子组成-氨基酸1.了解蛋白质的分类，掌握蛋白质元素组成的特点。2.掌握蛋白质的基本构件分子：氨基酸的结构特点，从各氨基酸的结构特点上理解氨基酸的分类。3.掌握氨基酸的理化性质，重点掌握两性电离与等电点含义、茚三酮反应及其应用。〔目的与要求〕一、蛋白质分类1.催化蛋白（酶)：2.调节蛋白：如胰岛素、生长素；3.转运蛋白：如血红蛋白、载脂蛋白、运铁蛋白等。4.运动蛋白：肌肉收缩，如肌球蛋白、肌动蛋白。（一）根据功能分类§2.1蛋白质分类5.防御蛋白:如免疫球蛋白；6.毒蛋白：
2、如溶血蛋白；7.受体蛋白:如味觉蛋白、视觉蛋白；8.支架蛋白：如SH2;9.结构蛋白：10.异常蛋白：如甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功能。（二）、根据分子形状分类1.球状蛋白质2.纤维状蛋白质3.膜蛋白质（三）、根据分子组成分类（1）简单蛋白质：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、组蛋白、精蛋白、硬蛋白。（2）结合蛋白质：色素蛋白、金属蛋白、磷蛋白、核蛋白、脂蛋白、糖蛋白。1.完全蛋白质2.不完全蛋白质（四）、根据营养价值分类二、蛋白质的水解1.酸水解条件：5-10倍的20%的盐酸煮沸回流16-24小时，或加压于120℃水解2小时。优点：可蒸发除去盐酸，水解彻底，终产物为
3、L-α-氨基酸，产物单一，无消旋现象。缺点：色氨酸破坏，腐黑质，水解液呈黑色。2.碱水解条件：4mol/LBa(OH)2或6mol/LNaOH煮沸6小时。优点：水解彻底，色氨酸不被破坏，水解液清亮。缺点：产生消旋产物，破坏的氨基酸多，一般很少使用。3.蛋白酶水解条件：蛋白酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶，常温37-40℃，pH值5-8。优点：氨基酸不被破坏，不发生消旋现象。缺点：水解不完全，中间产物多。蛋白质酸碱水解常用于蛋白质的组成分析，而酶水解用于制备蛋白质水解产物。§2.2蛋白质的分子组成-氨基酸一、蛋白质的元素组成蛋白质是有机化合物，离不开C、H、O三种元素，还含有N、P、S、金属元
4、素等。含量(%)50-556-720-2315-170.3-3微量或无元素组成CHONS其它蛋白质中N是特征元素，且含量恒定，为16%左右，即16克氮/100克蛋白质，故可以用凯氏定氮法测定样品中总氮含量和无机氮含量,求出样品中蛋白质含量;即：蛋白质含量=(总氮含量-无机氮含量)×6.25式中6.25，即16%的倒数，为1g氮相当于蛋白质的量（克数）。有些蛋白质含有其他微量元素：P、Fe、Cu、Mn、Zn、Co、Mo、I等。二、蛋白质分子的基本组成单位-氨基酸（一）氨基酸的结构通式：1、构成蛋白质的氨基酸均为L-α-氨基酸。2、除R为H（甘氨酸）外，其余氨基酸均具有旋光性。3、各种
5、氨基酸的区别在于侧基R基上。从氨基酸的结构通式可以看出：（二）氨基酸的构型：构成蛋白质的氨基酸除甘氨酸外，均含有α-碳原子，在空间各原子有两种排列方式：L-构型与D-构型，互为镜像关系。（三）氨基酸的结构与分类1.按氨基酸分子中羧基与氨基的数目分：（1）酸性氨基酸及酰胺：一氨基二羧基氨基酸，有：天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺;（2）碱性氨基酸：二氨基一羧基氨基酸，有：赖氨酸、精氨酸、组氨酸;（3）中性氨基酸：一氨基一羧基氨基酸。天冬氨酸（Asp,D）天冬酰胺（Asn,N）谷氨酰胺（Gln,Q）谷氨酸（Glu,E）酸性氨基酸及酰胺碱性氨基酸赖氨酸（Lys,K）精氨酸（Arg,R
6、）组氨酸（His,H）中性氨基酸甘氨酸(Gly,G）丙氨酸（Ala,A）缬氨酸（Val,V）亮氨酸（Lue,L）异亮氨酸（Ile,I）丝氨酸（Ser,S）苏氨酸（Thr,T）半胱氨酸（Cys,C）甲硫氨酸(Met,M）中性氨基酸2、按侧基R基的结构特点分：（1）脂肪族氨基酸（2）芳香族氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸（3）杂环氨基酸：脯氨酸、组氨酸中性脂肪族氨基酸甘氨酸(Gly,G）丙氨酸（Ala,A）缬氨酸（Val,V）亮氨酸（Lue,L）异亮氨酸（Ile,I）含羟基或硫脂肪族氨基酸丝氨酸（Ser,S）苏氨酸（Thr,T）半胱氨酸（Cys,C）甲硫氨酸(Met,M）组氨酸（His
7、,H）脯氨酸（Pro,P）杂环氨基酸苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸（Tyr,Y）色氨酸（Trg,W）芳香族氨基酸3、按侧基R基与水的关系分：（1）非极性氨基酸：有甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸。（2）极性不带电氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸。（3）极性带电氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸。4、按氨基酸是否能在人体内合成分：（1）必需氨基酸：指人体内不能合成的氨基酸，必须从食物中摄
