第二章 蛋白质化学 protein

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1、第二章蛋白质化学Proteinprotein字源出自希腊文它是“最初的”“第一重要的”意思。“造物主”最初带给生命以几种形式或一种形式，然后进化接着开始从如此简单的形式开始，永不停息地产生出业已存在的最美丽的最有价值的东西，而且今后仍将进化下去。《物种起源》达尔文生命的起源必然是通过化学途经实现的，只要把蛋白质的化学成份弄清楚以后，化学就能着手制造出活的蛋白质来，如果化学有一天能用人工的方法制造蛋白质，那么这样的蛋白质就一定会显示出生命现象。《反杜林论》恩格斯第一节蛋白质通论一、蛋白质的生物学功能蛋白质是人们最早认识的生命物质之一，它是具有复杂的结构和多种

2、生物学功能的一类生物大分子。蛋白质与生命现象密切相关，几乎凡是有生命的地方都可以找到蛋白质，在生物体中蛋白质的含量很高，动物体内约占45％，在肝、脾、心、肺等重要的器官可高达60～70％。蛋白质在生物体内不仅数量庞大，而且种类繁杂。生物当中最简单的生物细胞大肠杆菌中蛋白质的种类就有三千种之多，人体的蛋白质种类约十万种以上，整个自然界中存在的1012蛋白质可达10~10数量级。蛋白质在在生物体中数量之大，种类之繁杂与它所承担的功能之全面有关，蛋白质在体内所承担的生物学功能是多种多样的，可总结如下：1．催化功能（生物体内各种生化反应均是在酶的催化下进行的）2．

3、运输功能（运输小分子、离子的一类蛋白质如血红蛋白）3．营养功能（胚胎发育、生长所需的营养物质，如卵清蛋白、乳汁酪蛋白等）4．运动功能（肌肉的收缩、运动、变形和移动）5．免疫功能（动物的抗体、免疫球蛋白、干扰素等）6．调节功能（激素、神经细胞、调解蛋白）7．结构支持功能（支持动植物的组织形态，如胶原蛋白、纤维蛋白、骨蛋白等）8．受体功能（接受和传递调解信息的蛋白质，如激素的受体）9．控制遗传的功能（如组蛋白、阻遏蛋白）二、蛋白质的分类蛋白质的数量庞大，而且种类繁杂，为更好的研究它必须有一个科学的分类方法。目前有如下几种分类方法：1．按分子形状可分成：（1）球

4、状蛋白质（2）纤维状蛋白质12．按蛋白质的分子组成：（1）简单蛋白质（单纯蛋白质）完全由氨基酸组成不含其他成分（2）结合蛋白质（复合蛋白质）除含有蛋白质部分外还含有非蛋白质部分（辅基、配基）3．按蛋白质的功能：（1）活性蛋白质如：酶、激素、免疫球蛋白等（2）非活性蛋白质这一类蛋白质谈不上有明显的生物活性，主要对生物体起支撑和保护作用。如：角蛋白、胶原蛋白、硬蛋白等。4.蛋白质的营养性：（1）完全蛋白质含有人体所必须的各种氨基酸。（2）不完全蛋白质缺乏人体所必须的某些氨基酸5．按蛋白质的溶解性：三、蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成最重要的是氮的含量，它在各种

5、蛋白质种几乎是恒定值，平均16％在如何蛋白质样品中，每克氮的存在大约表示该样品含有6.25克的蛋白质。即：100/16＝6.25g蛋白质6．25称为蛋白质系数。样品中总氮量×6.25＝样品中的蛋白质含量这就是凯式定氮法（Kjedahl）测定蛋白质含量的基础。凯式定氮法是元素分析的一种方法，它有如下步骤：1、消化：含氮的有机化合物与浓硫酸中加热生成硫酸铵、CO2、SO2、和H2O该步骤在凯式烧瓶中进行，有时为加快消化速度加入硫酸铜或硫酸钾为催化剂。2、水蒸气蒸馏：（该步反应在定氮仪中进行）生成的硫酸铵与10％的氢氧化钠共热生成氢氧化铵和硫酸钠，氢氧化铵在加热

6、的条件下分解成氨气，被定氮仪中已加入硼酸的烧瓶吸收生成硼酸氨。（NH4）2SO4＋2NaOHNH4OH＋Na2SO4加热条件下NH4＋H2O2NH3＋H3BO4(NH4)H2BO4（加甲烯篮指试剂，变色范围PH5.4~5.6）3、滴定用标准的盐酸来反滴定硼酸铵，消耗的盐酸体积与生成的氨相当。四、蛋白质的水解在研究蛋白质的分子组成时，人们用水解的方法进行。将大分子的蛋白质通过水解的方法降解成小分子的氨基酸。人们发现组成蛋白质的基本单位是氨基酸，自然界生物体中氨基酸有20种。水解的方法可采取如下几种：1．酸水解通常以5～10倍的6mol/L的盐酸，在110～1

7、20℃的温度下水解12～18小时，可将蛋白质水解成α—氨基酸。该法的优点是水解彻底，产物不产生旋光异构体。缺点是水解是可使色氨酸（Try）分解。2.碱水解通常用6mol/L的氢氧化钠或氢氧化钡，煮沸6小时也可以将蛋白质水解成α—氨基酸。优点是酸水解时容易被破坏的色氨酸在碱水解时不被破坏。但破坏其他多种氨基酸如：丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、胱氨酸等，并且容易产生消旋化现象。3．酶水解利用蛋白水解酶可将蛋白质水解，但水解不像酸水解和碱水解那样彻底，可产生许多中间产物：小肽和一些多肽，一般将10个氨基酸以下的称为寡肽或小肽10个氨基酸以上的称为多肽。酶水解的优点是专

8、一性强，利用不同的水解酶可有专一的切点，在蛋白质的一级结构的测定上