生物化学2.蛋白质的结构和功能.ppt

蛋白质的结构与功能 Structure and Function of Protein 蛋白质(protein)是由氨基酸为单位组成的一类重要的生物大分子，是生命的物质基础。 蛋白质的生物学功能 1、催化生物体内的化学反应，如酶； 2、调节机体内的代谢活动，如调节蛋白； 3、在生物体内运输各种小分子物质，如血红蛋白； 4、贮存营养物质成分，如酪蛋白； 5、执行机体运动功能，如肌动蛋白； 6、抵御异体物质的侵害，如抗体； 7、在氧化还原反应中传递电子和质子，如细胞色素。 蛋白质的化学组成 蛋白质分子中主要的元素组成是：C、H、O、N、S等。其中N元素的含量相对稳定，约为16%，故每克氮相当于6.25克(粗）蛋白质。也就是凯氏定氮法。 蛋白质质量＝ 蛋白质所含氮元素质量×6.25 凯氏定氮法的缺点 凯氏定氮法作为测定蛋白质含量比较准确的一个方法，成为我国在食品、农业等领域测定蛋白质含量的国家标准，如GB /T 5413.1。 但由于实验步骤的特点，这种方法有明显的局限性 ，也就是无法区分伪蛋白氮。于是有人在食品或饲料中掺入高含氮化合物如尿素、三聚氰胺来欺骗质监部门。 凯氏定氮法的原理 1.有机物中的氮在强热和CuSO4，浓H2SO4 作用下，消化生成（NH4）2SO4 2.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3 ，收集于 H3BO3 溶液中。 3. 再用已知浓度的HCL标准溶液滴定，根据HCL消耗的量计算出氮的含量，然后乘以相应的换算因子，既得蛋白质的含量。 蛋白质的分类 一、按分子形状分类： 球状蛋白（血红蛋白、豆球蛋白、血清球蛋白，大多数的酶和抗体）,溶于水。 纤维状蛋白（胶原、角蛋白、丝蛋白等），多为结构蛋白，不溶于水。 二、按组成成分分类 简单蛋白质：完全由蛋白质氨基酸组成的蛋白质。 结合蛋白质：有蛋白质氨基酸和其他成分组成的蛋白质。 1、糖蛋白（蛋白质＋糖）； 2、脂蛋白（蛋白质＋脂质）； 3、色蛋白（蛋白质＋色素辅基）； 4、核蛋白（蛋白质＋核酸）； 5、磷蛋白（蛋白质＋磷酸集团）； 6、金属蛋白（蛋白质＋金属离子）； 三、按溶解性分类 根据蛋白质在水和酸、碱、盐等溶液溶解性可分为： 1、清（白）蛋白，溶于水、稀酸、稀碱、稀盐； 2、球蛋白，溶于水、稀酸、稀碱、稀盐； 3、谷蛋白，溶于稀酸、稀碱，不溶于水、醇及中性盐； 4 、醇溶蛋白，溶于70％－80％的乙醇，不溶于水； 5、组蛋白，溶于水和稀酸； 6、精蛋白，溶于水和酸； 7、硬蛋白，不溶于水、稀酸、稀碱、盐，部分溶于热的强酸、强碱。 硬蛋白 四、按蛋白质功能来分类 1、催化蛋白：各种酶类； 2、调节蛋白：胰岛素、生长激素、钙调蛋白等； 3、运输蛋白：血红蛋白、载脂蛋白等； 4、贮藏蛋白：醇溶蛋白、酪蛋白、铁蛋白、卵清蛋白等； 5、运动蛋白：肌动蛋白、肌球蛋白等； 6、防御蛋白：抗体、干扰素等； 7、电子传递蛋白：细胞色素等； 专题：氨基酸(amino acid) 组成蛋白质的基本单位是氨基酸。如将天然的蛋白质完全水解，最后都可得到二十种蛋白质基本氨基酸。 其中最早发现的是天冬氨酸（ASP，1806年），硒代半胱氨酸（Se-Cys，1986年）是第21种蛋白质氨基酸。2002年《Science》报道了吡咯赖氨酸，可能是第22种蛋白质氨基酸。 除脯氨酸和甘氨酸外，其余均属于L-α-氨基酸(见下页结构通式）。除甘氨酸以外，所有的氨基酸分子中都有手性碳原子（都有旋光性）。“L”仅表示构型为L型，即氨基在左边（类似甘油醛的羟基在左边），并不是表明旋光性是左旋。 天然蛋白质中的氨基酸都是L-氨基酸，生物中虽也存在某些D-氨基酸，但它们不是蛋白质的成分。如某些寡肽，缬氨霉素、短杆菌肽。 L-α-氨基酸的结构通式 （一）氨基酸的分类： 根据R侧链基团解离性质的不同，可将氨基酸分为酸性、碱性和中性氨基酸： 1.酸性氨基酸——Asp（左下图），Glu（右下图）；含一氨基两羧基，侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷的氨基酸。 2.碱性氨基酸——His，Arg，Lys（左下图）；含一酸性集团和两碱性集团，侧链基团在中性溶液中解离后带正电荷的氨基酸。 3.中性氨基酸 该类氨基酸的侧链基团在中性溶液中不发生解离，因而侧链不带电荷。15种中性氨基酸按极性可分为： 极性氨基酸：Tyr，Cys，Ser，Thr，Asn，Gl