2-1 蛋白质化学江南大学食品学院生化课件.ppt

第二章 蛋白质化学 (Protein Chemistry) 本章的学习内容： 第一节 蛋白质的概念 第二节 蛋白质的基本结构单位--氨基酸 第三节 蛋白质的结构 第四节 蛋白质的重要性质 第五节 蛋白质的分离、纯化和表征 1、蛋白质作为生物功能的主要载体，承担着哪些主要生物学功能？ 2、蛋白质这个重要的生物大分子的化学组成是什么？其基本组成单位在结构和性质上有何特点？ 3、蛋白质的基本组成单位----氨基酸是如何形成大分子蛋白质的？蛋白质生物大分子的空间结构是如何来描述的？ 4、为什么要了解蛋白质的空间结构？蛋白质的结构与功能之间有何关系？决定蛋白质结构的因素是什么？ 第一节 蛋白质概述 一、蛋白质的概念 蛋白质是一切生物体中普遍存在的生物大分子，是生物功能的主要载体。生物遗传形状（存在于信息大分子DNA中）是通过蛋白质来表现的。 酶、调节蛋白、转运蛋白、贮存蛋白等 蛋白质种类繁多、各具一定的相对分子量（一般在一万到一百万，甚至高达数百万）、复杂的分子结构和特定的生物功能。 蛋白质是由天然氨基酸(Amino acid)通过肽键(Peptide bond)连接而成的生物大分子。 自然界成千上万种蛋白质，它们在结构和功能上的惊人的多样性归根结底是由20种常见氨基酸的内在性质造成的。这些性质包括： ①聚合能力； ②特有的酸碱性质； ③侧链的结构及其化学功能的多样性； ④手性。 这些性质是讨论蛋白质和酶的结构、功能以及许多其他有关问题的基础。 1、元素组成 基本元素：C、H、O、N、P、S 蛋白质元素组成的一个特征是∶ 含N量一般均在15-17%，平均16%，即1克的N相当于6.25克的蛋白质。 粗蛋白% = N% ? 6.25 (1)根据蛋白质的分子形状分类∶ 球状蛋白质--易溶解、能成结晶。 纤维状蛋白质--分子形状不对称，类似棒状或纤维状。 (2)根据蛋白质的化学组成分类∶ 单纯蛋白质--完全由氨基酸构成。如∶溶菌酶 复合蛋白质--由蛋白质和非蛋白质物质结合而成。 可分为色蛋白、糖蛋白、磷蛋白、核蛋白、脂蛋白 如∶血红蛋白(血红素) (3)根据蛋白质的溶解度分类∶ 清蛋白∶溶于水。 球蛋白∶微溶于水，而溶于稀盐溶液。 谷蛋白∶不溶于水、醇及盐溶液，但溶于稀酸 或碱。 醇溶蛋白∶不溶于水，但溶于70-80%的乙醇。 精蛋白∶溶于水及酸性溶液，呈碱性。 组蛋白∶溶于水及稀酸性溶液，含较多的组氨 酸和赖氨酸。 硬蛋白∶不溶于水、盐、稀碱、稀酸溶液。 (4)根据蛋白质的功能分类∶ 活性蛋白质(如酶、激素、抗体等) 非活性蛋白质∶是一类结构蛋白质，多起 保护和支撑作用(如胶原蛋白和角蛋白) 蛋白质的功能与分布 单细胞生物 多细胞动物 食道（口、胃、肠） 消化酶（细胞外） 血管中 免疫蛋白（抗体-Antibody） 细胞内丝网状骨架蛋白 决定细胞形状及运动 例子： 地衣细胞吞噬食物（酵母细胞）的过程 细胞粘连物质 胶原蛋白 第二节 蛋白质的基本结构--氨基酸 一、蛋白质的水解 蛋白质可以被酸、碱和蛋白酶水解，在水解过程中逐渐降解成分子量越来越小的肽段，直到最后成为氨基酸的混合物。 蛋白质 多肽 寡肽 二肽 氨基酸 三种蛋白质水解方法的优缺点∶ 1、酸水解∶ 6mol/L盐酸或 4mol/L硫酸水解20小时左右，完全水解。 优点∶不引起消旋作用，得到的是L-氨基酸。 缺点∶色氨酸完全被沸酸破坏，羟基氨基酸和酰胺被部分水解。 2、碱水解∶ 5mol/LNaOH共煮10-20小时，即可完全水解。 在水解过程中，多数氨基酸有不同程度的破坏，产生消旋作用。特别是引起精氨酸脱氨。 3、酶水解∶ 不产生消旋作用，也不破坏氨基酸。 但一种酶往往水解不彻底；需要几种酶的协同作用才能使蛋白质完全水解，并且酶水解所需时间较长。 常用的蛋白酶有∶ 动物蛋白酶 植物蛋白酶 微生物蛋白酶 二、氨基酸的结构与分类 1、氨基酸的结构通式∶ (1)、根据R基团的化学性质分为∶ 脂肪族氨基酸 (Aliphatic AA ) 芳香族氨基酸 (Aromatic AA) 杂环族氨基酸（Heterocyclic AA） (2)、根据R基团的酸碱性分为∶ 酸性氨基酸 (Acidic AA) 碱性氨基酸 (Basic AA) (3)、根据R基团的极性分为∶ 极性氨基酸 (Polar AA) 非极性氨基酸 (Non-polar AA) 请将下列氨基酸分为极性与非极性： 鸟氨酸 瓜氨酸 非蛋白氨基酸 尿素循环的中间产物 蛋白质基本结构单位：L－?－氨