如a角蛋白胶原蛋白.pptx

催化作用催化作用高效专一地催化机体内几乎所有高效专一地催化机体内几乎所有的反应的反应酶酶运输作用运输作用专一运输各种小分子和离子专一运输各种小分子和离子如血红蛋白如血红蛋白调节作用调节作用调节机体代谢活动调节机体代谢活动如胰岛素、钙调如胰岛素、钙调蛋白、阻遏蛋白蛋白、阻遏蛋白运动作用运动作用负责机体的运动负责机体的运动如肌动蛋白、肌如肌动蛋白、肌球蛋白球蛋白防御作用防御作用防御异体侵入机体防御异体侵入机体如免疫球蛋白、如免疫球蛋白、病毒外壳蛋白病毒外壳蛋白营养作用营养作用作为氨基酸的贮库，用于生长发育所需作为氨基酸的贮库，用于生长发育所需或某些物质与蛋白质结合而被贮存或某些物质与蛋白质结合而被贮存如卵清蛋白、酪如卵清蛋白、酪蛋白、麦醇溶蛋蛋白、麦醇溶蛋白、铁蛋白白、铁蛋白结构蛋白结构蛋白作为构建机体某部分的材料作为构建机体某部分的材料如如a-角蛋白、胶角蛋白、胶原蛋白原蛋白一.蛋白质在机体中的重要作用 引引 言言二.蛋白质的化学组成C、H、O、N，大多含有大多含有 S有的还含有有的还含有P、Fe、I、Cu、Mo、Zn1.元素组成各各元元素素的的百百分分比比对对于于大大多多数数蛋蛋白白质质都都较较相相似似，其中其中N约占约占16%。这可用于测定蛋白质的含量这可用于测定蛋白质的含量凯氏定氮法。凯氏定氮法。引引 言言二.蛋白质的化学组成2.蛋白质的基本结构单元v蛋白质的基本结构单元是蛋白质的基本结构单元是氨基酸氨基酸 amino acidv多个氨基酸首尾连结形成长而不分支的多聚物多个氨基酸首尾连结形成长而不分支的多聚物多肽链多肽链v多肽链再折叠卷曲，形成多肽链再折叠卷曲，形成蛋白质蛋白质 引引 言言4.2 蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本结构单位 氨基酸氨基酸组组组成蛋白成蛋白成蛋白成蛋白成蛋白成蛋白质质质的氨基酸都的氨基酸都的氨基酸都的氨基酸都的氨基酸都的氨基酸都为为为 -氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸（除（除（除（除（除（除ProProPro外）外）外）外）外）外）一一.氨基酸的结构氨基酸的结构C酸酸氨氨HH2NCOOHR不不不不同同同同的的的的 aaaa在在在在于于于于 R R基团基团基团基团 的不同的不同的不同的不同 一一.氨基酸的结构氨基酸的结构组成蛋白质的氨基酸都为组成蛋白质的氨基酸都为组成蛋白质的氨基酸都为组成蛋白质的氨基酸都为组成蛋白质的氨基酸都为组成蛋白质的氨基酸都为L L L型型型型型型（除除除除除除GlyGlyGly外外外外外外）D型型 与与 L型型非极性氨基酸非极性氨基酸非极性氨基酸非极性氨基酸(8)(8)(8)(8)极性氨基酸极性氨基酸极性氨基酸极性氨基酸 不带电的极性氨基酸不带电的极性氨基酸不带电的极性氨基酸不带电的极性氨基酸(7)(7)(7)(7)带负电酸性氨基酸带负电酸性氨基酸带负电酸性氨基酸带负电酸性氨基酸(2)(2)(2)(2)带正电碱性氨基酸带正电碱性氨基酸带正电碱性氨基酸带正电碱性氨基酸(3)(3)(3)(3)一一.氨基酸的结构氨基酸的结构组组成蛋白成蛋白成蛋白成蛋白质质的氨基酸的氨基酸的氨基酸的氨基酸共有共有共有共有20 20 种种种种I I 非非非非极极极极性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸 丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸AlaAlaCOOHCOOHCHCH3 3C CHHNHNH22 CHCHC CHHCOOHCOOHNHNH22 CHCH3 3CHCH3 3 缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸ValVal什么叫非极性氨基酸？I I 非非非非极极极极性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸COOHCOOHCHCH2 2C CHHNHNH2 2 CHCH3 3CHCH3 3CHCH亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸LeuLeu异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸IleIleCOOHCOOHC CHHNHNH22 CHCHCHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3 脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸ProProCOOHCOOHC CHHNHNHCHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2I I 非非非非极极极极性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸 苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸PhePheCOOHCOOHC CHHNHNH2 2 CHCH2 2COOHCOOHCHCH2 2C CHHNHNH22 色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸TrpTrpN NHH 甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸MetMetCOOHCOOHC CHHNHNH22 CHCH2 2CHCH2 2S SCHCH3 3 一一.氨基酸的结构氨基酸的结构组组成蛋白成蛋白成蛋白成蛋白质质的氨基酸的氨基酸的氨基酸的氨基酸共有共有共有共有20 20 种种种种不不不不同同同同的的的的 aaaa在在在在于于于于 R R基团基团基团基团 的不同的不同的不同的不同非极性氨基酸（非极性氨基酸（非极性氨基酸（非极性氨基酸（8 8 8 8）具有芳香环具有芳香环具有芳香环具有芳香环吲哚环色氨吲哚环色氨吲哚环色氨吲哚环色氨酸酸酸酸亚氨基亚氨基亚氨基亚氨基I II I 非非非非解解解解离离离离的的的的极极极极性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸 甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸GlyGlyCOOHCOOHC CHHNHNH2 2HHCHCHCOOHCOOHC CHHNHNH22 苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸ThrThrCHCH3 3HOHO 丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸SerSerCOOHCOOHC CHHNHNH2 2 CHCH2 2HOHO半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸CysCysCOOHCOOHC CHHNHNH22 CHCH2 2HSHSI II I 非非非非解解解解离离离离的的的的极极极极性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸 酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸TyrTyrCOOHCOOHC CHHNHNH2 2CHCH2 2HOHO 天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺AsnAsnCOOHCOOHC CHHNHNH2 2 CHCH2 2C COOHH2 2N NCOOHCOOHC CHHNHNH22 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺GlnGlnCHCH2 2C COOHH2 2N NCHCH2 2I II II I 酸酸酸酸性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸 天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸AspAspCOOHCOOHC CHHNHNH2 2 CHCH2 2C COOHOHOCOOHCOOHC CHHNHNH22 谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸GluGluCHCH2 2C COOHOHOCHCH2 2I IV V 碱碱碱碱性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸(CH(CH2 2)4 4 赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸LysLysCOOHCOOHC CHHNHNH2 2HH2 2N N 精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸ArgArgCOOHCOOHC CHHNHNH2 2(CH(CH2 2)3 3NHNHC CNHNHHH2 2N NCOOHCOOHC CHHNHNH22 组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸HisHisCHCH2 2N NHNHN 二二.氨基酸的分类氨基酸的分类 1.由R基团的性质 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸 杂环氨基酸杂环氨基酸杂环氨基酸杂环氨基酸 芳香族氨基酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸 PhePhe、TyrTyr、Trp Trp ProPro、HisHisAlaAla、ValVal、Leu Leu 二二.氨基酸的分类氨基酸的分类 2.由aa的营养需求 人类自身能合成人类自身能合成人类自身能合成人类自身能合成 非必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸 必需氨基酸必需氨基酸必需氨基酸必需氨基酸 人类自身不能合成或不能足量合成，人类自身不能合成或不能足量合成，人类自身不能合成或不能足量合成，人类自身不能合成或不能足量合成，必须依赖食物供给。必须依赖食物供给。必须依赖食物供给。必须依赖食物供给。Lys Val Leu Ile Met Phe Thr TrpLys Val Leu Ile Met Phe Thr TrpGly Gly Ala Ala Ser Ser Tyr Tyr Cys Cys Pro Pro Asn Asn Asp Asp Glu Glu GlnGlnArg His Arg His 1.稀有的蛋白质氨基酸 通常是常见氨基酸的衍生物。通常是常见氨基酸的衍生物。通常是常见氨基酸的衍生物。通常是常见氨基酸的衍生物。如如如如4-4-4-4-羟脯氨酸、羟脯氨酸、羟脯氨酸、羟脯氨酸、5-5-5-5-羟赖氨酸羟赖氨酸羟赖氨酸羟赖氨酸 三三.稀有稀有氨基酸氨基酸以游离或结合态存在于细胞或组织中，大以游离或结合态存在于细胞或组织中，大部分是常见氨基酸的衍生物或异构型。部分是常见氨基酸的衍生物或异构型。如存在于细菌细胞壁肽聚糖内的如存在于细菌细胞壁肽聚糖内的D-谷氨酸谷氨酸和和D-丙氨酸丙氨酸、花生中的、花生中的-亚甲基谷氨酸亚甲基谷氨酸、甘蔗、甘蔗中的中的b b-氨基丁酸氨基丁酸，刀豆中的，刀豆中的刀豆氨酸刀豆氨酸等。等。2.非蛋白质氨基酸 三三.稀有稀有氨基酸氨基酸 2.非蛋白质氨基酸 三三.稀有稀有氨基酸氨基酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸(Orn)Orn)瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸1.两性性质和等电点 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 氨基酸同时含有氨基和羧基：氨基酸同时含有氨基和羧基：氨基具有氨基具有碱性碱性，羧基具有羧基具有酸性酸性1.两性性质和等电点 甘氨酸的解离曲线甘氨酸的解离曲线滴滴定定曲曲线线 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 1.两性性质和等电点 等电点等电点(isoelectric point)使氨基酸净电荷为零时使氨基酸净电荷为零时使氨基酸净电荷为零时使氨基酸净电荷为零时溶液的溶液的溶液的溶液的pHpHpHpH值值值值，用，用，用，用 pI pI 表示表示表示表示此此时时，aa 以以两两性性离离子子形形式式存存在在，也也有有少少量量的的数数目目基基本本相相同同的的正正、负负离离子子存存在在，还还有有极极少少量的中性分子量的中性分子pI是氨基酸的特征常数是氨基酸的特征常数 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 1.两性性质和等电点 等电点等电点(isoelectric point)2020种氨基酸的种氨基酸的种氨基酸的种氨基酸的pIpI氨基酸氨基酸pI氨基酸氨基酸pI氨基酸氨基酸pI氨基酸氨基酸pIAla6.02Pro6.30Thr6.53Asp2.77Val5.97Phe5.48Cys5.02Glu3.22Leu5.98Trp5.89Tyr5.66Lys9.74Ile6.02Gly5.97Asn5.41Arg10.76Met5.74Ser5.68Gln5.65His7.59 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 1.两性性质和等电点 等电点的计算等电点的计算例例Gly的的pI计算计算H+H+NH2CH2COOGlyNH3CH2COOGlyNH3CH2COOHGlypI=1/2(pK1+pK2)H+H+K1K2K1、K2分分别别代代表表COOH和和NH3的的表表观观解解离常数。可以从离常数。可以从滴定曲线中求得。滴定曲线中求得。四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 1.两性性质和等电点 等电点的计算等电点的计算例例Lys的的pI计算计算pI=1/2(pK2+pK3)溶液 pH 值增大COOHCHNH3(CH2)4NH3LysCOOCHNH2(CH2)4NH2LysCOOCHNH3(CH2)4NH3LysH+H+LysCOOCHNH2(CH2)4NH3H+H+H+H+K1K2K3 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 1.两性性质和等电点 等电点的计算等电点的计算例例Glu的解离的解离 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 pI=1/2(pK1+pK2)1.两性性质和等电点 等电点的计算等电点的计算aa 等电点的计算公式等电点的计算公式pI=1/2(pKn+pKn+1)(其中其中n为可解离的正电荷基团数目为可解离的正电荷基团数目)四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 1.两性性质和等电点 等电点的计算等电点的计算Conclusion Conclusion pH pI 带负电，移向正极，移向正极 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 pH pI 带正正电，移向，移向负极极pH=pI 不不带电，不移，不移动2.光学性质除除Gly之之外外，其其余余蛋蛋白白质质氨氨基基酸酸都都有有手手性性碳碳原子，都具有旋光性。原子，都具有旋光性。旋光性质旋光性质 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 2.光学性质Trp、Tyr、Phe 含含芳芳香香环环共共轭轭双双键键系系统统，最最大大吸吸收峰分别在收峰分别在 279nm、278nm、259nm。紫外吸收紫外吸收 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 3.重要的化学性质茚三酮反应茚三酮反应 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 还原性原性茚三三酮OOOHH NH3CO2RCHO水合水合茚三三酮RCHCOOHNH2OOO2NH3OOOHHOOOONH4NO3H2O蓝紫色化合物紫色化合物OO反应分反应分反应分反应分2 2步：步：步：步：茚三酮反应常用于茚三酮反应常用于茚三酮反应常用于茚三酮反应常用于aaaa的定性和定量分析的定性和定量分析的定性和定量分析的定性和定量分析3.重要的化学性质茚三酮反应茚三酮反应 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 在在在在酸性酸性酸性酸性条件下，氨基酸与茚三酮共热，生成条件下，氨基酸与茚三酮共热，生成条件下，氨基酸与茚三酮共热，生成条件下，氨基酸与茚三酮共热，生成紫色化合物紫色化合物紫色化合物紫色化合物ProPro的的的的 茚茚茚茚 三三三三酮酮酮酮反反反反应应应应呈呈呈呈黄黄黄黄色色色色3.重要的化学性质Sanger反应反应 在在在在弱碱弱碱弱碱弱碱溶液中，氨基酸的溶液中，氨基酸的溶液中，氨基酸的溶液中，氨基酸的-氨基与氨基与氨基与氨基与2,4-2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯二硝基氟苯二硝基氟苯(DNFB)DNFB)反应，生成反应，生成反应，生成反应，生成黄色黄色黄色黄色的二硝基苯氨基酸（的二硝基苯氨基酸（的二硝基苯氨基酸（的二硝基苯氨基酸（DNP-AADNP-AA）。）。）。）。DNFBDNFBO2NNO2FH2NCHCOOHR DNP-DNP-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸O2NNO2HNCHCOOHRHF 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 此反应最初被此反应最初被此反应最初被此反应最初被Sanger Sanger 用于测定肽链用于测定肽链用于测定肽链用于测定肽链 N-N-端氨基酸端氨基酸端氨基酸端氨基酸3.重要的化学性质Edman反应反应 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 NCS4040，弱碱，弱碱，弱碱，弱碱NCNHRCHCOS4040，H+、硝基甲烷硝基甲烷COOHH2NCHRPITCPITC异硫氰酸苯酯异硫氰酸苯酯异硫氰酸苯酯异硫氰酸苯酯 PTC-PTC-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸苯氨基硫甲酰氨基酸苯氨基硫甲酰氨基酸苯氨基硫甲酰氨基酸苯氨基硫甲酰氨基酸 PTH-PTH-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸苯硫乙内酰脲氨基酸苯硫乙内酰脲氨基酸苯硫乙内酰脲氨基酸苯硫乙内酰脲氨基酸HNCNHRCHCOOHS可可可可可可用用用用用用层层层层层层析析析析析析法法法法法法鉴鉴鉴鉴鉴鉴定出定出定出定出定出定出aaaaaa的种类的种类的种类的种类的种类的种类3.重要的化学性质Edman反应反应 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 此反应即是目前此反应即是目前此反应即是目前此反应即是目前“蛋白质顺序测定蛋白质顺序测定蛋白质顺序测定蛋白质顺序测定”的设计原理的设计原理的设计原理的设计原理3.重要的化学性质Edman反应反应 四四.氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 此反应即是目前此反应即是目前此反应即是目前此反应即是目前“蛋白质顺序测定蛋白质顺序测定蛋白质顺序测定蛋白质顺序测定”的设计原理的设计原理的设计原理的设计原理4.3 肽（肽（peptidepeptide）一一.肽的定义肽的定义 一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱去脱去一分子水而形成酰胺键，这个键称为一分子水而形成酰胺键，这个键称为肽键肽键（peptide peptide bondbond），），产生的化合物叫做产生的化合物叫做肽肽（peptidepeptide）。）。二个氨基酸形成的肽称作二肽二个氨基酸形成的肽称作二肽,三个氨基酸形成三个氨基酸形成的肽称作三肽；的肽称作三肽；余类推。余类推。寡肽寡肽（oligopeptideoligopeptide）：）：aa 10 aa 10 aa 10 个个 二二.肽的结构肽的结构 二二.肽的结构肽的结构 无分枝无分枝的长链的长链 由由“N-C-CN-C-C”单元的周期性连接，构成多肽链的单元的周期性连接，构成多肽链的主链主链；氨基酸残基的氨基酸残基的R R基团连接在主链的基团连接在主链的CaCa上，形成多肽链上，形成多肽链的的侧链侧链。具有方向性。两个末端分别为具有方向性。两个末端分别为N N端端(氨基端氨基端)和和C C端端(羧羧基端基端)。二二.肽的结构肽的结构1、中文表示法：从从肽肽链链的的N N端端开开始始，对对氨氨基基酸酸残残基基逐逐一一命命名名，残残基称氨酰基称氨酰 三三.肽的表示法肽的表示法2、三字母表示法：aa1-aa2-aa3-aa4-aa1.aa2.aa3.aa4.3、单字母表示法：ABCD 四四.肽的酸碱性质肽的酸碱性质 其其等等电电点点是是在在所所有有可可解解离离的的基基团团的的净净电电荷荷为为0 0时的状态。时的状态。肽肽链链的的一一端端含含有有一一个个游游离离的的-氨氨基基，另另一一端端含含有有一一个个游游离离的的-羧羧基基，加加上上部部分分氨氨基基酸酸可可解解离离的的R R基团，因而与氨基酸一样具有基团，因而与氨基酸一样具有两性解质两性解质的性质。的性质。五五.重要肽重要肽 还还原原性性谷谷胱胱甘甘肽肽（reduced reduced glutathioneglutathione）是是存存在在于于动动植植物物细细胞胞中中的的一一种种非非常常重重要要的的三三肽肽。它它是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成。是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成。谷氨酰半胱氨酰甘氨酸 五五.重要肽重要肽 GSH由由谷谷氨氨酸酸，半半胱胱氨氨酸酸和和甘甘氨氨酸酸通通过过两两步步依依赖赖ATP的的反反应应而而生生成成。第第一一步步反反应应由由谷谷氨氨酸酸和和半半胱胱氨氨酸酸在在-谷谷氨氨酰酰半半胱胱氨氨酸酸合合成成酶酶(-EC合合成成酶酶；-ECS,EC6.3.2.2)催催化化下下形形成成-谷谷氨氨酰酰半半胱胱氨氨酸酸(-EC),第第二二步步是是由由GSH合合成成酶酶(GS,EC6.3.2.3)将将-EC和和谷谷氨氨酸酸连连接接形形成成GSH