第二十三章 蛋白质 (Protein) 蛋白质是由氨基酸残基以肽键连接 而成的相对分子量在10,000以上的 多肽化合物
第二十三章 蛋白质 （Protein) 蛋白质是由氨基酸残基以肽键连接 而成的相对分子量在10,000以上的 多肽化合物
第一节蛋白质的组成和分类 一、蛋白质的组成： 主要元素： H 0 N S 5055%6-~7.3%1924%13~19%04% 微量元素：P、Fe、Mn、Zn、I等。 蛋自质系数：蛋白质含N量平均约为16%，即1克 N相当于6.25克蛋白质。此为蛋白质系数。用于 估算生物样品中蛋白质的含量
第一节 蛋白质的组成和分类 一、蛋白质的组成： 主要元素： C H O N S 50~55% 6~7.3% 19~24% 13~19% 0~4% 微量元素：P、Fe、Mn、Zn、I等。 蛋白质系数：蛋白质含N量平均约为16%，即1克 N相当于6.25克蛋白质。此为蛋白质系数。用于 估算生物样品中蛋白质的含量
二、蛋白质的分类： 单纯蛋白质：最终水解产物只有氨基酸 类别 实例 清蛋白 血清蛋白 球蛋白 血球蛋白 组蛋白 小牛胸腺组蛋白 精蛋白 鱼精蛋白 谷蛋自 米谷蛋白 醇溶谷蛋白 小麦醇溶谷蛋白，玉米醇溶谷蛋 白 硬蛋白 胶原蛋白，角蛋白
二、蛋白质的分类： 单纯蛋白质：最终水解产物只有氨基酸 类别 实例 清蛋白 血清蛋白 球蛋白 血球蛋白 组蛋白 小牛胸腺组蛋白 精蛋白 鱼精蛋白 谷蛋白 米谷蛋白 醇溶谷蛋白 小麦醇溶谷蛋白，玉米醇溶谷蛋 白 硬蛋白 胶原蛋白，角蛋白
结合蛋白：结合有非蛋白质部分的蛋白质 类别 辅基 核蛋白 核糖核酸，脱氧核糖核酸 脂蛋白 脂类 糖蛋白 糖类 磷蛋白 磷酸基 血红素蛋白 铁卟啉 黄素蛋白 黄素腺嘌呤二核苷酸
结合蛋白：结合有非蛋白质部分的蛋白质 类别 辅基 核蛋白 核糖核酸，脱氧核糖核酸 脂蛋白 脂类 糖蛋白 糖类 磷蛋白 磷酸基 血红素蛋白 铁卟啉 黄素蛋白 黄素腺嘌呤二核苷酸
第二节蛋白质的结构 蛋白质存在着四种水平的结构 由于蛋白质是个生物大分子，结构比较复杂 所以其结构是通过四种水平描述的。其中包括 蛋白质的一级结构(primary structure)、 二级结构（secondary structure)、 三级结构(tertiary structure)、 四级结构（quaternary structure)
• 蛋白质存在着四种水平的结构 由于蛋白质是个生物大分子，结构比较复杂， 所以其结构是通过四种水平描述的。其中包括 蛋白质的一级结构（primary structure）、 二级结构（secondary structure）、 三级结构（tertiary structure）、 四级结构（quaternary structure）。 第二节 蛋白质的结构
一、蛋白质的一级结构 级结构就是共价键连接的氨基酸残基的序列， 它描述的是蛋白质的线性（或一维）结构。 蛋白质的氨基酸序列是阐明蛋白质生物活性的 分子基础； 蛋白质的一级结构决定它的空间结构； 氨基酸序列的改变可以导致蛋白功能异常和疾 病； 通过对一些蛋白质的氨基酸序列的比较可以反 应出一些生物亲缘关系
一、蛋白质的一级结构 • 蛋白质的氨基酸序列是阐明蛋白质生物活性的 分子基础； • 蛋白质的一级结构决定它的空间结构； • 氨基酸序列的改变可以导致蛋白功能异常和疾 病； • 通过对一些蛋白质的氨基酸序列的比较可以反 应出一些生物亲缘关系。 一级结构就是共价键连接的氨基酸残基的序列， 它描述的是蛋白质的线性（或一维）结构
蛋白质一级结构是由编码它的基因确定的 蛋白质一级结构之间的差别可以反映出进化 关系。亲缘关系密切的蛋白质的氨基酸序列 非常类似，一级结构中氨基酸残基序列差别 越大，它们的亲缘关系就越远。细胞色素c是 由一条含有104至111个氨基酸残基的多肽链组 成的，由于细胞色素c几乎存在于所有的需氧 生物中，所以通过在分子水平上比较来自不 同种属的细胞色素c,可以看出它们之间的进 化关系
• 蛋白质一级结构是由编码它的基因确定的， 蛋白质一级结构之间的差别可以反映出进化 关系。亲缘关系密切的蛋白质的氨基酸序列 非常类似，一级结构中氨基酸残基序列差别 越大，它们的亲缘关系就越远。细胞色素c是 由一条含有104至111个氨基酸残基的多肽链组 成的，由于细胞色素c几乎存在于所有的需氧 生物中，所以通过在分子水平上比较来自不 同种属的细胞色素c，可以看出它们之间的进 化关系
下图是根据不同种属的细胞色素c的氨基酸残 基的差别绘制出的进化树，每一个树权的长度 都与蛋白质中氨基酸残基的差别数成比例。 例如人与黑猩猩的细胞色素c的氨基酸序 列完全一样，但与猴、狗、金枪鱼和酵母的细 胞色素c相比，可变换的氨基酸残基数依次为1、 10、21和44。那些进化中不易改变的、保守的 氨基酸残基是维持细胞色素c功能所必需的。 由同一个祖先进化来的表现出序列相似性的蛋 二 白质称之同源蛋白质
• 下图是根据不同种属的细胞色素c的氨基酸残 基的差别绘制出的进化树，每一个树杈的长度 都与蛋白质中氨基酸残基的差别数成比例。 例如人与黑猩猩的细胞色素c的氨基酸序 列完全一样，但与猴、狗、金枪鱼和酵母的细 胞色素c相比，可变换的氨基酸残基数依次为1、 10、21和44。那些进化中不易改变的、保守的 氨基酸残基是维持细胞色素c功能所必需的。 由同一个祖先进化来的表现出序列相似性的蛋 白质称之同源蛋白质
企我鹅 鸟类 人黑猩星 猴 鸡火鸡 鸭 甫乳类 爬行类 马 龟 猪 牛山羊 3 类 金枪鱼 狗 2.5 6.5 狐壁 斑泥顺 牛蛙 鲤鱼 念珠菌 隐球菌 七鲤鳗 果蝇 真菌类 25 螺旋蝇 绿豆 蚕蛾 芝麻 昆类 天娥 酵母 植物 7.5 小麦 蓖麻 7.5 向日葵 链孢霉 25 细胞色素c进化树
氨基酸残基是通过肽键连接形成线性的多肽 链的，仔细观察发现一个多肽链的骨架是由通 过肽键连接的重复单位N-C。-C组成的，酰胺氢 和羰基氧结合在骨架上，而不同氨基酸残基的 侧链连接在o-碳上。 参与肽键形成的2个原子以及另外4个取代 成员（羰基氧原子、酰胺氢原子、以及2个相 邻的a-碳原子)构成了一个肽单位（peptide group)（如下图)
• 氨基酸残基是通过肽键连接形成线性的多肽 链的，仔细观察发现一个多肽链的骨架是由通 过肽键连接的重复单位N-Ca -C组成的，酰胺氢 和羰基氧结合在骨架上，而不同氨基酸残基的 侧链连接在a-碳上。 参与肽键形成的2个原子以及另外4个取代 成员（羰基氧原子、酰胺氢原子、以及2个相 邻的a-碳原子）构成了一个肽单位（peptide group）（如下图）