grotein 第三章 蛋白质 (123页第3,4,5,6,7章) 第一节 氨基酸 第二节蛋白质的共价结构 第三节蛋白质的三维结构 第四节蛋白质结构与功能的关系 第五节蛋白质的分离、纯化和表征 ■本节小结
1 第三章 蛋白质 (123页 第3，4，5，6，7章) 第一节 氨基酸 第二节 蛋白质的共价结构 第三节 蛋白质的三维结构 第四节 蛋白质结构与功能的关系 第五节 蛋白质的分离、纯化和表征 本节小结
第一节氨基酸 一、 氨基酸-蛋白质的构件分子 二、 氨基酸的分类 三、氨基酸的酸碱化学 四、氨基酸的化学反应 五、 氨基酸的光学活性和光谱性质 六、氨基酸混合物的分析分离 2
2 第一节 氨基酸 一、氨基酸-蛋白质的构件分子 二、氨基酸的分类 三、氨基酸的酸碱化学 四、氨基酸的化学反应 五、氨基酸的光学活性和光谱性质 六、氨基酸混合物的分析分离
、氨基酸-蛋白质的构件分子 (一)蛋白质的水解（可被酸、碱、蛋白酶水解) 蛋白质 酸或碱催化水解 几种蛋白酶催化水解 T 完全水解 部分水解 L-和L或D-a一氨基酸的混合物 得到多肽片段 L-α一氨基酸的混合物 3
3 一、氨基酸-蛋白质的构件分子 （一）蛋白质的水解（可被酸、碱、蛋白酶水解） L - 和L或D - α－ 氨基酸的混合物 完全水解 酸或碱催化水解 几种蛋白酶催化水解 部分水解 得到多肽片段 L- α－氨基酸的混合物 蛋白质
(二)组成蛋白质的20种氨基酸的结构 1.结构通式 Side H R chain a-Carbon HsN C00 Amino Carboxyl Ball-and-stick Amino acids are group group model tetrahedral structures 2.结构特点： 除脯氨酸外，都属于L一 a氨基酸 。 除R是H（甘氨酸)都具有旋光性（十，一），同种氨 基酸构型相反旋光性也相反。 每种氨基酸都有特殊的结晶形状，可用来鉴别氨基酸。 氨基酸在中性pH时，a氨基和羧基以离子形式存
4 （二）组成蛋白质的20种氨基酸的结构 1.结构通式 2. 结构特点： • 除脯氨酸外，都属于L－ α氨基酸 。 • 除R是H（甘氨酸）都具有旋光性（＋，－），同种氨 基酸构型相反旋光性也相反。 每种氨基酸都有特殊的结晶形状，可用来鉴别氨基酸。 氨基酸在中性pH 时， α氨基和羧基以离子形式存。 COOH H2N Cα H R COO－ Cα H R 或 H3N＋
构型和构象 构型：具有相同的分子式和结构式，但原子在空间的分布 排列不同。氨基酸的构型指a一碳的构型（D与L型)。 构象：具有相同结构和构型的分子在空间可采取多种形态， 分子所采取的特定形态。（以X射线衍射法为主） Ball-and-stick model
5 构型和构象 v 构型：具有相同的分子式和结构式，但原子在空间的分布 排列不同。氨基酸的构型指α－碳的构型（D与L型）。 v 构象：具有相同结构和构型的分子在空间可采取多种形态， 分子所采取的特定形态。（以X射线衍射法为主） Three ways to represent the two stereoisomers of glyceraldehyde, which are mirror images of each other. Ball-and-stick models show the actual configuration of molecules
氨基酸的旋光异构体 COOH COOH COOH COOH HN-C-H H-C-NHs HgN-C-H H-C-NHs HC一C-H H-C-CHs H-C-CHs HyC-C-H C2Hs C2Hs C2Hs C2Hs L-Isoleucine p-Isoleucine L-Alloisoleucine D-Alloisoleucine (2.S,3.S)-Isoleucine (2R,3R)-Isoleucine (2.S.3R)-Isoleucine (2R,3S)-Isoleucine COOH COOH COOH COOH HaN-C-H H-C-NHs HaN-C-H H-C-NHg H一C一OH HO-C一H HO-C-H H一C一OH CH3 CHs CHs CHs L-Threonine D-Threonine L-Allothreonine D-Allothreonine
6 氨基酸的旋光异构体
二、 氨基酸的分类 (一)常见的蛋白质氨基酸20种（或称基本氨基酸） 1.根据侧链R基团的化学结构 ·脂肪族氨基酸：最多 芳香族氨基酸 杂环氨基酸 2.根据侧链R基团是否有极性（在pH7左右时 表3-2) 非极性R基氨基酸 ·不带电荷的极性R基氨基酸 带正电荷的R基氨基酸（组氨酸R基H7附近解离) ·带负电荷的R基氨基酸 7
7 二、氨基酸的分类 (一)常见的蛋白质氨基酸20种(或称基本氨基酸) 1．根据侧链R基团的化学结构 • 脂肪族氨基酸：最多 • 芳香族氨基酸 • 杂环氨基酸 2．根据侧链R基团是否有极性 (在pH 7 左右时 表3－2) • 非极性 R 基氨基酸 • 不带电荷的极性 R 基氨基酸 • 带正电荷的 R 基氨基酸（组氨酸R基pH 7附近解离） • 带负电荷的 R 基氨基酸
3.根据分子中羧酸和氨基的比例 中性氨基酸： 酸性氨基酸：Asp、G1u 。 碱性氨基酸：LyS、His、Arg 4.根据人体能否自身合成 。 必需氨基酸：Val,Leu,Ile,Thr,Met,Lys,Phe,Trp 非必需氨基酸：其余 (二)不常见的蛋白质氨基酸 是在蛋白质合成后由常见的氨基酸经修饰而来的（羟脯 氨酸和羟赖氨酸等)。 (三)非蛋白质氨基酸(150多种第129页) 有一些是重要的代谢物前体或代谢中间物（丙氨酸，鸟氨 酸，瓜氨酸等)
8 3．根据分子中羧酸和氨基的比例 • 中性氨基酸: • 酸性氨基酸：Asp、Glu • 碱性氨基酸：Lys、His、Arg 4.根据人体能否自身合成 • 必需氨基酸：Val，Leu，Ile，Thr，Met，Lys，Phe，Trp • 非必需氨基酸：其余 (二)不常见的蛋白质氨基酸 是在蛋白质合成后由常见的氨基酸经修饰而来的（羟脯 氨酸和羟赖氨酸等）。 (三）非蛋白质氨基酸(150多种 第129页) 有一些是重要的代谢物前体或代谢中间物（丙氨酸，鸟氨 酸，瓜氨酸等）
20种氨基酸的结构 COOH COOH HN-C一H HN*一 C-H H-C-OH CHs Threonine (Thr,T) Cysteine(Cys,C) COOH COOH H N+-C-H HC- H'N OH Tyrosine (Tyr,Y) Histidine (His,H) (d)Basic COOH COOH HN-C 一H CH NH Lysine (Lys,K) He'N Arginine (Arg.R)
9 20种氨基酸的结构
三、氨基酸的酸碱化学 (一)氨基酸的兼性离子形式 在晶体和水中以偶极离子形式存在 H (二)氨基酸的解离 依照Bronsted-Lowryl的酸碱质子理论 R-C-COO HA三A+H 氨基酸是一类两性电解质 NH时 10
10 三、氨基酸的酸碱化学 (一)氨基酸的兼性离子形式 在晶体和水中以偶极离子形式存在 (二)氨基酸的解离 依照Bronsted-Lowry的酸碱质子理论 HA A- + H+ 氨基酸是一类两性电解质