一级结构二级结构 三级结构 四级结构 第3章蛋白质 Proteins
第3章 蛋白质 Proteins
本章主要内容 蛋白质在生命活动中的重要作用 蛋白质的组成单位氨基酸 旬蛋白质的化学结构和高级结构 多肽、蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的理化性质和分离与鉴定
本章主要内容 蛋白质在生命活动中的重要作用 蛋白质的组成单位——氨基酸 蛋白质的化学结构和高级结构 多肽、蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的理化性质和分离与鉴定
1蛋白质在生命活动中的重要作用 11蛋白质在机体内的生物学功能 生物催化作用:酶 G运输作用:如血红蛋白、转铁蛋白 调节作用:如胰岛素、生长激素 运动作用:如肌动蛋白和肌球蛋白 防御功能:如免疫球蛋白、凝血因子 营养功能:如卵清蛋白、酪蛋白 结构蛋白:如胶原蛋白、角蛋白 能量转换蛋白:如细胞色素 基因调节蛋白:如阻遏蛋白
1.蛋白质在生命活动中的重要作用 生物催化作用： 酶 运输作用：如血红蛋白、转铁蛋白 调节作用：如胰岛素、生长激素 运动作用：如肌动蛋白和肌球蛋白 防御功能：如免疫球蛋白、凝血因子 营养功能：如卵清蛋白、酪蛋白 结构蛋白：如胶原蛋白、角蛋白 能量转换蛋白：如细胞色素 基因调节蛋白：如阻遏蛋白 1.1 蛋白质在机体内的生物学功能
1.2蛋白质的分类 按形状可将蛋白质分为: 纤维状蛋白质:多为结构蛋白。 球状蛋白质:具有广泛的生物学功能。如酶、蛋白类激素等。 按结构和功能可将蛋白质分为: 简单蛋白( simple protein):仅有蛋白质组成的、结构简单的蛋白质。 结合蛋白( conjugated protein):在蛋白质分子中除了含有氨基酸成 分外,还要有其他的成分的存在,才能保证其正常生物活性的蛋白质 分子中包含蛋白质和非蛋白质两部分
按形状可将蛋白质分为： 纤维状蛋白质：多为结构蛋白。 球状蛋白质： 具有广泛的生物学功能。如酶、蛋白类激素等。 按结构和功能可将蛋白质分为： 简单蛋白（simple protein）：仅有蛋白质组成的、结构简单的蛋白质。 结合蛋白（conjugated protein）：在蛋白质分子中除了含有氨基酸成 分外，还要有其他的成分的存在，才能保证其正常生物活性的蛋白质。 分子中包含蛋白质和非蛋白质两部分。 1.2 蛋白质的分类
2蛋白质的化学组成 21蛋白质的元素组成 所有蛋白质均含有: C50%-55% H6%-8% 020%-23% N15%-17% 某些蛋白质含有:S0.3%2.5%以及P 少数蛋白质含有:Fe,Cu,hn,M和l等元素 蛋白质中N的平均含量约16%,因此食物与饲料中蛋白质的含 量可以通过凯氏定N( Kjeldahl法)进行大致估计
2.蛋白质的化学组成 2.1 蛋白质的元素组成 所有蛋白质均含有： C 50%-55% H 6%-8% O 20%-23% N 15%-17% 某些蛋白质含有：S 0.3%-2.5%以及P 少数蛋白质含有：Fe, Cu，Zn，Mo和I等元素 蛋白质中N的平均含量约16%，因此食物与饲料中蛋白质的含 量可以通过凯氏定N（Kjeldahl法）进行大致估计
22蛋白质的基本结构单位—氨基酸 2.2.1氨基酸的基本结构和构型 存在于自然界的氨基酸有300种。动物机体的蛋白质经强酸水解之后 可以得到20种氨基酸,并且均为L氨基酸(除了甘氨酸),含不对 称的a-碳原子。它们之间的差别在于有不同的则链基团R 镜面 镜面 H H O、H R COOH H-C-OH NH, CH,OH CH,OH CH,OH CH,OH 氨基酸的结构通式 L-丝氨酸 D丝氨酸 L-甘油醛 D甘油醛 氨基酸与甘油醛的构型
2.2 蛋白质的基本结构单位——氨基酸 2.2.1 氨基酸的基本结构和构型 存在于自然界的氨基酸有300种。动物机体的蛋白质经强酸水解之后 可以得到20种氨基酸，并且均为L-氨基酸（除了甘氨酸），含不对 称的α-碳原子。它们之间的差别在于有不同的侧链基团 R。 NH2 C α R COOH H 氨基酸的结构通式 C C O O CH2OH H3N H C C O H CH2OH HO H C C O O CH2OH H NH3 C C O H CH2OH H OH 镜面 L-丝氨酸 D-丝氨酸 L-甘油醛 D-甘油醛 镜面 氨基酸与甘油醛的构型
22.2组成蛋白质的20种氨基酸 5-1 Properties and Conventions Associated with the Standard Amino Acids Abbreviated Amino acid (R group) Hydropathy in proteins (%) R groups Glycine 2.34 5.97 0.4 7.2 Alanin 2.34 5.97 Leuc ine 131 2.36 9.60 5.98 3.8 9.1 Isoleucine 131 968 6.02 4.5 5.3 Methionine 149 2.28 921 5.74 1.9 2,3 Aromatic R groups 165 1.83 9,13 548 3,9 181 2.20 9.11 10.07 5.66 Tryptophan 2.38 9.39 5.89 1.4 Polar, uncharged R groups Serine 2.21 -0.8 Proline 115 1.99 10.96 648 Threonine PTcAG 119 2.11 9.62 587 0.7 5.9 121 8.18 132 2.02 5.41 2.17 9,13 5.65 4,2 Positively charged R groups 146 8.95 10.53 9.74 39 Histidine 155 9.17 6.00 Arginine 174 2.17 904 12.48 10 Negatively charged Aspartate 133 9.60 3.65 3.5 5.3 Glutamate 147 2.19 9.67 4.25 3.22 3.5 6.3 'A scale combining hydrophobicity and hydrophilicity of R groups; it can be used to me tendency of an amino acid to seek ues) or a nyaropno te,J& bio.157.105-132 'Average occurrence in over 1150 proteins From Doolittle, R F(1989)Redundancies in protein Structure and the Principles of Profein Conformation(Fasman, G D, ed) Plenum Press, NY, pp. 599-623 n sequences In Prediction of protein
2.2.2 组成蛋白质的20种氨基酸
22.3氨基酸的分类 在中性pH条件下 按其R侧链极性和所带电荷的不同,分为四大类, 不带电荷极性氨基酸:Gly,Ser,Thr,Cys, Thr Asn,Gln 带负电荷极性氨基酸:Asp,Glu 带正电荷极性氨基酸:His,Arg,Iys 非极性氨基酸:Aa,Va,Leu,Ie,Pro,Phe,Trp,Met
2.2.3 氨基酸的分类 在中性pH条件下 按其R侧链极性和所带电荷的不同，分为四大类, 不带电荷极性氨基酸：Gly, Ser, Thr, Cys,Thr,Asn,Gln 带负电荷极性氨基酸： Asp, Glu 带正电荷极性氨基酸： His, Arg, Lys 非极性氨基酸：Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Phe, Trp, Met
含非极性侧链基团 含极性侧链基团 Nonpolar, aliphatic R groups Polar, uncharged R groups COO COO coo COO COO COO H3N--C-H H3N-C-H H3 N-C-H HgN-C--H HgN-C-H HSN-C--H CH CH CHoOR H-C-OB CH2 CH. ch SH Glycine Alanine Valin Serine Threonine Cysteine COO COO COO COO COO COO H3N-C--H H3N-C-H H3N-C-H H H8N-C-H HSN-C-H CH H-C-CHs HoN CHe CH H2C CH CH CHs CH3 CH H2N CHs HoN leucine Methionine Isoleucine Proline Asparagine Glutamine Gly,G Ala, A Val, V Ser, S Thr, T Cys, C Leu.l Met. m eI Pro, P Asn,N GIn, Q
含非极性侧链基团 含极性侧链基团 Ser, S Thr, T Cys, C Pro, P Asn, N Gln, Q Gly, G Ala, A Val, V Leu, L Met, M Ile, I
含芳香基团 含碱性侧链基团(带正电荷) Aromatic R groups Positively charged R C00 CO0 cO0 cO0 HgN-C-H H3N-C-H H3N-C-H H3N-C-H H3N-C-H H3N-C-H CH2 CH C CH CH CH NH NHs C=NH2 nH2 Phe nenvlalanine tryptophan Lysine Histidine Phe, F; Tyr, Y; Trp, W LVs. K: Arg. R: his H
含芳香基团 含碱性侧链基团（带正电荷） Phe, F; Tyr, Y; Trp, W Lys, K; Arg, R; His, H
