第五章氨基酸,肽和蛋白质 第一节概述 蛋白质是生物体的重要组成部分,在生物体系中起着核心作用,占活细胞干 重的50%左右。虽然有关细胞的进化和生物组织信息存在于DNA中,但是,维持 细胞和生物体生命的化学和生物化学过程全部是由酶来完成。众所周知,每一种 酶在细胞中是高度专一的催化一种生物化学反应,酶是具有催化功能的蛋白质 此外,有的蛋白质,例如胶原蛋白、角蛋白和弹性蛋白等,在细胞和复杂的生物 体中作为结构单元,对于细胞的结构和功能起着重要作用。蛋白质之所以具有多 种功能,这是与蛋白质的化学组成和结构有关。许多种蛋白质已经从生物材料中 分离提纯,其相对分子质量大约在5000到几百万之间。蛋白质由50%~55%C、 6%~7%H、20%~23%0、12%~19%N和0.2%~3%S等元素构成,有些蛋白质分 子还含有铁、碘、磷或锌。蛋白质完全水解的产物是α-氨基酸,它们的侧链结 构和性质各不相同,大多数蛋白质是由20种不同氨基酸组成的生物大分子。蛋 白质分子中的氨基酸残基靠酰胺键连接,形成含多达几百个氨基酸残基的多肽 链。酰胺键的C-N键具有部分双键性质,不同于多糖和核酸中的醚键与磷酸二酯 键,因此蛋白质的结构非常复杂,这些特定的空间构象赋予蛋白质特殊的生物功 能和特性。 根据蛋白质的分子组成,蛋白质可以分为两类,一类是分子中仅含有氨基酸 (即细胞中未被酶修饰的蛋白质)的简单蛋白( Hemoproteins),另一类是由氨 基酸和其他非蛋白质化合物组成(即经酶修饰的蛋白质)的结合蛋白( Conjugated proteins),又称杂蛋白( Heteroproteins)。结合蛋白中的非蛋白质组分统称为 辅基( Prosthetic groups)。根据辅基的化学性质不同,可以分为核蛋白(核糖 体和病毒)、脂蛋白(蛋黄蛋白、一些血浆蛋白)、糖蛋白(卵清蛋白、κ-酪蛋 白)、磷蛋白(α-和β-酪蛋白、激酶、磷酸化酶)和金属蛋白(血红蛋白、肌 红蛋白和几种酶)。其中糖蛋白和磷蛋白是蛋白质以共价键分别与碳水化合物和 磷酸基团连接,而其他的蛋白质则是蛋白质通过非共价键与核酸、脂类和金属离 子形成复合物。 每一种蛋白质都有其特定的三维结构。因此也可按照蛋白质的结构分为纤维 蛋白和球蛋白。纤维蛋白是由线形多肽链组成,构成生物组织的纤维部分,如胶 原蛋白、角蛋白、弹性蛋白和原肌球蛋白都属于这类蛋白质。球蛋白是一条或几 条多肽链靠自身折叠而形成球形或椭圆结构。此外,肌动蛋白和血纤维蛋白等纤 维蛋白分子是为α-球蛋白的线性聚集结构。大多数酶都属于球蛋白,纤维蛋白 总是起着结构蛋白的作用第五章 氨基酸，肽和蛋白质 第一节 概述 蛋白质是生物体的重要组成部分，在生物体系中起着核心作用,占活细胞干 重的 50%左右。虽然有关细胞的进化和生物组织信息存在于 DNA 中，但是，维持 细胞和生物体生命的化学和生物化学过程全部是由酶来完成。众所周知,每一种 酶在细胞中是高度专一的催化一种生物化学反应，酶是具有催化功能的蛋白质。 此外，有的蛋白质，例如胶原蛋白、角蛋白和弹性蛋白等，在细胞和复杂的生物 体中作为结构单元，对于细胞的结构和功能起着重要作用。蛋白质之所以具有多 种功能，这是与蛋白质的化学组成和结构有关。许多种蛋白质已经从生物材料中 分离提纯，其相对分子质量大约在 5000 到几百万之间。蛋白质由 50%～55% C、 6%～7% H、20%～23% O、12%～19% N 和 0.2%～3% S 等元素构成，有些蛋白质分 子还含有铁、碘、磷或锌。蛋白质完全水解的产物是α-氨基酸，它们的侧链结 构和性质各不相同，大多数蛋白质是由 20 种不同氨基酸组成的生物大分子。蛋 白质分子中的氨基酸残基靠酰胺键连接，形成含多达几百个氨基酸残基的多肽 链。酰胺键的 C-N 键具有部分双键性质，不同于多糖和核酸中的醚键与磷酸二酯 键，因此蛋白质的结构非常复杂，这些特定的空间构象赋予蛋白质特殊的生物功 能和特性。 根据蛋白质的分子组成，蛋白质可以分为两类，一类是分子中仅含有氨基酸 （即细胞中未被酶修饰的蛋白质）的简单蛋白（Homoproteins）,另一类是由氨 基酸和其他非蛋白质化合物组成（即经酶修饰的蛋白质）的结合蛋白（Conjugated proteins）,又称杂蛋白（Heteroproteins）。结合蛋白中的非蛋白质组分统称为 辅基（Prosthetic groups）。根据辅基的化学性质不同，可以分为核蛋白（核糖 体和病毒）、脂蛋白（蛋黄蛋白、一些血浆蛋白）、糖蛋白（卵清蛋白、κ-酪蛋 白）、磷蛋白（α-和β-酪蛋白、激酶、磷酸化酶）和金属蛋白（血红蛋白、肌 红蛋白和几种酶）。其中糖蛋白和磷蛋白是蛋白质以共价键分别与碳水化合物和 磷酸基团连接，而其他的蛋白质则是蛋白质通过非共价键与核酸、脂类和金属离 子形成复合物。 每一种蛋白质都有其特定的三维结构。因此也可按照蛋白质的结构分为纤维 蛋白和球蛋白。纤维蛋白是由线形多肽链组成，构成生物组织的纤维部分，如胶 原蛋白、角蛋白、弹性蛋白和原肌球蛋白都属于这类蛋白质。球蛋白是一条或几 条多肽链靠自身折叠而形成球形或椭圆结构。此外，肌动蛋白和血纤维蛋白等纤 维蛋白分子是为α-球蛋白的线性聚集结构。大多数酶都属于球蛋白，纤维蛋白 总是起着结构蛋白的作用