蛋白质的结构与功能(IV)

《蛋白质的结构与功能(IV)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章蛋白质的结构与功能蛋白质是由氨基酸组成的一类重要的生物大分子，是生命的物质基础，在生物体内占有特殊的地位。蛋白质种类繁多，在人体内有10万多种，生物界中的蛋白质种类估计在1010－1012数量级，其结构的差异赋予它们多种多样的生物功能。蛋白质是细胞的组成物质，细胞质就是以蛋白质为主的溶液。在人体中蛋白质含量可高达总固体量的45％（干基计），人和动物的肌肉是蛋白质，毛发甲角蹄等均以蛋白质为主要成分。蛋白质是生物体内一切生命活动的物质基础，生物体内的生理活动往往通过蛋白质来实现。蛋白质重要功能主要表现形式如下:①催化作用。生物体内的化学过程都是通过酶的催化来完成，

2、酶是蛋白质，由于酶的作用，新陈代谢才能沿着一定的方向进行，从而表现出各种生命现象。②激素作用。动物体内起代谢调节作用的某些激素是蛋白质或多肽，如胰岛素、生长素等。③肌肉收缩作用。肌肉中的蛋白质主要是肌动球蛋白④运输贮藏功能。⑤免疫作用。⑥生物膜功能⑦控制遗传信息表达及生长和分化。第一节蛋白质的分子组成一蛋白质的元素组成根据元素分析可知，蛋白质主要含碳（50～55％）、氢（6～8％）、氧（20～23％）、氮（15～17％）、硫（0～4％）等元素组成，除此之外，有些蛋白质还含有微量磷、铁、铜、锌等金属元素。因为大多数蛋白质中含氮的量比较接近，一般为15～17％，平均16

3、％，可以通过测定样品中氮的含量计算其中蛋白质含量。Kjeldahl定氮法正是依此来计算蛋白质量的。所测得的含氮量乘以6.25即算出样品中蛋白质的含量。蛋白质含量(g/100g样品)=每克样品含氮量(g)×6.25×100二、蛋白质的基本结构单位——氨基酸蛋白质虽种类繁多，功能多样，结构复杂，但其彻底水解的终产物都是氨基酸，因此氨基酸是蛋白质的基本结构单位。构成蛋白质的基本氨基酸有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸外，均为α-氨基酸，其结构如下：R为侧链。除R为氢原子（甘氨酸）外，其它氨基酸的α-碳原子都是不对称碳原子（手性碳原子），因而可形成不同构型，具旋光性质。构型书

4、写形式，羧基写在α-碳原子上方，侧链R基写在下方，氨基在α-碳原子左边的为L-型，在右边的为D-型。天然蛋白质中的氨基酸皆为L-型-α-氨基酸。从不同的角度出发可以将20种氨基酸分为不同的类别.按氨基酸R基团的极性不同，可把20种氨基酸分为极性氨基酸和非极性氨基酸两大类：a非极性氨基酸：有9种,它们的R基团包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸等。b极性氨基酸：有11种，根据它们在水中的带电情况，又可区分为：①极性不带电荷：包括丝氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、酪氨酸、半胱氨酸；②极性带负电荷：包括天冬氨酸、谷氨酸；③极性带正电荷：包括组

5、氨酸、赖氨酸、精氨酸等。由于赖、苏、甲硫、缬、亮、异亮、色、苯丙氨酸人体无法合成，必须从食品中摄取才能满足机体需要，称为必需氨基酸。精氨酸与组氨酸合成不足，新生儿不能合成酪氨酸与半胱氨酸，也称半必需氨基酸。其余的10种氨基酸人体可以自身合成而不依赖从外界食物中摄取，为非必需氨基酸。因在食物蛋白质中含量较少并因此影响其它氨基酸吸收利用的必需氨基酸称限制性氨基酸。植物蛋白质中苏、赖、蛋、色氨酸等常常是主要限制性氨基酸。在生物体内已发现150多种其它类型氨基酸。天然氨基酸分类表(三)氨基酸的主要理化性质一般物理性质氨基酸为无色晶体，熔点超过200℃，个别超过300℃，原因

6、是氨基酸在晶体时也以两性离子的形式存在，类似于无机盐。α-氨基酸有酸、甜、苦、鲜4种不同味感。氨基酸一般都溶于水，但在水中的溶解度差别很大。除甘氨酸外，其他氨基酸都具有旋光性，不同氨基酸的旋光方向并不一致。1.两性解离和等电点氨基酸分子含有氨基（-NH2）和羧基（-COOH），它的-COOH基能象酸一样解离提供H+，其-NH2也能象碱一样接受H+，变为-NH3+，这样就成同一分子上带有正、负两种电荷的偶极离子，因此它是两性电解质，在酸性和碱性介质中的解离情况可用下式表示：在酸性介质中，氨基酸主要以正离子状态存在，在外加电场中移向阴极；在碱性介质中，它以负离子状态存在

7、，在电场中移向阳极。就一种氨基酸而言，调节其介质的酸、碱度达到某一pH值时，使氨基酸的-NH3+和-COO-的解离度相等，氨基酸净电荷为零的偶极离子态存在，该氨基酸在电场中既不向阳极移动，也不向阴极移动，这时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点(简称PI)。以丙氨酸为例说明氨基酸的解离情况，分步解离如下：在等电点时氨基酸所带净电荷为零，带正电荷的离子数目等于带负电荷的离子数目。即:则:方程两边取负对数后得:2pH＝pK1＋pK2此时的pH值即为pI值。所以pI＝pH＝（pK1＋pK2）/2丙氨酸的pK1、pK2值，代入上式得丙氨酸的pI＝（2.34＋9.69）/2＝