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1、第一章第一章 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能蛋白质-英文为“Protein”第一重要.生老病死，万物轮回(蛋白质层次)w生（诞生、生长）：在蛋白质（酶）控制（催化）下的老细胞计划性凋亡和新细胞的再生（细胞新陈代谢）、活细胞物质的代谢。w老？老？w蛋白质功能的普遍衰退(?)。w病个别蛋白质的功能障碍。w死？w蛋白质功能的全部停止,分解。w蛋白质蛋白质生物功能分子生物功能分子w功能功能 蛋蛋 白白,大多为大多为 球球 状状；w细胞膜载体蛋白（物质、信号）、酶w细胞质(包括细胞器)酶（物质代谢）、信号传递w细胞核酶（遗传）、结构蛋白（染色体骨架）w细胞质(包括细胞器)酶（物质代谢）、信号传递蛋
2、白质分布广泛、功能多样w1.催化功能-酶w2.结构功能-皮、毛、骨、牙、细胞骨架w3.载运功能-膜蛋白w4.调控功能-激素w5.运动功能-鞭毛、肌肉蛋白w6.防御功能-免疫球蛋白w7.神经传导基本功能辅助功能 其他组成以及结构复杂程度不同其他组成以及结构复杂程度不同w（分子结构决定生物功能）（分子结构决定生物功能）提问：提问：为什么同样是蛋白质功能大不相同？为什么同样是蛋白质功能大不相同？第一节第一节 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成v蛋白质是一类含氮有机化合物蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳、氢、，除含有碳、氢、氧外，还有氮和少量的硫。某些蛋白质还含有氧外，还有氮和少量的硫。某些蛋白质还
3、含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、碘、锌和其他一些元素，主要是磷、铁、碘、碘、锌和铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为：铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为：w 碳碳 50505555w 氢氢 6 67 7w 氧氧 19192424w 氮氮 131319%19%w 硫硫 0 04 4w 其他其他 微微 量量蛋白质的含氮量蛋白质的含氮量v氮占生物组织中所有含氮物质的绝大部分。因此，可以将生物组织的含氮量近似地看作蛋白质的含氮量。由于大多数由于大多数蛋白质的含氮量接近于蛋白质的含氮量接近于16%16%，所以，可以根据生物样品中的含氮量来计算蛋白质的大概含量：v蛋白质含量（克蛋白质含量（克
4、%）=每克生物样品中含每克生物样品中含氮的克数氮的克数 6.25 6.25一、氨基酸一、氨基酸蛋白质蛋白质多聚氨基酸多聚氨基酸 如图如图什么是氨基酸呢？什么是氨基酸呢？牛胰脏核糖核酸酶蛋白分子氨基酸组成一一 蛋白质的组成单位蛋白质的组成单位氨基酸氨基酸w含有氨基的羧酸wR-CH(NH2)-COOHwR 代 表 氨 基 酸 之 间 相 异 的 部 分，叫 R 基(R group)，又 称 为 侧 链(sidechain)。w无色晶体、溶于水 酪氨酸分子 w地 球 上 天 然 形 成 的 氨 基 酸 有 种 以 上，但 是 构 成人体 蛋 白 质 的 氨 基 酸 只 有 20 种,且都是-氨基酸（
5、可能还存在更多氨基酸（可能还存在更多的）的）。w提问：什么是什么是-氨基酸？氨基酸？w答案：w-C-C-C-C-COOHw w-C-C-C-C(NH2)-COOH -氨基酸 w-C-C-C(NH2)-C-COOH -氨基酸 w-C-C(NH2)-C-C-COOH -氨基酸20种基本氨基酸图示w构构 成成 蛋蛋 白白 质质 的的 前二前二 十十 种种 氨氨 基基 酸酸 的的 名名 称称、符符 号号、化化 学学 结结 构构 和和 疏疏 水水 性性 指指 数数。指指 数数 愈愈 正正 表表 示示 疏疏 水水 性性 愈愈 强强。天冬氨酸天冬氨酸赖氨酸赖氨酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸酪氨酸酪氨酸色氨酸色氨
6、酸谷氨酸谷氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸缬氨酸缬氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸脯氨酸脯氨酸纯晶体状态CHCOOHH3NRCOO-H4N+水溶后等电荷状态总电荷 0加 酸H+H+H+H总电荷“”CHCOOHH3NRCOO-H4N+水溶后等电荷状态总电荷 0加 碱OHOHOH总电荷“-”H3NH2OH3NCHCOOHRH3NCHCOO-R+H2NCHCOO-ROH-H+OH-H+在酸性溶液中 在晶体状态或水溶液中 在碱性溶液中 即等电点（pI）“+”+”“不带电不带电”“”“”pIpI等电点时的等电
7、点时的pHpH不同氨基酸等电点（不同氨基酸等电点（pIpI）不同）不同提问：提问：为什么？为什么？+_ _答案：答案：w-R 有电性区别。w中性氨基酸pI一般为6.0w提问：为什么偏酸性？w答案：-COOH解离程度略大于-NH2的得电子能力w提问：酸性氨基酸的pI(更偏酸、更偏碱）？w更酸（3.0 左 右）w 碱 性 氨 基 酸pI 更 碱（7.610.7)(只 有 三 种）w 提 问：大 多 数 氨 基 酸 在 中 性（pH=7）时，带 电？-w w溶 解 度 最 小，易 于 沉 淀w 提 问：为 什 么？w较小的同性排斥w含苯环氨基酸大键吸收紫外光，蛋白质故也具有紫外吸光性，实验室利用紫外
8、分光光度仪在280nm处测定蛋白质含量；w 氨基酸是如何聚合为蛋白质的呢？w 成 肽 反 应二二 肽肽肽键肽键(酰胺键)二二 肽肽 1.成成 肽肽 反反 应应w二肽还有羧基与氨基，还可以继续与其他氨基酸缩水形成三肽、四肽等等w多个氨基酸形成的肽叫多肽，呈链状故又称多肽链。w蛋白质=1或几条长多肽链或几条长多肽链+或不或不+辅辅助基团助基团 2.活活 性性 肽肽 w如催产素、加压素（升高血压）、舒缓素、干扰素、胸腺肽、脑肽等等。CH2CHNH2CONHCHCH2C6H4OHCONHCHCHCH3CH2CH3CONHCH(CH2)2CONHCHCH2CONH2CONHCHCH2CONCH2CH2C
9、H2CONHCHCHCH3CH3CONHCH2CONH2SSCONH21半胱氨酸2酪氨 酸3异亮氨酸4谷氨酰胺5天冬酰胺6半胱氨酸7脯氨酸8缬氨酸9甘氨酸催产素w干扰素、胸腺肽是治疗乙肝、肿瘤的首选药w机理：由受损细胞分泌促使其他细胞产生相应的抗病毒蛋白质。w 脑肽是人在受到突然伤害，脑垂体自然分泌的“鸦片”。w 提 问：有什么生物意义吗？w不受疼痛的干扰，迅速自救虾红素虾红素为为 研研 究究 方方 便便，分分 四四层层 次次 探探 讨讨1.一一 级级 结结 构（构（线线 性性 结结 构）构）w蛋 白 质 的 一 级 结 构(primary structure)指 它 的 氨 基 酸 序 列。N 端（“H”）C 端（“OH”）其 中 的 氨 基 酸 称 氨 基 酸 残 基(NHCO)R
