蛋白质的结构与功能
StructureandFunctionofProtein
内容提要
·蛋白质的基本组成单位氨基酸及其连接方式·蛋白质的一级、二级、三级、四级结构
·蛋白质一级结构和功能的关系
·蛋白质的理化性质
一、什么是蛋白质?
蛋白质(protein)是由许多氨基酸(aminoacids)通过肽键(peptidebond)相连形成的高分子含氮化合物。
二、蛋白质的生物学重要性
1.蛋白质是生物体重要组成成分
分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。
含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45%,某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80%。
2.蛋白质具有重要的生物学功能
1)作为生物催化剂
2)代谢调节作用
3)免疫保护作用
4)物质的转运和存储
5)运动与支持作用
6)参与细胞间信息传递
3.氧化供能
第1节
蛋白质的分子组成
TheMolecularComponentofProtein
主要有C(50%-55%)、H(6%-8%)、
(-);、N(13%-19%)和
有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、
锌、锰、钴，钼，个别蛋白质还含有碘。
-4
%
0
19
S
O
√组成蛋白质的元素：
√蛋白质元素组成的特点
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。
由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算
出蛋白质的大致含量：
100克样品中蛋白质的含量(g%)
=每克样品含氮克数×6.25×100
1/16%
一、氨基酸——组成蛋白质的基本单位
存在自然界中的氨基酸有300余种，但组
成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属L-α-氨基酸(甘氨酸除外)。
氨基酸的化学结构具有共同的特点：碳原子上除连接1个羧基，还有1个氨基，故称为α-碳原子。此外还有1个侧链(R基团)。
除甘氨酸外，α-碳原子均为不对称碳原子，
具有L型和D型两种旋光异构体。
COO-
CHA
-c—NH?
芮氮酸
L-氨基酸的通式
不同的氨基酸其侧链R基团各异
(一)氨基酸的分类
根据侧链R基团的结构和理化性质可分为四类：
1.非极性疏水性氨基酸：
在水中溶解度较小
包括：
带有脂肪烃侧链氨基酸(丙、缬、亮、异亮)
含芳香环的氨基酸(苯丙)
含硫氨基酸(甲硫)
亚氨基酸(脯)及甘氨酸
甘氨酸
丙氨酸
缬氨酸
亮氨酸
异亮氨酸
glycine
alanine
valine
leucine
isoleucine
Gly
Ala
Val
Leu
Ile
G
A
V
L
I
5.97
6.00
5.96
5.98
6.02
三字一字等电点
结构式中文名英文名
1.非极性疏水性氨基酸符号符号(pI)
苯丙氨酸phenylalaninePheF5.48
脯氨酸prolineProP6.30
H—CHCOo-
*NH?
CH?—CHCO0-
+NH?
CH?-—CH·CHCO0-
CH?
CH?
CHCOO-
CH?
NH?
CH?
2.极性中性氨基酸：
含有具有一定极性的R基团，在水中溶解度较非
极性疏水性氨基酸大。
包括：
有羟基的氨基酸(丝、苏)
有酰胺基的氨基酸(谷氨酰胺、天冬酰胺)含巯基的氨基酸(半胱)
芳香族氨基酸(酪、色)
tryptophan
serine
tyrosine
cysteine
methionine
asparagine
glutamine
threonine
色氨酸
丝氨酸 酪氨酸半胱氨酸
蛋氨酸
天冬酰胺谷氨酰胺苏氨酸
5.89
5.68
5.66
5.07
5.74
5.41
5.65
5.60
Try
Ser
TryCys
Met
Asn
Gln
Thr
W
S
YC
M
N
Q
T
HS—CH?--CHCOO-
+NH?
CH?SCH?CH?—CHCOo-
+NH?
2.极性中性氨基酸
HO-CH?CHcoo-+NH?
CH?
N
CH?—CHcoo+NH?
—CHCOo-
+NH?
HO
3.酸性氨基酸
有两个羧基，在生理条件下带负电荷。包括：天冬氨酸和谷氨酸
4.碱性氨基酸
在生理条件下带正电荷。
包括：侧链含ε-氨基的赖氨酸
R基团含一个带正电荷胍基的精氨