第二章  氨基酸与蛋白质的一级结构
第一节.蛋白质概述
1.1   蛋白质的功能与分布
单细胞生物
胞外酶
鞭毛-蛋白质（运动器官）
细胞壁-糖、脂、肽
细胞膜-载运蛋白、酶蛋白
细胞核-酶蛋白（催化遗传）
细胞质-酶蛋白（催化物质代谢）
多细胞动物个体层次
毛发、皮肤：角蛋白
毛发、皮肤：角蛋白
蛋白质分布广泛、功能多样
1. 催化功能-酶
2. 结构功能-皮、毛、骨、牙、细胞骨架
3. 载运功能-膜蛋白
4. 调控功能-激素  如胰岛素  组蛋白
5. 运动功能-鞭毛、肌肉蛋白
6. 防御功能-免疫球蛋白
7. 接受和传递信息 视色素 味觉蛋白  
1.2  蛋白质的组成与结构
max.book118.com 蛋白质的元素组成
主要由C、H、O、N四种元素组成。
大多数蛋白质还含有S，
有些结合蛋白质含有Fe、Cu、Mg、Zn等
氮的含量接近16%。
样品中蛋白质含量/含氮量称作蛋白质系数。
动物蛋白质系数为6.25，植物在5.7左右
max.book118.com 蛋白质的分类
一、依据蛋白质的外形分类
球状蛋白质、纤维状蛋白质。
球状蛋白质：globular protein外形接近球形或椭圆形，溶解性较好，能形成结晶，大多数蛋白质属于这一类。
纤维状蛋白质：fibrous protein分子类似纤维或细棒。又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。
二、依据蛋白质的组成分类
按照蛋白质的组成，可以分为
简单蛋白(simple protein) 
和结合蛋白(conjugated protein) 。
简单蛋白
又称为单纯蛋白质；这类蛋白质只含由-(氨基酸组成的肽链，不含其它成分。
1，清蛋白和球蛋白：albumin and globulin广泛存在于动物组织中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。
2，谷蛋白(glutelin)和醇溶谷蛋白(prolamin)：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀碱中，后者可溶于70－80％乙醇中。
3，精蛋白和组蛋白：碱性蛋白质，存在与细胞核中。
4，硬蛋白：存在于各种软骨、腱、毛、发、丝等组织中，分为角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。
结合蛋白
由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成，
色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成。如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。
糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞膜中的糖蛋白等。
脂蛋白：由简单蛋白与脂类结合而成。 如血清脂蛋白等。
核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。如细胞核中的核糖核蛋白等。
三、按功能分类
1. 酶类               
2. 运输蛋白 
3. 运动蛋白          
4. 激素蛋白             
5. 细胞激动素
6. 防御蛋白
7.结构蛋白
第二节.氨基酸
2.1 氨基酸的种类与结构
含有氨基的羧酸
(一)、 化学结构
R-CH(NH2)-COOH
R 代 表 氨 基 酸 之 间 相 异 的 部 分 ， 叫 R 基 (R group)， 又 称 为 侧 链 (sidechain) 。
无色晶体、溶于水
max.book118.com. 氨基酸的旋光性与构型
旋光性：可使偏振光平面发生旋转
    不对称碳原子：碳原子所连的4个碳原子不相同
    构型 ：不对称碳原子周围的取代基在空间上的排列
20种氨基酸除甘氨酸外都具有旋光性
除甘氨酸(Gly)外， (-C都是不对称碳原子，且都为L-构型
构型的改变需要共价键的的破坏与重新形成，与氢键无关，氨基酸的L- 、D-型都是以甘油醛为标准确定的。
max.book118.com. 常见的蛋白质氨基酸
20种都是(-氨基酸
除甘氨酸(Gly)外， (-C都是不对称碳原子，且都为L-构型
脯氨酸(Pro)不含游离的氨基，为亚氨基酸
半胱氨酸(Cys)和蛋氨酸(Met)含有S元素
max.book118.com. 非蛋白质氨基酸
各种生物分离到的氨基酸已达250种以上
激素、代谢中间产物、毒素、抗菌素等
max.book118.com、蛋白质氨基酸的分类
按侧链(-R)的性质，常见的蛋白质氨基酸被分为四类：
  1. 非极性R基氨基酸（共9种）：
   甘氨酸(Gly)   丙氨酸(Ala)    缬氨酸(Val)    
   亮氨酸(Leu)   异亮氨酸(Ile)  脯氨酸(Pro)
   色氨酸(Trp)   甲硫氨酸(Met)  苯丙氨酸(Phe)
2.无电荷的极性R基氨基酸（共6种）：
丝氨酸(Ser),    苏氨酸(Thr),     酪氨酸(Tyr),   
半胱氨酸(Cys),  天冬酰胺(Asn),   谷氨酰胺(Gln)?
3.带正电荷的极性R基氨基酸（共3种）：
赖氨酸(Lys),    精氨酸(Arg),  组氨酸(His)
4.带负电荷的极性R基氨基酸（共2种）：
天冬氨酸(Asp)       谷氨酸(Glu)
max.book118.com. 必需氨基酸
人和动物维持正常生理功能所必需，而又不能自身合成的氨基酸称为必需氨基酸（essential amino acids）。
必需氨基酸包括赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、色氨酸、组氨酸和精氨酸，其中组氨酸和精氨酸，人虽然能合成，但效率低，尤其在婴幼儿时期，需要由外界供给。
2.2 氨基酸的性质
max.book118.com. 氨基酸的两性解离
氨基酸分子中既含有酸性的-COOH，又含有碱性的-NH2。属两性离子(带相反电荷的极性分子叫做两性离子或偶极离子)
(-COOH的 pK = 2左右；(-NH2的pKa = 9左右（ pK  解离常数的负对数）
当氨基酸所带正电荷与所带负电荷相等时，溶液的PH值为这一种氨基酸的等电点（PI）
max.book118.com. 氨基酸的化学反应
1）氨基参加的反应
与HNO2的反应
与甲醛的反应
酰基化和烃基化反应
2）羧基参加的反应
成酯与成盐反应
酰氯化与酰胺化反应
3）氨基和羧基共同参加的反应
与茚三酮的反应
形成肽键
4）侧链具有的反应
形成二硫键
成酯反应
1）氨基参加的反应
与HNO2的反应
       放出氮气，可用于计算氨基酸的量。
酰基化
烃基化反应
酰基化反应
丹磺酰氯(DNS-CL)与氨基酸反应生成荧光性质强和稳定的磺胺衍生物
用于多肽链NH3末端氨基酸的标记
烃基化反应
2,4-二硝基氟苯（DNFB ，Sanger试剂）在弱碱性溶液中与氨基酸发生取代反应，生成黄色化合物二硝基苯基氨基酸。
苯异硫氰酸酯（ PITC）在弱碱性条件下，与氨基酸反应生成苯乙内酰硫脲衍生物，此反应又称之Edman反应，氨基酸序列测定常用的反应
2）羧基参加的反应
成酯与成盐反应
酰氯化与酰胺化反应
3）氨基和羧基共同参加的反应
与茚三酮的反应
茚三酮在弱酸性溶液中与氨基酸共热，具有游离氨基的氨基酸都生成紫色化合物。脯氨酸是一个亚氨基酸，生成黄色化合物。
4）侧链具有的反应
形成二硫键      -成酯反应
第三节.氨基酸的分离与分析 
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