1、蛋白质化学蛋白质化学 Protein chemistry 问问 题题 什么是蛋白质什么是蛋白质 什么是蛋白质分什么是蛋白质分子子 蛋白质化学的内容是什么蛋白质化学的内容是什么 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能 蛋白质的定义 蛋白质的分类 蛋白质的化学组成 蛋白质的结构 结构与功能的关系 理化性质和别离提纯 蛋白质蛋白质的定义的定义 蛋白质的定义蛋白质的定义 protein is derived from the Greek word (proteios),meaning in the lead or standing in front.or the most important 蛋白质分子
2、蛋白质分子 蛋白质蛋白质的最小的最小功能功能单位单位 蛋白质的分类蛋白质的分类 按形状分按形状分：按按组成组成分分 按功能分按功能分 按结构按结构分分 按形状分按形状分类类 轴轴比：比：长轴长轴与短轴的比例。与短轴的比例。1010:1:1 纤维状蛋白纤维状蛋白 Fibrous proteinsFibrous proteins 球状蛋白质球状蛋白质 Globular proteinsGlobular proteins 膜蛋白膜蛋白 Membrane proteinsMembrane proteins 纤维状蛋白纤维状蛋白 a-Keratin a-ibroin and-Keratin:-Sheet
3、 Proteins Triple Helix:Collagen 球状蛋白质球状蛋白质 膜蛋白膜蛋白 按按组成组成分分类类 终产物氨基酸终产物氨基酸 简单蛋白简单蛋白simple protein 结合蛋白结合蛋白conjugated protein 分类分类 溶解度溶解度 实例实例 可溶可溶 不溶或沉淀不溶或沉淀 清蛋白清蛋白 (albumins)(albumins)水、稀盐、稀酸水、稀盐、稀酸、稀碱、稀碱 饱和硫酸铵饱和硫酸铵 血清清蛋白、卵清蛋白血清清蛋白、卵清蛋白 球蛋白球蛋白 （globulinsglobulins）稀盐、稀酸、稀稀盐、稀酸、稀碱碱 水、水、1/21/2饱和硫饱和硫酸铵酸
4、铵 血清清蛋白、溶菌酶血清清蛋白、溶菌酶 谷蛋白谷蛋白 (glutelins)(glutelins)稀酸、稀碱稀酸、稀碱 水、稀盐水、稀盐 麦谷蛋白麦谷蛋白 醇溶蛋白醇溶蛋白 (prolamines)(prolamines)70%90%70%90%乙醇乙醇 水水 小麦醇溶谷蛋白小麦醇溶谷蛋白 组蛋白组蛋白 (histones)(histones)水、稀酸水、稀酸 氨水氨水 富含富含ArgArg、LysLys的碱性蛋白，的碱性蛋白，与与DNADNA结合结合 精蛋白精蛋白 (protamines)(protamines)水、稀酸水、稀酸 氨水氨水 富含富含ArgArg、LysLys，缺少，缺少Tr
5、pTrp、TyrTyr 硬蛋白硬蛋白 (scleroproteins)(scleroproteins)水、稀盐、稀水、稀盐、稀酸、稀碱酸、稀碱 角蛋白、胶原蛋白角蛋白、胶原蛋白 简单蛋白质简单蛋白质 分分 类类 辅辅 基基 实实 例例 核蛋白类核蛋白类 DNADNA或或RNARNA 病毒、脱氧核糖蛋白病毒、脱氧核糖蛋白 糖蛋白类糖蛋白类 糖类糖类 免疫球蛋白、血型糖蛋白免疫球蛋白、血型糖蛋白 脂蛋白类脂蛋白类 脂类脂类 血细胞凝集素血细胞凝集素 磷蛋白类磷蛋白类 磷酸基磷酸基 乳酪蛋白乳酪蛋白 黄素蛋白黄素蛋白类类 黄素腺嘌呤二核苷酸或黄素黄素腺嘌呤二核苷酸或黄素单核苷酸单核苷酸 氨基酸氧化酶
6、、琥珀酶脱氨氨基酸氧化酶、琥珀酶脱氨酸酸 色蛋白类色蛋白类 血红素或叶绿素血红素或叶绿素 血红蛋白、叶绿素蛋白血红蛋白、叶绿素蛋白 金属蛋白金属蛋白 金属离子，如金属离子，如:Fe:Fe、MoMo、CuCu、ZnZn等等 固氮酶、铁氧还蛋白固氮酶、铁氧还蛋白 结合蛋白结合蛋白 蛋白质在生命活动中的作用 生物体的组成成分生物体的组成成分-结构结构 酶酶 运输运输 运动运动 抗体抗体 激素激素 遗传信息的控制遗传信息的控制 细胞膜的通透性细胞膜的通透性 记忆、识别记忆、识别 按功能分按功能分类类 以上分类方法各有什么好处以上分类方法各有什么好处 蛋白质的化学组成蛋白质的化学组成 一、蛋白质的元素组
7、成特征一、蛋白质的元素组成特征 二、蛋白质的根本结构单位二、蛋白质的根本结构单位 三、氨基酸的主要理化性质三、氨基酸的主要理化性质 蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成 所有蛋白质均含有所有蛋白质均含有 C C:5050-5555%H H:6 6-8 8 O O:2020-2323 N N:1515-1717 某些蛋白质含有：某些蛋白质含有：S S，P P等等非非金属元素金属元素 个别蛋白质含有：个别蛋白质含有：Zn,Zn,Fe,Fe,CuCu 等金属等金属 元素元素 蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成特点特点 各种蛋白质的平均含量氮为各种蛋白质的平均含量氮为1616左右左右 蛋白质含量克蛋白质含量
8、克%=每克生物样品中含氮每克生物样品中含氮的克数的克数 6.25 6.25 蛋白质系数蛋白质系数 凯氏凯氏KjeldahlKjeldahl定氮法测定定氮法测定 蛋白质含量测定蛋白质含量测定方方法法 最常用的四种根本方法：最常用的四种根本方法：定氮法，双缩尿法定氮法，双缩尿法BiuretBiuret法、法、FolinFolin酚酚法法LowryLowry法和紫外吸收法、考马斯亮蓝法法和紫外吸收法、考马斯亮蓝法BradfordBradford法。法。其中：其中：BradfordBradford法和法和LowryLowry法灵敏度比紫外法法灵敏度比紫外法灵敏灵敏10102020倍，比倍，比Biure
9、tBiuret法灵敏法灵敏100100倍以上。倍以上。定氮法虽然比较复杂，但较准确，往往作为其定氮法虽然比较复杂，但较准确，往往作为其他方法的标准。他方法的标准。凯氏凯氏KjeldahlKjeldahl定氮定氮 消化、蒸馏和滴定 方法选择方法选择 每种测定法各有优缺点。选择时应考虑：每种测定法各有优缺点。选择时应考虑：对测定所要求的灵敏度和精确度；对测定所要求的灵敏度和精确度；蛋白质的性质蛋白质的性质 溶液中存在的干扰物质；溶液中存在的干扰物质；测定所要花费的时间。测定所要花费的时间。考马斯亮蓝法考马斯亮蓝法BradfordBradford法，越来越广法，越来越广泛的应用泛的应用 我国的牛奶事
10、件我国的牛奶事件 三聚氰胺三聚氰胺 “白色血液“白色血液 0r 牛奶致癌牛奶致癌 性激素、性激素、IGF-1 三聚氰胺牛奶三聚氰胺牛奶 按照我国制定的生鲜牛奶的质量标准，原奶的蛋白质含量在按照我国制定的生鲜牛奶的质量标准，原奶的蛋白质含量在2.9以上，即以上，即100克生鲜牛奶的蛋白质含量在克生鲜牛奶的蛋白质含量在2.9克以上属于克以上属于合格产品，如低于合格产品，如低于2.9，就意味着向原奶里掺加了水。，就意味着向原奶里掺加了水。我国目前采用的检测牛奶蛋白质含量的方法是凯氏定氮法。我国目前采用的检测牛奶蛋白质含量的方法是凯氏定氮法。凯氏定氮法的缺点是：能检测出氮元素的量，而检测不出氮凯氏定氮
11、法的缺点是：能检测出氮元素的量，而检测不出氮属于什么化合物。属于什么化合物。三聚氰胺三聚氰胺MelamineC3H6N6，俗称密胺、蛋白精，俗称密胺、蛋白精，IUPAC命名为“命名为“2,4,6-三氨基三氨基-1,3,5-三嗪，是一种三嗪类三嗪，是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，被用作化工原料。白色单斜晶体，几含氮杂环有机化合物，被用作化工原料。白色单斜晶体，几乎无味，微溶于水乎无味，微溶于水3.1g/L常温，可溶于甲醇、甲醛、乙常温，可溶于甲醇、甲醛、乙酸等，不溶於丙酮、醚类、对身体有害，不可用於食品加工酸等，不溶於丙酮、醚类、对身体有害，不可用於食品加工或食品添加物。由它制成的树脂可用作阻燃
12、剂。它也是杀虫或食品添加物。由它制成的树脂可用作阻燃剂。它也是杀虫剂环丙氨嗪在动物和植物体内的代谢产物。剂环丙氨嗪在动物和植物体内的代谢产物。蛋白质的根本结构单位蛋白质的根本结构单位 氨基酸的结构氨基酸的结构 氨基酸的分类氨基酸的分类 稀有氨基酸稀有氨基酸 非蛋白质氨基酸非蛋白质氨基酸 构成蛋白质的根本结构单位构成蛋白质的根本结构单位 -氨基酸氨基酸Amino Acid 自然界氨基酸有自然界氨基酸有300种，蛋白质氨基酸有种，蛋白质氨基酸有20种。蛋白质氨基酸种。蛋白质氨基酸结构：结构：L-氨基酸通式氨基酸通式 蛋白质氨基酸分类 按按R R基的极性性质基的极性性质 即细胞内的即细胞内的pHpH
13、范围时的解离状态范围时的解离状态 按按R R基的化学结构基的化学结构 按按R R基极酸碱性分类基极酸碱性分类 按来源分类按来源分类 不同分类方法有不同的用途不同分类方法有不同的用途 按按R R侧链极性分为四大类侧链极性分为四大类 不带电荷极性氨基酸不带电荷极性氨基酸 ：Gly,Ser,Thr,Cys,Thr,Asn,Gln 带负电荷极性氨基酸带负电荷极性氨基酸 ：Asp,Glu 带正电荷极性氨基酸带正电荷极性氨基酸 His,Arg,Lys 非极性氨基酸：非极性氨基酸：Ala,Val,Leu,Ile,Pro,Phe,Trp,Met 按R基的结构分类分类 1 1脂肪族氨基酸：脂肪族氨基酸：一氨基一
14、羧基氨基酸：甘氨酸，丙氨酸，缬一氨基一羧基氨基酸：甘氨酸，丙氨酸，缬氨酸，氨酸，亮氨酸，异亮氨酸亮氨酸，异亮氨酸 羟基氨基酸：丝氨酸，苏氨酸。含硫氨基酸：羟基氨基酸：丝氨酸，苏氨酸。含硫氨基酸：半胱氨酸，甲硫氨酸蛋氨酸半胱氨酸，甲硫氨酸蛋氨酸 酰胺基氨基酸：天冬酰胺，谷氨酰胺。酰胺基氨基酸：天冬酰胺，谷氨酰胺。一氨基二羧基氨基酸：天冬氨酸，谷氨酸。一氨基二羧基氨基酸：天冬氨酸，谷氨酸。二氨基一羧基氨基酸：赖氨酸，精氨酸。二氨基一羧基氨基酸：赖氨酸，精氨酸。2.2.芳香族氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸。芳香族氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸。3.3.杂环族氨基酸：色氨酸、组氨酸、脯氨酸。杂环族氨基酸：色氨酸、
15、组氨酸、脯氨酸。1、中性、中性AA有极性与非极性有极性与非极性15种种 2、酸性、酸性AA2种：天冬氨酸、谷氨酸种：天冬氨酸、谷氨酸 3、碱性、碱性AA3种：组、赖、精种：组、赖、精 按按R基酸碱性分类基酸碱性分类 按按R R侧链极性分类有何优点侧链极性分类有何优点 氨基酸开发应用氨基酸开发应用 氨基酸工业是自氨基酸工业是自2020世纪世纪5050年代以来，一个朝气蓬勃的新年代以来，一个朝气蓬勃的新兴工业体系。氨基酸的研究、开兴工业体系。氨基酸的研究、开 发和应用方面均取得重大进展，发现的新氨基酸种类和发和应用方面均取得重大进展，发现的新氨基酸种类和数量已由数量已由6060年代年代5050种左
16、右，开展种左右，开展 到到8080年代的年代的400400种，目前已达种，目前已达10001000多种。其中用于药物的多种。其中用于药物的氨基酸及氨基酸衍生物的品种氨基酸及氨基酸衍生物的品种 达达100100多种。我国药用氨基酸原料生产厂现今已开展到多种。我国药用氨基酸原料生产厂现今已开展到4040多家，产量由多家，产量由19941994年的年的600600 多多t t增长增长40004000多多t t，1818种根本氨基酸中已有种根本氨基酸中已有1717种实现了国种实现了国产化。氨基酸在医药上主要用作产化。氨基酸在医药上主要用作 氨基酸输液和口服氨基酸制剂，此外还用作治疗药物氨基酸输液和口服氨基酸制剂，此外还用作治疗药物 、短肽药物和医药合成原料。短肽药物和医药合成原料。蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸的理化性质的理化性质 物理性质物理性质 旋光性旋光性 紫外吸收紫外吸收 氨基酸的等电点氨基酸的等电点 氨基酸的化学氨基酸的化学性质性质 氨基酸氨基酸物理性质物理性质 无色晶体、有味甜、鲜、苦或无味，不无色晶体、有味甜、鲜、苦或无味，不同程度溶于水、稀酸、稀碱，但不溶于任何同程度溶于水、稀酸、稀
