生物化学与分子生物学（第9版）
一、组成人体蛋白质的20种L--氨基酸
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）。
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R
C OOC +NH3
H
L-氨基酸的通式
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这些翻译后修饰，可改变蛋白质的溶解度、稳定性、亚细胞定位 和与其他细胞蛋白质相互作用的性质等，体现了蛋白质生物多样 性的一个方面。
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三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质
（一）氨基酸具有两性解离的性质
两性解离及等电点 氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。
非极性脂肪族氨基酸 极性中性氨基酸 芳香族氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸
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（一）侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸
甲硫氨酸
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（二）侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸
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（三）侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸
多种短肽。
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1951年 Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋白质的二级结 构——α-螺旋（α-helix）。
1953年 Frederick Sanger完成胰岛素一级序列测定。 1962年 John Kendrew和Max Perutz确定了血红蛋白的四级结构。 20世纪90年代以后 随着人类基因组计划实施，功能基因组与蛋白质
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蛋白质研究的历史
1833年 Payen和Persoz分离出淀粉酶。 1838年 荷兰科学家 G. J. Mulder引入“protein”（源自希腊字
proteios，意为primary）一词。 1864年 Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白，并将其制成结晶 19世纪末 Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，并将氨基酸合成了
除了20种基本的氨基酸外，近年发现硒代半胱氨酸在某些情况下 也可用于合成蛋白质。硒代半胱氨酸从结构上来看，硒原子替代了半 胱氨酸分子中的硫原子。硒代半胱氨酸存在于少数天然蛋白质中，包 括过氧化物酶和电子传递链中的还原酶等。硒代半胱氨酸参与蛋白质 合成时，并不是由目前已知的密码子编码，具体机制尚不完全清楚。
等电点（isoelectric point, pI） 在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程
度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸 的等电点。
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R CH COOH NH2
+OH+H+
+OH- R CH COO-Βιβλιοθήκη 生物化学与分子生物学（第9版）
体内也存在若干不参与蛋白质合成但具有重要生理作用的
L-α-氨基酸，如参与合成尿素的鸟氨酸（ornithine）、瓜氨酸
（citrulline）和精氨酸代琥珀酸（argininosuccinate）。
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二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类
含量高 蛋白质是生物体中含量最丰富的生物大分子，约占人体固体 成分的45%，而在细胞中可达细胞干重的70%以上。
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2. 蛋白质具有重要的生物学功能（功能蛋白质）
物质运输 催化功能 信息交流 免疫功能 氧化供能 维持机体酸碱平衡 维持正常血浆渗透压
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第一章
蛋白质的结构与功能
Structure and Function of Protein
作者 : 陈舌
单位 : 复旦大学
第一节 蛋白质的分子组成 第二节 蛋白质的分子结构 第三节 蛋白质结构与功能的关系 第四节 蛋白质的理化性质
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重点难点
掌握
组成蛋白质的20种氨基酸的结构特点、分类及其三字母缩写符号；蛋白质一 级结构的概念，理解肽键、肽单元等概念及其结构特点；蛋白质的二级、三 级、四级结构的概念及其特点；模体、结构域的概念；蛋白质各级结构与功 能的关系，掌握别构效应、协同效应的概念
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（四）侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸
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（五）侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸
（亚氨基酸）
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-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NH3
二硫键
•胱氨酸
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在蛋白质翻译后的修饰过程中，脯氨酸和赖氨酸可分别被羟化为 羟脯氨酸和羟赖氨酸。
蛋白质分子中20种氨基酸残基的某些基团还可被甲基化、甲酰化、 乙酰化、异戊二烯化和磷酸化等。
组成蛋白质的元素
主要元素 碳、氢、氧、氮、硫
其他元素 磷、铁、铜、锌、锰、钴、钼、碘
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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
组计划的展开 ，使蛋白质结构与功能的研究达到新的高峰。
第一节
蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
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蛋白质的生物学重要性 1. 蛋白质是生物体重要组成成分（结构蛋白质）
分布广 白质。
所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋
熟悉
氨基酸、蛋白质的理化性质及有关的基本概念，如两性解离与等电点、变性、 紫外吸收等
了解
蛋白质的重要生理功能；重要的生物活性肽
生物化学与分子生物学（第9版）
什么是蛋白质? 蛋白质（protein）是由许多氨基酸（amino acids）
通过肽键（peptide bond）相连形成的高分子含氮化合物。