31 目 录
二、蛋白质的分子组成和结构 (一）分子组成： 组成蛋白质的元素：
主要有C、H、O、N和S。 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 。
32 目 录
蛋白质元素组成的特点：
蛋白质的含氮量平均为16％。 体内含氮物质以蛋白质为主，测定生物样品 含氮量，可根据以下公式推算蛋白质大致含量：
蛋白质的二级结构主要以α螺旋和 -折叠为主， 许多蛋白质既有α螺旋又有 -折叠。
分类 相同蛋白
亚家族 家族
超家族
序列相似程度
95 % 80～95 % 50～80% 25～50%
37 目 录
（二）蛋白质的分子结构
蛋白质分子由氨基酸构成一条多肽链，分 子量大，能折叠成一定的形状，形成具有空 间结构的大分子。
蛋白质的分子结构：蛋白质分子各原子的 空间排布和相互关系。
38 目 录
O
因为氨基酸脱水缩合使基团不全。
26 目 录
多肽链 (polypeptide chain)： 许多氨基酸通过肽键连接而成的一种链状结构。
主链结构: 氨基酸残基通过肽键连接而成的结构。
侧链结构：氨基酸残基 R基团结构。
OO O
‖‖‖
NH2-CH-C━NH-CH-C━NH-CH-C------NH-CH-COOH
2 目录
蛋白质的生物学重要性 Protein derives from Greek protos， meaning “first” or “foremost”.
1. 蛋白质是生物 体重要组成成分(结构蛋白)
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：占人体干重的45％， 某些组织,例如脾、肺及横纹肌等高达80％。
∣∣∣
∣
R1 R2 R3
Rn
氨基末端（N 末端）：多肽链中有自由氨基的一端 羧基末端（C 末端）：多肽链中有自由羧基的一端 多肽链方向性：从氨基末端走向羧基末端
27 目 录
N末端
C末端
牛核糖核酸酶
28 目 录
（二）体内存在多种重要的生物活性肽
1.谷胱甘肽是体内重要的还原剂
谷胱甘肽 (glutathione, GSH)
∣
∣
∣
∣
R
R
R
R
43 目 录
（一）肽键是一个刚性的平面（肽键平面）
O
O–
‖
∣
Cα–C –N–Cα → Cα–C = N+–Cα
∣
∣
H
H
键长： C–N：0.149 C=N：0.127 肽键：0.132
肽键具有部分双键性质
44 目 录
肽键平面：参与肽键的 6个原子C1、C、O、N、 H、C2位于同一平面， 此一平面称之。
一条多肽链所有原子的空间排布。
四级结构：多条肽链之间原子的空间排布。
39 目 录
三、蛋白质的一级结构 由氨基酸残基的排列顺序决定
蛋白质一级结构 ：(primary structure) 指蛋白质分子，从N端到C端的氨基酸残基排 列顺序。
形成一级结构的化学键： 肽键（主要化学键）、二硫键
40 目 录
34 目 录
分类 脂蛋白
糖蛋白 核蛋白 磷蛋白 血红素蛋白 黄素蛋白
金属蛋白
结合蛋白质及其辅基
辅基
举例
脂类
血浆脂蛋白（VLDL、LDL、 HDL等）
糖基或糖链
胶原蛋白、纤连蛋白等
核酸
核糖体
磷酸基团
酪蛋白（casein）
血红素（铁卟啉） 血红蛋白、细胞色素c
黄素核苷酸（FAD、琥珀酸脱氢酶 FMN）
18 目 录
（二） 氨基酸具有特征性的滴定曲线
甘 氨 酸 滴 定 曲 线
19 目 录
（三）紫外吸收性质 含共轭双键的氨基酸
色氨酸、酪氨酸的 最大吸收峰在 280nm 附近。
测定280nm的光吸 收值是分析溶液中蛋 白质含量的快速简便 的方法。
芳香族氨基酸的紫外吸收
20 目 录
（四）氨基酸参与多种化学反应 1、氨基酸分解生成氨气： 氨基酸定量和蛋白质定量 2、生成萤光氨基酸： 二硝基氟苯（DNFB） N-末端氨基酸测定
一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能 的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。
细胞的环境因素影响蛋白质分子的空间构象。
41 目 录
蛋白质数据库
Genebank：ห้องสมุดไป่ตู้NCBI网站：
National Center for Biotechnology Information /
H H OH
甘氨酸
-HOH
O
O
NH2-CH-C-N-CH-C
H H H OH
肽键
甘氨酰甘氨酸
25 目 录
肽：氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。
OO O
‖‖‖
NH2-CH-C━NH-CH-C━NH-CH-C------NH-CH-COOH
∣∣∣
∣
R1 R2 R3
Rn
二肽：两分子氨基酸残基缩合形成 三肽：三分子氨基酸残基缩合形成，…… 寡肽：十个以内氨基酸相连，(oligopeptide) 多肽：由更多的氨基酸相连，(polypeptide) 蛋白质：51个氨基酸 氨基酸残基 (residue): 肽链中的氨基酸分子;
CHRH3
C OO-
C
+NH3
H
L-氨基酸的丙甘通氨氨式酸酸
8 目录
二、20种氨基酸的分类： 根据侧链结构和性质不同
（一）非极性疏水性氨基酸 （二）极性中性氨基酸 （三）芳香族氨基酸 （四）酸性氨基酸 （五）碱性氨基酸
9 目录
（一）非极性疏水性氨基酸： 侧链是非极性（疏水）的氨基酸 订正P53
O
O
O
‖
‖
‖
‖
NH2-CH-C━NH-CH-C━NH-CH-C------NH-CH-C-
∣
∣
∣
∣
R
R
R
R
1951年Linus Pauling等提出蛋白质α螺旋结构
1952年丹麦科学家(Linderstrom-Lang)建议：
一级结构：氨基酸的排列顺序，线性结构。
二级结构：主链原子的空间排布。
三级结构：主链和侧链原子的空间排布。
铁
铁蛋白
锌
乙醇脱氢酶
钙
钙调蛋白
锰
丙酮酸羧化酶
铜
细胞色素氧化酶
35 目 录
•根据蛋白质形状，可分为： 纤维状蛋白质：1：10 球状蛋白质
36 目 录
根据蛋白质结构与功能的关系：
功能相似、结构相似（结构域、模体）、序列相似
根据同源蛋白质序列相似程度分类 同源蛋白：来自同一祖先（功能相似）的蛋白
质，氨基酸序列相似程度>25%。
5 目录
第一节 氨基酸
Amino Acids
6目 录
一、组成人体蛋白质的20种氨基酸 均属于L-α-氨基酸
COOH ∣
H2N－Cα－H ∣
R
L-α-氨基酸
COOH ∣
H－Cα－NH2 ∣
R
D-α-氨基酸
自然界中氨基酸300余种， 人体蛋白质氨基酸20种，均属 L-氨基酸（甘氨 酸除外）。
7 目录
10 目 录
(二)极性中性氨基酸: 侧链是极性、不带电荷的氨基酸
-OH、-SH、-CO-N2H
11 目 录
(三)芳香族氨基酸： 侧链含芳香基团的氨基酸 （苯基、酚基和吲哚基）
12 目 录
(四)酸性氨基酸： 侧链含负性解离基团的氨基酸（羧基）
13 目 录
(五)碱性氨基酸 侧链含正性解离基团氨基酸 氨基、胍基和咪唑基
3 目录
2. 蛋白质具有重要的生物学功能(功能蛋白)
1）作为生物催化剂（酶） 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
4 目录
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。
21 目 录
3、生成Schiff碱：氨基酸代谢重要反应过程
醛 氨基酸
Schiff碱
4、茚三酮反应
氨基酸与茚三酮共热，生成蓝紫色化合 物，最大吸收峰为570nm，吸收峰值与氨基 酸含量成正比，氨基酸定量分析方法。
5、2个氨基酸成肽反应
22 目 录
第二节
多肽和蛋白质
Polypeptides and Proteins
29 目 录
GSH功能： GSH的巯基具有还原性：保护蛋白质或酶分子 的巯基免遭氧化，维持蛋白质或酶活性状态。 GSH还原H2O2 GSH与致癌剂或药物结合
H2O2
2GSH
GSH过氧 化物酶
NADP+
GSH还原酶
2H2O
GSSG
NADPH+H+
30 目 录
2.体内有许多激素属寡肽或多肽
3. 神经肽是脑内一类重要的肽 在神经传导过程中起重要作用的肽类。
第四章
氨基酸、多肽与蛋白质
Amino Acids，Peptides and Proteins
1目 录
病例：老年痴呆症 蛋白质结构变化引起疾病
记忆力明显减退，经常 忘记刚刚说过的话或做 过的事，对于熟悉的人 或物品，不能回忆其名 称。语言不流畅，经常 间断，与人交流困难， 睡眠欠佳，表情淡漠， 反应迟钝。
46 目 录
（二）蛋白质二级结构的主要形式： 肽键平面通过C旋转或折叠形成的主链结构。
• -螺旋 ( -helix ) • -折叠 ( -pleated sheet ) • -转角 ( -turn ) • 无规卷曲 ( random coil ) 维系二级结构的主要化学键： 氢键