✓ 纤维状蛋白质：胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白、丝蛋白、血纤蛋白等 ✓ 球状蛋白质：大多数蛋白（免疫球蛋白、多种酶蛋白、转铁蛋白apoTF—运铁机制） ✓ 膜蛋白质：跨膜蛋白、膜内蛋白、锚定蛋白等
• 蛋白质多样性：组成、多层次结构和结构单元、空间构象 （复杂性和多样性）——20种 L型α-氨基酸组成的天然蛋白质
L-型 D-型
构型
不同构型分子间除镜面对称外，不能以任何方式重合 一种构型改变为另一种构型，必须有共价键的断链和重新形成；
构象
组成分子的原子或基团，绕单键旋转，形成的不同空间排布
构象
构型和构象的差异？
当一种构象转变为另一种构象时不要求有共 价键的断链和重新形成
氨基酸的立体异构
D、L是一种相对构型，不表 示旋光性，即与其旋光性（+）、 （-）无关。 旋光性用（＋）或（－）表示。 （+）及（-）甘油醛作为其他 旋光性异构体物质的构型的比 较标准，并人为地规定。 在费歇尔投影式中，手性碳上 的OH排在横线右边的为右旋甘 油醛作为D型，手性碳上的OH 排在横线左边的为左旋甘油醛 作为L型。
水凝胶、絮凝剂、重金属吸附剂、饲料添加剂、骨质疏松预防药物、医用生物粘 合剂、酶固定剂、防冻剂、生物可降解的塑料。 例：聚天冬氨酸： 冷却水处理系统的水垢处理剂、环境温和的去垢剂、金属抗腐蚀剂、矿浆液化剂、 皮革鞣制剂、化妆品添加剂。人工合成，已经大规模生产 如：重组集落刺激因子（CSF）、促红细胞生成素（EPO）、白细胞介素（IL）、 干扰素、生长激素等
苯丙氨酸（Phe）
定量关系 A=abc
二、 肽和多肽链
1. 肽键/酰胺键 2. 寡肽：12-20 3. 多肽：大于20 4. 多肽链的构型：反式（tran）/顺式（cis） 5. 多肽链的构象（C-N扭角Φ, C-C扭角Ψ） 6. 序列读法：左→右，N→C ，氨基端→羧基端
肽单位和多肽链
一个氨基酸的羧基与 下一个氨基酸的氨基经 过缩合反应形成的共价 键
结构决定功能——结构和功能关系——蛋白质工程的重要研究内容和基础
第一节 蛋白质组成和基本结构
• 蛋白质：α-氨基酸按一定顺序，以肽键链接形成的、具有一定空间结构、执行生 物功能的高分子化合物或生物大分子。天然 20种 L型α-氨基酸 是生命活动的重要的物质基础。
• 功能：结构与支架，运动，防御和保护，催化，调节，运输，信息传递等 • 蛋白质类别（性状、结构和溶解度）
瓜氨酸和鸟氨酸是合成精氨酸的中间产物， β-丙氨酸是是泛酸，辅酶A前体等的前体 γ-氨基丁酸是神经传递的化学介质
蛋白质分类（按R侧链结构）
❖ 非极性中性氨基酸：R基 不带电荷 或 极性极微弱，具有疏水性 （9种）甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸。
❖ 极性中性氨基酸：R基 极性亲水，但不解离或极弱解离 （6种）丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天门冬酰胺。
氨基酸的光吸收
❖ 构成蛋白质的20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区 (<220nm)均有光吸收。Why？
❖ 在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的 能力。Why？
酪氨酸 max＝275nm，275=1.4x103; 苯丙氨酸 max＝257nm，257=2.0x102; 色氨酸 max＝280nm，280=5.6x103;
• 结构多样性是功能多样性基础 揭示蛋白质结构和功能关系， 阐明生命活动的基础
α-淀粉酶的蛋白质立体结构图
蛋白质的应用
纺织—洗涤酶制剂：蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶过氧化物酶 食品—（焙烤酶制剂，增加面包体积改善面团性质和瓤结构） 酿酒—饲料—造纸—医药—农业—（应用广泛） 例：聚γ-谷基酸：
一、蛋白质的分子组成 1、蛋白质元素组成
元素
比例（%）
C
50~55
H
6~7
O
19~24
N
13~19（16）
S
0~4
P、Fe、Zn、Cu、Mn、Co、Mo
磷脂蛋白
•样品中蛋白质含量估算 = 样品中含氮量×6.25 •凯氏定氮
2、蛋白质的基本单位（？）—α-氨基酸
氨基酸
蛋白质分子 基本化学单位
常见20种 L-α-AA
蛋白质结构与功能一优秀课件
第二讲 蛋白质的结构和功能（一）
基础
天然蛋白质
蛋白质工程
蓝图
新型蛋白质
空间三维结构 ➢ 按预期的结构和功能 结构与功能关系 ➢ 设计、新型蛋白质
➢ 基因修饰或基因合成
生命活动的基础
➢ 定向改造蛋白质
➢ 符合需要 ➢ 性能优良 ➢ 功能强大
造福人类
蛋白质：生命活动的执行者，如：新陈代谢、生长繁殖（生老病死）
氨基酸
肽键
多肽链
通过肽键将多个氨 基酸连接在一起构 成多链
折叠 天然蛋白质
多肽的结构
❖ 一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水 形成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为肽。
R1
R2
H 2NCHCOOH+H 2NCHCOOH
肽键
R1 HR2 H 2NCHCNCHCOOH
O 二肽
由两个氨基酸组成的肽称为二肽，由多个氨基酸组成的肽则 称为多肽。
异亮氨酸 Ile
丝氨酸 Ser
天冬酰胺 Asn
谷氨酸 Glu
丙氨酸 Ala
苯丙氨酸 Phe
酪氨酸 Tyr
谷胺酰胺 Gln
赖氨酸 Lys
缬氨酸 Val
脯氨酸 Pro
半胱氨酸 Cys
苏氨酸 Thr
精氨酸 Arg
亮氨酸 Leu
色氨酸 Trp
蛋氨酸 Met
天冬氨酸 Asp
组氨酸 His
构型
一个分子中原子的特定空间排布方式
含有羟基、巯基和酰胺基等。
❖ 酸性氨基酸：R基 极性 解离，水溶液中呈酸性，带负电荷，亲水性强。 （2种）天门冬氨酸、谷氨酸。（羧基）
❖ 碱性氨基酸：R基 极性 解离，水溶液中显碱性，带正电荷，亲水性强。 （3种）组氨酸、赖氨酸、精氨酸。（氨基或亚氨基）
20种氨基酸（复习），要求记忆三字符缩写
甘氨酸 Gly
1、氨基酸包括： 天然蛋白质氨基酸、 非天然蛋白质氨基酸
2、组成蛋白质氨基酸 20种L型氨基酸 名称及简写符号（三字母和单字母）
3、基本结构（手性分子氨）基酸机构通式
H 2N
COOH CH R
❖ 非天然蛋白质氨基酸：
不参与构成蛋白质的氨基酸，约150种，包括
一些是D-氨基酸或β、γ、δ-氨基酸。 一些氨基酸是重要的代谢物前体或中间产物，如：