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第一章蛋白质的结构与功能一.蛋白质的分子组成组成蛋白质的元素主要:C、H、O、N、S，各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％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）氨基酸等电点：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称为该氨基酸的等电点(pI)。
色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物肽键：由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的化学键谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸，半胱氨酸，甘氨酸组成的三肽。
第一个肽键与一般的不同，甘氨酸的γ-羧基与半胱氨酸的氨基组成，分子中半胱氨酸的巯基是主要功能基团。
GSH的巯基有还原性，可作为体内重要的还原剂，保护体内蛋白质或酶分子中巯基免遭氧化，使蛋白质和酶保持活性状态。
二．蛋白质的分子结构α-螺旋的结构特点：1.多个肽键平面通过α-碳原子旋转，相互之间紧密盘曲成稳固的右手螺旋2.主链呈螺旋上升，每3.6个氨基酸残基上升一圈，相当于0.54nm，这与X线衍射图符合3.相邻两圈螺旋之间借肽键中C＝O和NH形成许多链内氢健，这是稳定α-螺旋的主要键4.肽链中氨基酸侧链R分布在螺旋外侧，其形状、大小及电荷影响α-螺旋的形成基团影响α-螺旋的稳定性包括以下三个方面：1.酸性或碱性氨基酸集中区域（两种电荷相互排斥）2.脯氨酸不利于α-螺旋的形成3.较大R基团侧链集中区域（空间位阻效应）β-折叠要点:1.是肽链相当伸展的结构，肽链平面之间折叠成锯齿状2.依靠两条肽链或一条肽链内的两段肽链间的C＝O与H形成氢键，使构象稳定3.氨基酸残基的R侧链伸出在锯齿的上方或下方4.两段肽链可以是平行的，也可以是反平行的超二级结构有三种基本形式：1.α-螺旋组合(αα)2.β-折叠组合(ββ)3.α-螺旋β-折叠组合(βαβ)三．蛋白质结构与功能的关系镰刀形红细胞贫血：血红蛋白有2个α亚基和2个β亚基组成，其中β亚基的第六个氨基酸谷氨酸突变成缬氨酸。
第一章蛋白质第一节蛋白质1．根据营养价值，蛋白质可分为完全蛋白质、半完全蛋白质、不完全蛋白质。
完全蛋白（优质蛋白）：所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例恰当，不但能维持成人的健康，并能促进儿童的生长发育。
常见于蛋类、奶昔、肉、豆类等。
半完全蛋白质：所含必需氨基酸种类齐全、但数量不尽充足、比例也不恰当，可维持生命，但不能促进儿童生长发育。
常见于小麦、大麦、土豆等。
不完全蛋白质：所含必需氨基酸种类不全，既不能维持生命，也不能促进生长发育。
常见于玉米胶蛋白、结缔组织、动物皮等。
思考一下，如何评价一种食物的蛋白营养价值？必然丢失氮：机体无蛋白膳食时，每天有皮肤、毛发、粘膜的脱落，妇女月经期的失血及肠道菌体死亡的死亡排除等损失约20g以上，这种蛋的丢失是机体不可避免的。
2．蛋白质生理功能◆机体和生命的物质基础蛋白质具有催化、调节生理功能、运输、肌肉收缩、支撑等重要作用。
◆建造和修复更新组织蛋白质是机体氮元素来源之一，在机体周转很快，能快速更新机体损伤部位。
◆参与机体功能机体碳水化合物和脂肪功能不足或者蛋白质摄入过量时，参与机体功能。
◆重要的功能特性第二节氨基酸1．常将侧链不同的20种氨基酸常分为2类：必需氨基酸和非必需氨基酸。
必需氨基酸——EAA，非必需氨基酸——NEAA。
常见必需氨基酸8种，其中婴儿必需氨基酸9种，另加了组氨酸（His）。
2．蛋氨酸——半胱氨酸、苯丙氨酸——洛氨酸，因此常将半胱氨酸和洛氨酸称作“半必需氨基酸”。
3．限制氨基酸（LAA）:某一种或几种必需氨基酸缺少或数量不足，将使食物蛋白质合成机体蛋白过程受到限制，也应此限制了此种蛋白质营养价值。
将食物蛋白质中各种必需氨基酸与人体需要量模式进行比较，相对不足氨基酸称为限制性氨基酸。
缺乏最多的限制性氨基酸称为第一限制性氨基酸。
食物中最主要的限制性氨基酸是赖氨酸和蛋氨酸。
氨基酸模式：必需氨基酸之间相互搭配的比例关系成为必需氨基酸模式。
常将需要量最少的色氨酸作为1，以方便计算。
第一章，蛋白质的结构与功能本章要点一、蛋白质的元素组成：主要含有碳、氢、氧、氮、硫。
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％，蛋白质是体内的主要含氮物质。
1.蛋白质的动态功能：化学催化反应、免疫反应、血液凝固、物质代谢调控、基因表达调控和肌收缩等。
2.蛋白质的结构功能：提供结缔组织和骨的基质、形成组织形态等。
二、氨基酸1.人体内所有蛋白质都是以20种氨基酸为原料合成的多聚体，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
2.存在于自然界中的氨基酸有300余种，但被生物体直接用于合成蛋白质的仅有20种，且均属L-α-氨基酸（除甘氨酸外）。
3.体内也存在若干不参与蛋白质合成但具有重要作用的L-α-氨基酸，如参与合成尿素的鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸代琥珀酸。
4.20种氨基酸根据其侧链的结构和理化性质可分为5类：⑴非极性脂肪族氨基酸：侧链只有C、H原子。
⑶含芳香环的氨基酸：侧链中有了芳香环。
⑷酸性氨基酸：侧链中有了羧基。
芳香族氨基酸中苯基的疏水性较强，酚基和吲哚基在一定条件下可解离；酸性氨基酸的侧链都含有羧基；而碱性氨基酸的侧链分别含有氨基、胍基或咪唑基。
5.20种氨基酸具有共同或特异的理化性质：⑴氨基酸具有两性解离的性质。
①所有氨基酸都含有碱性的α-氨基和酸性的α-羧基，可在酸性溶液中与质子（H＋）结合呈带正电荷的阳离子（），也可在碱性溶液中与（OH-）结合，失去质子变成带负电荷的阴离子（）。
②氨基酸是一种两性电解质，具有两性解离的特性。
③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称为该氨基酸的等电点。
④取兼性离子两边的pK值的平均值，即为此氨基酸的pI值：pI=1/2（pK1+pK2）⑵含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质①含有共轭双键的色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm波长附近。
②由于大多数蛋白质含有酪氨酸和色氨酸残基，所以测定蛋白质溶液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。
第一章蛋白质（一）名词解释1.两性离子（dipolarion）2.必需氨基酸（essential amino acid）3.等电点(isoelectric point,pI)4.稀有氨基酸(rare amino acid)5.非蛋白质氨基酸(nonprotein amino acid)6.构型(configuration)7.蛋白质的一级结构(protein primary structure)8.构象(conformation)9.蛋白质的二级结构(protein secondary structure)10.结构域(domain)11.蛋白质的三级结构(protein tertiary structure)12.氢键(hydrogen bond)13.蛋白质的四级结构(protein quaternary structure)14.离子键(ionic bond)15.超二级结构(super-secondary structure)16.疏水键(hydrophobic bond)17.范德华力( van der Waals force)18.盐析(salting out)19.盐溶(salting in)20.蛋白质的变性(denaturation)21.蛋白质的复性(renaturation)22.蛋白质的沉淀作用(precipitation)23.凝胶电泳（gel electrophoresis）24.层析（chromatography）(二)填空题1.蛋白质多肽链中的肽键是通过一个氨基酸的_____基和另一氨基酸的_____基连接而形成的。
2.大多数蛋白质中氮的含量较恒定，平均为___%，如测得1克样品含氮量为10mg,则蛋白质含量为____%。
3.在20种氨基酸中，酸性氨基酸有_________和________2种，具有羟基的氨基酸是________和_________，能形成二硫键的氨基酸是__________.4.蛋白质中的_________、___________和__________3种氨基酸具有紫外吸收特性，因而使蛋白质在280nm处有最大吸收值。
第一章蛋白质的结构与功能蛋白质组成元素的特点；基本结构单位-----氨基酸（识记）P4肽键：（识记）P7是由一个氨基酸的a-羧基与另一个氨基酸的a-氨基脱水缩合形成的化合键多肽链：（识记）P7肽链分子中的氨基酸相互衍接，形成的长链，称为多肽链一级结构：（识记）P8是指蛋白质多肽链中从N-端至C-端的氨基酸排列顺序.主要化学键为肽键二级结构：（识记）P8是指多肽链中主链原子的局部空间排布即构象，不涉及侧链部分的构象。
主要的化学键是氢键---主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲等多种形式。
三级结构：（识记）P10整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。
即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。
四级结构：（识记）P11蛋白质的四级结构是指由多条亚基通过非共价键（主要是氢键和离子键）连接起来的结构形式。
蛋白质是生命物质的重要基础、蛋白质的重要生理工功能（领会）P131、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、参于细胞间的信息传递蛋白质的二级结构：a-螺旋、β-折叠（应用）P9a-螺旋特点：⑴为一右手螺旋；⑵螺旋每圈包含3.6个氨基酸残基，螺距为0.54 nm；⑶螺旋以氢键维系（第1个aa的NH与第4个aa的 CO 形成氢键）,氢键是稳定α-螺旋的主要化学键β-折叠特点1、多肽链充分伸展，肽链主链呈锯齿状折叠构象。
2、Cα总是处于折叠的角上(以Cα为旋转点)3、AA的R基团交替处于锯齿状结构的上下方并与之垂直4、氢键是稳定β-折叠的主要化学键空间结构与功能关系（识记）P14空间结构是蛋白质正确发挥生物学功能的基础一级结构与功能关系（应用）P14（一）一级结构是空间构象和功能的基础蛋白质特定的空间结构是以氨基酸顺序为基础的。
（二）一级结构相似的多肽或蛋白质，其空间构象以及功能也相似（三）一级结构可提供重要的生物进化信息（四）重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病蛋白质分子中起关键作用的氨基酸残基缺失或被替代，都会严重影响空间构象乃至生理功能，如分子病。
