蛋白质的分子组成
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蛋白质化学protein§1 蛋白质的分子组成★氨基酸amino acid是蛋白质的结构单位。
自然界中的氨基酸有300多种标准氨基酸:用来合成蛋白质的20种氨基酸一、蛋白质的元素组成★蛋白质的元素组成特点是平均含N量为16%,可依此特性分析样品蛋白含量:mg Pr=mg N×6.25 此外还有:C H O N S二、氨基酸的结构★Gly不含手性碳原子,没有旋光性;Ile、Thr含两个手性碳原子★掌握结构:Arg、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、Met、Ser★三、氨基酸的分类1.非极性疏水R基氨基酸2.极性不带电荷R基氨基酸★3.带正电荷R基氨基酸★4.带负电荷R基氨基酸脂肪族/芳香族/杂环族氨基酸★酸性/碱性/中性氨基酸必需氨基酸与非必需氨基酸★多选以下哪些生命活动有蛋白质参与?ABCDEA代谢调节B肌肉收缩C免疫保护D新陈代谢E信号转导★单选氨基酸是蛋白质的结构单位,自然界中有多少种氨基酸? EA 20种B 32种C 64种D 200多种E 300多种★单选没有旋光性的是 AA甘氨酸 B 脯氨酸 C 色氨酸 D 丝氨酸 E 组氨酸★单选不参与蛋白质合成的是 EA 半胱氨酸B 苯丙氨酸C 谷氨酰胺D 脯氨酸E 羟赖氨酸★单选选出不含硫的氨基酸 EA 苯甲酸B 胱氨酸C甲硫氨酸D牛磺酸E组氨酸★单选根据元素组成的区别,从下列氨基酸中排除一种 AA胱氨酸 B 精氨酸 C 脯氨酸 D 色氨酸 E 组氨酸★多选侧链含有羟基的是BCDA 半胱氨酸B 酪氨酸C 丝氨酸D 苏氨酸E 天冬酰胺★多选碱性氨基酸包括BCEA 谷氨酸B 精氨酸C 赖氨酸D 色氨酸E 组氨酸★单选关于氨基酸的错误叙述是 AA 谷氨酸和天冬氨酸含两个氨基B赖氨酸和精氨酸是碱性氨基酸C酪氨酸和苯丙氨酸含苯环D酪氨酸和丝氨酸含羟基E亮氨酸和缬氨酸是支链氨基酸★单选含氮原子最多的是 BA胱氨酸B精氨酸C脯氨酸D色氨酸E丝氨酸★单选一个十肽含有3个羧基,该十肽可能含有 AA谷氨酸B精氨酸C赖氨酸D牛磺酸E丝氨酸四、氨基酸的性质1. 紫外吸收特征2. 两性解离与等电点★等电点是氨基酸的特征常数。
(一)蛋白质的分子组成1.氨基酸(1)分类:组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种,除甘氨酸外,均属L-α-氨基酸。
根据其侧链的结构和理化性质可分成五类:非极性脂肪族氨基酸、极性中性氨基酸、芳香族氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。
(2)理化性质①两性解离及等电点:氨基酸是一种两性电解质,具有两性解离的特性。
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)。
②紫外吸收性质:根据氨基酸的吸收光谱,含有共辄双键的色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm波长附近。
③茚三酮反应:氨基酸与茚三酮水合物共加热时,合成为蓝紫色的化合物,此化合物最大吸收峰在570nm波长处。
可作为氨基酸的定量分析方法。
2.肽蛋白质中的氨基酸相互结合成肽。
连接两个氨基酸的酰胺键称肽键。
蛋白质就是由许多氨基酸残基组成的多肽链。
(二)蛋白质的分子结构1.一级结构在蛋白质分子中,从N端至C端的氨基酸排列顺序称为蛋白质的一级结构。
其主要化学键是肽键,此外,蛋白质分子中所有二硫键的位置也属于一级结构的范畴。
2.二级结构是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构,也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。
主要包括α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲。
α-螺旋:每个肽键的N-H和第四个肽键的羰基氧形成氢键,氢键的方向与螺旋长轴基本平行。
肽链中的全部肽键都可形成氢键,以稳固螺旋结构。
3.三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布位置。
蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠次级键,如疏水键、离子键(盐键)、氢键和范德华力等。
分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域,并各行其功能,称为结构域。
4.四级结构体内许多功能性蛋白质含有2条或2条以上多肽链。
每一条多肽链都有其完整的二级结构,称为亚基,亚基与亚基之间呈特定的三维空间排布,并以非共价键相连接,这种蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用,称为蛋白质的四级结构。
蛋白质的结构与功能蛋白质是生命体中一类重要的生物大分子,它不仅在细胞中发挥着结构支持的作用,在身体健康、免疫系统、酶催化等方面也扮演着重要的角色。
蛋白质的结构非常复杂,由由氨基酸组成的多肽链所构成。
氨基酸是蛋白质的基本构建单元,每个氨基酸分子由一个中心碳原子与一个氨基基团、一个羧基基团和一个侧链基团组成。
侧链基团的特性决定了氨基酸的属性,如极性、疏水性等。
一般而言,蛋白质的主要级别包括了四个层次,即一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是指蛋白质中氨基酸的线性顺序,即多肽链的序列。
二级结构是指具有规则重复模式的局部折叠,其中最常见的是α-螺旋和β-折叠。
三级结构则是指多肽链在空间上的折叠方式,由氨基酸之间的相互作用所决定。
最后,四级结构是指由多个多肽链相互作用而形成的复合体。
蛋白质的结构对其功能起到了至关重要的作用。
首先,蛋白质的结构决定了其拥有多种功能。
例如,一些蛋白质具有酶活性,可以催化化学反应。
这是由于蛋白质的结构所提供的理想的活性中心,使其与底物结合形成复合物,从而降低反应能垒,加速化学反应的进行。
此外,蛋白质的结构也决定了它们的能力来与其他分子相互作用,如激素和受体之间的相互作用,或抗体与抗原之间的特异性结合。
其次,蛋白质的结构对其稳定性和折叠性起到了重要作用。
蛋白质的折叠状态是由其氨基酸序列和相互作用所决定的。
在正常情况下,蛋白质的结构是稳定的,但当蛋白质结构发生改变时,如突变,可能导致蛋白质失去原有的功能,甚至突变蛋白质可能会引起一些疾病。
此外,蛋白质的折叠性也影响着其在细胞中的定位和定向输送,因为只有正确折叠的蛋白质才能被正确地定位到细胞中的特定位置。
最后,蛋白质的结构还决定了其与其他分子的相互作用,并影响其在细胞内外的生理功能。
蛋白质通过与其他分子的结合来实现这些功能。
例如,血红蛋白是一种运输氧气的蛋白质,其结构使其能够与氧气结合,并在肺和组织之间进行运输。
另一个例子是抗体,它是一种免疫系统中的蛋白质,能够与抗原结合以中和病原体,从而保护机体免受疾病的侵害。
蛋白质的结构与功能蛋白质(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。
第一节蛋白质的分子组成主要有C、H、O、N和S。
有些蛋白质含有少量P或金属元素Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo,个别蛋白质还含有I 。
蛋白质元素组成的特点:蛋白质的含氮量平均为16%。
通过样品含氮量计算蛋白质含量的公式:蛋白质含量( g % ) = 含氮量( g % ) × 6.25 一.蛋白质的基本组成单位:氨基酸1.结构特点: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)。
氨基酸中与羧基直接相连的碳原子上有个氨基,这个碳原子上连的集团或原子都不一样,称手性碳原子。
2.分类:1. 非极性脂肪族氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸2. 极性中性氨基酸:丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸3.芳香族氨基酸:苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸4. 酸性氨基酸:天冬氨酸、谷氨酸5. 碱性氨基酸:赖氨酸、精氨酸、组氨酸3.氨基酸的理化性质:(1)两性解离及等电点(2)紫外吸收(3)茚三酮反应二.肽键与肽链:1.肽键(peptide bond):是由一个氨基酸的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。
2. 一般含10个以下氨基酸组成的称寡肽(oligopeptide)。
3.10以上氨基酸组成的称多肽(polypeptide)。
4. 肽链中的氨基酸已不是游离的氨基酸分子,因为其氨基和羧基在生成肽键中都被结合掉了,因此多肽和蛋白质分子中的氨基酸均称为氨基酸残基。
5. 开链肽具有一个游离的氨基末端和一个游离的羧基末端,分别保留有游离的α-氨基和α-羧基,故又称为多肽链的N端(氨基端)和C端(羧基端)。
6.体内存在多种重要的生物活性肽1.谷胱甘肽(GSH): 由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成, 半胱氨酸上的巯基为谷胱甘肽活性基团.2.多肽类激素及神经肽第二节蛋白质的分子结构一、蛋白质的一级结构:蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。
蛋白质的结构和功能蛋白质是生命中最重要的分子之一,它们的结构和功能都很复杂。
蛋白质是由氨基酸组成的大分子,在细胞中扮演着许多角色。
它们不仅是细胞的工人,还参与了免疫系统、调节细胞生长、运输物质和甚至是能量储备等方面,是细胞创造、维持和修复的基本砖块。
在这篇文章中,我们将讨论蛋白质的结构和功能。
一、蛋白质的结构蛋白质的结构可以分为四个层次:原位序列、二级结构、三级结构和四级结构。
1. 原位序列原位序列是蛋白质的基本组成单元,也是蛋白质分子的最小单位。
它是由20种氨基酸构成的,每个氨基酸都有不同的功能和特性,它们按照一定顺序排列,形成了蛋白质的原位序列。
不同的原位序列决定了不同的氨基酸组合,进而决定了蛋白质的特殊性质。
2. 二级结构二级结构是蛋白质的一个重要特征。
它是由氨基酸间的氢键组成的,可以进一步分为α 螺旋、β 折叠和无规卷曲。
α 螺旋是由一个长链蛋白质自旋而成的,氢键是在螺旋的共面中发生的。
这种结构在具有大量丙氨酸和谷氨酰胺的蛋白质中较为普遍。
β 折叠是由一条或几条分支链组成的,它们在共同的平面上排列,由氢键连接在一起。
这种结构在具有大量丝氨酸和β-转移酶的蛋白质中较为普遍。
无规卷曲的结构没有规则的结构,不稳定,通常作为蛋白质的可变区域。
3. 三级结构三级结构是由二级结构之间的氢键组成的,这些氢键在空间上形成了复杂的交织网络。
这种结构决定了蛋白质的终极形态和功能。
4. 四级结构四级结构是由多个蛋白质分子组成的复合物组成的,它们可以是通过共价键连接在一起,也可以是通过非共价键连接在一起。
这种结构决定了蛋白质在细胞内的组织和转运。
二、蛋白质的功能蛋白质的功能非常多样,可以用于许多生命系统中。
它们可以作为酶、荷尔蒙、抗原、细胞骨架等。
1. 酶酶是最重要的蛋白质之一,它们调节生化反应并使其加速。
人类身体中有成千上万的酶,尤其是消化酶和代谢酶。
它们将食物和其他物质分解为能量和其他基本单元,并将它们输送到不同的细胞中。