第三章 蛋白质20110323

基（-COOH）的有机分子。氨基酸种类多，但构
成蛋白质具有遗传密码的氨基酸只有20种，且都
是α-型氨基酸，其通式为：
H
α
R
C NH2
COOH
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（二）氨基酸的分类
* 根据分子当中R基团的性质，氨基酸分类如下: 1. 非极性疏水性氨基酸
H R C NH2 COOH
2. 极性中性氨基酸
glycine serine tyrosine cysteine methionine asparagine
Gly Ser Try Cys Met Asn
G S Y C M N
5.97 5.68 5.66 5.07 5.74 5.41
谷氨酰胺
苏氨酸
glutamine
Gln
Q
5.65
threonine 军需科技学院 于亚莉 Thr T
氨基酸，是蛋白质的基本组成单位。从 细菌到人类，所有蛋白质都由20种标准氨基酸组成。 形成复杂的氨基酸长链，中间靠肽键连接，形成多 肽或蛋白质。
必需氨基酸： Val、 Leu、 Ile、 Phe、 Trp 、Thr、Lys、Met
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（一）氨基酸的结构
氨基酸是具有氨基（-NH3+）或亚氨基和羧
生产效率高
生产来源广
一是糖质原料，二是石油原料，三是石油化工产品， 四是氢气和碳酸气。
可工业化生产 缺点
核酸含量高
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3.依据蛋白质的形状进行分类
球状蛋白质、纤维状蛋白质
分子类似纤维或细棒。 它又可分为可溶性纤 维状蛋白质和不溶性 纤维状蛋白质。
外形接近球形或椭 圆形，溶解性较好 ，能形成结晶，大 多数蛋白质属于这 一类。
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（一）蛋白质的化学组成
蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳、 氢、氧外，还有氮和少量的硫。某些蛋白质还 含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、锌和 铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比：
碳 氢 氧 氮 硫 其他 50％ 7％ 23％ 16% 0～3％ 微 量
N的含量平均为16%— —凯氏（Kjadehl）定 氮法的理论基础。
H
+
C R
H
H
当溶液的pH=pI时，氨基酸主要从两性离子形式存在。 pH<pI时，氨基酸主要以正离子形式存在。 pH>pI时，氨基酸主要以负离子形式存在。
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3．氨基酸的酸碱滴定曲线
Henderson-Hasselbalch方程
酸碱滴定曲线
pH=pKa + lg
[质子受体]
[质子供体]
蛋白质含量（克%）=每克生物样品中含氮的克数 6.25
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三聚氰胺
三聚氰胺（英文名：Melamine），是一种三嗪类含氮杂 环有机化合物，重要的氮杂环有机化工原料。简称三胺， 俗称蜜胺、蛋白精 三聚氰胺性状为纯白色单斜棱晶体，无味。在水中溶解度随温度升高而增大,在 20℃时，约为3.3 g/L，即微溶于冷水，溶于热水，极微溶于热乙醇，不溶于醚、 苯和四氯化碳，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等。 主要用途: （1）装饰面板：可制成飞机、船舶和家具的贴面板及防火、抗震、耐热的房 屋装饰材料。（2）涂料：用丁醇、甲醇醚化后，作为高级热固性涂料,可制作金 属涂料和车辆、电器用高档氨基树脂装饰漆。（3）模塑粉：可制成洁白、耐摔打 的日用器皿、卫生洁具和仿瓷餐具，电器设备等高级绝缘材料。（4）纸张：生产 抗皱、抗缩、不腐烂的钞票和军用地图等高级纸。（5）织物整理剂、皮革鞣润剂 、上光剂和抗水剂、橡胶粘合剂、助燃剂、高效水泥减水剂、钢材淡化剂等。 毒性危害 目前三聚氰胺被认为毒性轻微，大鼠口服的半数致死量大于3克/公斤体重。 动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖、泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进 一步诱发膀胱癌。
L-谷氨酸为四角柱形结晶
D-谷氨酸则为菱形片状结晶
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溶 解 度 氨基酸一般都溶于水，溶或微溶于乙醇。 都能溶于强酸和强碱溶液中。
不同氨基酸在水中的溶解度不同，赖氨酸
和精氨酸溶解度最大，带芳香环氨基酸的水溶
性很小。
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熔 点
高熔点化合物
200～300℃
味 道
D型氨基酸多数带有甜味。 甜味最强的是D-色氨酸，其甜度可达蔗糖的40倍。 L型甘氨酸有甜、苦、鲜、酸等四种不同味感。 谷氨酸钠和天门冬氨酸钠
Try Gly Ala Val Leu Ile
W G A V L I F P
5.89 5.97 6.00 5.96 5.98 6.02 5.48
N
苯丙氨酸 phenylalanine Phe 脯氨酸 proline Pro
6.30
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2. 极性中性氨基酸
H
CHCOONH3+
甘氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 蛋氨酸 天冬酰胺
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授课目的： 本章主要阐述蛋白质的组成、结构、主要 功能、性质，并在此基础上简要地阐明蛋白 质结构与其性质及功能的关系。
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授课时序：
一、 二、 三、 四、 五、 蛋白质概述 氨基酸 肽 蛋白质的分子结构 蛋白质的理化性质
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一、 蛋白质概述
蛋白质的化学组成 蛋白质的分类
肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不 全，被称为氨基酸残基(residue)。
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Ser H H3N
+
O C N H
Val H C CH
O C N H
T yr H C CH2
酪蛋白、乳 清蛋白、脂 肪球膜蛋白
蛋清蛋白、 蛋黄蛋白
肉类蛋白质、乳类蛋白质、蛋类蛋白质
植物性蛋白质
蔬菜蛋白质、谷类蛋白质、油料种子蛋白质
单细胞蛋白质
来源于微生物，酵母菌40% 细菌80%
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优点 营养价值丰富
单细胞蛋白
蛋白质含量高，氨基酸种类齐全、糖、脂、矿物质、 维生素、生物活性物质。
2.氨基酸等电点的特点： 净电荷数等于零 在电场中不移动 此时氨基酸的溶解度最小
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实验证明在等电点时，氨基酸主要以两性离子形式存在，但也有
少量的而且数量相等的正、负离子形式，还有极少量的中性分子。
COOH H2N C R H
COOH H3N
COO H3N
H2N
COO C R
-
+
C R
[Gly±] pI=（pK1+pK2）/2
pIGly =（2.34+9.60）/2=5.97
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+ pI时， [Gly ] = [Gly ]
[Gly±] [H+]
K1
=
[Gly±] K2
[H+]
酸性氨基酸，以Asp为例：
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先羧后氨 先阿尔法
碱性氨基酸，以Lys为例：
3. 酸性氨基酸
4. 碱性氨基酸
* 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:
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1非极性疏水性氨基酸
H2 C CHCOONH3+
色氨酸 甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸
tryptophan glycine alanine valine leucine isoleucine
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旋光性
除甘氨酸外，氨基 酸均含有一个手性-碳 原子，因此都具有旋光 性。比旋光度是氨基酸 的重要物理常数之一， 是鉴别各种氨基酸的重 要依据
光学性质：
在等电点状态下左旋光性最强 。 L型氨基酸在酸溶液中的比旋 光度值比在水溶液中的比旋光 度值高； D型氨基酸在酸溶液中的比旋 光度值比在水溶液中的比旋光 度值低。
于70～80%的乙醇
玉米醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白
色蛋白（色素） 溶于水及稀酸，不溶于氨水 鱼精蛋白 非蛋白质部分
能溶于水、稀酸或稀碱中， （辅基或配基） 金属蛋白（金属） 小牛胸腺组蛋白 但可被稀氨水沉淀 不溶于水、盐、稀酸或稀碱 胶原蛋白、角蛋白
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2.依据蛋白质的来源进行分类
动物性蛋白质
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蛋白质是由许多不同的α-氨基酸按
一定的序列通过酰胺键（肽键）缩合而 成的，具有较稳定的构象并具有一定生
物功能的大分子。
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（二）蛋白质的分类
1.依据蛋白质的化学组成分类
分类 清蛋白 球蛋白 溶解度 实例 血清蛋白、乳清蛋白 溶于水及稀盐、稀酸或稀碱 简单蛋白（单纯蛋白质） 溶液 (simple protein)
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4．等电点的计算
中性氨基酸：以Gly为例
COOH H3N
+ H K1 + H K2
COO H3N
-
COO H2N CH2
-
+
CH2 Gly
+
+
CH2 Gly
+ -
Gly
-
K 1= K 2=
[Gly±] [H+] [Gly+] [Gly- ] [H+] [H+]2=K1K2 pH=（pK1+pK2）/2
H
+
O C O+
+
H H3N C R2
O C O-
H3N
C R1
H2 O
H
+
O C N H
H C R2
O C O-