第三章 蛋白质化学
合集下载
第三章烹饪化学 蛋白质
二级结构 三级结构 四级结构
1、蛋白质分子的二级结构
是指由多肽链上主链骨架中各个肽段所形成的规则或 无规则的构象。
螺旋结构
β -折叠股和β -折叠片
二级结构类型
三股螺旋
无规卷曲
螺旋结构 是指多肽链主链 骨架围绕一个轴一圈 一圈地上升，从而形 成一个螺旋式的构象。
2、三级结构
指含α螺旋、β弯曲和β折叠或无规卷曲等二级结构
在生命活动中具有重要作用
酶的催化作用 调节作用(多肽类激素) 运输功能 运动功能 免疫保护作用(干扰素) 接受、传递信息的受体
（3）蛋白质在加工过程中的重要作用
蛋白质是食品的重要营养成分。
蛋白质的性质及其加工特性直接影响食品
的品质。
蛋白质的变性性质（酸奶、豆腐）
乳化性质，气泡性，凝胶作用、质构化， 风味结合功能等。
肉类（包括鱼类）为10-30% 乳类为1.5-3.8% 蛋类为11-14% 干豆类20-49.8% 坚果类15-26% 谷类果实6-10% 薯类为2-3%
一、蛋白质的化学组成
(一)蛋白质的元素组成
C：50-55%
H：6-8%
O：20-23%
S：0-4%
N：15-18% ;
微量元素：P、Fe、Zn、Cu、I 等
第三章 蛋白质 （ Proteins）
教学重点
1.蛋白质的两性性质在烹饪中应用； 2.蛋白质变性在烹饪中应用； 3.蛋白质胶体性在烹饪中应用；
4.肉蛋白和面粉蛋白在加工中的变化和 功能性质。
主要内容
第一节 蛋白质的化学基础知识 第二节 蛋白质的性质及在烹饪中的应用 第三节 烹饪加工中蛋白质的化学变化
1、蛋白质分子的二级结构
是指由多肽链上主链骨架中各个肽段所形成的规则或 无规则的构象。
螺旋结构
β -折叠股和β -折叠片
二级结构类型
三股螺旋
无规卷曲
螺旋结构 是指多肽链主链 骨架围绕一个轴一圈 一圈地上升，从而形 成一个螺旋式的构象。
2、三级结构
指含α螺旋、β弯曲和β折叠或无规卷曲等二级结构
在生命活动中具有重要作用
酶的催化作用 调节作用(多肽类激素) 运输功能 运动功能 免疫保护作用(干扰素) 接受、传递信息的受体
（3）蛋白质在加工过程中的重要作用
蛋白质是食品的重要营养成分。
蛋白质的性质及其加工特性直接影响食品
的品质。
蛋白质的变性性质（酸奶、豆腐）
乳化性质，气泡性，凝胶作用、质构化， 风味结合功能等。
肉类（包括鱼类）为10-30% 乳类为1.5-3.8% 蛋类为11-14% 干豆类20-49.8% 坚果类15-26% 谷类果实6-10% 薯类为2-3%
一、蛋白质的化学组成
(一)蛋白质的元素组成
C：50-55%
H：6-8%
O：20-23%
S：0-4%
N：15-18% ;
微量元素：P、Fe、Zn、Cu、I 等
第三章 蛋白质 （ Proteins）
教学重点
1.蛋白质的两性性质在烹饪中应用； 2.蛋白质变性在烹饪中应用； 3.蛋白质胶体性在烹饪中应用；
4.肉蛋白和面粉蛋白在加工中的变化和 功能性质。
主要内容
第一节 蛋白质的化学基础知识 第二节 蛋白质的性质及在烹饪中的应用 第三节 烹饪加工中蛋白质的化学变化
食品化学第3章蛋白质
• 对于阴离子，它们对蛋白质结构稳定性影 响的大小程度为：F-<SO4-<Cl-<Br-<I<ClO4-<SCN- <Cl3CCOO-。 • 在高浓度时阴离子对蛋白质结构的影响比 阳离子更强 – 一般Cl- 、F- 、SO4-稳定蛋白质； – SCN- 、Cl3CCOO-是蛋白质去稳定剂。
• 导致蛋白质冻结变性的原因可能是： – 由于导致蛋白质的水合环境变化，破坏 了维持蛋白质构象的力 – 因为一些基团的水化层被破坏，基团之 间的相互作用引起蛋白质的聚集或亚基 重排； – 也可能是由于结冰后，剩余水中无机盐 浓度大大提高，这种高盐浓度导致蛋白 质变性。
（3）机械处理
• 有些机械处理如揉捏、搅打等，由于剪切 力的作用使蛋白质分子伸展，破坏了其中 的-螺旋，导致蛋白质变性。 • 剪切的速度越大，蛋白质变性程度越大
（2）盐类
• 碱土金属Ca2+、Mg2+离子可能是蛋白质 中的组成部分，对蛋白质构象起着重要作 用，所以除去会降低蛋白质分子对热、酶 等的稳定性。 • 例如，液化淀粉酶需要用Ca2+提高其稳定 性。
• 而对于一些重金属离子如Cu2+、Fe2+、 Hg2+、Pb2+、Ag+等，由于易与蛋白质分 子中的-SH 形成稳定的化合物，因而导致 蛋白质的变性。 • 二巯基丙醇为什么能治疗重金属中毒？ • 此外由于Hg2+、Pb2+等还能够与组氨酸、 色氨酸残基等反应，它们也能导致蛋白质 的变性。
结合蛋白根据结合物不同分为六类
• 核蛋白类：与 核酸 结合。 • 糖蛋白类：与 糖类 结合。 • 脂蛋白类：与 脂类 结合。 • 色蛋白类：与 色素 结合。 • 磷蛋白类：与 磷酸 结合。 • 金属蛋白类：与 金属 结合。
刘老师 第三章蛋白质化学(1-3节)
•旋光性：除甘氨酸外的氨基酸均有旋光性。
在近紫外区含苯环氨基酸大π键有光的吸 收。蛋白质故也具有紫外吸光性，实验室利用
紫外分光光度仪在280nm处测定蛋白质含量；
•光吸收：氨基酸在可见光范围内无光吸收，
以 丙 氨 酸 为 例 ：
二、氨基酸的解离和两性性质
氨基酸既含有氨基，可接受H+，又含 有羧基，可电离出H+，所以氨基酸具有 酸碱两性性质。通常情况下，氨基酸以 两性离子的形式存在，如下图所示：
1. 化学结构 R-CH(NH2)-COOH COOH R 代 表 氨 基 酸 之 间 相 异 的 H2N—Cα—H 基 (R group)， 又 部 分 ， 叫 R 称 为 侧 链 (sidechain) 。 R 无色晶体、溶于水
不带电形式
2. 结构通式 酪氨酸分子
地 球 上 天 然 形 成 的 氨 基 酸 有 300 种 以 上 ， 但 是 构 成 蛋 白 质 的 氨 基 酸 只 有 22 种 , 且都是α-氨基酸（可能还存在更多 的）。
黄色、 橘色
Tyr
Tyr、 Phe
浓 HNO3 及 NH3 乙醛酸试剂 及浓H2SO4
紫色
N
Try 胍基
酚基、吲 哚基
α- 萘 酚 、 NaClO
碱 性 CuSO4 及磷钨酸钼酸
红色
Arg
蓝色
Tyr
第三节氨基酸的分离与测定
层析法 电泳法 氨基酸的显色反应
一、层析法
层析法是利用被分离样品混合物中各 组分的化学性质的差异，使各组分以不 同程度分布在两个相中，这两个相一个 为固定相，另一个为流动相。当流动相 流进固定相时，由于各组分在两相中的 分配情况不同或电荷分布不同或离子亲 和力不同等，而以不同的速度前进，从 而达到分离的目的。（常见：滤纸层析、 薄层层析、离子交换层析、亲和层析）
第三章 蛋白质化学
水解不彻底。
应用：用于蛋白质的部分水解。一级结构分析。
二、氨基酸的结构和分类
（一）常见氨基酸
１、结构通式
R
R
2、20种氨基酸在结构上的共同特点 （1）除脯氨酸以外都是α-氨基酸；脯是 α-亚氨基酸。 （2）除了甘氨酸均有手性碳，具有旋光性。 （3）除甘氨酸外，蛋白质分子中的氨基酸都是L-氨基酸。 （4）不同的α-氨基酸其R基侧链不同，其余部分都相同。
[质子受体] pH=pK’+lg
[质子供体]
应用：
（1）已知各离子浓度，求溶液的pH值。
（2）根据氨基酸解离基团的pK值，可计算出任何pH 条件下，各离子浓度的比例。
例题1：计算赖氨酸的ε -NH3+20%被解离时 的溶液pH值。
解：首先写出解离方程
根据： 所以：
pK3=10.53 pH=pK’+lg
等电点时，氨基酸的溶解度最小
小结
引入等电点概念之后，AA的解离情况与环境PH的关 系可以描述为：
A、当环境PH=PI时氨基酸以两性离子形式存在。 B、当环境PH<PI时（相当于加入了H+）氨基酸带正
电荷，环境PH偏离等电点越远，氨基酸带正电荷越 多；电泳时移向负极。 C、当环境PH>PI时（相当于加入了OH-）氨基酸带 负电荷，环境PH偏离等电点越远，氨基酸带负电荷 越多；电泳时移向正极。
①解离方程：略 ②Glu-和Glu=各50%时pH为9.67 ③pH<3.22时 Glu总带正电荷 ④Glu±和Glu-缓冲范围pH4.25左右
（三）氨基酸的重要化学性质
1、α -NH2参与的重要的反应 （1）与亚硝酸的反应
NH2 R-CH-COOH + HNO2
应用：用于蛋白质的部分水解。一级结构分析。
二、氨基酸的结构和分类
（一）常见氨基酸
１、结构通式
R
R
2、20种氨基酸在结构上的共同特点 （1）除脯氨酸以外都是α-氨基酸；脯是 α-亚氨基酸。 （2）除了甘氨酸均有手性碳，具有旋光性。 （3）除甘氨酸外，蛋白质分子中的氨基酸都是L-氨基酸。 （4）不同的α-氨基酸其R基侧链不同，其余部分都相同。
[质子受体] pH=pK’+lg
[质子供体]
应用：
（1）已知各离子浓度，求溶液的pH值。
（2）根据氨基酸解离基团的pK值，可计算出任何pH 条件下，各离子浓度的比例。
例题1：计算赖氨酸的ε -NH3+20%被解离时 的溶液pH值。
解：首先写出解离方程
根据： 所以：
pK3=10.53 pH=pK’+lg
等电点时，氨基酸的溶解度最小
小结
引入等电点概念之后，AA的解离情况与环境PH的关 系可以描述为：
A、当环境PH=PI时氨基酸以两性离子形式存在。 B、当环境PH<PI时（相当于加入了H+）氨基酸带正
电荷，环境PH偏离等电点越远，氨基酸带正电荷越 多；电泳时移向负极。 C、当环境PH>PI时（相当于加入了OH-）氨基酸带 负电荷，环境PH偏离等电点越远，氨基酸带负电荷 越多；电泳时移向正极。
①解离方程：略 ②Glu-和Glu=各50%时pH为9.67 ③pH<3.22时 Glu总带正电荷 ④Glu±和Glu-缓冲范围pH4.25左右
（三）氨基酸的重要化学性质
1、α -NH2参与的重要的反应 （1）与亚硝酸的反应
NH2 R-CH-COOH + HNO2
第03章蛋白质的结构与功能
2013-12-29
二、蛋白质的分子组成
（二）蛋白质的结构单位——氨基酸 3. 氨基酸的性质
紫外吸收 色氨酸和酪氨酸在280nm有最大紫外 吸收。 茚三酮反应 不同氨基酸与茚三酮混合后加热 能显出不同颜色，可用于氨基酸的定性和定量。 大多数氨基酸与茚三酮反应的颜色为：蓝紫色 或紫蓝色。
二、蛋白质的分子组成
2013-12-29
广东药学院李春梅来自测丙氨酸Ala的 pI＝6.02，在pH ＝7时，在电场中向（ ） 极移动。
答案：正
2013-12-29
广东药学院
李春梅
二、蛋白质的分子组成
（三）蛋白质的辅基 指蛋白质所含的非氨基酸组分。 单纯蛋白质：完全由氨基酸构成 蛋白质 缀合蛋白质（结合蛋白质）： 脱辅蛋白质+辅基
三、肽键和肽 （二）肽（peptide）
肽：两个或多个氨基酸通过肽键链接生成 的分子称为肽。两个氨基酸链接称为二肽， 三个氨基酸链接称为三肽，多个氨基酸链 接产物称为多肽。 蛋白质：当多肽超过50个氨基酸或分子量 超过1万时，称为蛋白质。
三、肽键和肽
（三）生物活性肽（bioactive peptide） 指具有特殊生理功能的肽类物质。
H CH2 H H
SH
半胱氨酰 甘氨酸
（丙氨酸） （丝氨酸） （半胱氨酸） （甘氨酸）
多肽链是指由10个以上氨基酸通过肽键 连接而成的肽。
一些基本概念
N末端
2 O O NH2-CH-C-N-CH-C H H CH 3 OH
1
C末端
氨基端（N末端） 羧基端（C末端） 氨基酸残基：多肽链中的氨基酸是不完整的而称 之。 多肽链的方向：N C为正向，氨基末端的氨基 酸是多肽链的第一个氨基酸残基，羧基末端是最 后一个氨基酸残基。
第3章 蛋白质化学答案
第3章蛋白质化学答案第3章蛋白质化学答案第三章、蛋白质化学（一）氨基酸化学部分1、名称表述解：必需氨基酸：机体不能自行合成而必须从外界食物摄取的氨基酸。
ilemetvalleutrpphethrlys，对婴儿还有：arg、his。
非必需氨基酸：能够在人体内利用糖代谢中间产物转氨促进作用制备的氨基酸。
消旋作用：旋光性物质在化学反应中，其不对称原子经过对称状态的中间阶段，失去旋光性的作用。
消旋物：旋光性物质在化学反应中，产生d-型和l-型的等摩尔混合物，丧失旋光性的促进作用。
2、结构式丙氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天冬氨酸。
3、为什么共同组成蛋白质的基本单位就是氨基酸。
根据氨基酸侧链r基的极性可以分成哪几类？解：蛋白质水解产物是氨基酸。
分类：（1）非极性r基氨基酸（8种）：脂肪烃侧链的氨基酸（丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和脯氨酸）；芳香族氨基酸：（苯丙氨酸、色氨酸）；甲硫氨酸（蛋氨酸）。
（2）、不拎电荷的极性r基氨基酸：7种；甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、半胱氨酸（3）、拎正电荷的r基氨基酸：碱性氨基酸，3种；赖氨酸、精氨酸、组氨酸。
（4）、拎负电荷的r基氨基酸：酸性氨基酸，2种；谷氨酸、天冬氨酸。
4、比较几种蛋白质水方法的特点。
求解：（1）、酸水解：产物不消旋，为l-氨基酸；色氨酸被全然毁坏；部分水解羟基氨基酸（丝氨酸或苏氨酸）被毁坏；asn、gln被毁坏。
（2）碱解：消旋，产物为d-和l-氨基酸的混合物；多数氨基酸破坏；色氨酸不被破坏（3）酶求解：不消旋，产物为l-氨基酸；不毁坏氨基酸；须要几种酶共同促进作用5、以芳香族氨基酸为基准表明其光吸收特点。
解：在可见光没有光吸收；在紫外部分有特征光吸收，酪氨酸275nm，苯丙氨酸257nm，色氨酸280nm。
6、何为氨基酸等电点？氨基酸在等电点时存有什么特性。
解：等电点：氨基酸处于正负电荷数相等即净电荷为零的兼性离子状态时溶液的ph 值。
第三章 蛋白质化学 第1-2节
=
-C-C-C-N-C-N
N+
Aromatic Trp W
-C-OH -CN
Amino Acid Subway Map
Arg R Basic
Lys K
-C-C-C-C-NH3
+
Tyr Y
-C-
-C-CONH2
-C-C-CONH2
Asn N
Asp D
-C-COOH
Gln Q Amide
Glu E Acidic
(1) α- 氨基参加的反应
①与亚硝酸反应（范斯莱克法测定氨基酸氮的依据）
可用来进行氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。 室温下
NH2 R-CH-COOH + HNO2
OH R-CH-COOH + N2 + H2O
②氨基酸的甲醛滴定(用于氨基酸定量分析)
氨基酸不能直接用酸、碱滴定来进行定量测定。
元素组成特点：蛋白质的含氮量接近于16%。 蛋白质系数：1克氮所代表的蛋白质质量(克数)。即6.25。
蛋白质系数是凯氏定氮法测定蛋白质含量的基础。
粗蛋白含量 ＝样品含氮量 6.25
蛋白质含量 = 样品蛋白氮 6.25
元
素
C
50~55
H
6~8
O
20~23
N
15~18
百分比
有些还含有Ｓ／Ｐ／Ｆe/Cu/Zn/Mn等.
用纸电泳法分离氨基酸主要是根据氨基酸的极性不同。 下列氨基酸溶液除哪个外都能使偏振光发生旋转? A.丙氨酸 B.甘氨酸 C.亮氨酸 D.丝氨酸 在生理pH条件下。具有缓冲作用的氨基酸残基是 A.Tyr B.Trp C.His D.Lys 在生理条件下(pH6.0-7.0左右)，蛋白质分子中的 ____侧链和__侧链几乎完全带正电荷，但是___侧链 则部分带正电荷具有缓冲能力。 必需氨基酸包括哪些？
生物化学第三章蛋白质化学名词解释
第三章蛋白质化学1蛋白质：是一类生物大分子，由一条或多条肽链构成，每条肽链都有一定数量的氨基酸按一定序列以肽键连接形成。
蛋白质是生命的物质基础，是一切细胞和组织的重要组成成分。
2标准氨基酸：是可以用于合成蛋白质的20种氨基酸。
3、茚三酮反应：是指氨基酸、肽和蛋白质等与水合茚三酮发生反应，生成蓝紫色化合物，该化合物在570mm波长处存在吸收峰。
4、两性电解质：在溶液中既可以给出H+而表现出酸性，又可以结合H+而表现碱性的电解质。
5、兼性离子：即带正电和、又带负电荷的离子。
6、氨基酸的等电点：氨基酸在溶液中的解离程度受PH值影响，在某一PH值条件下，氨基酸解离成阳离子和阴离子的程度相等，溶液中的氨基酸以兼性离子形式存在，且净电荷为零，此时溶液的PH值成为氨基酸的等电点。
7、单纯蛋白质：完全由氨基酸构成的蛋白质。
8、缀合蛋白质：含有氨基酸成分的蛋白质。
9、蛋白质的辅基：缀合蛋白质所含有的非氨基酸成分。
10、肽键：存在于蛋白质和肽分子中，是由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基缩合时形成的化学键。
11、肽平面：在肽单元中，羧基的π键电子对与氮原子的孤电子对存在部分共享，C-N键具有一定程度的双键性质，不能自由旋转。
因此，肽单元的六个原子处在同一个平面上，称为肽平面。
12、肽：是指由两个或者多个氨基酸通过肽键连接而成的分子。
13、氨基酸的残基：肽和蛋白质分子中的氨基酸是不完整的，氨基失去了氢，羧基失去了羟基，因而称为氨基酸的残基。
14、多肽：由10个以上氨基酸通过肽键连接而成的肽。
15、多肽链：多肽的化学结构呈链状，所以又称多肽链。
16、生物活性肽：是指具有特殊生理功能的肽类物质。
它们多为蛋白质多肽链的一个片段，当被降解释放之后就会表现出活性，例如参与代谢调节、神经传导。
食物蛋白质的消化产物中也有生物活性肽，他们可以被直接吸收。
17、谷胱甘肽：由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键连接构成的酸性三肽，是一种生物活性肽，是机体内重要的抗氧化剂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
OH-
H+(NCHH32+)4
Lys2+
Lys+
Lys ±CΒιβλιοθήκη OK3 CH-NH2OH-
H+ (CH2)4 NH2
Lys-
Lys的等电点为Lys± ，因此：
pI =（PK2+PK3）／2
pI=（８.９５＋１０.５３） ／２ =９.７４
结论:
pH > pI时，氨基酸带负电荷，在电场中向正极移动。 pH = pI时，氨基酸净电荷为零 pH < pI时，氨基酸带正电荷,在电场中向负极移动。
第三章 蛋白质化学
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
蛋白质概述* 蛋白质的化学组成* 蛋白质的结构* 蛋白质的结构与功能的关系* 蛋白质的性质* 蛋白质的分离、纯化与纯度鉴定* 氨基酸的制备、纯化及鉴定*
第一节 蛋白质概述
一、蛋白质的普遍存在
蛋白质是普遍存在于生物体内的一类重要的生物大 分子。从病毒、单细胞生物到多细胞生物直至高等动植 物，蛋白质无处不在。
黄色
近年来，广泛使用5-二甲基萘磺酰氯代替DNFB来进行测定：
R H2-CH-COOH+
CH3 CH3 N
PH9.7 40OC
CH3 CH3 N
OSO Cl
5-二甲基萘磺酰氯 （DNS-Cl）
OSO HN-CH-COOH
R DNS-氨基酸 （具强烈的荧光）
（3）Edman反应—“多肽顺序自动分析仪”的基础 苯异硫氰酸酯--PITC 苯乙内酰硫脲衍生物（PTH-氨基酸），无色，可以用层析法
等电点的应用： 沉淀、电泳、离子交换法等分离制备某些氨 基酸。
思考题:
计算Ser、Thr、Asn、His、Arg、Asp的等电点及其 分别在PH=2.0；3.1；5.6；7.8；9.0；12.0时所带电荷 情况和在电场移动的情况。
3、氨基酸的主要化学反应
（1）与茚三酮反应 茚三酮与水反应生成的水合茚三酮,在微酸条件下与α-氨基
Glu+
Glu±
Glu-
Glu2–
Glu的等电点为Glu± ，因此：
pI =（PK1+PK2）／2
pI=（２.１９＋４.２５） ／２ =３.２２
③碱性氨基酸的等电点（以Lys为例）：
COOH
COO-
CH-NH3+ K1 CH-NH3+
OH-
(CH2)4 NH3+
H+ (CH2)4 NH3
COOK2 CH-NH2
二、蛋白质的功能概述
蛋白质的功能多样，主要概括如下： 1. 生物催化作用 2. 生物体的结构支撑作用 3. 肌肉收缩作用 4. 运载作用 5. 氨基酸的贮藏作用 6. 免疫作用 7. 激素作用 8. 对核酸的调控作用
此外，蛋白质还参与生长分化、血液凝固、细胞膜 通透、信号传递、肿瘤的形成与抑制、动物的记忆等生 命活动。随着研究的不断深入，蛋白质还可能有更多的 功能将被逐渐揭示出来。
三、蛋白质的分类及举例* 蛋白质的种类很多，目前有多种分类方法：
1.根据蛋白质分子的形状分类，可将其分为纤维状蛋 白质和球状蛋白质。
2.根据蛋白质的分子组成，可将其分为简单蛋白和结 合蛋白。
3.根据蛋白质的的溶解性，可将其分为清蛋白、谷蛋 白、醇蛋白、精蛋白、组蛋白和硬蛋白。
此外，还可以按蛋白质的结构特征和溶解性能综合 考虑进行分类。
[Gly－] [H ＋] K2 = [Gly±]
[Gly±] [H ＋] [Gly＋] =
K1
[Gly－] =
[Gly±] K2 [H ＋]
当达到等电点时， [Gly+] = [Gly－]
所以
[Gly±] [H ＋] = [Gly±] K2
即K1 K2= [H ＋] 2
-lg[H ＋] 2=-lgk1-Klg1k2
[H ＋]
因为 -lg[H ＋] =PH
-lgk1=PK1 ，-lgK2=pK2
所以
2 PH=PK1+PK2
令pI为等电点时的PH，则： pI=（PK1+PK2）／2
H
Gly－
②酸性氨基酸的等电点（以Glu为例）：
COOH
COO-
COO-
COO-
CH-NH3+ K1 CH-NH3+ K2 CH-NH3+ K3 CH-NH2 (CH2)2 OH-(CH2)2 OH-(CH2)2 OH- (CH2)2 COOH H+ COOH H+ COO H+ COO
第二节 蛋白质的化学组成
一、蛋白质的元素组成
碳50%～55%、氢6%～8%、氧20%～23%、氮15%～17%、 硫 0～4% 。微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼。 凯氏定氮：粗蛋白质含量=蛋白氮×6.25
二、氨基酸——蛋白质的基本结构单位
蛋白质是由20种L-型α-氨基酸组成的长链分子。
氨基酸的结构通式
酸共热，引起氨基酸的氧化脱氨、脱羧反应，最后，茚三酮与反 应 产 物 —— 氨 和 还 原 茚 三 酮 反 应 ， 生 成 紫 色 物 质 （λmax=570nm）。
Pro、Hy-Pro与直接形成黄色化合物（ λmax=440nm）
有色物 质
（2）与2.4一二硝基氟苯反应--Sanger 反应 试剂：2.4一二硝基氟苯（DNFB） DNP-氨基酸，黄色，层析法鉴定， 被Sanger用来测定多 肽的NH2末端氨基酸 。最先用于胰岛素一级结构的测定。
（蛋白质的疏水核心）。
四、氨基酸的重要理化性质
1、氨基酸的物理性质（自学） 2、两性解离和等电点
（1）氨基酸的两性解离 氨基酸在晶体和水溶液中主要以兼性离子形式存在
（2）等电点
① 中性氨基酸的等电
点（以Gly为例）
根据质量作用定律：
H
Gly+
H
Gly±
[Gly±] [H ＋] K1 = [Gly＋]
② 一氨基二羧基
③ 二氨基一羧基
（2）芳香族氨基酸
（3）杂环氨基酸
2、按照氨基酸侧链的化学性质不同分类
极性不带电荷：Ser、Thr、Asn、 Gln、 Tyr、Cys
极性氨基酸 极性带正电荷：His、Lys、Arg
极性带负电荷：Asp、Glu
非极性氨基酸：在维持蛋白质的三维结构中起着 重要作用
病毒一般内部为核酸，其外壳几乎完全由蛋白质构 成；朊病毒甚至全部为蛋白质。细胞的膜蛋白、细菌的 鞭毛、细菌的纤毛或毒素含有大量蛋白质。植物种子中 含有大量的醇溶谷蛋白，如玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白。 动物的蛋白质种类更是不胜枚举，如溶于水及稀酸的鱼 精蛋白、组蛋白；消化道及内分泌腺体分泌的酶；血液 中起运输作用的血红蛋白；防御疾病的抗体······可以说， 没有蛋白质就没有生命活动，生物世界也就是蛋白质的 世界。
H+(NCHH32+)4
Lys2+
Lys+
Lys ±CΒιβλιοθήκη OK3 CH-NH2OH-
H+ (CH2)4 NH2
Lys-
Lys的等电点为Lys± ，因此：
pI =（PK2+PK3）／2
pI=（８.９５＋１０.５３） ／２ =９.７４
结论:
pH > pI时，氨基酸带负电荷，在电场中向正极移动。 pH = pI时，氨基酸净电荷为零 pH < pI时，氨基酸带正电荷,在电场中向负极移动。
第三章 蛋白质化学
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
蛋白质概述* 蛋白质的化学组成* 蛋白质的结构* 蛋白质的结构与功能的关系* 蛋白质的性质* 蛋白质的分离、纯化与纯度鉴定* 氨基酸的制备、纯化及鉴定*
第一节 蛋白质概述
一、蛋白质的普遍存在
蛋白质是普遍存在于生物体内的一类重要的生物大 分子。从病毒、单细胞生物到多细胞生物直至高等动植 物，蛋白质无处不在。
黄色
近年来，广泛使用5-二甲基萘磺酰氯代替DNFB来进行测定：
R H2-CH-COOH+
CH3 CH3 N
PH9.7 40OC
CH3 CH3 N
OSO Cl
5-二甲基萘磺酰氯 （DNS-Cl）
OSO HN-CH-COOH
R DNS-氨基酸 （具强烈的荧光）
（3）Edman反应—“多肽顺序自动分析仪”的基础 苯异硫氰酸酯--PITC 苯乙内酰硫脲衍生物（PTH-氨基酸），无色，可以用层析法
等电点的应用： 沉淀、电泳、离子交换法等分离制备某些氨 基酸。
思考题:
计算Ser、Thr、Asn、His、Arg、Asp的等电点及其 分别在PH=2.0；3.1；5.6；7.8；9.0；12.0时所带电荷 情况和在电场移动的情况。
3、氨基酸的主要化学反应
（1）与茚三酮反应 茚三酮与水反应生成的水合茚三酮,在微酸条件下与α-氨基
Glu+
Glu±
Glu-
Glu2–
Glu的等电点为Glu± ，因此：
pI =（PK1+PK2）／2
pI=（２.１９＋４.２５） ／２ =３.２２
③碱性氨基酸的等电点（以Lys为例）：
COOH
COO-
CH-NH3+ K1 CH-NH3+
OH-
(CH2)4 NH3+
H+ (CH2)4 NH3
COOK2 CH-NH2
二、蛋白质的功能概述
蛋白质的功能多样，主要概括如下： 1. 生物催化作用 2. 生物体的结构支撑作用 3. 肌肉收缩作用 4. 运载作用 5. 氨基酸的贮藏作用 6. 免疫作用 7. 激素作用 8. 对核酸的调控作用
此外，蛋白质还参与生长分化、血液凝固、细胞膜 通透、信号传递、肿瘤的形成与抑制、动物的记忆等生 命活动。随着研究的不断深入，蛋白质还可能有更多的 功能将被逐渐揭示出来。
三、蛋白质的分类及举例* 蛋白质的种类很多，目前有多种分类方法：
1.根据蛋白质分子的形状分类，可将其分为纤维状蛋 白质和球状蛋白质。
2.根据蛋白质的分子组成，可将其分为简单蛋白和结 合蛋白。
3.根据蛋白质的的溶解性，可将其分为清蛋白、谷蛋 白、醇蛋白、精蛋白、组蛋白和硬蛋白。
此外，还可以按蛋白质的结构特征和溶解性能综合 考虑进行分类。
[Gly－] [H ＋] K2 = [Gly±]
[Gly±] [H ＋] [Gly＋] =
K1
[Gly－] =
[Gly±] K2 [H ＋]
当达到等电点时， [Gly+] = [Gly－]
所以
[Gly±] [H ＋] = [Gly±] K2
即K1 K2= [H ＋] 2
-lg[H ＋] 2=-lgk1-Klg1k2
[H ＋]
因为 -lg[H ＋] =PH
-lgk1=PK1 ，-lgK2=pK2
所以
2 PH=PK1+PK2
令pI为等电点时的PH，则： pI=（PK1+PK2）／2
H
Gly－
②酸性氨基酸的等电点（以Glu为例）：
COOH
COO-
COO-
COO-
CH-NH3+ K1 CH-NH3+ K2 CH-NH3+ K3 CH-NH2 (CH2)2 OH-(CH2)2 OH-(CH2)2 OH- (CH2)2 COOH H+ COOH H+ COO H+ COO
第二节 蛋白质的化学组成
一、蛋白质的元素组成
碳50%～55%、氢6%～8%、氧20%～23%、氮15%～17%、 硫 0～4% 。微量的磷、铁、铜、碘、锌、钼。 凯氏定氮：粗蛋白质含量=蛋白氮×6.25
二、氨基酸——蛋白质的基本结构单位
蛋白质是由20种L-型α-氨基酸组成的长链分子。
氨基酸的结构通式
酸共热，引起氨基酸的氧化脱氨、脱羧反应，最后，茚三酮与反 应 产 物 —— 氨 和 还 原 茚 三 酮 反 应 ， 生 成 紫 色 物 质 （λmax=570nm）。
Pro、Hy-Pro与直接形成黄色化合物（ λmax=440nm）
有色物 质
（2）与2.4一二硝基氟苯反应--Sanger 反应 试剂：2.4一二硝基氟苯（DNFB） DNP-氨基酸，黄色，层析法鉴定， 被Sanger用来测定多 肽的NH2末端氨基酸 。最先用于胰岛素一级结构的测定。
（蛋白质的疏水核心）。
四、氨基酸的重要理化性质
1、氨基酸的物理性质（自学） 2、两性解离和等电点
（1）氨基酸的两性解离 氨基酸在晶体和水溶液中主要以兼性离子形式存在
（2）等电点
① 中性氨基酸的等电
点（以Gly为例）
根据质量作用定律：
H
Gly+
H
Gly±
[Gly±] [H ＋] K1 = [Gly＋]
② 一氨基二羧基
③ 二氨基一羧基
（2）芳香族氨基酸
（3）杂环氨基酸
2、按照氨基酸侧链的化学性质不同分类
极性不带电荷：Ser、Thr、Asn、 Gln、 Tyr、Cys
极性氨基酸 极性带正电荷：His、Lys、Arg
极性带负电荷：Asp、Glu
非极性氨基酸：在维持蛋白质的三维结构中起着 重要作用
病毒一般内部为核酸，其外壳几乎完全由蛋白质构 成；朊病毒甚至全部为蛋白质。细胞的膜蛋白、细菌的 鞭毛、细菌的纤毛或毒素含有大量蛋白质。植物种子中 含有大量的醇溶谷蛋白，如玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白。 动物的蛋白质种类更是不胜枚举，如溶于水及稀酸的鱼 精蛋白、组蛋白；消化道及内分泌腺体分泌的酶；血液 中起运输作用的血红蛋白；防御疾病的抗体······可以说， 没有蛋白质就没有生命活动，生物世界也就是蛋白质的 世界。