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第四章 蛋白质化学 化学与生物工程学院 主讲人：冉秀芝 E-mail：ranxiuzhi2006@cqut.edu.cn 教学目的要求（一） 掌握： （1）蛋白质的分子组成：氨基酸的分类、肽 （2）蛋白质的分子结构：蛋白质一、二、三、四级结构的概念、结构要点及维系各级结构的化学键 （3）理化性质：蛋白质两性电离及等电点；蛋白质的变性、沉淀和凝固；蛋白质紫外吸收特性等。 教学目的要求（二） 熟悉：（1）蛋白质多肽链组成 （2）蛋白质结构与功能关系 （3）氨基酸的理化性质 了解：蛋白质分离纯化方法及一级结构测定原理 本章教学内容 第一节 概述 第二节 蛋白质的基本单位——氨基酸 第三节 肽 第四节 蛋白质的分子结构 第五节 蛋白质的性质 第六节 蛋白质分离与纯化的基本原理 第一节 概 述 一、蛋白质的概念? 蛋白质是一切生物体中普遍存在的，由20种左右天然α-氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物；其种类繁多，具有一定的相对分子量、复杂分子结构和特定生物学功能；是表达生物遗传性状的一类主要物质。 1 蛋白质在生命中的重要性 恩格斯曾指出：“生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断的自我更新。” 第一，蛋白体是生命的物质基础； 第二，生命是物质运动的特殊形式，是蛋白体的存在方式； 第三，这种存在方式的本质就是蛋白体与其外部自然界不断 的新陈代谢。 2 蛋白质的元素组成 主要有C、H、O、N和S，有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。 碳 50％ 氢 7％ 氧 23％ 氮 16% 硫 0—3％ 其他 微 量 蛋白质元素组成的特点： （2）蛋白质系数：任何生物样品中每1g元N的存在，就表示大约有100/16=6.25蛋白质的存在， 6.25常称为蛋白质常数 2.功能复杂——蛋白质功能的复杂性 即：同一种蛋白质，其功能也呈现出复杂性。糖蛋白、酶催化功能。 一、蛋白质的水解——产生氨基酸的基本手段 酸水解：20%HCl、H2SO4 碱水解:6mol/L NaOH 、4mol/L Ba(OH)2 蛋白酶水解 蛋白质水解过程中的不同的降解物 蛋白质→SHI →胨→多肽→二肽→氨基酸 氨基酸的滴定曲线1 Gly 氨基酸的滴定曲线2 Glu与His 氨基酸等电点的计算 3.化学性质——氨基酸的一些特殊反应—由α-氨基参与的反应 与亚硝酸反应(范斯莱克法) 与甲醛反应（甲醛滴定法） 与2,4-二硝基氟苯的反应 酰化反应（保护氨基） 成盐反应（氨基酸盐酸盐） 形成席夫碱反应（羰氨反应） 脱氨基反应（α-酮酸） 3.化学性质——氨基酸的一些特殊反应—由α-羧基参与的反应 成盐反应：谷氨酸单钠盐（味精） 成酯反应：与醇酯化形成相应的酯 酰化反应：-COOH中的-OH被卤素取代，生成酰卤 脱羧基反应：脱羧酶，胺。 叠氮反应：酰基化和酯化，酰化氨基酸甲酯 3.化学性质——氨基酸的一些特殊反应 由α-氨基和α-羧基共同参与的反应 与茚三酮的反应 成肽反应 由R基参加的反应（巯基、羧基、酚基） 巯基及二硫键 羟基：与酸生成酯 氨基酸侧链特殊基团参与的反应（表4-4） 肽单位 二、生物活性肽 1 谷胱甘肽 2 神经肽——神经肽与神经体液调节 脑啡肽、内啡肽、强啡肽、P-物质 3 抗菌肽——细菌的一种防御武器 第四节 蛋白质的分子结构 肽链末端测定 N-末端测定 DNFB法（Sanger法）：DNP-AA 苯异硫腈法（Edman法）：PTH-AA 二甲基氨基萘磺酰氯法（DNS法） 氨肽酶法 C-末端测定 肼解法 羧肽酶法 （1）肽链末端测定 Sanger法。2,4-二硝基氟苯在碱性条件下，能够与肽链N-端的游离氨基作用，生成二硝基苯衍生物（DNP）。 在酸性条件下水解，得到黄色DNP-氨基酸。该产物能够用乙醚抽提分离。不同的DNP-氨基酸可以用色谱法进行鉴定。 （1）肽链末端测定 肽链末端氨基与苯异硫腈（PITC）生成PTC-肽链，PTH-Aa。 此法的特点是能够不断重复循环，将肽链N-端氨基酸残基逐一进行标记和解离。 （1）肽链末端测定 在碱性条件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以与N-端氨基酸的游离氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸。 此法的优点是丹磺酰-氨基酸有很强的荧光性质，检测灵敏度可以达到1?10-9mol。 （1）肽链末端测定 氨肽酶是一种肽