複習筆記詳解

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第一篇 生物大分子結構與功能

第一章 蛋白質的結構與功能

1.1 複習筆記

一、蛋白質的分子組成

1蛋白質的一半組成

氨基酸是蛋白質的基本結構單位，蛋白質可在酸、堿或蛋白酶的作用下水解得到氨基酸。所有蛋白質均含有C、H、O、N四種元素，有的蛋白質還含有P、S等元素。

2氨基酸的結構

組成人體蛋白質的20種氨基酸均屬于L-α-氨基酸（甘氨酸除外），其分子中的4個基團——氨基、羧基、氫原子和R基團均連在同一個α-碳原子上，其中R基團為側鍊基團，其通式如圖1-1所示。

圖1-1 α-氨基酸的結構通式

3氨基酸的分類

組成人體蛋白質的20種氨基酸依據其側鍊結構和理化性質可分為如表1-1所示5類。

表1-1 氨基酸的分類

4氨基酸的理化性質

（1）兩性解離及等電點（pI）

①兩性解離

氨基酸都含有堿性的α-氨基和酸性的α-羧基，因此既可發生酸性解離也可發生堿性解離。

②等電點

a．定義：氨基酸分子所帶正負電荷相等時溶液的pH值稱為氨基酸的等電點（pI）。當溶液pH＝pI時，氨基酸主要以兩性離子形式存在；pH＜pI時，氨基酸主要以正離子形式存在；pH＞pI時，氨基酸主要以負離子形式存在。

b．pI的計算：pI＝1/2（pK1＋pK2）。

（2）含共轭雙鍵的氨基酸有紫外吸收特征

在近紫外區，色氨酸（Trp）、酪氨酸（Tyr）和苯丙氨酸（Phe）均有特征吸收峰。其中Trp的最大吸收波長為280nm；Tyr的最大吸收波長為275nm；Phe的最大吸收波長為257nm。因此含有Trp、Tyr和Phe的蛋白質具有紫外吸收能力，故可通過測定蛋白質溶液280nm的光吸收值來分析溶液中蛋白質的含量。

（3）茚三酮反應

茚三酮反應是指在弱酸性溶液中，氨基酸與茚三酮水合物共熱時，氨基酸被氧化脫羧、脫氨，而茚三酮則被還原，其還原物與氨基酸加熱産生的氨結合，再與另一分子茚三酮作用生成藍紫色化合物的反應。

二、蛋白質的分子結構

1蛋白質分子結構的基礎

（1）肽鍵

蛋白質分子是由許多氨基酸通過肽鍵相連而成的生物大分子。其中肽鍵是一種酰胺鍵，是由一個氨基酸的α-氨基和另一個氨基酸的α-羧基脫水縮合形成的化學鍵，通常用羰基碳和酰胺氮之間的單鍵表示。

（2）肽

肽是指由一氨基酸的羧基和另一氨基酸的氨基脫水縮合形成的化合物，又稱肽鍊。通常将十個以下氨基酸殘基組成的肽鍊稱為寡肽，更長的肽鍊則稱為多肽。肽鍊中的氨基酸分子因脫水縮合而基團不全，被稱為氨基酸殘基。

（3）體内存在的重要的生物活性肽

①谷胱甘肽（GSH）

谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽，其分子中半胱氨酸的巯基是該化合物的主要功能基團。

②多肽類激素（如催産素等）及神經肽

2蛋白質的分子結構

蛋白質複雜的分子結構一般分成4個層次，即一級、二級、三級和四級結構。其中後三者統稱為高級結構或空間構象，即一條或數條多肽鍊上所有原子和基團在三維空間上的排布。

表1-2 蛋白質的分子結構及維系鍵

表1-3 蛋白質的二級結構及其特點

表1-4 β折疊結構與α-螺旋結構對比

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