蛋白质的分子组成

第一节 蛋白质的分子组成 元素：C、H、O、N、S P、Fe、Cu、Zn、I等。 蛋白质含氮量：平均为16%。 可用于蛋白质定量。 蛋白质含量(g/%)=含氮量 (g/%)×6.25

一、氨基酸 二、肽 三、蛋白质的分类

一、氨基酸(amino acid)是蛋白质 的基本组成单位 共20种 均为L- -氨基酸(除外甘氨酸) 通式：COOH H 2N C R 侧链 α 共同部分 H

氨基酸分类(按侧链基团性质) 1.非极性疏水性氨基酸

2.极性中性氨基酸3.酸性氨基酸 4.碱性氨基酸

1.非极性疏水性氨基酸 含有非极性的侧链，具有疏水 性(Gly除外)。

种类：Gly、Ala、Val、Leu、 Ile、Phe、Pro

非极性疏水性氨基酸H CH NH H 3C CH NH H 3C CH H 3C H 3C CH H 3C CH2 + 3 + 3 -

COO

-

H 3C

甘氨酸 G ly c in e (G ly ) 丙氨酸 A la n in e (A la )

CH

2

CH H 3C

CH NH+ 3

COO

-

异亮氨酸 Isole u c in e (Ile )-

COO

CH

2

CH NH+ 3

COO

CH NH CH NH+ 3 + 3

COO

缬氨酸 V a lin e (V a l)+

苯丙氨酸 P h e n y la la n in e (P h e ) 脯氨酸 P r olin e (P r o)

COO H 2N H 2C C H2 CH CH2

-

COO

亮氨酸 L e u c in e (L e u )

2.极性中性氨基酸

侧链含有-OH或-SH、-CONH2 等极性基团，具有亲水性，但在 中性水溶液中不电离。 种类：Ser、Thr、Tyr、Trp、 Cys、Met、Asn、Gln

极性中性氨基酸C CH CH NH HO CH2 2

CH NH+ 3

COO

-

色氨酸 T r y ptoph a n (T r y )

CH 3 SCH 2CH

2

CH NH+ 3

COO

-

蛋氨酸 M e th ion in e (M e t) 天冬酰胺 A spa r a g in e (A sn ) 谷氨酰胺 G lu ta m in e (G ln ) 苏氨酸 T h r e on in e (T h r )

CH NH+ 3

COO

-

丝氨酸 S e r in e (S e r )

H 2N C O

CH

2

CH NH+ 3

COO

-

HO

CH

2

CH NH+ 3

COO

-

酪氨酸 T y r osin e (T y r ) O

H 2N C

CH

2

CH

2

CH NH+ 3

COO

-

HS

CH

2

CH NH+ 3

COO

-

半胱氨酸 C y ste in e (C y s)

H 3 C CH HO

CH NH+ 3

COO

-

3.酸性氨基酸 侧链含有-COOH,易解离出H+而 具有酸性。 种类：Asp、Glu

-

OOC

CH

2

CH NH+ 3

COO

-

-

OOC

CH

2

CH

2

CH NH+ 3

COO

-

天冬氨酸 A spa r tic a c id (A sp)

谷氨酸 G lu ta m ic a c id (G lu )

4. 碱性氨基酸 侧链带有易接受H+的基团而具有 碱性。如ε-NH2、胍基和咪唑基。

种类：His、Lys、Arg

NH 2 CH 2 CH 2 CH 2CH

2

CH NH+ 3

COO

-

NH 2 CNHCH NH

CH 2 CH 2

2

CH NH+ 3

COO

-

赖 氨 酸 L y sin e (L y s)HC N C H C CH NH2

精 氨 酸 A r g in in e (A r g )

CH NH+ 3

COO

-

组 氨 酸 H istidin e (H is)

特殊氨基酸Gly:无手性碳原子。Pro:为环状亚氨基酸。

Cys:可形成二硫键。COOH COOH2

二硫键NH2 2

2 CHNH2

CH

SH 2H

CH NH2

CH

S

S

CH

2

CH COOH

Cys

胱氨酸

1. 生蛋白氨基酸：20种编码氨 基酸。 2. 非生蛋白氨基酸：蛋白质中 不存在的氨基酸。如：瓜氨 酸、鸟氨酸、同型半胱氨酸。 代谢途径中产生的。

3.修

饰氨基酸：蛋白质合成后通 过修饰加工生成的氨基酸。没有 相应的编码。如：胱氨酸、羟脯 氨酸(Hyp)、羟赖氨酸 (Hyl)。

二.

肽

(一)肽(peptide) 肽键(peptide bond): 两个氨基 酸通过脱水形成的酰胺键。R1 H 2N C C H O H OH + H N C COOH H R2 H 2O R1 H 2N CH

H C O N

H C COOH R2

肽键

多肽链(polypeptide chain) 多个 AAS通过肽键相连而成的多聚体。 二肽(dipeptide)

三肽(tripeptide) 寡肽 ( oligopeptide) < 10 AAS 多肽 ( polypeptide) > 10 AAS

氨基末端 ( N-端) 和羧基末端 ( C-端) 主链 ( C-C-N-C ) 和侧链( R )R1 H 2N N-端 C Hα

H CO

H O Cα

R3 N H C Hα

H C O N

H Cα

N

C

COOH C-端

R2 氨基酸残基

R4

氨基酸残基 (amino acid residue )

肽链中的氨基酸分子因脱水缩合 而稍有残缺，称为氨基酸残基。 蛋白质和多肽的界限：

>胰岛素(5733)为蛋白质 <胰岛素(5733)为多肽

(二)生物活性肽1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH)COOH H 2 N CH CH2

CH 2 SH CH2

CO NH CH CO NH CH 半胱氨酰 谷胱甘肽

2

COOH

γ -谷 氨 酰

甘氨酸

功能基团: -SH

谷胱甘肽的主要功能:(1) 作为还原剂，保护蛋白质或酶的巯基 免遭氧化。 (2) 作为还原剂，清除体内的H2O2。H 2O 2 2G SH NADP+

2H 2 O

G -S -S -G

NADPH+H

+

(3) 保护核酸和蛋白质免遭毒物损害。