公卫助理医师《生物化学》蛋白质的化学知识（新版多篇）

节 蛋白质的分子结构 篇一

一、蛋白质的一级结构(primary structure)

蛋白质一级结构是空间结构和特异生物学功能的基础。

二、蛋白质的二级结构(secondary structure)

蛋白质的二级结构是指其分子中主链原子的局部空间排列，是主链构象（不包括侧链R基团）。

两种主链原子的局部空间排列的分子模型（α-螺旋）和（β-折叠）。

1、肽单位

肽键及其两端的α-C共6个原子处于同一平面上，组成了肽单位（所在的平面称肽键平面）。

肽键C—N键长为0.132nm，比相邻的单键(0.147nm)短，而较C=N双键(0.128nm)长，有部分双键的性质，不能自由旋转。肽键平面上各原子呈顺反异构关系，肽键平面上的O、H以及2个α-碳原子为反式构型(transconfiguration)。

2、α-螺旋

α-螺旋是肽键平面通过α-碳原子的相对旋转形成的一种紧密螺旋盘绕，是有周期的一种主链构象。其特点是：

② 螺旋每转一圈上升3.6个氨基酸残基，螺距约0.54nm

②相邻的螺圈之间形成链内氢键，氢键的取向几乎与中心轴平行。

③螺旋的走向绝大部分是右手螺旋，残基侧链伸向外侧。R基团的大小、荷电状态及形状均对α-螺旋的形成及稳定有影响。

3、β-折叠

① 相邻肽键平面间折叠成110度角，呈锯齿状。

② 两个以上具β-折叠的肽链或同一肽链内不同肽段相互平行排列，形成β-折叠片层，其稳定因素是肽链间的氢键。

③ 逆向平行的片层结构比顺向平行的稳定。

α-螺旋和β-折叠是蛋白质二级结构的主要形式。

4、β-转角

5、不规卷曲

6、超二级结构和结构域

节 蛋白质的分子组成 篇二

一、蛋白质的元素组成

主要有 C、H、O、N、S。

各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。

二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸

蛋白质在酸、碱或蛋白酶的作用下，最终水解为游离氨基酸(amino acid)，即蛋白质组成单体或构件分子。存在于自然界中的氨基酸有300余种，但合成蛋白质的氨基酸仅20种（称编码氨基酸）。

(一)氨基酸的结构通式

组成蛋白质的20种氨基酸有共同的结构特点：

1、氨基连接在α- C上，属于α-氨基酸（脯氨酸为α-亚氨基酸）。

2.R是側链，除甘氨酸外都含手性C，有D-型和L-型两种立体异构体。天然蛋白质中的氨基酸都是L-型。

(二)氨基酸的分类

1、按R基的化学结构分为脂肪族、芳香族、杂环、杂环亚氨基酸四类。

2、按R基的极性和在中性溶液的解离状态分为非极性氨基酸、极性不带电荷、极性带负电荷或带正电荷的四类。

带有非极性R（烃基、甲硫基、吲哚环等，共9种）：甘(Gly)、丙(Ala)、缬(Val)、亮(Leu)、异亮(Ile)、苯丙(Phe)、甲硫(Met)、脯(Pro)、色(Trp)

带有不可解离的极性R（羟基、巯基、酰胺基等，共6种）：丝(Ser)、苏(Thr)、天胺(Asn)、谷胺(Gln)、酪(Tyr)、半(Cys)

带有可解离的极性R基（共5种）：天(Asp)、谷(Glu)、赖(Lys)、精(Arg)、组(His)，前两个为酸性氨基酸，后三个是碱性氨基酸。

(三)氨基酸的重要理化性质

1、一般物理性质

α-氨基酸为无色晶体，熔点一般在200 oC以上。各种氨基酸在水中的溶解度差别很大（酪氨酸不溶于水）。一般溶解于稀酸或稀碱，但不能溶解于有机溶剂，通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。

芳香族氨基酸(Tyr、Trp、Phe)有共轭双键，在近紫外区有光吸收能力，Tyr、Trp的。吸收峰在280nm，Phe在265 nm。由于大多数蛋白质含Tyr、Trp残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值，是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。

2、两性解离和等电点(isoelectric point, pI)

氨基酸在水溶液或晶体状态时以两性离子的形式存在，既可作为酸，又可作为碱起作用，是两性电解质，其解离度与溶液的pH有关。

在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势和程度相等，成为兼性离子，呈电中性，

此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。

3、氨基酸的化学反应

氨基酸的化学反应是其基团的特征性反应。

（1）茚三酮反应

所有具有自由α-氨基的氨基酸与过量茚三酮共热形成蓝紫色化合物。

（2）与2，4-二硝基氟苯(DNFB)的反应

三、肽(peptide)

1、肽键与肽链

一个氨基酸的α-羧基和另一个氨基酸的α-氨基脱水形成的酰胺键称为肽键。多肽链的方向性是从N末端指向C末端。

肽分子中不完整的氨基酸称为氨基酸残基。肽按其序列从N端到C端命名。一般10肽以下属寡肽，10肽以上为多肽。

2、生物活性肽

谷胱甘肽(glutathione，GSH)

是由Glu、Cys、Gly组成的一种三肽，又叫γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸（含γ-肽键）。