生物化学与分子生物学/蛋白质分子的组成

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生物化学与分子生物学

蛋白质化学
- 蛋白质分子的组成
- 蛋白质分子中氨基酸的连接方式
- 蛋白质的结构及其功能
- 蛋白质的理化性质
- 蛋白质的分类
- 参考:蛋白质一级结构的测定方法

生物化学与分子生物学目录

一、蛋白质的元素组成

单纯蛋白质的元素组成为碳50～55%、氢6%～7%、氧19%～24%、氮13%～19%，除此之外还有硫0～4%。有的蛋白质含有磷、碘。少数含铁、铜、锌、锰、钴、钼等金属元素。

各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。由于体内组织的主要含氮物是蛋白质，因此，只要测定生物样品中的氮含量，就可以按下式推算出蛋白质大致含量。

每克样品中含氮克数×6.25×100=100克样品中蛋白质含量(克%)

二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸

蛋白质可以受酸、碱或酶的作用而水解。例如，一种单纯蛋白质用6N盐酸在真空下110℃水解约16小时，可达到完全水解(酸水解的条件下，色氨酸、酪氨酸易被破坏)。利用层析等手段分析水解液，就可证明组成蛋白质分子的基本单位是氨基酸。构成天然蛋白质的氨基酸共20种。

这些氨基酸为L-α-氨基酸(L-α-amino acid)，其结构通式如下：

L-α-氨基酸(L-α-amino acid)结构通式

生物界中也发现一些D系氨基酸，主要存在于某些抗菌素以及个别植物的生物碱中。

三、氨基酸的分类

组成蛋白质的氨基酸按其α-碳原子上侧链R的结构分为20种，20种氨基酸按R的结构和极性的不同有以下两种分类方法。

(一)根据R的结构不同分类(见表1-1)：

氨基酸的分类

接上表

氨基酸的分类

1.脂肪族氨基酸(包括棸被鶙羧基酸、一氨基二羧基酸、二氨基-羧基酸）。

2.芳香族氨基酸。

3.杂环族氨基酸。

4.杂环亚氨基酸。

(二)根据侧链R的极性不同分为非极性和极性氨基酸

氨基酸的R基团不带电荷或极性极微弱的属于非极性中性氨基酸，如：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸。它们的R基团具有疏水性。

氨基酸的R基团带电荷或有极性的属于极性氨基酸，它们又可分为：

(1)极性中性氨基酸：R基团有极性，但不解离，或仅极弱地解离，它们的R基团有亲水性。如：丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天门冬酰胺。

(2)酸性氨基酸：R基团有极性，且解离，在中性溶液中显酸性，亲水性强。如天门冬氨酸、谷氨酸。

(3)碱性氨基酸：R基团有极性，且解离，在中性溶液中显碱性，亲水性强。如组氨酸、赖氨酸、精氨酸。

这20种氨基酸都有各自的遗传密码，它们是生物合成蛋白质的构件，无种属差异。在体内，一些特殊蛋白质分子中还含有其它氨基酸，如甲状腺球蛋白中碘代酪氨酸，胶原蛋白中的羟脯氨酸及羟赖氨酸，某些蛋白质分子中的胱氨酸等，它们都是在蛋白质生物合成之后(或合成过程中)，相应的氨基酸残基被修饰形成的。还有的是在物质代谢过程中产生，如鸟氨酸(由精氨酸转变来的等，这些氨基酸在生物体内都没有相应的遗传密码。