生物化學與分子生物學/蛋白質(zhì)分子的組成

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生物化學與分子生物學

蛋白質(zhì)化學
- 蛋白質(zhì)分子的組成
- 蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連接方式
- 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其功能
- 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)
- 蛋白質(zhì)的分類
- 參考:蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定方法

生物化學與分子生物學目錄

一、蛋白質(zhì)的元素組成

單純蛋白質(zhì)的元素組成為碳50～55%、氫6%～7%、氧19%～24%、氮13%～19%，除此之外還有硫0～4%。有的蛋白質(zhì)含有磷、碘。少數(shù)含鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬等金屬元素。

各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16%。由于體內(nèi)組織的主要含氮物是蛋白質(zhì)，因此，只要測定生物樣品中的氮含量，就可以按下式推算出蛋白質(zhì)大致含量。

每克樣品中含氮克數(shù)×6.25×100=100克樣品中蛋白質(zhì)含量(克%)

二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸

蛋白質(zhì)可以受酸、堿或酶的作用而水解。例如，一種單純蛋白質(zhì)用6N鹽酸在真空下110℃水解約16小時，可達到完全水解(酸水解的條件下，色氨酸、酪氨酸易被破壞)。利用層析等手段分析水解液，就可證明組成蛋白質(zhì)分子的基本單位是氨基酸。構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸共20種。

這些氨基酸為L-α-氨基酸(L-α-amino acid)，其結(jié)構(gòu)通式如下：

L-α-氨基酸(L-α-amino acid)結(jié)構(gòu)通式

生物界中也發(fā)現(xiàn)一些D系氨基酸，主要存在于某些抗菌素以及個別植物的生物堿中。

三、氨基酸的分類

組成蛋白質(zhì)的氨基酸按其α-碳原子上側(cè)鏈R的結(jié)構(gòu)分為20種，20種氨基酸按R的結(jié)構(gòu)和極性的不同有以下兩種分類方法。

(一)根據(jù)R的結(jié)構(gòu)不同分類(見表1-1)：

氨基酸的分類

接上表

氨基酸的分類

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.雜環(huán)族氨基酸。

4.雜環(huán)亞氨基酸。

(二)根據(jù)側(cè)鏈R的極性不同分為非極性和極性氨基酸

氨基酸的R基團不帶電荷或極性極微弱的屬于非極性中性氨基酸，如：甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸。它們的R基團具有疏水性。

氨基酸的R基團帶電荷或有極性的屬于極性氨基酸，它們又可分為：

(1)極性中性氨基酸：R基團有極性，但不解離，或僅極弱地解離，它們的R基團有親水性。如：絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天門冬酰胺。

(2)酸性氨基酸：R基團有極性，且解離，在中性溶液中顯酸性，親水性強。如天門冬氨酸、谷氨酸。

(3)堿性氨基酸：R基團有極性，且解離，在中性溶液中顯堿性，親水性強。如組氨酸、賴氨酸、精氨酸。

這20種氨基酸都有各自的遺傳密碼，它們是生物合成蛋白質(zhì)的構(gòu)件，無種屬差異。在體內(nèi)，一些特殊蛋白質(zhì)分子中還含有其它氨基酸，如甲狀腺球蛋白中碘代酪氨酸，膠原蛋白中的羥脯氨酸及羥賴氨酸，某些蛋白質(zhì)分子中的胱氨酸等，它們都是在蛋白質(zhì)生物合成之后(或合成過程中)，相應的氨基酸殘基被修飾形成的。還有的是在物質(zhì)代謝過程中產(chǎn)生，如鳥氨酸(由精氨酸轉(zhuǎn)變來的等，這些氨基酸在生物體內(nèi)都沒有相應的遺傳密碼。