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　　1、第二节第二节蛋白质的组成、分类与结构简介蛋白质的组成、分类与结构简介课本第课本第页页111 教学目的与要求教学目的与要求 掌握蛋白质的结构掌握蛋白质的结构。理解蛋白质换算系数。理解蛋白质换算系数。了解凯氏定氮法。了解凯氏定氮法。11 1、蛋白质的组成、蛋白质的组成蛋蛋白白质质的的组组成成元元素素主主要要有有C、H、O、N和和少少量量S，其其次次，有有些些蛋蛋白白质质还还含含有有P、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn、Mg、Ca等矿物元素。等矿物元素。课本第课本第页页1112蛋白质蛋白质氮氮蛋白质蛋白质氮氮肌动蛋白（兔肌肉）肌动蛋白（兔肌肉）16.7谷蛋白（小麦）谷蛋白（小麦）17.6清蛋白（牛血）清

　　2、蛋白（牛血）16.07血红蛋白（马）血红蛋白（马）16.8清蛋白（鸡蛋白）清蛋白（鸡蛋白）15.9胰岛素胰岛素A（牛肉）牛肉）15.88-淀粉酶淀粉酶16.23-乳球蛋白（牛乳）乳球蛋白（牛乳）15.64抗生物素蛋白（鸡蛋白）抗生物素蛋白（鸡蛋白）14.80溶菌酶（鸡蛋白）溶菌酶（鸡蛋白）18.80全酪蛋白（牛乳）全酪蛋白（牛乳）15.63肌球蛋白（兔肌肉）肌球蛋白（兔肌肉）16.70胶原（蛋白）（牛皮）胶原（蛋白）（牛皮）18.70木瓜蛋白酶（木瓜）木瓜蛋白酶（木瓜）17.15伴清蛋白（鸡蛋白）伴清蛋白（鸡蛋白）16.6玉米醇溶蛋白（玉米）玉米醇溶蛋白（玉米）16.2白明胶（小牛皮）白明胶（

　　3、小牛皮）18.1色氨酸合成酶色氨酸合成酶17.5麦醇溶蛋白（小麦）麦醇溶蛋白（小麦）17.66胰蛋白酶（牛胰）胰蛋白酶（牛胰）16.95球蛋白（南瓜籽）球蛋白（南瓜籽）18.55一些蛋白质的含氮量（一些蛋白质的含氮量（g/100g）3无无论论蛋蛋白白质质来来源源如如何何，其其含含氮氮量量都都约约为为16%，取取其其倒倒数数6.25，称称为为蛋蛋白白质质换换算算系数系数。课本第课本第页页1114它它是是通通过过氮氮元元素素含含量量分分析析测测定定蛋蛋白白质质大致含量的依据。大致含量的依据。粗蛋白质（粗蛋白质（%）=氮元素含量氮元素含量6.256.25 （crude protein）凯氏定氮法凯氏

　　4、定氮法（KjeldahlKjeldahl）课本第课本第页页11152 2、蛋白质的分类、蛋白质的分类根据蛋白质分子的化学组成和溶解性等分类根据蛋白质分子的化学组成和溶解性等分类这这是是目目前前采采用用的的比比较较普普遍遍的的分分类类方法。该法首先根据化学组成情况将蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两类。方法。该法首先根据化学组成情况将蛋白质分为单纯蛋白质和结合蛋白质两类。1）单纯蛋白质）单纯蛋白质其完全水解产物只有其完全水解产物只有-氨基酸。又根据溶解性大小成若干小类；氨基酸。又根据溶解性大小成若干小类；1清清蛋蛋白白（Albumin）：它它们们是是分分子子量量很很低低的的蛋蛋白白质质，能能溶溶

　　5、于于中中性性无无盐盐的的水水中中。例例如如蛋蛋清清蛋蛋白白、乳乳清清蛋蛋白白、血血清清蛋蛋白白、牛牛乳乳中中的的乳乳清清蛋蛋白白、谷谷物物中中的的麦麦谷谷蛋蛋白白和和豆豆科科种种子子里里的的豆豆白白蛋蛋白白等等即即是是。2球球蛋蛋白白（Globulin）：不不溶溶于于水水，但但可可溶溶于于稀稀酸酸、稀稀碱碱及及中中性性盐盐溶溶液液，如如牛牛乳乳中中的的乳乳清清球球蛋蛋白白、血血清清球球蛋蛋白白，肉肉中中的的肌肌球球蛋蛋白白和和肌肌动动蛋蛋白白与与大大豆豆中中的的大大豆豆球球蛋蛋白白即即是是。3谷谷蛋蛋白白（Glutelin）：不不溶溶于于水水、乙乙醇醇及及盐盐溶溶液液中中，能能溶溶于于很很稀稀

　　6、的的酸酸和和碱碱溶溶液液中中。例例如如小小麦麦中中的的谷谷蛋蛋白白和和水水稻稻中中的的米米谷谷蛋蛋白白即即是是。4醇醇溶溶谷谷蛋蛋白白（Prolamines）：不不溶溶于于水水及及中中性性有有机机溶溶剂剂中中，能能溶溶于于5090酒酒精精中中。例例如如玉玉米米醇醇溶溶谷谷蛋蛋白白。5硬硬蛋蛋白白（Scleroprotein）：不不溶溶于于水水和和中中性性溶溶剂剂 中中并并能能抵抵抗抗酶酶的的水水解解。这这是是一一种种具具有有结结构构功功能能和和结结合合功功能能的的纤纤维维状状蛋蛋白白。例例如如肌肌肉肉中中的的胶胶原原蛋蛋白白、腱腱中中的的弹弹性性蛋蛋白白和和毛毛发发及及角角蹄蹄中中的的角角蛋蛋

　　7、白白。6组组蛋蛋白白（Histone）：为为一一种种碱碱性性蛋蛋白白质质，因因为为它它含含有有大大量量的的赖赖氨氨酸酸和和精精氨氨酸酸，能能溶溶于于水水中中。7鱼鱼精精蛋蛋白白（Protamine）：为为一一种种低低分分子子量量（4008000Da）的的碱碱性性很很强强的的蛋蛋白白质质，它它含含有有丰丰富富的的精精氨氨酸酸，例例如如鲱鲱鱼鱼中的鲱精蛋白。中的鲱精蛋白。课本第课本第页页11262 2）结合蛋白质）结合蛋白质由由单单纯纯蛋蛋白白质质与与耐耐热热的的非非蛋蛋白白质质物物质质结结合合而而成成。其其非非蛋蛋白白质质部部分分称称为为辅辅基基。对结合蛋白质则根据辅基成分分成若干小类。对结合蛋

　　8、白质则根据辅基成分分成若干小类。1 1脂脂蛋蛋白白：为为油油脂脂与与蛋蛋白白质质结结合合的的复复合合物物，具具有有极极性性的的乳乳化化能能力力，存存在在于于牛牛乳乳和和蛋蛋黄黄中中。与与蛋蛋白白质质结结合合的的油油脂脂有有甘甘油油三三脂脂、磷磷脂脂、胆胆固固醇醇及及其其衍衍生生物物。有有些些蛋蛋白白质质如如视视紫紫红红蛋蛋白白能能与与细细胞胞的的生生物物膜膜相相结结合合，与与生生物物膜膜的的脂脂双双层层结结合合的的部部分分为为富富含含疏疏水水氨氨基基酸酸的的肽肽段段，它它们们呈呈一一螺螺旋旋结结构构，这这类类蛋蛋白白质质称称为为膜膜蛋蛋白白。2 2糖糖蛋蛋白白：糖糖蛋蛋白白是是碳碳水水化化合合

　　9、物物与与蛋蛋白白质质结结合合的的复复合合物物。这这些些碳碳水水化化合合物物是是氨氨基基葡葡萄萄糖糖、氨氨基基半半乳乳糖糖、半半乳乳糖糖、甘甘露露糖糖、海海藻藻糖糖等等中中的的一一种种或或多多种种，与与蛋蛋白白质质间间的的共共价价键键或或羟羟基基生生成成配配糖糖体体。糖糖蛋蛋白白可可溶溶于于碱碱性性溶溶液液。哺哺乳乳动动物物的的物物的的粘粘性性分分泌泌物物、血血浆浆蛋蛋白白、卵卵粘粘蛋蛋白白及及大大豆豆某某些些部部位位中中之之蛋蛋白白质质都都属属于于糖糖蛋蛋白白。3 3核蛋白白：由由核核酸酸与与蛋蛋白白质质结结合合而而成成的的复复合合物物。存存在在细细胞胞核核及及核核糖糖体体中中。4 4磷磷

　　10、蛋蛋白白：为为许许多多主主要要食食物物中中一一种种很很重重要要的的蛋蛋白白质质。磷磷酸酸基基团团是是与与丝丝氨氨酸酸或或苏苏氨氨酸酸中中的的羟羟基基结结合合，如如牛牛乳乳中中的的酪酪蛋蛋白白和和鸡鸡蛋蛋黄黄中中的的磷磷蛋蛋白白即即是是。5 5蛋蛋白白：为为蛋蛋白白质质与与有有辅辅基基结结合合而而成成的的复复合合物物，后后者者多多为为金金属属。蛋蛋白白有有许许多多种种，如血红蛋白、肌红蛋白、叶绿素蛋白及黄素蛋白等。如血红蛋白、肌红蛋白、叶绿素蛋白及黄素蛋白等。课本第课本第页页112如如：细细胞胞中中的的核蛋白白（由由蛋蛋白白质质与与核核酸酸结结合合而而成成）、唾唾液液中中的的粘粘

　　11、蛋蛋白白（由由蛋蛋白白质质与与糖糖类类结结合合而而成成）、肌肌肉肉中中的的脂脂蛋蛋白白（由由蛋蛋白白质质与与脂脂肪肪结结合合而而成成）、血血液液中中的的血血红红蛋蛋白白（由由蛋蛋白白质质和和血血红红素素结结合合而而成）等等。成）等等。7二、蛋白质的结构简介二、蛋白质的结构简介蛋蛋白白质质是是由由天天然然氨氨基基酸酸通通过过肽肽键键连连接接而成的生物大分子。而成的生物大分子。蛋白质是用蛋白质是用2020种氨基酸书写的语言。种氨基酸书写的语言。课本第课本第页页1128但但是是，蛋蛋白白质质分分子子的的结结构构非非常常复复杂杂，需需要要分分层层次次描述，即所谓的一级、二级、三级、四级结构。描述，即所

　　12、谓的一级、二级、三级、四级结构。课本第课本第页页11291 1、一级结构、一级结构（Primary Structure）又叫初级结构、基本化学结构或共价结构。又叫初级结构、基本化学结构或共价结构。课本第课本第页页11310一级结构的涵义一级结构的涵义19691969年国际纯粹与应用化学联合会（年国际纯粹与应用化学联合会（IUPACIUPAC）的定义为：的定义为：一级结构：肽链中的氨基酸顺序。一级结构：肽链中的氨基酸顺序。课本第课本第页页11311多肽链多肽链是指蛋白质分子的一级结构的基本结构形式。是指蛋白质分子的一级结构的基本结构形式。肽肽链链有有两两个个游游离离的的末末端端，分分别别称称为为

　　13、氨氨基基末末端端（或或N N末末端端）和和羧羧基基末末端端（或或C C末末端端）。有有些些蛋蛋白白质质分分子子的的一一级级结结构构是是一一条条多多肽肽链链，有有些些蛋蛋白白质质分分子子的的一一级级结结构构是是由由两两条条以以上上的的肽肽链链组组成成的的，如如胰胰凝凝乳乳蛋蛋白白酶酶、胰胰岛岛酶酶等等。除除肽链连接之外，一级结构中还配置有二硫键。肽链连接之外，一级结构中还配置有二硫键。课本第课本第页页11312二二硫硫键键：由由两两个个半半胱胱氨氨酸酸分分子子的的巯巯基基（SH）脱氢氧化形成的硫桥脱氢氧化形成的硫桥（SS）。）。它对稳定蛋白质分子的空间起着重要的作用。它对稳定蛋白质分子的空间起着

　　14、重要的作用。课本第课本第页页11313胰岛素由胰岛素由51个氨基酸组成，分为个氨基酸组成，分为A链链+B链。链。A链：由链：由21个氨基酸组成；个氨基酸组成；B链：由链：由30个氨基酸个氨基酸组成；组成；A链和链和B链由链由2对对-S-S-键连起来。键连起来。142 2、蛋白质分子的空间结构、蛋白质分子的空间结构天天然然蛋蛋白白质质分分子子都都有有与与其其生生物物活活性性相相关关的的一一种种或或少少数数几几种种特特定定的的构构象象，这这种种天天然然构构象象相相对对稳稳定定。一一定定的的条条件件下下，将将蛋蛋白白质质分分子子从从细细胞胞中中分分离离出出来来，仍仍能能保保持持其其天然构象和生物活性

　　15、。天然构象和生物活性。课本第课本第页页11315二级结构二级结构（Secondary Structure）是指肽链主链有规则的盘曲折叠所形成的构象。是指肽链主链有规则的盘曲折叠所形成的构象。主要有主要有-螺旋、螺旋、-折叠、折叠、-转角。转角。维维系系蛋蛋白白质质二二级级结结构构的的主主要要化化学学键键是是氢键。氢键。课本第课本第页页11416-螺旋螺旋右手螺旋（顺时针）。右手螺旋（顺时针）。17肽链的主链形成紧密的螺旋，侧链伸向外侧，每一圈包含肽链的主链形成紧密的螺旋，侧链伸向外侧，每一圈包含3.6个氨基酸残基，每个残基跨距为个氨基酸残基，每个残基跨距为0.15nm，螺旋上升一圈的距离（螺螺

　　16、旋上升一圈的距离（螺距）为距）为3.60.15=0.54nm，环内原子数环内原子数13。螺旋通过氢键维持稳定。第一个肽键的螺旋通过氢键维持稳定。第一个肽键的NH和第四个肽键的和第四个肽键的CO形成氢键，第形成氢键，第n个肽键的个肽键的NH和第和第n+3个肽键的个肽键的CO形成氢键。氢键形成氢键。氢键取向与主轴基本平行。绝大多数蛋白质分子中所存在的取向与主轴基本平行。绝大多数蛋白质分子中所存在的-螺旋几乎都螺旋几乎都是右手螺旋。是右手螺旋。人的头发每年以人的头发每年以15至至20cm的速度生长，头发主要是的速度生长，头发主要是角蛋白角蛋白纤维，是在表皮细胞的里面合成和组装成纤维，是在表皮细胞的里

　　17、面合成和组装成“绳子绳子”。角蛋白的基本结构单元是角蛋白的基本结构单元是-螺旋。螺旋。18-折叠折叠19-转角转角20三级结构三级结构（Tertiary Structure）是是指指球球状状蛋蛋白白质质分分子子在在一一、二二级级结结构构基基础础上上，进进行行三三维维空空间间的的多多向向盘盘曲曲折折叠叠，形形成成特特定定的的近近似似球球状状的的构构象。象。课本第课本第页页11421-转角转角-折叠折叠-螺旋螺旋22球状蛋白质分子三级结构的构象特征：球状蛋白质分子三级结构的构象特征：1 1）三级结构构象近似球形，分子中的亲水）三级结构构象近似球形，分子中的亲水基团相对集中在球形分子的表面，疏水基基

　　18、团相对集中在球形分子的表面，疏水基团相对集中在分子内部，形成所谓团相对集中在分子内部，形成所谓“亲水亲水表面，疏水核表面，疏水核”。2 2）三级结构构象的稳定性主要靠疏水相互作用维系。）三级结构构象的稳定性主要靠疏水相互作用维系。3 3）三级结构形成之后，蛋白质分子的生物活性部位就形）三级结构形成之后，蛋白质分子的生物活性部位就形成了。成了。课本第课本第页页1142324四级结构四级结构（Quaternary Structure）有有些些球球状状蛋蛋白白质质分分子子是是由由两两个个或或两两以以上上的的三三级级结结构构单单位位缔缔合合而而组组成成的的通通常常称称为为寡寡聚聚蛋蛋白白。蛋蛋白白质质

　　19、四四级级结结构构是是指指寡寡聚聚蛋蛋白白质质分分子子中中亚亚基基与与亚亚基基间间的的立立体体排排布布及及相相互作用关系。互作用关系。血红蛋白有四级结构血红蛋白有四级结构肌红蛋白无四级结构肌红蛋白无四级结构课本第课本第页页11425J.C.KendrewJ.C.Kendrew和和M.F.M.F.PerutzPerutz用用X-X-衍射法测定了血衍射法测定了血红蛋白和肌红蛋白的三级结红蛋白和肌红蛋白的三级结构获得了构获得了19621962年诺贝尔化学年诺贝尔化学奖。奖。肌红蛋白三级结构肌红蛋白三级结构26第二节蛋白质的组成、分类与结构内第二节蛋白质的组成、分类与结构内容学完了，现在复习下！容学完了，现在复习下！27本节小结本节小结 教学重点教学重点 蛋白质的各种结构蛋白质的各种结构蛋白质换算系数蛋白质换算系数 教学难点教学难点 蛋白质的各种结构蛋白质的各种结构28蛋白质的各种结构的关系蛋白质的各种结构的关系含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。29