第一章 蛋白质
? 第一节 蛋白质概述
? 第二节 氨基酸
? 第三节 肽
? 第四节 蛋白质的结构
? 第五节 蛋白质的理化性质
第一节 蛋白质概述
一,蛋白质的形成过程
二,蛋白质的功能
三,蛋白质的元素组成
四,蛋白质的基本组成单位
什么是蛋白质?
蛋白质是由许多氨基酸通过肽键
相连形成的高分子含氮化合物。
一,形成过程
二,功能
蛋白质是生命活动的物质基础
结构成分 酶 运动 防御等 运输
三、元素组成特点,
碳 50-55％
氢 6-8％
氧 20-23％
氮 15-17％
硫 0— 3％
其他 微 量
其中 N含量％＝ 16％
蛋白质含量＝氮含量 /16％
＝氮含量× 6.25
蛋白质含量 ％＝？
凯氏定氮法 测定蛋白质含量的理论依据
四、基本组成单位
蛋白质 肽 氨基酸 水解 水解
酸 碱 酶
?单纯蛋白质：仅由氨基酸组成
?结合蛋白质：还含有其它成分
N 端
C端
第二节 氨基酸
一,氨基酸的基本结构
二,氨基酸的分类
三,氨基酸的性质
氨基酸是指含有氨基的羧酸。
在天然蛋白质中共有 种。
它们都有 共同的基本结构
（脯氨酸除外）
20
氢原子 氨基
羧基
侧链基团
α-碳原子
一
基
本
结
构
R－ 侧链基团
20种氨基酸的不同在于侧链基团
R-的不同。
H
N
C
O H
O
脯
氨
酸
Pro
亚氨基酸
除甘氨酸
外，均是
L-α-氨基
酸。
二,分类（ pH=7.0）
非极性
极性 带负电荷（酸性氨基酸）
带正电荷（碱性氨基酸）
不带电荷
极性与非极性与蛋白质空间结
构形成密切相关。
非极性氨基酸
R-, 脂肪族，芳香族等非极性侧链
基团 。
包括甘氨酸 Gly,丙氨酸 Ala,缬氨
酸 Vla,亮氨酸 Leu,异亮氨酸 Ile、
苯丙氨酸 Phe,甲硫氨酸 Met,色氨
酸 Trp或 Try,脯氨酸 Pro 共 9种。
H 2 N C H C
H
O H
O
甘氨酸 Glycine(Gly)
丙氨酸 Alanine(Ala)
H
2
N C H C
C H
3
O H
O
H
2
N C H C
C H
O H
O
C H
3
C H
3
缬氨酸 Val
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H C H
3
C H
3
亮氨酸 Leu
H
2
N C H C
C H
O H
O
C H
3
C H
2
C H
3
异亮氨酸 Ile
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
苯丙氨酸 Phe
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
S
C H
3
甲硫氨酸 Met 色氨酸 Trp
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
H N
吲哚环
脯氨酸 Pro
H
N
C
O H
O
极性不带电荷氨基酸
R,极性侧链基团，如 -CH2-
OH,-CH2-SH等。
包括丝氨酸 Ser,苏氨酸 Thr,酪
氨酸 Tyr,半胱氨酸 Cys,天冬酰
胺 Asn,谷酰胺 Gln 共 6种。
H
2
N C H C
C H 2
O H
O
S H
半胱氨酸 Cys
- OOC - CH - CH
2 - S
+ NH
3
S - CH 2 - CH - C OO -
+ NH
3
半胱氨酸
+
胱氨酸 二硫键
-HH
- OOC - CH - CH
2 - SH
+ NH
3
HS - CH 2 - CH - C OO -
+ NH
3
半胱氨酸
胱氨酸
丝氨酸 Ser
H 2 N C H C
C H 2
O H
O
O H
H
2
N C H C
C H
O H
O
O H
C H
3
苏氨酸 Thr
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
O H
酪氨酸 Tyr
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C
N H
2
O
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
C
N H
2
O
天冬酰胺 Asn 谷酰胺 Gln
包括天冬氨酸 Asp,谷氨酸 Glu共 2种。
极性带负电荷（酸性氨基酸）
R- 含有 -COOH,可解离 H＋ 带负电荷。
天冬氨酸 Asp 谷氨酸 Glu H 2 N C H C
C H
2
O H
O
C
O H
O
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
C
O H
O
极性带正电荷（碱性氨基酸）
R- 含有 － NH2，可接受 H＋ 带正电荷。
包括精氨酸 Arg、组氨酸 His,赖氨酸
Lys 共 3种。
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
C H
2
N H
C
N H
2
N H
精氨酸 Arg
胍基
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
C H
2
C H
2
N H
2
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
N
N H
赖氨酸 Lys 组氨酸 His
咪唑基
特 殊
?属于芳香族氨基酸的是,
色氨酸 Trp,酪氨酸 Tyr,苯丙氨酸 Phe
?属于亚氨基酸的是,脯氨酸 Pro
?含硫氨基酸包括,
半胱氨酸 Cys,甲硫 氨酸 Met
?分子量最小的氨基酸是 甘氨酸 Gly
?能形成二硫键的氨基酸是 半胱氨酸 Cys
?含二羧基一氨基的氨基酸有
谷氨酸 Glu,天冬氨酸 Asp
N
H
HO
C OOH
4- 羟基脯氨酸
H
2
N C H
2
C H C H
2
C H
2
C H C O O H
O H N H
2
5- 羟基赖氨酸
N H
2
C H
3
N H C H
2
C H C H
2
C H
2
C H C O O H
6 - N - 甲基赖氨酸
HO
I
I
C H
2
C H C O O H
N H
2
3,5 - 二碘酪氨酸
不常见的蛋白质氨基酸
三,氨基酸的性质
（一）物理性质
旋光性
除 甘氨酸 外，都
具有旋光性。左
旋用（ -）表示，
右旋用（＋）表
示。
光吸收
在近紫外区 (220-300nm)只有 酪氨酸
Tyr、苯丙氨酸 Phe和色氨酸 Trp有吸收
光的能力。
蛋白质的紫外吸收峰在 280nm
形态,
这三个性质使氨基酸具有离子化合物的
特征。
溶解性,
熔点,
两性解离
?水溶液或结晶状态氨基酸是以两性离子
形式存在的。
C O O
-
C HH 3 N
+
R
两性离子
氨基酸是不是只有两性离子形式？
-
p K 1 '
+
H +
H +
C O O H
C HH 3 N
+
R
H +
H +
+
p K 2 '
- C O O -
C HH 2 N
R
C O O
-
C HH 3 N
+
R
pH=7 pH=1 pH=10
净电荷为正
正离子 AA+
氨基酸所带电荷取决于溶液的 pH值 。
净电荷为 0两
性离子 AA0
净电荷为负
负离子 AA-
两性解离过程
氨基酸的等电点
氨基酸分子所带的 -NH3+和 -COO-数目相等时
溶液的 pH值即为该氨基酸的等电点，简称
pI。
pH<pI pH=pI pH > pI
正电荷 两性离子 负电荷
负极移动（电场中） 不移动 正极移动
溶液的 pH偏离 pI越远，氨基酸带净电
荷越多，在电场中越容易分离。
氨基酸溶解度最小，容易聚集沉淀。
应用,
丙氨酸 Ala的 pI＝ 6.02,在 pH
＝ 7时，在电场中 向（ ）
极移动。
答案：正
自测
pI值决定于两性离子两边的 pK值的算术平均值 。
等电点计算
2
2
2
2
3
R NH
R COOH
NH2 COOH
pK pK pI
pK pK pI
pK pK pI
+ =
+ =
+ =
-
-
- -
a
a
a a
碱性
酸性
中性
（二）化学性质
C
C
C
O
O
O
茚三酮
C
C
C
O
O
O H
O HH 2 O
H 2 O 水合茚三酮
C O 2 N H 3 R C H O + + + +
C
C
C
O
O
H
O H H 2 N C H C O O H R C
C
C
O
O
O H
O H
+2 N H 3
C
C
C
O
O
C
C
C
O
O - N H 4 +
N H 2 O2++
C
C
C
O
O
O
C
C
C
O
O
H
H O
水合茚三酮 还原茚三酮
水合茚三酮 还原茚三酮 篮紫色化合物
脯氨酸 是 亚氨基酸,生成 黄色 化合物
1.与茚三酮反应
2、甲醛反应
3.Sanger反应
2,4-二硝基氟苯（ DNFB）＋ 氨基酸 二硝基
苯基氨基酸（ DNP－ 氨基酸）
弱碱
4,Edman反应
异硫氰酸苯酯（ PITC）＋ 氨基酸 苯氨基硫甲
酰氨基酸（ PTC－ 氨基酸） 苯乙内酰硫脲氨基酸
（ PTH－ 氨基酸）
无水 HF
弱碱
蛋白质顺序自动分析仪测序原理
5.与荧光胺反应
6.与 5’,5’－双硫基－
双
（ 2-硝基苯甲酸）反应
第三节 肽
? 肽键
? 肽
? 多肽（链）
? 天然活性肽
? 肽键,α － 羧基和 α － 氨基之间脱去一分
子水形成的酰胺键 （ － CO-NH－ ）
是蛋白质中氨基酸间最基本的连接
方式 。
H 2 N C
R 1
H
C O H
O
H N
H
C C O O H
R 2
H
+
H 2 O
N
H
C C O O H
R 2
H
H 2 N C
R 1
H
C
O
-
肽键
N端 C端
多肽（链）：多个氨基酸残基之间以肽
键连接起来的链状化合物叫多肽或多肽
链。
肽：氨基酸间脱水之后形成的化合物。
? 还原型谷胱甘肽（ γ － 谷氨酰半胱氨酰甘
氨酸，缩写 GSH）
天然活性肽 —— 谷胱甘肽
GSH过氧
化物酶
H2O2 2GSH
2H2O GSSG
GSH还原酶
NADPH+H+
NADP+
氧化型谷胱甘肽
? 催产素合升压素
? 促肾上腺皮质激素
? 脑肽
? 胆囊收缩素
? 胰高血糖素
问,Ala-Leu与 Leu – Ala是否为同一
肽？
第四节 蛋白质的结构
? 一、一级结构
? 二、空间结构
? 三、结构与功能的关系
一、一级结构（共价结构）
指多肽链中氨基酸的排列顺序。
化学键,肽键,二硫键
牛核糖核酸酶
5 10 15 20 25 30
1 A A S X D X S L V E V H X X V F I V P P X I L Q A V V S I A
31 T T R X D D X D S A A A S I P M V P G W V L K Q V X G S Q A
61 G S F L A I V M G G G D L E V I L I X L A G Y Q E S S I X A
91 S R S L A A S M X T T A I P S D L W G N X A X S N A A F S S
121 X E F S S X A G S V P L G F T F X E A G A K E X V I K G Q I
151 T X Q A X A F S L A X L X K L I S A M X N A X F P A G D X X
181 X X V A D I X D S H G I L X X V N Y T D A X I K M G I I F G
211 S G V N A A Y W C D S T X I A D A A D A G X X G G A G X M X
241 V C C X Q D S F R K A F P S L P Q I X Y X X T L N X X S P X
271 A X K T F E K N S X A K N X G Q S L R D V L M X Y K X X G Q
301 X H X X X A X D F X A A N V E N S S Y P A K I Q K L P H F D
331 L R X X X D L F X G D Q G I A X K T X M K X V V R R X L F L
361 I A A Y A F R L V V C X I X A I C Q K K G Y S S G H I A A X
391 G S X R D Y S G F S X N S A T X N X N I Y G W P Q S A X X S
421 K P I X I T P A I D G E G A A X X V I X S I A S S Q X X X A
酵母菌己糖 (磷酸 )激酶的一级结构
451 X X S A X X A
一级结构序列的测定
二、蛋白质的空间结构
? 多肽链沿一定方向折叠、盘绕形成
的特有 空间 构象 （旋转产生）
肽平面,肽键的 4个原子和与之相连的 2个 Ca形
成肽平面，是多肽链主链骨架的重复单位。
肽平面 /肽单元 (peptide unit)
Cα
Cα C
O
N
R
H
R
H H
C
Cα3
Cα2
Cα1
C
N
N H
H
H
O
O
R
肽平面 1
肽平面及其旋转
ψ
Φ
主要的化学键, 氢键
包括 α-螺旋, β-折叠,β-转角和无规卷
曲组成空间结构单元。
（一）二级结构
蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕方式。
α-螺旋
(α- helix)
β-折叠
(β- pleated sheet)
β-转角 (β- turn)
无规则卷曲
（ random coil）
1,a-螺旋
存在于纤维状蛋白质（ α角蛋白：皮肤、毛发、
指甲、和角）和球状蛋白质中。
a-螺旋
2,?-折叠
存在于纤维状蛋白质（ ?-角蛋白,蚕丝、
蜘蛛丝中丝心蛋白）和球蛋白中。
3.?-转角
存在与球蛋白中。
?一般由四个氨基酸组成，常见氨基酸：
Pro,Gly
?以主链间氢键维持稳定。
?-转角要点
多肽链中 180度回折处形成的特定构象。
4.无规卷曲
没有确定规律性的肽链结构，存在
于球状蛋白质中。（常常是酶的功
能部位）
（二）超二级结构
?若干相邻的二级结构单元组合在一起，
相互作用，形成有规则的（在空间上可
辨认的）二级结构组合体。
?常见类型,aa,???,?a?,??
aa
???组合 ?a?组合
是球状蛋白质的折叠单位。在超二级结构
基础上，多肽链进一步绕曲折叠成（空间
可以区分的） 近似球状 的三维实体。
（三）结构域
细胞色素 b 乳酸脱氢酶 免疫球蛋白
（四）蛋白质的三级结构
?在二级结构,超二级结构和结构域基础
上，多肽链进一步盘绕折叠形成更为复
杂的 球状 实体，叫三级结构。即 多肽链
中所有原子在三维空间的排布方式。
?蛋白质可能含有 1个或多个结构域。
疏水作用
N 端
C
端
肌红蛋白
（五）四级结构
? 两条及以上具有独立三级结构的肽链通过非
共价键聚合而成。（每一条肽链称为一个亚
基 ）
?包括各亚基空间排布及相互关系
?寡聚蛋白：由多个亚基聚集而成的蛋白质。
胰岛素二聚体
血红蛋白（ a2?2）
（六）维持空间结构的作用
力
? 氢键,C＝ O ? ? ? ? H - N。
? 离子键（盐键）,
? 范德华力,
? 疏水作用力,
—— 次级键
三、结构与功能的关系
? 一级结构决定空间结构。
? 空间结构决定功能。
1,一级结构与功能的关系
?一级结构决定空间结构
?生物进化
?分子病
天然状态，
有催化活
性
尿素,
β-巯基乙醇
去除尿素,
β-巯基乙醇
非折叠状态，无活性
别构现象：当蛋白质表现功能时，
其构象发生改变，从而改变了整个
分子的性质，这种现象就称为别构
现象。
2,空间结构与功能的关系
第五节 蛋白质的性质
? 一、相对分子质量
? 二、两性解离与等电点
? 三、胶体性质
? 四、沉淀反应
? 五、变性、复性
? 六、颜色反应
一、蛋白质相对分子质
量
? 可用沉降系数表示。 1S＝ 1× 10-13S
蛋白质的等电点, 蛋白质分子所带的正
负电荷相同而成为两性离子时溶液的 pH
称为该蛋白质的等电点（ pI）。
二、两性解离与等电点,
?当 pH< pI时,蛋白质带净正电荷，在电场中向
负极移动 。
?当 pH > pI时,蛋白质带净负电荷,在电场中向
正极移动。
?溶液的 pH偏离蛋白质的 pI越远，蛋白质带净电
荷越多，在电场中越容易分离。
三、蛋白质的胶体性质
透析：利用胶体对半透膜的不可渗透
性纯化蛋白质的方法称为透析法。
?蛋白质胶体溶液稳定的因素
——水化膜、表面电荷
?破坏胶体溶液的稳定条件，会使
蛋白质能够从溶液中沉淀出来。
+
+
+
+
+
+
+
带正电荷的蛋白质
－ －
－
－ － － －
－
带负电荷的蛋白质 在等电点的蛋白质
水化膜
+ +
+
+
+ +
+ +
带正电荷的蛋白质
－
－ －
－
－
－
－ －
带负电荷的蛋白质 不稳定的蛋白质颗粒
酸 碱
酸 碱
酸 碱
脱水作用 脱水作用 脱水作用
四、蛋白质沉淀作用
? 中性盐沉淀
? 有机溶剂沉淀
? 等电点沉淀
? 重金属盐沉淀
? 生物碱试剂沉淀
? 加热变性沉淀
1,中性盐沉淀（盐析法）
盐溶,
分段盐析,
盐析,加入 高浓度 的中性盐使蛋白
质从溶液中析出的现象。
中性盐：硫酸铵（最常用）
优点,蛋白质不变性
?4,生物碱试剂沉淀,三氯乙酸,苦味酸，
钨酸等
?5,加热变性沉淀：豆腐
?6,等电点沉淀,Glu的生产
?3,重金属盐沉淀,Ag+,Cu2+,Hg2+,Pb2+
?2,有机溶剂沉淀：冷乙醇、甲醇、丙
酮等
五、蛋白质的变性与复性
变性, 天然蛋白质受理化因素影响，次级键
被破坏, 致使理化性质和生物学活性均有所
改变的现象。
变性表现：生物学活性丧失，理化性质改变
物理：高温，高压，剧烈振荡，各种射线
化学：强酸、强碱，重金属盐，有机溶剂等
复性,若去除变性因素后, 蛋白质恢
复或部分恢复其原有的构象和功能,
称为复性 。
六、蛋白质的颜色反应
1.双缩脲反应
蛋白质＋双缩脲试剂（碱性硫酸铜）
紫红色化合物（ 540nm） 共热
2.米伦氏反应
3.乙醛酸反应
4.坂口反应
5.福林试剂反应
作业：简述蛋白质沉淀的方法及原
因？举二例说明它的应用。
? 第一节 蛋白质概述
? 第二节 氨基酸
? 第三节 肽
? 第四节 蛋白质的结构
? 第五节 蛋白质的理化性质
第一节 蛋白质概述
一,蛋白质的形成过程
二,蛋白质的功能
三,蛋白质的元素组成
四,蛋白质的基本组成单位
什么是蛋白质?
蛋白质是由许多氨基酸通过肽键
相连形成的高分子含氮化合物。
一,形成过程
二,功能
蛋白质是生命活动的物质基础
结构成分 酶 运动 防御等 运输
三、元素组成特点,
碳 50-55％
氢 6-8％
氧 20-23％
氮 15-17％
硫 0— 3％
其他 微 量
其中 N含量％＝ 16％
蛋白质含量＝氮含量 /16％
＝氮含量× 6.25
蛋白质含量 ％＝？
凯氏定氮法 测定蛋白质含量的理论依据
四、基本组成单位
蛋白质 肽 氨基酸 水解 水解
酸 碱 酶
?单纯蛋白质：仅由氨基酸组成
?结合蛋白质：还含有其它成分
N 端
C端
第二节 氨基酸
一,氨基酸的基本结构
二,氨基酸的分类
三,氨基酸的性质
氨基酸是指含有氨基的羧酸。
在天然蛋白质中共有 种。
它们都有 共同的基本结构
（脯氨酸除外）
20
氢原子 氨基
羧基
侧链基团
α-碳原子
一
基
本
结
构
R－ 侧链基团
20种氨基酸的不同在于侧链基团
R-的不同。
H
N
C
O H
O
脯
氨
酸
Pro
亚氨基酸
除甘氨酸
外，均是
L-α-氨基
酸。
二,分类（ pH=7.0）
非极性
极性 带负电荷（酸性氨基酸）
带正电荷（碱性氨基酸）
不带电荷
极性与非极性与蛋白质空间结
构形成密切相关。
非极性氨基酸
R-, 脂肪族，芳香族等非极性侧链
基团 。
包括甘氨酸 Gly,丙氨酸 Ala,缬氨
酸 Vla,亮氨酸 Leu,异亮氨酸 Ile、
苯丙氨酸 Phe,甲硫氨酸 Met,色氨
酸 Trp或 Try,脯氨酸 Pro 共 9种。
H 2 N C H C
H
O H
O
甘氨酸 Glycine(Gly)
丙氨酸 Alanine(Ala)
H
2
N C H C
C H
3
O H
O
H
2
N C H C
C H
O H
O
C H
3
C H
3
缬氨酸 Val
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H C H
3
C H
3
亮氨酸 Leu
H
2
N C H C
C H
O H
O
C H
3
C H
2
C H
3
异亮氨酸 Ile
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
苯丙氨酸 Phe
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
S
C H
3
甲硫氨酸 Met 色氨酸 Trp
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
H N
吲哚环
脯氨酸 Pro
H
N
C
O H
O
极性不带电荷氨基酸
R,极性侧链基团，如 -CH2-
OH,-CH2-SH等。
包括丝氨酸 Ser,苏氨酸 Thr,酪
氨酸 Tyr,半胱氨酸 Cys,天冬酰
胺 Asn,谷酰胺 Gln 共 6种。
H
2
N C H C
C H 2
O H
O
S H
半胱氨酸 Cys
- OOC - CH - CH
2 - S
+ NH
3
S - CH 2 - CH - C OO -
+ NH
3
半胱氨酸
+
胱氨酸 二硫键
-HH
- OOC - CH - CH
2 - SH
+ NH
3
HS - CH 2 - CH - C OO -
+ NH
3
半胱氨酸
胱氨酸
丝氨酸 Ser
H 2 N C H C
C H 2
O H
O
O H
H
2
N C H C
C H
O H
O
O H
C H
3
苏氨酸 Thr
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
O H
酪氨酸 Tyr
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C
N H
2
O
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
C
N H
2
O
天冬酰胺 Asn 谷酰胺 Gln
包括天冬氨酸 Asp,谷氨酸 Glu共 2种。
极性带负电荷（酸性氨基酸）
R- 含有 -COOH,可解离 H＋ 带负电荷。
天冬氨酸 Asp 谷氨酸 Glu H 2 N C H C
C H
2
O H
O
C
O H
O
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
C
O H
O
极性带正电荷（碱性氨基酸）
R- 含有 － NH2，可接受 H＋ 带正电荷。
包括精氨酸 Arg、组氨酸 His,赖氨酸
Lys 共 3种。
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
C H
2
N H
C
N H
2
N H
精氨酸 Arg
胍基
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
C H
2
C H
2
C H
2
N H
2
H
2
N C H C
C H
2
O H
O
N
N H
赖氨酸 Lys 组氨酸 His
咪唑基
特 殊
?属于芳香族氨基酸的是,
色氨酸 Trp,酪氨酸 Tyr,苯丙氨酸 Phe
?属于亚氨基酸的是,脯氨酸 Pro
?含硫氨基酸包括,
半胱氨酸 Cys,甲硫 氨酸 Met
?分子量最小的氨基酸是 甘氨酸 Gly
?能形成二硫键的氨基酸是 半胱氨酸 Cys
?含二羧基一氨基的氨基酸有
谷氨酸 Glu,天冬氨酸 Asp
N
H
HO
C OOH
4- 羟基脯氨酸
H
2
N C H
2
C H C H
2
C H
2
C H C O O H
O H N H
2
5- 羟基赖氨酸
N H
2
C H
3
N H C H
2
C H C H
2
C H
2
C H C O O H
6 - N - 甲基赖氨酸
HO
I
I
C H
2
C H C O O H
N H
2
3,5 - 二碘酪氨酸
不常见的蛋白质氨基酸
三,氨基酸的性质
（一）物理性质
旋光性
除 甘氨酸 外，都
具有旋光性。左
旋用（ -）表示，
右旋用（＋）表
示。
光吸收
在近紫外区 (220-300nm)只有 酪氨酸
Tyr、苯丙氨酸 Phe和色氨酸 Trp有吸收
光的能力。
蛋白质的紫外吸收峰在 280nm
形态,
这三个性质使氨基酸具有离子化合物的
特征。
溶解性,
熔点,
两性解离
?水溶液或结晶状态氨基酸是以两性离子
形式存在的。
C O O
-
C HH 3 N
+
R
两性离子
氨基酸是不是只有两性离子形式？
-
p K 1 '
+
H +
H +
C O O H
C HH 3 N
+
R
H +
H +
+
p K 2 '
- C O O -
C HH 2 N
R
C O O
-
C HH 3 N
+
R
pH=7 pH=1 pH=10
净电荷为正
正离子 AA+
氨基酸所带电荷取决于溶液的 pH值 。
净电荷为 0两
性离子 AA0
净电荷为负
负离子 AA-
两性解离过程
氨基酸的等电点
氨基酸分子所带的 -NH3+和 -COO-数目相等时
溶液的 pH值即为该氨基酸的等电点，简称
pI。
pH<pI pH=pI pH > pI
正电荷 两性离子 负电荷
负极移动（电场中） 不移动 正极移动
溶液的 pH偏离 pI越远，氨基酸带净电
荷越多，在电场中越容易分离。
氨基酸溶解度最小，容易聚集沉淀。
应用,
丙氨酸 Ala的 pI＝ 6.02,在 pH
＝ 7时，在电场中 向（ ）
极移动。
答案：正
自测
pI值决定于两性离子两边的 pK值的算术平均值 。
等电点计算
2
2
2
2
3
R NH
R COOH
NH2 COOH
pK pK pI
pK pK pI
pK pK pI
+ =
+ =
+ =
-
-
- -
a
a
a a
碱性
酸性
中性
（二）化学性质
C
C
C
O
O
O
茚三酮
C
C
C
O
O
O H
O HH 2 O
H 2 O 水合茚三酮
C O 2 N H 3 R C H O + + + +
C
C
C
O
O
H
O H H 2 N C H C O O H R C
C
C
O
O
O H
O H
+2 N H 3
C
C
C
O
O
C
C
C
O
O - N H 4 +
N H 2 O2++
C
C
C
O
O
O
C
C
C
O
O
H
H O
水合茚三酮 还原茚三酮
水合茚三酮 还原茚三酮 篮紫色化合物
脯氨酸 是 亚氨基酸,生成 黄色 化合物
1.与茚三酮反应
2、甲醛反应
3.Sanger反应
2,4-二硝基氟苯（ DNFB）＋ 氨基酸 二硝基
苯基氨基酸（ DNP－ 氨基酸）
弱碱
4,Edman反应
异硫氰酸苯酯（ PITC）＋ 氨基酸 苯氨基硫甲
酰氨基酸（ PTC－ 氨基酸） 苯乙内酰硫脲氨基酸
（ PTH－ 氨基酸）
无水 HF
弱碱
蛋白质顺序自动分析仪测序原理
5.与荧光胺反应
6.与 5’,5’－双硫基－
双
（ 2-硝基苯甲酸）反应
第三节 肽
? 肽键
? 肽
? 多肽（链）
? 天然活性肽
? 肽键,α － 羧基和 α － 氨基之间脱去一分
子水形成的酰胺键 （ － CO-NH－ ）
是蛋白质中氨基酸间最基本的连接
方式 。
H 2 N C
R 1
H
C O H
O
H N
H
C C O O H
R 2
H
+
H 2 O
N
H
C C O O H
R 2
H
H 2 N C
R 1
H
C
O
-
肽键
N端 C端
多肽（链）：多个氨基酸残基之间以肽
键连接起来的链状化合物叫多肽或多肽
链。
肽：氨基酸间脱水之后形成的化合物。
? 还原型谷胱甘肽（ γ － 谷氨酰半胱氨酰甘
氨酸，缩写 GSH）
天然活性肽 —— 谷胱甘肽
GSH过氧
化物酶
H2O2 2GSH
2H2O GSSG
GSH还原酶
NADPH+H+
NADP+
氧化型谷胱甘肽
? 催产素合升压素
? 促肾上腺皮质激素
? 脑肽
? 胆囊收缩素
? 胰高血糖素
问,Ala-Leu与 Leu – Ala是否为同一
肽？
第四节 蛋白质的结构
? 一、一级结构
? 二、空间结构
? 三、结构与功能的关系
一、一级结构（共价结构）
指多肽链中氨基酸的排列顺序。
化学键,肽键,二硫键
牛核糖核酸酶
5 10 15 20 25 30
1 A A S X D X S L V E V H X X V F I V P P X I L Q A V V S I A
31 T T R X D D X D S A A A S I P M V P G W V L K Q V X G S Q A
61 G S F L A I V M G G G D L E V I L I X L A G Y Q E S S I X A
91 S R S L A A S M X T T A I P S D L W G N X A X S N A A F S S
121 X E F S S X A G S V P L G F T F X E A G A K E X V I K G Q I
151 T X Q A X A F S L A X L X K L I S A M X N A X F P A G D X X
181 X X V A D I X D S H G I L X X V N Y T D A X I K M G I I F G
211 S G V N A A Y W C D S T X I A D A A D A G X X G G A G X M X
241 V C C X Q D S F R K A F P S L P Q I X Y X X T L N X X S P X
271 A X K T F E K N S X A K N X G Q S L R D V L M X Y K X X G Q
301 X H X X X A X D F X A A N V E N S S Y P A K I Q K L P H F D
331 L R X X X D L F X G D Q G I A X K T X M K X V V R R X L F L
361 I A A Y A F R L V V C X I X A I C Q K K G Y S S G H I A A X
391 G S X R D Y S G F S X N S A T X N X N I Y G W P Q S A X X S
421 K P I X I T P A I D G E G A A X X V I X S I A S S Q X X X A
酵母菌己糖 (磷酸 )激酶的一级结构
451 X X S A X X A
一级结构序列的测定
二、蛋白质的空间结构
? 多肽链沿一定方向折叠、盘绕形成
的特有 空间 构象 （旋转产生）
肽平面,肽键的 4个原子和与之相连的 2个 Ca形
成肽平面，是多肽链主链骨架的重复单位。
肽平面 /肽单元 (peptide unit)
Cα
Cα C
O
N
R
H
R
H H
C
Cα3
Cα2
Cα1
C
N
N H
H
H
O
O
R
肽平面 1
肽平面及其旋转
ψ
Φ
主要的化学键, 氢键
包括 α-螺旋, β-折叠,β-转角和无规卷
曲组成空间结构单元。
（一）二级结构
蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕方式。
α-螺旋
(α- helix)
β-折叠
(β- pleated sheet)
β-转角 (β- turn)
无规则卷曲
（ random coil）
1,a-螺旋
存在于纤维状蛋白质（ α角蛋白：皮肤、毛发、
指甲、和角）和球状蛋白质中。
a-螺旋
2,?-折叠
存在于纤维状蛋白质（ ?-角蛋白,蚕丝、
蜘蛛丝中丝心蛋白）和球蛋白中。
3.?-转角
存在与球蛋白中。
?一般由四个氨基酸组成，常见氨基酸：
Pro,Gly
?以主链间氢键维持稳定。
?-转角要点
多肽链中 180度回折处形成的特定构象。
4.无规卷曲
没有确定规律性的肽链结构，存在
于球状蛋白质中。（常常是酶的功
能部位）
（二）超二级结构
?若干相邻的二级结构单元组合在一起，
相互作用，形成有规则的（在空间上可
辨认的）二级结构组合体。
?常见类型,aa,???,?a?,??
aa
???组合 ?a?组合
是球状蛋白质的折叠单位。在超二级结构
基础上，多肽链进一步绕曲折叠成（空间
可以区分的） 近似球状 的三维实体。
（三）结构域
细胞色素 b 乳酸脱氢酶 免疫球蛋白
（四）蛋白质的三级结构
?在二级结构,超二级结构和结构域基础
上，多肽链进一步盘绕折叠形成更为复
杂的 球状 实体，叫三级结构。即 多肽链
中所有原子在三维空间的排布方式。
?蛋白质可能含有 1个或多个结构域。
疏水作用
N 端
C
端
肌红蛋白
（五）四级结构
? 两条及以上具有独立三级结构的肽链通过非
共价键聚合而成。（每一条肽链称为一个亚
基 ）
?包括各亚基空间排布及相互关系
?寡聚蛋白：由多个亚基聚集而成的蛋白质。
胰岛素二聚体
血红蛋白（ a2?2）
（六）维持空间结构的作用
力
? 氢键,C＝ O ? ? ? ? H - N。
? 离子键（盐键）,
? 范德华力,
? 疏水作用力,
—— 次级键
三、结构与功能的关系
? 一级结构决定空间结构。
? 空间结构决定功能。
1,一级结构与功能的关系
?一级结构决定空间结构
?生物进化
?分子病
天然状态，
有催化活
性
尿素,
β-巯基乙醇
去除尿素,
β-巯基乙醇
非折叠状态，无活性
别构现象：当蛋白质表现功能时，
其构象发生改变，从而改变了整个
分子的性质，这种现象就称为别构
现象。
2,空间结构与功能的关系
第五节 蛋白质的性质
? 一、相对分子质量
? 二、两性解离与等电点
? 三、胶体性质
? 四、沉淀反应
? 五、变性、复性
? 六、颜色反应
一、蛋白质相对分子质
量
? 可用沉降系数表示。 1S＝ 1× 10-13S
蛋白质的等电点, 蛋白质分子所带的正
负电荷相同而成为两性离子时溶液的 pH
称为该蛋白质的等电点（ pI）。
二、两性解离与等电点,
?当 pH< pI时,蛋白质带净正电荷，在电场中向
负极移动 。
?当 pH > pI时,蛋白质带净负电荷,在电场中向
正极移动。
?溶液的 pH偏离蛋白质的 pI越远，蛋白质带净电
荷越多，在电场中越容易分离。
三、蛋白质的胶体性质
透析：利用胶体对半透膜的不可渗透
性纯化蛋白质的方法称为透析法。
?蛋白质胶体溶液稳定的因素
——水化膜、表面电荷
?破坏胶体溶液的稳定条件，会使
蛋白质能够从溶液中沉淀出来。
+
+
+
+
+
+
+
带正电荷的蛋白质
－ －
－
－ － － －
－
带负电荷的蛋白质 在等电点的蛋白质
水化膜
+ +
+
+
+ +
+ +
带正电荷的蛋白质
－
－ －
－
－
－
－ －
带负电荷的蛋白质 不稳定的蛋白质颗粒
酸 碱
酸 碱
酸 碱
脱水作用 脱水作用 脱水作用
四、蛋白质沉淀作用
? 中性盐沉淀
? 有机溶剂沉淀
? 等电点沉淀
? 重金属盐沉淀
? 生物碱试剂沉淀
? 加热变性沉淀
1,中性盐沉淀（盐析法）
盐溶,
分段盐析,
盐析,加入 高浓度 的中性盐使蛋白
质从溶液中析出的现象。
中性盐：硫酸铵（最常用）
优点,蛋白质不变性
?4,生物碱试剂沉淀,三氯乙酸,苦味酸，
钨酸等
?5,加热变性沉淀：豆腐
?6,等电点沉淀,Glu的生产
?3,重金属盐沉淀,Ag+,Cu2+,Hg2+,Pb2+
?2,有机溶剂沉淀：冷乙醇、甲醇、丙
酮等
五、蛋白质的变性与复性
变性, 天然蛋白质受理化因素影响，次级键
被破坏, 致使理化性质和生物学活性均有所
改变的现象。
变性表现：生物学活性丧失，理化性质改变
物理：高温，高压，剧烈振荡，各种射线
化学：强酸、强碱，重金属盐，有机溶剂等
复性,若去除变性因素后, 蛋白质恢
复或部分恢复其原有的构象和功能,
称为复性 。
六、蛋白质的颜色反应
1.双缩脲反应
蛋白质＋双缩脲试剂（碱性硫酸铜）
紫红色化合物（ 540nm） 共热
2.米伦氏反应
3.乙醛酸反应
4.坂口反应
5.福林试剂反应
作业：简述蛋白质沉淀的方法及原
因？举二例说明它的应用。
