第一章 蛋白质的化学

　　第一节 蛋白质的分子组成

　　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)。