公衛助理醫師《生物化學》蛋白質的化學知識（新版多篇）

節 蛋白質的分子結構 篇一

一、蛋白質的一級結構(primary structure)

蛋白質一級結構是空間結構和特異生物學功能的基礎。

二、蛋白質的二級結構(secondary structure)

蛋白質的二級結構是指其分子中主鏈原子的區域性空間排列，是主鏈構象（不包括側鏈R基團）。

兩種主鏈原子的區域性空間排列的分子模型（α-螺旋）和（β-摺疊）。

1、肽單位

肽鍵及其兩端的α-C共6個原子處於同一平面上，組成了肽單位（所在的平面稱肽鍵平面）。

肽鍵C—N鍵長為0.132nm，比相鄰的單鍵(0.147nm)短，而較C=N雙鍵(0.128nm)長，有部分雙鍵的性質，不能自由旋轉。肽鍵平面上各原子呈順反異構關係，肽鍵平面上的O、H以及2個α-碳原子為反式構型(transconfiguration)。

2、α-螺旋

α-螺旋是肽鍵平面通過α-碳原子的相對旋轉形成的一種緊密螺旋盤繞，是有周期的一種主鏈構象。其特點是：

② 螺旋每轉一圈上升3.6個氨基酸殘基，螺距約0.54nm

②相鄰的螺圈之間形成鏈內氫鍵，氫鍵的取向幾乎與中心軸平行。

③螺旋的走向絕大部分是右手螺旋，殘基側鏈伸向外側。R基團的大小、荷電狀態及形狀均對α-螺旋的形成及穩定有影響。

3、β-摺疊

① 相鄰肽鍵平面間摺疊成110度角，呈鋸齒狀。

② 兩個以上具β-摺疊的肽鏈或同一肽鏈內不同肽段相互平行排列，形成β-摺疊片層，其穩定因素是肽鏈間的氫鍵。

③ 逆向平行的片層結構比順向平行的穩定。

α-螺旋和β-摺疊是蛋白質二級結構的主要形式。

4、β-轉角

5、不規捲曲

6、超二級結構和結構域

節 蛋白質的分子組成 篇二

一、蛋白質的元素組成

主要有 C、H、O、N、S。

各種蛋白質的含氮量很接近，平均為16%。

二、蛋白質的基本組成單位——氨基酸

蛋白質在酸、鹼或蛋白酶的作用下，最終水解為遊離氨基酸(amino acid)，即蛋白質組成單體或構件分子。存在於自然界中的氨基酸有300餘種，但合成蛋白質的氨基酸僅20種（稱編碼氨基酸）。

(一)氨基酸的結構通式

組成蛋白質的20種氨基酸有共同的結構特點：

1、氨基連線在α- C上，屬於α-氨基酸（脯氨酸為α-亞氨基酸）。

2.R是側鏈，除甘氨酸外都含手性C，有D-型和L-型兩種立體異構體。天然蛋白質中的氨基酸都是L-型。

(二)氨基酸的分類

1、按R基的化學結構分為脂肪族、芳香族、雜環、雜環亞氨基酸四類。

2、按R基的極性和在中性溶液的解離狀態分為非極性氨基酸、極性不帶電荷、極性帶負電荷或帶正電荷的四類。

帶有非極性R（烴基、甲硫基、吲哚環等，共9種）：甘(Gly)、丙(Ala)、纈(Val)、亮(Leu)、異亮(Ile)、苯丙(Phe)、甲硫(Met)、脯(Pro)、色(Trp)

帶有不可解離的極性R（羥基、巰基、醯胺基等，共6種）：絲(Ser)、蘇(Thr)、天胺(Asn)、谷胺(Gln)、酪(Tyr)、半(Cys)

帶有可解離的極性R基（共5種）：天(Asp)、谷(Glu)、賴(Lys)、精(Arg)、組(His)，前兩個為酸性氨基酸，後三個是鹼性氨基酸。

(三)氨基酸的重要理化性質

1、一般物理性質

α-氨基酸為無色晶體，熔點一般在200 oC以上。各種氨基酸在水中的溶解度差別很大（酪氨酸不溶於水）。一般溶解於稀酸或稀鹼，但不能溶解於有機溶劑，通常酒精能把氨基酸從其溶液中沉澱析出。

芳香族氨基酸(Tyr、Trp、Phe)有共軛雙鍵，在近紫外區有光吸收能力，Tyr、Trp的。吸收峰在280nm，Phe在265 nm。由於大多數蛋白質含Tyr、Trp殘基，所以測定蛋白質溶液280nm的光吸收值，是分析溶液中蛋白質含量的快速簡便的方法。

2、兩性解離和等電點(isoelectric point, pI)

氨基酸在水溶液或晶體狀態時以兩性離子的形式存在，既可作為酸，又可作為鹼起作用，是兩性電解質，其解離度與溶液的pH有關。

在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢和程度相等，成為兼性離子，呈電中性，

此時溶液的pH稱為該氨基酸的等電點。

3、氨基酸的化學反應

氨基酸的化學反應是其基團的特徵性反應。

（1）茚三酮反應

所有具有自由α-氨基的氨基酸與過量茚三酮共熱形成藍紫色化合物。

（2）與2，4-二硝基氟苯(DNFB)的反應

三、肽(peptide)

1、肽鍵與肽鏈

一個氨基酸的α-羧基和另一個氨基酸的α-氨基脫水形成的醯胺鍵稱為肽鍵。多肽鏈的方向性是從N末端指向C末端。

肽分子中不完整的氨基酸稱為氨基酸殘基。肽按其序列從N端到C端命名。一般10肽以下屬寡肽，10肽以上為多肽。

2、生物活性肽

谷胱甘肽(glutathione，GSH)

是由Glu、Cys、Gly組成的一種三肽，又叫γ-谷氨醯半胱氨醯甘氨酸（含γ-肽鍵）。