生物化学与分子生物学/蛋白质分子的组成

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生物化学与分子生物学

生物化学与分子生物学目录

一、蛋白质的元素组成

单纯蛋白质的元素组成为碳50~55%、氢6%~7%、氧19%~24%、氮13%~19%,除此之外还有硫0~4%。有的蛋白质含有磷、碘。少数含铁、铜、锌、锰、钴、等金属元素。

各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16%。由于体内组织的主要含氮物是蛋白质,因此,只要测定生物样品中的氮含量,就可以按下式推算出蛋白质大致含量。

每克样品中含氮克数×6.25×100=100克样品中蛋白质含量(克%)

二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸

蛋白质可以受酸、碱或酶的作用而水解。例如,一种单纯蛋白质用6N盐酸真空下110℃水解约16小时,可达到完全水解(酸水解的条件下,色氨酸酪氨酸易被破坏)。利用层析等手段分析水解液,就可证明组成蛋白质分子的基本单位是氨基酸。构成天然蛋白质的氨基酸共20种。

这些氨基酸为L-α-氨基酸(L-α-amino acid),其结构通式如下:

L-α-氨基酸(L-α-amino acid)结构通式


生物界中也发现一些D系氨基酸,主要存在于某些抗菌素以及个别植物的生物碱中。

三、氨基酸的分类

组成蛋白质的氨基酸按其α-碳原子上侧链R的结构分为20种,20种氨基酸按R的结构和极性的不同有以下两种分类方法。

(一)根据R的结构不同分类(见表1-1):

氨基酸的分类


接上表

氨基酸的分类


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.杂环族氨基酸。

4.杂环亚氨基酸。

(二)根据侧链R的极性不同分为非极性和极性氨基酸

氨基酸的R基团不带电荷或极性极微弱的属于非极性中性氨基酸,如:甘氨酸丙氨酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸蛋氨酸苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸。它们的R基团具有疏水性。

氨基酸的R基团带电荷或有极性的属于极性氨基酸,它们又可分为:

(1)极性中性氨基酸:R基团有极性,但不解离,或仅极弱地解离,它们的R基团有亲水性。如:丝氨酸苏氨酸半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺天门冬酰胺。

(2)酸性氨基酸:R基团有极性,且解离,在中性溶液中显酸性,亲水性强。如天门冬氨酸谷氨酸

(3)碱性氨基酸:R基团有极性,且解离,在中性溶液中显碱性,亲水性强。如组氨酸赖氨酸精氨酸

这20种氨基酸都有各自的遗传密码,它们是生物合成蛋白质的构件,无种属差异。在体内,一些特殊蛋白质分子中还含有其它氨基酸,如甲状腺球蛋白中碘代酪氨酸,胶原蛋白中的羟脯氨酸及羟赖氨酸,某些蛋白质分子中的胱氨酸等,它们都是在蛋白质生物合成之后(或合成过程中),相应的氨基酸残基被修饰形成的。还有的是在物质代谢过程中产生,如鸟氨酸(由精氨酸转变来的等,这些氨基酸在生物体内都没有相应的遗传密码。

32 蛋白质化学 | 蛋白质分子中氨基酸的连接方式 32
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