2.4蛋白质化学（课件）- 《环境生物化学》同步教学（机工版·2020）

2.4蛋白质化学 2.4.1蛋白质概述 2.4.2氨基酸化学 2.4.3 蛋白质的分子结构 2.4.4 蛋白质的重要性质 2.4.5蛋白质的分离提纯 2023年12月31日12时50分 133 第2章细胞内的生物分子化学 2.4.1蛋白质概述 蛋白质（Protein）普遍存在于一切生物体内，是生命的物质基础。它是由氨基酸通过肽键连接而成的生物高分子含氮化合物，其种类繁多，且各自具有复杂的分子结构和特定的生物学作用，是生物遗传性状表达的主要物质基础。 蛋白质是自然界中一切生物体的重要组成成分。人体的蛋白质含量按总量干重计算占45％。自然界中蛋白质的种类极为繁多，据估计一个大肠杆菌内就有3000余种蛋白质，人体约含有数万种蛋白质，整个生物界大约存在着100亿种以上不同的蛋白质。由于这些种类繁多的蛋白质，并各自表现出千差万别的生物学功能，才使自然界中存在着种类繁多的各种生物体。 2023年12月31日12时50分 134 第2章细胞内的生物分子化学 (1)结构功能 蛋白质是人体高度结构化的物质基础,是构成细胞原生质的主要成分。如胶原蛋白是人体胶原纤维的主要成分，存在于皮肤、肌腱以及软骨和骨组织中，成为身体中起支持功能的主要物质。 生物学作用 (2)活性功能 1. 蛋白质的生物学作用 2023年12月31日12时50分 135 第2章细胞内的生物分子化学 蛋白质与生命活动息息相关，没有蛋白质存在，就没有生命。蛋白质是维持细胞正常结构和机能活动的重要化学成分，在体内体现着生命活动中的多种生物学功能。 5）防御功能 生物机体产生的用以防御致病微生物或病毒的抗体（Antibody），就是一种高度专一的免疫蛋白(Immunoglobulin)，它能识别外源性生命物质，并与之接合，起到防御作用，免受伤害。 6）凝血功能 机体的止血功能是出许多凝血因子协同完成的。凝血因子中除Ca2+外，多属蛋白质类物质。 4）运动功能 肌肉的收缩运动是靠肌动蛋白(Actin)和肌球蛋白(Myosin)等来完成的 ，这是躯体运动、心肌收缩、胃肠蠕动及呼吸机能的基础。草履虫、绿眼虫的运动由纤毛和鞭毛完成，纤毛和鞭毛都是蛋白质。 3） 运输和储存功能 一些蛋白质在血液中起运载工具的作用，如血红蛋白运输氧和二氧化碳，血浆脂蛋白是脂类的运输形式等。合成后的甲状腺素以甲状腺球蛋白的形式储存在腺泡腔内，肝脏内的铁蛋白复合物也是一种储存形式等。 1）催化功能 生命的基本特征是新陈代谢，而新陈代谢的全部化学反应，几乎都是在酶(Enzyme)的催化下进行的。酶的化学本质是蛋白质。 2） 调节功能 生物体的一切生物化学反应能有条不紊的进行，是由于有调节蛋白在起作用，调节蛋白如激素（Hormone）、受体（Receptor）、毒蛋白（Toxoprotein）等。 7）基因的调控功能 核酸虽然是遗传的物质基础，但核酸的合成，遗传信息的储存、传递及表达都会受到蛋白质的调节和控制。 2023年12月31日12时50分 136 第2章细胞内的生物分子化学 2.蛋白质的分类 （1）按分子形状分类 1）球状蛋白（Globular protein） 外形近似球体，多溶于水，大都具有活性，如酶、转运蛋白、蛋白激素、抗体等。球状蛋白的长度与直径之比一般小于10。 2）纤维状蛋白(Fibrous protein ) 外形细长，分子量大，大都是结构蛋白，如胶原蛋白，弹性蛋白，角蛋白等。纤维蛋白按溶解性可分为可溶性纤维蛋白与不溶性纤维蛋白。 如血液中的纤维蛋白原、肌肉中的肌球蛋白等 如胶原蛋白，弹性蛋白，角蛋白等结构蛋白。 2023年12月31日12时50分 137 第2章细胞内的生物分子化学 1）简单蛋白 （simple proteins） 完全由氨基酸组成，不含非蛋白成分。如血清清蛋白等。 蛋白质 2）结合蛋白(conjugated proteins) 由蛋白质和非蛋白成分组成，后者称为辅基 (2)按分子组成分类 结合蛋白分为：核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血红素蛋白、黄素蛋白和金属蛋白。 2023年12月31日12时50分 138 第2章细胞内的生物分子化学 根据溶解性为7类：清蛋白、球蛋白、组蛋白、精蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白和硬蛋白。 （3）按溶解度分类 1）清蛋白（albumins） 又称白蛋白，是溶于水的，如血清白蛋白、乳清白蛋白等。 2）精蛋白(sper