蛋白质的基本性质(一)

2023-05-10 14:56:27

       蛋白质是一类重要的生物大分子,在生物体内占有特殊的地位。它是生命的物质基础,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。

一、蛋白质的化学组成和分类

       蛋白质含有碳、氢、氧、氮和少量的硫。有些蛋白质还含有一些其他的元素,主要是磷、铁、铜、碘、锌和钼等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为:

碳             50%

氢               7%

氧             23%

氮             16%

硫           0~3%

其他           微量

       蛋白质的平均含氮量为16%,这是蛋白质元素组成的一个特点,也是凯氏定氮法测定蛋白质含量的基础

蛋白质含量=蛋白氮×6.25

式中6.25即为16%的倒数,为1g氮所代表的蛋白质量(g)。


      根据蛋白质的化学组成可以将其分为单纯蛋白质缀合蛋白质。单纯蛋白质仅由氨基酸组成,不含其它化学成分,如核糖核苷酸、肌动蛋白等。除氨基酸外还含有其他各种化学成分作为其结构的一部分,这样的蛋白质称为缀合蛋白质,非蛋白质部分称为辅基或配体。



按生物学功能分类

二、蛋白质分子的形状和大小

       蛋白质根据其形状和溶解度可以分为三大类:

      ①纤维状蛋白质具有比较简单、有规则的线性结构,形状呈细棒或纤维状。在生物体内主要起结构作用。典型的纤维状蛋白质如胶原蛋白、弹性蛋白和角蛋白等。

      ②球状蛋白质形状接近球形或椭球形,其多肽链折叠紧密,疏水的氨基酸侧链位于分子内部,亲水的侧链在外部暴露于水溶剂。

      ③膜蛋白与细胞的各种膜系统结合而存在。为能与膜内的非极性相相互作用,膜蛋白的疏水氨基酸侧链伸向外部。因此膜蛋白不溶于水但能溶于去污剂溶液。

       蛋白质是相对分子质量很大的生物分子,其相对分子质量变化范围很大,从大约6000到1×106或更大一些。蛋白质相对分子质量大小的上限是人为规定的。下限一般认为从胰岛素开始,其相对分子质量为5700。

     对于不含辅基的简单蛋白质,用110除它的相对分子质量即可约略估计氨基酸残基的数目。蛋白质中20种氨基酸的平均相对分子质量约为138,但在多数蛋白质中较小的氨基酸占优势。因此平均相对分子质量接近128。又因每形成一个肽键将除去一分子水(相对分子质量为18),所以氨基酸残基的平均相对分子质量为128-18=110。

三、肽

       肽是氨基酸的线性聚合物,因此也常称肽链。蛋白质是由一条或多条具有确定的氨基酸序列的多肽链构成的大分子。蛋白质分子中的氨基酸连接的基本方式是肽键,—CO—NH—。在蛋白质和多肽分子中连接氨基酸残基的共价键除了肽键外,还有一个较常见的是两个半胱氨酸残基的侧链之间形成的二硫键。

      最简单的肽由两个氨基酸组成,称为二肽,其中含一个肽键。含3个、4个、5个等氨基酸残基的肽分别称为三肽、四肽、五肽等。关于寡肽和多肽的分类不同的学者持不同的意见,不详述。

肽的物理和化学性质


      许多短肽都已经得到晶体。晶体的熔点都很高,这说明短肽的晶体是离子晶格,在水溶液中以偶极离子存在。肽的化学反应和氨基酸一样,游离的α-氨基、α-羧基和R基可以发生与氨基酸中相应的基团类似的反应。

      —NH2末端的氨基酸残基能与茚三酮发生定量反应,生成呈色物质。这一反应广泛的应用于肽的定性和定量反应。

      蛋白质部分水解后所得的各种肽,只要水解过程中不对称碳原子不发生消旋,就具有旋光性。一般短肽的旋光度约等于组成该肽中各个氨基酸的旋光度的总和。

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