复旦大学生命科学学院 生物化学a（上）.ppt

蛋白质化学
Protein Chemistry
Fireflies: luciferin+ATP
Erythrocytes: hemoglobin
Hair, scales, horn: keratin
什么是蛋白质?
蛋白质(Protein)是由多种不同的氨基酸,按照一定的顺序,通过肽键连接形成的一条或多条肽链组成的生物大分子。
蛋白质是生命活动的重要物质基础,没有蛋白质就没有生命。
形式及功能多样
蛋白质是最丰富的生物大分子,存在于所有的细胞及细胞的所有部分。一个简单的细胞中,蛋白质的差异极大、种类有成千上万种、分子量从小肽到数百万的巨大分子。蛋白质的生物功能还表现出极大的多样性,是生物信息最重要的终产物,是遗传信息表达的元件。 Protein一词来自希腊文“Protos”,指“first”或“foremost”,意即“头等重要”、“第一位的”、“最重要的”。
从地等的古细菌到复杂的生命体,蛋白质都是由相同的20种氨基酸共价连接而成的分子。细胞能够通过不同的组合和顺序,用20种氨基酸合成性质和功能截然不同的蛋白质,如酶、激素、抗体、运载体、肌肉、眼睛的晶状体蛋白质、羽毛、蜘蛛网、犀牛角、乳蛋白、抗生素、蘑菇***及各种不同生物活性物质。
ari首次报道应用稀酸、稀碱可从动植物组织中分离到含氮类物质。1838年荷兰化学家Mulder将之应用于从动植物细胞中所发现的复杂的有机含氮化合物。
蛋白质结构复杂、种类繁多、功能各异,是生物体内构建生命、行使生命活动的最主要的功能分子,在几乎所有的生命活动中起着关键的作用。如果说基因是生命的指导者和构建生命的蓝图,那么蛋白质就是组成生命的主要材料,是生命的实践者和执行者。蛋白质将生物体的遗传信息表达成生物的性状,指导生命活动,控制生物的代谢、生长、发育及繁殖。
蛋白质化学研究史 I
1838年 Mulder研究了血清、蛋清、蚕丝等物质的元素组成后, 发现了组成生物体的复杂含氮物
19世纪末从蛋白质水解产物分离得到了13种氨基酸, 基团学说消声匿迹
1902年 Fischer, Hofmeister同时提出肽键理论
1924年 Svedberg 发明超速离心机(100000 rpm, 700000 g)
1930年代 Bergmann合成出只含L型氨基酸的多肽
1950年 Pauling提出蛋白质的二级结构的基本单位:α-螺旋和β-折叠
蛋白质化学研究史 II
1953年 Sanger确定了牛胰岛素的一级结构
1958年 Perutz & Kendrew用X光衍射法确定了肌红蛋白的立体结构
1961年 Anfinsen证明蛋白质的一级结构决定其高级结构
1980年代蛋白质工程的兴起
1994年 Williams和Wilkins首次提出Proteome (Protein + genome)
1997年第一届国际蛋白质组学会议,蛋白质组学(Proteomics)
1999年蛋白质芯片技术出现
I. 按理化性质分: (英国Physiological Society, 1907)
1. 单纯蛋白(simple protein)
1). Albumin (白/清蛋白) 溶于水、盐、酸、碱溶液, 加热凝固(血清)
2). Globulin (球蛋白) 溶于盐、酸、碱溶液, 加热凝固(血清)
3). Glutelin (谷蛋白) 溶于酸、碱溶液(谷种)
4). Prolamine (醇溶谷蛋白)溶于70-90%酒精、酸、碱溶液(谷种)
5). Scleroprotein (硬蛋白) 不溶(毛、发、爪、皮肤)
6). Histone (组蛋白) 溶于水、酸溶液(细胞核)
7). Protamine (鱼精蛋白) 溶于水、酸溶液(精子)
2. 复合蛋白(conjugated protein)
1). Nucleoprotein (核蛋白) 含戊糖或脱氧戊糖(细胞核)
2). Phosphoprotein (磷蛋白)含有磷酸(以酯的形式) (动物细胞、体液)
3). Lipoprotein (脂蛋白) 含脂质(动植物细胞)
4). Chromoprotein (色蛋白) 含带Fe、Cu等的有机色素(动植物细胞)
5). Glycoprotein (糖蛋白) 含糖及其衍生物(动植物细胞)
蛋白质的经典分类法 I
蛋白质的经典分类法 II
3. 衍生蛋白质(derived protein)
i). Primary protein derivatives 天然蛋白质经少量变性后的产物
1). Gelatin (明胶) 胶原蛋白(collagen)加酸水解产物
2). Protean 水溶性蛋白质经水、酶、稀酸作用而不溶化
3). Metaprotein (变性蛋白质) 经稀