1、26/09/2018,1,26/09/2018,1,第二章 蛋白质(1),静态生物化学,26/09/2018,2,26/09/2018,2,资料 3-三聚氰胺事件,早在2007年，美国宠物食品污染事件就爆出了美国宠物食品从中国大陆进口的小麦蛋白粉和大米蛋白粉其中含有三聚氰胺和三聚氰酸，当时国家质量监督检验检疫总局发布调查结果，认为江苏徐州安营生物技术开发公司和山东滨州富田生物科技有限公司因其部分蛋白粉的蛋白质含量不能达到合同的要求，而违规添加了三聚氰胺。 同年年底三鹿就开始接到消费者类似投诉，而在2008年5月，病例报告已开始呈现上升趋势。进入7月后，“结石宝宝”病例报告进入高发期。甘肃兰州一
2、家医院，上半年就收治患肾结石婴儿16例，月龄大多为511个月，病儿病情重，部分患儿已经发展成为肾功能不全。江苏、陕西、山东、安徽、湖南、湖北、江西、宁夏、河北、上海等地都已有病例报告。9月三鹿奶粉被查出含有三聚氰胺，大量的三聚氰胺是导致婴儿患肾结石的罪魁祸首。9月16日，中央电视台新闻联播报道，22家491批次婴幼儿奶粉检出三聚氰胺，三鹿奶粉事件正式升级为乳品行业的“三聚氰胺事件”，当三聚氰胺一度占据各大媒体头条时，乳品行业几近绝境。,C3H6N6,？,26/09/2018,3,26/09/2018,3,蛋白质平均含氮量为16左右，而三聚氰胺的含氮量为66左右。通用的蛋白质测试方法“凯氏定氮法
3、”是通过测出含氮量来估算蛋白质含量，因此，添加三聚氰胺会使得食品的蛋白质测试含量偏高，从而使劣质食品通过食品检验机构的测试。有人估算在植物蛋白粉和饲料中使测试蛋白质含量增加一个百分点，用三聚氰胺的花费只有真实蛋白原料的1/5。三聚氰胺作为一种白色结晶粉末，没有什么气味和味道，所以掺杂后不易被发现。,三聚氰胺增加奶粉蛋白质含量原理,蛋白质含量=（总氮含量-无机氮含量）6.25,26/09/2018,4,26/09/2018,4,2.1 蛋白质的分类,1、根据形状分类,球状蛋白：结构复杂，球形或椭圆形，如血红蛋白、肌红蛋白、清蛋白、球蛋白等,纤维状蛋白：结构有规律，分子极不对称，呈纤维状，溶解性能
4、差，主要起保护、支持、结缔的功能。如角蛋白、胶原蛋白、各种纤维蛋白等。,膜蛋白：一般折叠成球形，插入生物膜，或者通过非共价键或共价键结合在生物膜的表面。,26/09/2018,5,26/09/2018,5,2. 根据分子组成,简单蛋白：完全由氨基酸（肽链）组成，不含其他组分,结合蛋白：由简单蛋白和非蛋白组分两部分组成，非蛋白质部分称为辅基。根据辅基的不同，结合蛋白可以分为5类：核蛋白、糖蛋白与蛋白聚糖、脂蛋白、色蛋白、磷蛋白。,3. 按功能分类,酶，调节蛋白、贮存蛋白、转运蛋白、运动蛋白、防御蛋白和毒蛋白、受体蛋白、支架蛋白、结构蛋白、异常功能蛋白。,26/09/2018,6,26/09/20
5、18,6,资料 4：毛发酱油,按照热心观众提供的线索，记者在湖南省常德市的澧州食品城的一家批发店里，找到了这种名叫“红帅“的酿造酱油。据店老板透露，这种很受学校食堂等单位欢迎的酿造酱油，的确不是用传统工艺酿造的，而是用一种特殊的原料勾兑的。,他就向记者展示了用这种氨基酸液加工酿造酱油所采用的特殊工艺。只见他一边加热氨基酸液，一边往锅里加一种白色片状物。这种东西一加进去，锅里马上就冒出一股强刺激性的气体。在车间的墙脚，记者发现，装着白色片状物的袋子上，赫然写着工业用“氢氧化钠“。,这些酱油并没有被立即灌装，而是被转移到了楼上的一个大储存罐里。技术员又往罐子里加了一些增稠剂和酱油香精，所谓的酿造酱
6、油就配制完成了。,26/09/2018,7,26/09/2018,7,工人：我们这里的人，看见做这个很脏的，一般都不吃酱油的。一般我们搞这个事的，晓得，就不吃！哈,他告诉记者，毛发里含有丰富的蛋白质，简单的酸解后就能提取氨基酸，厂里多年来生产的氨基酸液其实都是用毛发来加工的，每天消耗的毛发都在10吨左右。,26/09/2018,8,26/09/2018,8,记者：什么地方收过来的？工人：全国各地都有。记者：天天都要卸货？工人：天天都卸,经过简单分拣，这些污秽不堪的毛发不再作任何处理，就直接被送到机器里打松，然后打成包拉去投料。 随后，记者又跟随拉毛发的板车来到了生产氨基氮液的投料车间，一名工人
7、正大把大把地把送过来的毛发塞进反应釜里。,据副厂长介绍，这种粉按1比3的比例兑水溶解后，就还原成了氨基酸液。用它来配制酱油，除了能迅速扩大产量外，与酿造酱油相比较，用氨基酸液配制酱油至少可以降低一半以上的成本，因此，一些做酱油的企业和“新生源“建立了长期固定的业务关系。,26/09/2018,9,26/09/2018,9,问题：头发为什么可以酿造酱油？,新闻中的氢氧化钠起什么作用？,26/09/2018,10,26/09/2018,10,2.2 蛋白质的组成单位-氨基酸,氨基酸,肽键（酰胺键）,多肽,共价键（二硫键）,非共价力,蛋白质,催化水解,拆分,26/09/2018,11,26/09/2
8、018,11,1、氨基酸的定义、通式,氨基酸是具有氨基（-NH3+）或亚氨基和羧基（-COOH）的有机分子。氨基酸种类多，但构成蛋白质具有遗传密码的氨基酸只有20种，且都是L-型的-型氨基酸，其通式为：,除甘氨酸外，均为手性分子！,L-氨基酸,26/09/2018,12,26/09/2018,12,附：氨基酸的记忆方法,一个故事,中国足球的故事,事件,年中国世界杯决赛（中国苏联）,背景,自8年以来，世界格局动荡不安，欧美国家因为要经历社会主义革命（从低级的资本主义社会革命到高级的社会主义社会），社会政局动荡不安，即使有的国家已经进入了社会主义社会，也在忙于大炼钢铁、文化大革命，根本无法顾及足球
9、运动的发展，已经倒退到高俅时代，而此时，中国足球虽然在这年里也没有什么进步，但在世界足坛已经可以呼风唤雨了。俄罗斯总统列动看到世界都在社会主义化，他干脆又联系以前的一些加盟共和国重新组成了苏联共和国，但是因为原先有社会主义基础，所以其社会也还稳定，其足球发展虽说有所进步，但仍然与中国足球有的一拼。最后中国陆续淘汰了缅甸、印度、柬埔寨、越南等强敌，与苏联一起杀进了决赛！,26/09/2018,13,26/09/2018,13,世界杯奖品的变化,大力神杯,果脯奶酪杯,色脯甘酪亮,感觉：,数量：,甲异丙丝半,开赛,进球：,谷谷苯精门,26/09/2018,14,26/09/2018,14,记者：请问
10、谢冠虎主席，经过几百年的努力，中国终于获得一次世界冠军，你是不是很高兴呀？,谢冠虎：一般般了，因为我们足协经过研讨，这场比赛没有发挥出我们的水平呀，完全是苏联门将的失误造成的，很郁闷呀！,组缬赖苏门,26/09/2018,15,26/09/2018,15,色脯甘酪亮,甲异丙丝半,谷谷苯精门,组缬赖苏门,二十种氨基酸,氨基酸的三字母简写符号必背熟，单字母符号要求认识。,26/09/2018,16,26/09/2018,16,各种氨基酸的区别在于侧链R基的不同。20种蛋白质氨基酸按R基的特点可分为：,非极性氨基酸,极性氨基酸,酸性氨基酸,碱性氨基酸,R极性,R基的结构,脂肪族氨基酸,芳香族氨基酸,
11、杂环氨基酸,酸性氨基酸,R基的酸碱性,2、氨基酸的分类,26/09/2018,17,26/09/2018,17,甘氨酸 Glycine,中性脂肪族氨基酸,丙氨酸 Alanine,缬氨酸 Valine,亮氨酸 Leucine,异亮氨酸 Ileucine,按照R基的结构分类,26/09/2018,18,26/09/2018,18,中性含硫基氨基酸,*半胱氨酸 Cysteine,甲硫氨酸 Methionine,26/09/2018,19,26/09/2018,19,中性芳香族氨基酸,色氨酸 Tryptophan,*酪氨酸 Tyrosine,苯丙氨酸 Phenylalanine,26/09/2018,
12、20,26/09/2018,20,碱性氨基酸,*精氨酸 Arginine,*赖氨酸 Lysine,*组氨酸 Histidine,26/09/2018,21,26/09/2018,21,酸性氨基酸,*谷氨酸 Glutamate,*门冬氨酸 Aspartate,26/09/2018,22,26/09/2018,22,含羟基氨基酸,*丝氨酸 Serine,*苏氨酸 Threonine,26/09/2018,23,26/09/2018,23,含酰胺的氨基酸,*谷氨酰胺 Glutamine,* 门冬酰胺 Asparagine,26/09/2018,24,26/09/2018,24,亚氨基酸,脯氨酸 Pr
13、oline,26/09/2018,25,26/09/2018,25,按照R基的极性分类,极性氨基酸,亲水氨基酸：溶解性较好，酸性氨基酸、碱性氨基酸、含巯基、羟基、酰胺基的氨基酸,Gly、 Glu、Asp、Arg、Lys、His、Cys、Ser、Thr、Tyr、Gln、Asn,非极性氨基酸,Ala、Leu、Ile、Val、Pro、Met、Trp,疏水氨基酸：溶解性较差，具有烷烃链、甲硫基、吲哚基等的氨基酸,26/09/2018,26,26/09/2018,26,本产品以天然发酵工艺酿造而成，含有多种人体必须的氨基酸。味道特别鲜美，适宜清蒸海鲜、各式凉拌菜及作鱼生、白切鸡、火锅蘸点调料。是营养性与
14、调味性兼备的珍品,资料5：酱油介绍,26/09/2018,27,26/09/2018,27,按照营养价值分类,必需氨基酸：,人和哺乳动物不可缺少但又不能合成的氨基酸，只能从食物中补充，共有8种：,Trp 、 Ile 、 Phe 、 Met、 Thr 、 Val 、 Leu 、 Lys,半必需氨基酸：,人和哺乳动物虽然能够合成，但数量远远达不到机体的需求，尤其是在胚胎发育以及婴幼儿期间，基本上也是由食物中补充，只有2种：,Arg、His,有时也不分必需和半必需，统称必需氨基酸，这样就共有10种。,记法：Tip MTV Hall,非必需氨基酸：,人和哺乳动物能够合成，能满足机体需求的氨基酸，其余1
15、0种,26/09/2018,28,2.2.3 氨基酸的理化性质,（1）氨基酸的解离性质,PH 1 7 10 净电荷 +1 0 -1正离子 兼性离子 负离子(等电点PI),氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以两性离子形式存在！,26/09/2018,29,1、氨基酸的等电点,-NH3+数目=-COO-数目；,净电荷为零；,pH=pI,2、氨基酸等电点的计算,不含侧链：,pK1; pK2,pI=(pK1+pK2)/2,含侧链：,pK1; pK2；pKR,pI =(pK1+pKRcoo-)/2,pI =(pK1+pKRNH2)/2,26/09/2018,30,氨基酸缓冲溶液的pH值计算,Henders
16、on-Hasselbalch方程,pH=pKa + lg,质子受体,质子供体,例：向1L 1M的处于等电点的甘氨酸溶液中加入0.3mol的HCl,问所得溶液的pH是多少？ 如果加入0.3mol 的NaOH呢？（已知甘氨酸的pK1=2.34; pK2=9.60),pH=pK1+lgR/R+,加盐酸时：,=2.34+lg(1-0.3)/0.3=2.71,加NaOH：,pH=pK2+lgR-/R=9.60+lg0.3/(1-0.3)=9.23,26/09/2018,31,注意：,溶液pH值大于等电点时：氨基酸带有负电荷； .小于：氨基酸带有正电荷；,大多数氨基酸在生理pH(约7）范围内没有明显的缓冲
17、作用！,组氨酸是个例外，在pH=7附近有明显的缓冲作用？，血红蛋白中含有较多？。,等电点处，氨基酸溶解度最小！,氨基酸的分离原理：,溶解度大小,26/09/2018,32,（2）氨基酸的化学性质,1、-氨基参与的反应,2、-羧基参与的反应,3、氨基与羧基共同参与的反应,4、侧链集团参与的反应,N原子是一个很好的亲核中心。,26/09/2018,33,1、-氨基参与的反应,1）与甲醛发生羟甲基化反应（测定氨基酸浓度）,氨基酸为两性电解质，不能直接用酸碱滴定，但此反应可以保护氨基，可以用碱滴定羧基上解离的H+,26/09/2018,34,2）与亚硝酸反应（计算氨基酸的量）,室温下反应,重氮化反应,
18、此测定氨基酸的方法为范斯来克法,26/09/2018,35,3）酰化反应（有机物分子中O、N、C原子上导入酰基的反应),多肽合成的基本反应，用于保护氨基以及肽链的氨基端测定,26/09/2018,36,4) 与二硝基氟苯反应 （ Sanger反应）,用途：是鉴定多肽N-端氨基酸的重要方法。,26/09/2018,37,2、-羧基参与的反应,1）. AA + NaOH 氨基酸钠盐(氨基酸的碱金属盐能溶于水,重金属盐不溶于水),2）. HCl AA + EtOH 氨基酸乙酯的盐酸盐,26/09/2018,38,3）形成酰卤的反应,用途：这是使氨基酸羧基活化的一个重要反应。,26/09/2018,3
19、9,4）脱羧反应,脱羧酶,26/09/2018,40,3、氨基与羧基共同参与的反应,茚三酮,水合茚三酮,还原型茚三酮,1）与茚三酮的反应,蓝紫色化合物,26/09/2018,41,与茚三酮的反应是氨基酸的特异性反应，常用于氨基酸的定性或定量分析，通过测定反应中释放出的CO2的量可以计算氨基酸的量！,产生的蓝紫色化合物可以用比色法进行定性或定量测定！,脯氨酸与茚三酮反应不释放氨，直接生成黄色化合物！,26/09/2018,42,2）成肽反应,用途：是多肽和蛋白质生物合成的基本反应。,26/09/2018,43,4、侧链集团的化学性质,胱氨酸,半胱氨酸,1）巯基的性质,SH与SS是一对氧化还原体系
20、，多肽中的半胱氨酸残基可以形成分子内或分子间的二硫键，因此二硫键在蛋白质结构中起着重要作用！,26/09/2018,44,2）咪唑基的性质,组氨酸含有咪唑基，它的pK2值为6.0，在生理条件下具有缓冲作用。血红蛋白含有较多的Pro残基。,咪唑环一侧的去质子化与另一侧的质子化同步进行，既可以作为质子给体又可以作质子受体，在酶的催化过程中有重要作用！,26/09/2018,45,3）芳香环的性质,芳香环是一个共轭电子，容易与缺电子体系或其它的共轭电子体系形成电子转移络合物！,三种氨基酸在紫外区有特征吸收峰，蛋白质的紫外吸收（280nm)性质主要来自于此三种氨基酸的贡献，因色氨酸在蛋白质中所占比例较
21、低，蛋白质的紫外吸收实际主要以酪氨酸为主！,26/09/2018,46,氨基酸的光吸收,构成蛋白质的20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区(220nm)均有光吸收。在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。 酪氨酸的max275nm， 苯丙氨酸的max257nm， 色氨酸的max280nm,26/09/2018,47,材料（6）：氨基酸的应用,A、医药工业氨基酸输液必需氨基酸：苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸,治疗药剂,天冬氨酸：钾镁盐可用于恢复疲劳；治疗低钾症心脏病、肝病、糖尿病等,组氨酸：可扩张血管，降低血压，用于心绞痛；,半胱氨酸：能促进毛发的生长，可用于治疗秃发症。,26/09/2018,48,B、食品工业,谷氨酸单钠盐味精；,天冬氨酸钠：可用于清凉饮料，能增加清凉感并使香味浓厚爽口；,26/09/2018,49,C、化妆品工业,氨基酸能调节皮肤pH的变动，对细菌有防护作用，也可作为皮肤、毛发的营养成分，增加皮肤、毛发的光泽。 防止皮肤干燥的自然保湿因子的主要成分是甘氨酸、羟基丁氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、丝氨酸等游离氨基酸。 在化妆品中添加天冬氨酸或其衍生物以及一些维生素，可防止皮肤老化。,
