第一節(jié)　蛋白質(zhì)的化學組成

一、蛋白質(zhì)的元素組成

蛋白質(zhì)雖然結構復雜，但就其元素組成來看，卻十分簡單。元素分析發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)元素的主要組成是C、H、O、N、S；部分蛋白質(zhì)含有少量的Fe、Zn、Mn、I等。其中，氮元素含量比較恒定，平均為16%，即每100g蛋白質(zhì)含氮元素16g。這就為測定蛋白質(zhì)含量提供了一個方法，只要檢測出樣品含氮量，就可以估算出樣品中蛋白質(zhì)的含量。

100g樣品中蛋白質(zhì)含量＝樣品的含氮量（g）×6．25×100

二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸

雖然蛋白質(zhì)種類繁多，功能復雜，但是蛋白質(zhì)的基本組成單位卻較簡單。自然界存在300多種氨基酸，但組成蛋白質(zhì)的氨基酸只有20種，并且均為L－α－氨基酸（甘氨酸除外），這20種氨基酸不存在個體和種屬差異，生物界的蛋白質(zhì)通用。

（一）氨基酸的結構特點

氨基酸是指同時含有羧基和氨基的有機小分子。從結構上看，組成蛋白質(zhì)的氨基酸均為α－氨基酸。每個氨基酸的α－碳上連接有一個羧基、一個氨基、一個氫原子和一個側(cè)鏈R基團。差別就在于它們的R基團結構的不同。除甘氨酸外，其他α－碳原子均為不對稱碳原子，故有D－型和L－型兩種構型，具有旋光性，天然蛋白質(zhì)中存在的氨基酸都是L－型的。其結構通式如下所示。

（二）氨基酸的分類

組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸，根據(jù)其側(cè)鏈結構與理化性質(zhì)不同可分為以下四類：非極性、疏水性氨基酸，極性、中性氨基酸，酸性氨基酸和堿性氨基酸。其結構與分類如表2－1所示。

表2－1　氨基酸的結構與分類

續(xù)表

續(xù)表

（三）氨基酸的理化性質(zhì)

氨基酸含有酸性的羧基和堿性的氨基，所以既是酸又是堿，是兩性電解質(zhì)。有些氨基酸的側(cè)鏈還含有可解離的基團，其解離狀態(tài)取決于其所處溶液的pH值。

在生物體內(nèi)，氨基酸呈現(xiàn)兩性解離，以兼性離子形式存在。當氨基酸所帶正、負電荷相等時，溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點，用pI表示。顯然不同氨基酸由于其結構不同等電點也不同。

氨基酸的α－羧基和α－氨基具有化學反應特性，另外，許多氨基酸的側(cè)鏈還含有羥基、氨基、羧基等可解離基團，也具有化學反應特性。較重要的化學反應有茚三酮反應，除脯氨酸外的α－氨基酸都能與茚三酮發(fā)生顏色反應，生成藍紫色化合物；而脯氨酸與茚三酮生成黃色化合物，這一反應廣泛用于氨基酸的定性與定量分析。