蛋白質分子的組成

  一、蛋白質的元素組成

　　單純蛋白質的元素組成為碳50～55%、氫6%～7%、氧19%～24%、氮13%～19%，除此之外還有硫0～4%。有的蛋白質含有磷、碘。少數含鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬等金屬元素。

　　各種蛋白質的含氮量很接近，平均為16%。由于體內組織的主要含氮物是蛋白質，因此，只要測定生物樣品中的氮含量，就可以按下式推算出蛋白質大致含量。

　　每克樣品中含氮克數×6.25×100=100克樣品中蛋白質含量(克%)

　　二、蛋白質的基本組成單位——氨基酸

　　蛋白質可以受酸、堿或酶的作用而水解。例如，一種單純蛋白質用6N鹽酸在真空下110℃水解約16小時，可達到完全水解(酸水解的條件下，色氨酸、酪氨酸易被破壞)。利用層析等手段分析水解液，就可證明組成蛋白質分子的基本單位是氨基酸。構成天然蛋白質的氨基酸共20種。

　　這些氨基酸為L-α-氨基酸(L-α-amino acid)，其結構通式如下：

　　生物界中也發現一些D系氨基酸，主要存在于某些抗菌素以及個別植物的生物堿中。

　　三、氨基酸的分類

　　組成蛋白質的氨基酸按其α-碳原子上側鏈R的結構分為20種，20種氨基酸按R的結構和極性的不同有以下兩種分類方法。

　　(一)根據R的結構不同分類(見表1-1)：

  接上表

　　1.脂肪族氨基酸(包括棸被鶙羧基酸、一氨基二羧基酸、二氨基-羧基酸)。

　　2.芳香族氨基酸。

　　3.雜環族氨基酸。

　　4.雜環亞氨基酸。

　　(二)根據側鏈R的極性不同分為非極性和極性氨基酸

　　氨基酸的R基團不帶電荷或極性極微弱的屬于非極性中性氨基酸，如：甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸。它們的R基團具有疏水性。

　　氨基酸的R基團帶電荷或有極性的屬于極性氨基酸，它們又可分為：

　　(1)極性中性氨基酸：R基團有極性，但不解離，或僅極弱地解離，它們的R基團有親水性。如：絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天門冬酰胺。

　　(2)酸性氨基酸：R基團有極性，且解離，在中性溶液中顯酸性，親水性強。如天門冬氨酸、谷氨酸。

　　(3)堿性氨基酸：R基團有極性，且解離，在中性溶液中顯堿性，親水性強。如組氨酸、賴氨酸、精氨酸。

　　這20種氨基酸都有各自的遺傳密碼，它們是生物合成蛋白質的構件，無種屬差異。在體內，一些特殊蛋白質分子中還含有其它氨基酸，如甲狀腺球蛋白中碘代酪氨酸，膠原蛋白中的羥脯氨酸及羥賴氨酸，某些蛋白質分子中的胱氨酸等，它們都是在蛋白質生物合成之后(或合成過程中)，相應的氨基酸殘基被修飾形成的。還有的是在物質代謝過程中產生，如鳥氨酸(由精氨酸轉變來的等，這些氨基酸在生物體內都沒有相應的遺傳密碼。