第一节 蛋白质的化学组成
一、蛋白质的元素组成
蛋白质虽然结构复杂，但就其元素组成来看，却十分简单。元素分析发现，蛋白质元素的主要组成是C、H、O、N、S；部分蛋白质含有少量的Fe、Zn、Mn、I等。其中，氮元素含量比较恒定，平均为16%，即每100g蛋白质含氮元素16g。这就为测定蛋白质含量提供了一个方法，只要检测出样品含氮量，就可以估算出样品中蛋白质的含量。
100g样品中蛋白质含量＝样品的含氮量（g）×6．25×100
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
虽然蛋白质种类繁多，功能复杂，但是蛋白质的基本组成单位却较简单。自然界存在300多种氨基酸，但组成蛋白质的氨基酸只有20种，并且均为L－α－氨基酸（甘氨酸除外），这20种氨基酸不存在个体和种属差异，生物界的蛋白质通用。
（一）氨基酸的结构特点
氨基酸是指同时含有羧基和氨基的有机小分子。从结构上看，组成蛋白质的氨基酸均为α－氨基酸。每个氨基酸的α－碳上连接有一个羧基、一个氨基、一个氢原子和一个侧链R基团。差别就在于它们的R基团结构的不同。除甘氨酸外，其他α－碳原子均为不对称碳原子，故有D－型和L－型两种构型，具有旋光性，天然蛋白质中存在的氨基酸都是L－型的。其结构通式如下所示。
（二）氨基酸的分类
组成蛋白质的20种氨基酸，根据其侧链结构与理化性质不同可分为以下四类：非极性、疏水性氨基酸，极性、中性氨基酸，酸性氨基酸和碱性氨基酸。其结构与分类如表2－1所示。
表2－1 氨基酸的结构与分类
续表
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（三）氨基酸的理化性质
氨基酸含有酸性的羧基和碱性的氨基，所以既是酸又是碱，是两性电解质。有些氨基酸的侧链还含有可解离的基团，其解离状态取决于其所处溶液的pH值。
在生物体内，氨基酸呈现两性解离，以兼性离子形式存在。当氨基酸所带正、负电荷相等时，溶液的pH值称为该氨基酸的等电点，用pI表示。显然不同氨基酸由于其结构不同等电点也不同。
氨基酸的α－羧基和α－氨基具有化学反应特性，另外，许多氨基酸的侧链还含有羟基、氨基、羧基等可解离基团，也具有化学反应特性。较重要的化学反应有茚三酮反应，除脯氨酸外的α－氨基酸都能与茚三酮发生颜色反应，生成蓝紫色化合物；而脯氨酸与茚三酮生成黄色化合物，这一反应广泛用于氨基酸的定性与定量分析。
