十九章氨基酸蛋白质教程文件.ppt

电子教案-第十九章119-1 氨基酸 19-1-1 概述 氨基酸是羧酸分子中碳链上的氢原子被氨基取代后的生成物分子中含有氨基和羧基两种官能团 氨基酸按分子中所含NH2和COOH的相对位置，可将其分为： 在这些类氨基酸中，与人关系最为密切的是-氨基酸它是构成蛋白质的基本单元 2在这20多种-氨基酸中，有八种是人体所需要的必需氨基酸（即人体本身不能合成的氨基酸）它们是：3 蛋白质水解得到的氨基酸，其构型均为L 型 氨基酸构型的标记通常采用D/L命名法；而分子中手性碳原子的标记则采用R/S命名法 绝大多数 - 氨基酸的绝对构型为 S 型 除甘氨酸外，所有的氨基酸分子的-碳原子都是手性碳原子，因而都具有旋光性其构型与甘油醛的关系是： 氨基酸的结构特点：5 氨基酸在溶液中存在下列平衡：19-1-2 氨基酸的性质 氨基酸易溶于水 氨基酸具有较高的熔点因其以内盐的形式存在1 等电点 IP (isoelectric point) 6 若调节溶液的pH值，使NH2和COOH的离子化程度相同，即在溶液中正离子和负离子的数量相等，且浓度都很低，而偶极离子浓度最高此时溶液的PH值就叫做氨基酸的等电点 氨基酸在等电点时溶解度最小。

因而可以通过调节溶液的PH值将等电点不同的氨基酸从氨基酸的混合溶液中分离出来2 氨基的反应1）与HNO2的反应2）与水合茚三酮的反应783）与2,4-二硝基氟苯的反应用于多肽链中氮端的分析94）与苄氧羰基氯反应用于保护氨基105）与氯代甲酸叔丁酯反应用于保护氨基113 羧基的反应12 1 - 卤代酸的氨解： 制备较纯-氨基酸的Gabrial合成法：2 Strecker合成法：19-1-3 氨基酸的制备方法133 丙二酸酯法141519.2 多肽多肽的通式氮端碳端多肽链的书写规则：氮端在左，碳端在右肽键1619.2.1 多肽的命名17做法：19.2.2 多肽的结构测定：基本问题由哪些氨基酸组成的，每种有多少个？这些氨基酸按照什么次序结合成肽键？18测 N 端 ： （1）桑格试剂法缺点：只能测 N 端的一个氨基酸19（2）、Edman 水解： 异硫睛酸苯酯（ ）20测C端： （1）、羧基多肽酶法：（2）、部分水解法：各种蛋白水解酶能水解特定的肽键：多肽 小肽，然后分析.21如：2219.2.3 多肽的合成氨基的保护要求：氨基酸按一定的次序连接起来达到一定分子量不外消旋化23羧基的保护2419.3 蛋 白 质分类纤维蛋白: 丝、毛、皮、角、爪和甲等球蛋白: 酶和蛋白激素（溶于水、盐水等结合蛋白: 与核酸、糖、脂肪及血红素等结合 一、结构：四级结构 1、氨基酸组成和顺序、 2、肽链按: 螺旋方式卷曲而成的空间结构（通常） 平行或非平行排列的折叠状 3、同一根多肽链形成螺旋状，某些部分还折叠起来，链 的形状、距离与特定的生理作用有关。

4、若干分子堆叠形成 n根纤维蛋白链扭成股，n股又扭成绳状n根链累在一起形成球状251、蛋白质的一级结构一级结构 是指蛋白质分子链中各种氨基酸结合的顺序胰岛素的一级结构及不同动物胰岛素在A链中的差异 26胰核糖核酸酶的一级结构272、蛋白质的二级结构蛋白质中有二种类型的二级结构-螺旋型 -折叠型（由肽链之间的 氢键所造成）（由两条肽链或一条肽链内两段肽链之间形成氢键）H-NC=O H-NC=O- +氢键二级结构 是由于肽键之间的氢键造成在一个肽键的C=O与另一个肽键的-NH2之间存在氢键28四种不同的螺旋29反向折叠303、蛋白质的三级结构维持三级结构的力来自氨基酸侧链之间的相互作用主要包括二硫键氢键正负离子间的静电引力（离子键）疏水基团间的亲和力（疏水键）三级结构 实际上蛋白质分子很少以简单的-螺旋或 -折 叠型结构存在，而是在二级结构的基础上进 一步卷曲折叠，构成具有特定构象的紧凑结构31溶菌酶分子的三级结构胰岛素的三级结构324、蛋白质四级结构其中每条肽链称为一个亚基维护四级结构的主要是静电引力蛋白质分子中作为一个整体所含有的不止一肽链由多条肽链（三级结构）聚合而形成特定构象的分子叫做蛋白质的四级结构。

四级结构33血红蛋白的四级结构 34二、蛋白质的性质1、两性与等电点蛋白质和氨基酸一样，也是两性物质（在肽链中有C-端的COOH；N-端的NH2）有它们的等电点 不同蛋白质，其等电点不相同在等电点时，蛋白质的溶解度最小，因此可以通过调节溶液的pH值，使蛋白质从溶液中析出，达到分离或提纯的目的阳离子NH3+P COOH阴离子PCOO-NH2PNH2COOH两性离子NH3+P COO-等电点OH-OH-H+H+352、蛋白质的变性 当蛋白质受到物理或化学因素影响时，可使蛋白质二、三级结构的结合力遭受破坏，肽链松散，导致蛋白质在理化和生物性质上的改变，这种现象称为蛋白质的变性如： 原来结构一级结构变性后蛋白质在变性初期，分子构象未遭到深度破坏（只破坏了三级结构，而二级结构未变）那么还有可能恢复原来的结构和性质可逆变性如果变性过度，就会成为不可逆性，这时二 级结构也遭受破坏，无法恢复不可逆变性36引起蛋白质变性的主要因素蛋白质变性后表现为： 溶解度降低、凝固 丧失生理活性3、蛋白质的沉淀 蛋白质是高分子化合物，在水溶液中形成的颗粒直径在1100nm内，具有胶体性质，所以蛋白质溶液不能通过半透膜。

在水溶液中是以胶体形式存在的如酸、碱、丙酮、酒精、单宁酸、重金属盐等）加热加压紫外线激烈摇荡或搅拌化学试剂37蛋白质分子含有肽键，-NH2、-COOH、-OH等，可与水分子形成氢键而形成一种水化膜，故蛋白质在水溶液中不沉淀OHH-OH- H-OH C -NHOH-OH C -NHO NH2H-OH 如果破坏蛋白质在水中溶液中的水化膜，蛋白质就会在水溶液中沉淀破坏水化膜的因素有：（1）盐析 加入大量的电解质如：NaCl、（NH4)2SO4、Na2SO4等，蛋白质将会以沉淀析出，这种作用称为盐析盐析反应一般是可逆的，即这种沉淀是不变性的38（2）脱水剂 酒精、丙酮等对水的亲和力很大，可以夺取水化膜中的H2O，故蛋白质的水化膜被破坏，使蛋白质沉淀出来3）重金属盐 蛋白质可以和Hg2+、Cu2+、Pb2+、Ag+等重金属离子结合成不溶性蛋白质重金属有杀菌的作用，即是由于它能沉淀蛋白质Ag+NH3COO-PPNH3COOAg+4 、显色反应（1）缩二脲反应蛋白质与硫酸铜碱性溶液反应，呈现紫色，称为缩二脲反应蛋白质 紫色络合物CuSO4NaOH39（2）蛋白黄反应蛋白质 黄色 （芳环上的硝化反应）浓HNO3（3）米勒（Millon）反应蛋白质 红色或砖红色HgNO3利用该反应就可以检验蛋白质中有无酪氨酸存在。

4）水合茚三酮反应 蛋白质与稀的水合茚三酮一起加热呈蓝色该反应主要用于纸上层析如果蛋白质中的氨基酸含有芳香环(如苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等)遇到浓HNO3后产生白色沉淀，加盐时沉淀为黄色蛋白黄反应如果蛋白质中的氨基酸含有酚基（如酪氨酸），遇到HgNO3形成有色化合物米勒反应4019.4 酶 新陈代谢过程包含着复杂而有规律的物质与能量的变化如：绿色植物 H2O + CO2 太阳光能合成糖类物质又如：动物以糖、蛋白质、脂肪作为修补组织和供给能量的原料，以它们为食物完成生长、生殖、肌肉运动等生命活动 以及生物新陈代谢中的各种化学反应 如果在体外大都需要激烈的物理、化学作用和较长的时间才能完成但生物体内借助酶的催化下，却能在常温、常压下顺利地进行 酶 是对特定的生物化学反应有催化作用的蛋白质 （也就是生物体内的催化剂）酶： 酶是一类在生物体内有催化活性的蛋白质辅酶：与酶蛋白松弛地结合的辅助因子称为辅酶辅基：与酶蛋白紧密地结合的辅助因子称为辅基全酶：酶蛋白与辅助因子结合后形成的复合物称为全酶41一、酶的分类1、按结构分为2、按催化反应类型分由单纯一组蛋白质组成由蛋白质部分加非蛋白质部分组成称辅酶或辅基单纯酶结合酶能促进底物的氧化还原反应的酶，如细胞色素氧化酶。

氧化还原酶催化底物分子中的某一基团转移到另一底物上去，如转氨酶转化酶促进一种化合物分裂为两种化合物或由两种化合物合成为一种化合物的反应，如碳酸酐酶裂化酶水解酶 催化水解反应，如淀粉酶、脂酶、胃蛋白酶合成酶 促进两分子连接起来，如谷氨酰胺合成酶等异构酶 促进异构化反应，如磷酸葡萄糖异构酶42二、酶作为生物催化剂有以下几个特点： 酶的催化专一性和酶的结构特点特别是活性中心的空间结构有密切关系 酶和底物分子之间有一种特殊的三度空间的配合，这种配合类似于锁和钥匙的关系酶就象一把钥匙，只能打开一把锁(特定结构的反应底物)锁被打开相当于生物化学反应的完成3、立体化学专一性高 可辨别对映体如：麦芽糖酶 只能使-葡萄糖苷键断裂 苦杏仁酶 只能使 -葡萄糖苷键断裂如：酵母中的酶 只能使天然D-型糖（如D-葡萄糖）发酵比一般无机或有机催化剂约高1081010倍1、催化效力高每一种酶只对具有特定空间结构的某种底物起作用2、化学选择性高费歇尔酶作用的锁钥匙假说(1894年) ：43+酶44在酶的催化反应中，先是酶与底物作用生成复合物，接着复合物进行反应而生成产物，并重新放出酶酶一般都是在常温常压下，pH值近于7的条件下起催化作用。

4、反应条件温和4519.5 核 酸 生物所特有的生长和繁殖机能以及遗传与变异的特征，都是核蛋白起着重要作用 核酸正如多糖及蛋白质，也是生物高分子（分子量从几十万几百万）蛋白质是生物体用以表达各项功能的具体工具核酸是生物用来制造蛋白质的模型 没有核酸就没有蛋白质，因此，核酸是最根本的生命的物质基础 核酸可以是游离状态，也可以与蛋白质结合，组成结合蛋白质（称核蛋白）瑞士生理学家米歇尔（F.Miescher）于1869年从细胞核中首次分离到一种具有酸性的新物质核酸46一、组成：4748495019.3 蛋白质蛋白质的反应缩二脲反应： 含两个以上CO-NH-键的化合物的特征颜色反应在碱性硫酸铜溶液中，这类化合物反应生成紫红色的物质黄色反应： 蛋白质与浓硝酸反应生成黄色物质，该黄色物质与碱即转变为橙色51本章小结：本章重点：氨基酸的性质与合成；多肽的结构以及合成；蛋白质的性质难点：多肽的合成作业: 4 52。