氨基酸多肽蛋白質(zhì)課件

1、氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 第18章 氨基酸 多肽 蛋白質(zhì) 目錄 18.1 -氨基酸 18.1.1 -氨基酸的結(jié)構(gòu)和命名 18.1.2 -氨基酸的物理性質(zhì) 18.1.3 -氨基酸的化學(xué)反應(yīng) 18.1.4 氨基酸的制備 18.2 多肽 18.2.1肽和肽鍵 18.2.2多肽的結(jié)構(gòu)和測(cè)定 18.2.3多肽的合成 18.3 蛋白質(zhì) 18.3.1 蛋白質(zhì)的元素組成 18.3.2 蛋白質(zhì)的性質(zhì) 18.3.3 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.1 -氨基酸18.1.1 -氨基酸的結(jié)構(gòu) -氨基酸的通式為RCH（NH2）COOH。R基團(tuán)可以是烷基或芳基，它還可以含有羥基、氨基、巰基、硫化物、羧基、胍

2、基或咪唑基等基團(tuán)。 天然產(chǎn)氨基酸，除甘氨酸外，其他氨基酸的-碳原子都是手性的，具有旋光性，-氨基酸中的手性碳原子可以用R，S構(gòu)型標(biāo)記法，但與糖一樣，習(xí)慣用D或L構(gòu)型法標(biāo)記。D或L也是以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定的。 -氨基酸一般用Fischer投影式表示，將羧基寫在豎線的上方，R基寫在豎線的下方，氨基和氫寫在橫線的兩側(cè)，若氨基的位置與L-甘油醛中的羥基的位置一致，就定義為L(zhǎng)-氨基酸，反之，定義為D-氨基酸。天然的氨基酸多數(shù)是L-型的。 COOHHH2NOHHCH3L-蘇氨酸COOHCH3HH2N L-丙氨酸 1 .-氨基酸的結(jié)構(gòu)和命名氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 2. -氨基酸的分類 （1） 根據(jù)其分子

3、中所含氨基和羧基的數(shù)目： 酸性氨基酸：氨基數(shù)目小于羧基 中性氨基酸：氨基數(shù)目等于羧基 堿性氨基酸：氨基數(shù)目大于羧基 注意 中性氨基酸并不是真正中性的物質(zhì)，只能說(shuō)它們近乎中性 （2）根據(jù)其分子中所含的烴基的類型分為：脂肪族氨基酸、芳香族氨基 酸和雜環(huán)氨基酸 3. 氨基酸的命名 氨基酸的系統(tǒng)命名法是將氨基作為羧酸的取代基命名的。但天然氨基酸常根據(jù)其來(lái)源或性質(zhì)多用俗名。 如胱氨酸是因它最先來(lái)自尿結(jié)石；甘氨酸是由于它具有甜味而得名。 氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.1.2 -氨基酸的物理性質(zhì) -氨基酸的的熔點(diǎn)很高，并多數(shù)在熔化時(shí)分解。 -氨基酸溶于水，不溶于有機(jī)溶劑。 -氨基酸的偶極矩比相對(duì)分子質(zhì)量相

4、近的胺和羧酸要大的多 。 H2NCH2COOHCH3CH2COOHCH3CH2CH2CH2NH2甘氨酸丙酸丁胺46.710-30C.m5.6710-30C.m4.6710-30C.m氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.1.2 -氨基酸的化學(xué)反應(yīng) 氨基酸分子內(nèi)既含有氨基又含有羧基，因此它們具有氨基和羧基的典型性質(zhì)。但是由于兩種官能團(tuán)在分子內(nèi)的相互影響，又具有一些特殊的性質(zhì)。 1 .羧基的反應(yīng)羧基的反應(yīng) 氨基酸中的羧基能生成酯、酸酐、酰胺；能與肼作用生成酰肼；酰肼與亞 硝酸作用則生成疊氮化合物。 H2N CHRCOOHH2N CHRCOORNH2NH2H2N CHRCONHNH2HNO2H2N CHR

5、CON3 疊氮化合物與另一氨基酸酯作用即能縮合成二肽(疊氮法)。能保持產(chǎn)品的光學(xué)純度。H2N CHRCOORZNH CHRCON3+ZNHCHRCO NH CHRCOOR氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 兩分子氨基酸加熱能失去兩分子生成二酮吡嗪。 2. 氨基的反應(yīng)氨基的反應(yīng) （1）?；甚０稢HRNCOOHHHCHOOCHRN HHCHHNCCHNHCRROO+H2ORCOCl+ NH2CHCOOHRCONH+ HClCHRCOOHR在蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中為了保護(hù)氨基則用芐氧甲酰氯作為?；瘎?。+NH2CHCOOHRCH2O COClCH2O CONHCHRCOOH氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件（2）

6、羥基化，生成N-烴基氨基酸 （3）與亞硝酸反應(yīng)+CH2COOHRFNO2O2NNHNO2O2NCHRCOOHH2N+H2N CHCOOHRHO CHRCOOHHNO2+N2+ H2O氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 3. 兩性和等電點(diǎn)兩性和等電點(diǎn) （1）兩性 氨基酸既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，為兩性化合物。分子內(nèi)的氨基 和羧基也能反應(yīng)生成鹽，稱為內(nèi)鹽，亦稱兩性離子或偶極離子。所以氨基酸 能溶于水且有高的熔點(diǎn)。 在水溶液里，氨基酸離子存在下列平衡： 在水溶液中，上面平衡式的移動(dòng)和溶液的pH值有關(guān)。電解時(shí)，調(diào)解電解 池的pH值，使氨基酸既不向負(fù)極移動(dòng)也不移向正極，這時(shí)溶液的pH值稱為該 氨基酸的等電點(diǎn)。

7、RCHCOOHNH2RCHNH3+COO-RCHCOO-NH3+RCHNH2COO-OH-H+R CHNH3+COOH正離子偶極離子負(fù)離子OH-H+氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件注意：等電點(diǎn)并不是中性點(diǎn)。不同的氨基酸具有不同的等電點(diǎn)。 中性氨基酸的等電點(diǎn)在pH6 酸性氨基酸的等電點(diǎn)在pH3 中性氨基酸的等電點(diǎn)在pH10 在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸主要以偶極離子的形式存在，此時(shí)氨基酸在水中的 溶解度最小 ?？梢岳谜{(diào)解等電點(diǎn)的方法從氨基酸的混合物中沉淀出 某些氨基酸。 氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 4 .與水合茚三酮反應(yīng)與水合茚三酮反應(yīng) （鑒別（鑒別-氨基酸）氨基酸） -氨基酸的水溶液可以和水合茚三酮反應(yīng)，生

8、成顯藍(lán)色或紫紅色的有色 物質(zhì)。而N-取代的-氨基酸及-或-氨基酸都不發(fā)生該顏色反應(yīng)。 因?yàn)樯傻淖仙芤涸?70nm有強(qiáng)吸收。故可以利用紫外分光光度法定量測(cè)定-氨基酸的含量。 OOOOOOHOHH2O茚三酮水合茚三酮OOOHOHRCHCOOHOOONOH+RCHOCOH2O3NH2氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.1.4 氨基酸的制備 1 .由醛酮制備（由醛酮制備（斯瑞克斯瑞克合成法）合成法） 斯瑞克合成法即為醛與氨及氫氰酸反應(yīng)，可以得到-氨基腈，后者經(jīng)水 解轉(zhuǎn)化為-氨基酸。 2. 鹵代酸的氨解：鹵代酸的氨解：是制備-氨基酸的一個(gè)有用方法C6H5CH2CHONH3, HCNC6H5CH2CHCN

9、NaOH, H2OH3O(1)(2)C6H5CH2CHCO2苯丙氨酸74%NH2NH3CNHOOXCHRCOORCNOOCH+KOH, H2OCOOHCOOHH2N CHRCOOH+ROH+HClRCOOR氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 3 .丙二酸酯合成法丙二酸酯合成法 但用一般合成方法合成的氨基酸是外消旋體，拆分后才能得到D-或L-氨基 酸。近年來(lái)氨基酸的不稱合成發(fā)展很快，特別是不對(duì)稱催化反應(yīng)可立體選擇性 地合成所需構(gòu)型的氨基酸。H2CCOOC2H5COOC2H5Br2CCl4CHCOOC2H5COOC2H5BrNKOONOOCHCOOC2H5COOC2H5C2H5ONaPhCH2BrNOOC

10、 COOC2H5COOC2H5CH2PhNaOHHClCOOHCOOH+CH COOHH2NCH2Ph氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.2 多肽18.2.1 肽和肽鍵-氨基酸分子間的氨基與羧基脫水，通過(guò)酰胺鍵相連接而成的化合物叫做肽。 連接-氨基酸單元的酰胺鍵（-CONH-）又叫肽鍵。 由兩個(gè)- 氨基酸組成的肽叫二肽。一般十肽以下的統(tǒng)稱寡肽或低聚肽，由十一個(gè)以上-氨基酸組成的肽叫多肽。 NH2CHRCOOH + NH2CHRCOOHCHH2NRCONH CHRCOOH-H2O縮合二肽肽鍵CHH2NRCONH CHRC三肽ONH CHRCOOHCHH2NRCONH CHRC多肽ONH CHRCOO

11、HN端C端氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 在多肽鏈中，有游離氨基的一端稱為N端；有游離羧基的一端稱為C端。 多肽的命名是以含C端的氨基酸為母體，把肽鏈中其它氨基酸中的酸字 改為酰字，按在鏈中由N端的排列順序?qū)懺谀阁w名稱之前。 CHH2NCH3CONH CHCH2CONH CH2COOHOHN端C端丙氨酰酪氨酰甘氨酸或丙-酪-甘(Ala-Tyr-Gly)氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.2.2 多肽的結(jié)構(gòu)和測(cè)定 測(cè)定多肽結(jié)構(gòu)的方法很多，最常見(jiàn)的是端基分析法。 1 .N端分析法端分析法 方法一：利用2,4-二硝基氟苯與多肽分子中N-端的游離氨基作用，然后水解， 得到一個(gè)黃色的N-(2,4-二硝基苯基)氨

12、基酸。 FNO2O2N+NH2CHCONHCHCORR-HFNHNO2O2NCHCONHCHCORRO2NNHNO2CHCOOHR+CHCOOHH2NR+.H2O, H+完全水解N-(2,4-二硝基苯基)氨基酸黃色氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 方法二：異硫氰酸苯酯法（德滿降解法） N C SH2N CHRCO多肽NHCHNSCHRC多肽OpH7(PTH衍生物)2 .C端分析法端分析法 羧肽酶可選擇性地將C端氨基酸水解下來(lái)，然后對(duì)這個(gè)氨基酸進(jìn)行鑒定，就能確定C端是哪一個(gè)氨基酸。NH CHCONHCHCOOHRRNH CHCOOHR+CHCOOHH2NRH2O羧肽酶氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.2

13、.3 多肽的合成 1. 液相接肽液相接肽 一般先用芐氧羰基(縮寫為Cbz)或叔丁氧羰基(Boc)保護(hù)氨基酸A中的氨基， 將氨基酸B中的羧基轉(zhuǎn)變?yōu)轷セ?，在二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)的活化下脫水。 H3NCH2COOCH2OCClO+NaOH- NaCl- H2OCH2OCNHCH2COOHON-芐氧羰基甘氨酸甘氨酸H3NCHCOOR(CH3)3COCCl+OH-(CH3)3COCNHCHCOOHOH3O+ORCHCOO-RNH3PhCH2OHSO3HH3CCHCOOCH2PhH2NRPd / H2CHCOO-RNH3RCOOHRNH2+N C N(DCC)RCNHROHNCNHO+氨基酸多肽蛋白

14、質(zhì)PPT課件 DCC中間的碳易被親核試劑進(jìn)攻，使羧基生成一?；衔?。這個(gè)?；衔镆着c氨基反應(yīng)形成酰胺鍵。 (CH3)3C O CONH CHR1COOH +N C N(CH3)3C O CONH CHR1COO CNHNH2N CHR2COCH3(CH3)3C O CONH CHR1CONH CHR2COOCH3NH CONH+生成的二環(huán)己基脲脫水后仍生成DCC。氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件2 固相接肽固相接肽(CH3)3COCNHCHCOOORClCH2聚苯乙烯鏈+- Cl(1) 連接保護(hù)氨基酸(CH3)3COCNHCHCOCH2ORO聚苯乙烯鏈(2) 氨基端脫保護(hù)CF3CO2H, CH2

15、Cl2H2NCHCOCH2RO聚苯乙烯鏈(3) 與第二個(gè)保護(hù)的氨基酸偶聯(lián)(CH3)3COCNHCHCOOH, DCCOR(CH3)3COCNHCHCNHCHCOCH2OR OOR聚苯乙烯鏈(4) 氨基端脫保護(hù)H2NCHCNHCHCOCH2R ORO聚苯乙烯鏈CF3CO2H, CH2Cl2(5) 從聚合物上切斷二肽HFH3NCHCNHCHCOOR ORFCH2聚苯乙烯鏈+該方法具有產(chǎn)率高、易于提純，接肽時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.3 蛋白質(zhì)18.3.1 蛋白質(zhì)的元素組成 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，生理功能眾多，但其組成元素主要是C，H，O，N四種，還有一些蛋白質(zhì)含有S元素，少數(shù)含有P

16、，F(xiàn)e，Cu，Mn，Zn，I等元素。 一般干燥蛋白質(zhì)中各種元素的含量為：C H O N S 50%-55% 6%-7% 22%-23% 15%-17% 0.3%-2.5%氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.3.2 蛋白質(zhì)的性質(zhì) 1 .等電點(diǎn)和膠體性質(zhì)等電點(diǎn)和膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)分子在酸性溶液中能電離成正離子，在堿性溶液中能電離成負(fù)離 子，在某一pH溶液中蛋白質(zhì)成兩性離子，這時(shí)溶液的pH就是該蛋白質(zhì)的等電 點(diǎn)pI。PNH2COOHPNH3+COOHPNH2COO-PNH3+COO-H+OH-H+OH- 陽(yáng)離子 兩性離子 陰離子pH pI pH = pI pH pIP代表的蛋白質(zhì)母體 由于蛋白質(zhì)分子顆粒的

17、直徑一般為幾個(gè)納米，已達(dá)到膠粒范圍（1100nm），因而蛋白質(zhì)溶液有膠體性質(zhì)，具有一定的穩(wěn)定性，可以應(yīng)用電泳技術(shù)來(lái)分離、提純各種蛋白質(zhì) ，也可采用半透膜滲析來(lái)純化蛋白質(zhì) 。氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 2 .變性變性 蛋白質(zhì)受熱，紫外光照射或化學(xué)試劑（如強(qiáng)酸，重金屬鹽，乙醇，丙酮等）作用時(shí)，性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，如溶解度降低，甚至凝固，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。而人的衰老過(guò)程必然伴隨著人體蛋白質(zhì)的變性。 3. 鹽析鹽析 在蛋白質(zhì)溶液加入大量鹽如NaCl，(NH4)2SO4 ，Na2SO4等當(dāng)加入的鹽達(dá) 到一定的濃度時(shí)，蛋白質(zhì)就會(huì)從溶液中沉淀析出。這叫做蛋白質(zhì)的鹽析。 加入乙醇、丙酮等對(duì)水有很強(qiáng)親合力的

18、有機(jī)溶劑，或加入Hg2+ 、Pd2+等也能使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，但鹽析法沉淀的蛋白質(zhì)是可逆的，用重金屬離子的沉淀則是不可逆的。氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件 4. 顯色反應(yīng)顯色反應(yīng) （1）與水合茚三酮反應(yīng)，呈現(xiàn)藍(lán)色。 （2）與縮二脲反應(yīng)（NH2CONHCONH2），在NaOH溶液中加入CuSO4稀溶液時(shí)呈現(xiàn)紅紫色。紅紫色的產(chǎn)物可能是Cu2+與肽鍵N原子形成的配位復(fù)合物。 CNOHCCRNOHHCRCu2+NHCCHCONCHRRO （3）與濃硝酸反應(yīng)呈黃色，如遇到堿溶液，則黃色加深，轉(zhuǎn)為橙色。 （4）米隆反應(yīng)：含有苯酚結(jié)構(gòu)氨基酸（如酪氨酸）的蛋白質(zhì)與米隆試劑（硝酸汞、亞硝酸汞、硝酸及亞硝酸的混合溶液）共熱，生成磚紅色的沉淀。 （5）醋酸鉛反應(yīng)：含硫的蛋白質(zhì)（如含半胱氨酸）與堿共熱后與醋酸鉛反 應(yīng)，生成黑色的硫化鉛沉淀。氨基酸多肽蛋白質(zhì)PPT課件18.3.3 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 1