第十八章蛋白質(zhì)和核酸

1、第十八章 蛋白質(zhì)和核酸教學(xué)要點(diǎn)： 掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類和命名，掌握蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。教學(xué)時(shí)數(shù)： 6 學(xué)時(shí) 教學(xué)方法：教師講授、教學(xué)手段：多媒體、自制模型第一節(jié) 氨基酸一、氨基酸的結(jié)構(gòu)、命名和分類 1、  蛋白質(zhì)水解所得的氨基酸除個(gè)別例子外，都是氨基酸或其衍生物（脯氨酸）。 用酸或酶使蛋白質(zhì)水解時(shí)，得到氨基酸，除甘氨酸以外，都是旋光的，并且都屬于L型。 D型氨基酸也存在于自然界，例如存在于某些抗生素中。 2、天然產(chǎn)氨基酸多用習(xí)慣名稱，即按其來(lái)源或性質(zhì)命名。例如門冬氨基酸最初是由天門冬的幼苗中發(fā)現(xiàn)的；甘氨酸是因?yàn)榫哂刑鹞抖妹Ｌ烊划a(chǎn)的氨基酸目前知道的已超過(guò)一百種。但在生物體內(nèi)

2、作為合成蛋白質(zhì)原料的只有二十種，這二十種氨基酸象無(wú)機(jī)符號(hào)一樣，都有國(guó)際通用的符號(hào)來(lái)表示， 如 甘氨酸：Gly（甘）門冬氨酸：Asp（門）3、  氨基酸可分為鏈狀、芳香族、雜環(huán)氨基酸。如：        根據(jù)R的不同可分為六種（R為烴基、含羥基、含氨基、含硫，含羧基，還有結(jié)構(gòu)比較特殊的脯氨酸） 二、氨基酸的性質(zhì) 1、  氨基酸的酸堿性    氨基酸分子中的氨基是堿性的，而羧基則是酸性的但它們的酸堿解離常數(shù)比起一般的 羧基-COOH和氨基-NH2 來(lái)都低的很。  例如：甘氨酸：K

3、a=1.6×10-10，Kb=2.5×10-12 大多數(shù)的羧酸：Ka=10-5      這說(shuō)明氨基酸在一般情況下不是以游離態(tài)的羧基和氨基存在的，而是以內(nèi)鹽的形式存在（內(nèi)鹽：偶極離子），  H3N+ _CHRCOO - 。  如果把測(cè)得氨基酸的Ka值看成是代表甘氨酸中銨離子的酸度：      Ka -NH3+    把測(cè)得甘氨酸的Kb值看成是代表甘氨酸中羧酸根離子的堿度：   Kb -COO-    則其酸堿度與其測(cè)

4、得的相符合。因?yàn)樵谒芤褐幸粋€(gè)共軛酸和它的共軛堿的關(guān)系式是： Ka×Kb=10-14 那么，-NH3+的共軛堿是 -NH2 -COO-的共軛酸是-COOH  根據(jù)上式可以算出甘氨酸 -NH2 的Kb=6.3×10-5，同樣-COOH 的Ka=4×10-3。前者對(duì)一個(gè)脂肪胺來(lái)說(shuō),后者對(duì)一個(gè)有強(qiáng)吸電子基（ -NH3+）的羧酸來(lái)說(shuō)，其酸堿度是合理的數(shù)值（有強(qiáng)吸電子基時(shí)，酸性增強(qiáng)）。 總之，在簡(jiǎn)單氨基酸如甘氨酸中，它的酸性基是 -NH3+而不是-COOH ，它的堿性基團(tuán)是-COO- 而不-NH2 。氨基酸中有兩性基 團(tuán)，所以既能和酸反應(yīng)，也能和堿反應(yīng)，它是兩性化

5、合物，在強(qiáng)酸性溶液中，以正離子形式存在，在強(qiáng)堿性溶液中以負(fù)離子形式存在。    含有一個(gè)游離-NH2 或-COOH 基團(tuán)的離子和，與偶極離子處于平衡狀態(tài)。 2、氨基酸的等電性：（isoelectric point） 當(dāng)氨基酸的溶液置于電場(chǎng)中時(shí)，所發(fā)生的變化取決于溶液的酸堿度。  在相當(dāng)堿性的溶液中，陰離子超過(guò)陽(yáng)離子，因此氨基酸向陽(yáng)極遷移；在相當(dāng)酸性的溶液中，陽(yáng)離子是過(guò)量的，因此，氨基酸向陰極遷移，如果和完全相等，那么，沒(méi)有凈遷移。在這樣的條件下，任何一個(gè)分子作為正離子和作為負(fù)離子存在的機(jī)會(huì)是完全相等的，向一個(gè)電極方向的任何微小移動(dòng)，馬上就被一個(gè)相等的朝另一個(gè)電極的

6、方向移動(dòng)所抵消。當(dāng)一個(gè)特定的氨基酸在電場(chǎng)的影響下不發(fā)生遷移時(shí)，這個(gè)氨基酸所在溶液的氫離子濃度叫做氨基酸的等電點(diǎn),通常pI表示。凈電荷為零的氨基酸所在的溶液的pH值為pI。 氨基酸的pI值主要由其羧酸和氨基的電離常數(shù)來(lái)決定的，假如以pK1代表-COOH 基的電離常數(shù)，pK2代表-NH3+基團(tuán)電離常數(shù)，則pI和它們的關(guān)系可用下式表示：                在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸的溶解度最小，因而用調(diào)節(jié)等電點(diǎn)的方法可以從氨基酸的混合物中分離出某些

7、氨基酸。中性氨基酸pI =5.56.3 ，酸性氨基酸pI =2.83.2  ，堿性氨基酸pI =7.610.6。一般來(lái)說(shuō)，氨基酸含氨基，pI值較高，含羧基多者pH值較低 。當(dāng)氨基酸中氨基多于一個(gè)時(shí)，當(dāng)凈電荷為零時(shí)，氨基酸溶液堿性強(qiáng)于氨基與羧基相等的溶液的pH值，故溶液pH值較高，pI值高。同理，氨基酸羧基多時(shí)，pI值較值小。 3、氨基酸的反應(yīng) 氨基酸含有氨基和羧基，因而能起氨基和羧基的化學(xué)反應(yīng)。 氨基?；?芐氧甲酰氯芐氧甲酰氯作為?；瘎?，與氨基?；?，對(duì)以后應(yīng)用的試劑（如SOCl2  ）較穩(wěn)定，因?yàn)檫@個(gè)試劑容易引入，還能 用多種方法把它脫下來(lái)，所以，在合成蛋白質(zhì)的過(guò)程中，

8、作為氨基的保護(hù)基團(tuán)。 氨基的烴基化：氨基酸與RX作用則烴基化而成N-烴基衍氨基酸，如： 用氟代二硝基苯作為測(cè)定N端的試劑. （ DNP ：二硝基苯基） 與亞硝酸反應(yīng)： 除亞氨基酸（脯氨酸）外，氨基酸都能與亞硝酸反應(yīng)，氨基酸與亞硝酸作用放出氮?dú)?，得到羥基酸，放出的氮?dú)庖话雭?lái)自氨基酸的氨基一半來(lái)自亞硝酸，反應(yīng)是定量完成的，衡量放出氮?dú)獾捏w積便可計(jì)算出氨基酸中氨基的含量，這稱為Van slyke（范斯萊克）氨基測(cè)定法。 與茚三酮反應(yīng)：  氨基酸在堿性溶液中與茚三酮作用，能生成顯藍(lán)或紫紅色的有色物質(zhì)，這是鑒別氨基酸的靈敏方法，大多數(shù)的氨基酸（除脯氨酸外）都有此反應(yīng)，有色物質(zhì)是這樣生成的： &

9、#160;     茚三酮                             水合茚三酮               （藍(lán)色） 氨基酸羧基的反應(yīng)： 這里值

10、得特別提出的是把氨基酸轉(zhuǎn)化成疊氮化合物的方法，氨基酸酯與肼作用生成酰肼，酰肼與亞硝酸作用則生成疊氮化合物： 這個(gè)疊氮化合物與另一氨基酸酯作用即能縮合成二肽 此法可稱為疊氮法，用此法合成的肽能保持光學(xué)純度。 兩分子氨基酸在適當(dāng)條件下加熱，分子中的氨基也可以與羧基相互作用失去兩分子水生成二酮吡嗪。 二酮吡嗪 四、氨基酸的制備方法： 氨基酸的制備主要有蛋白質(zhì)的水解，有機(jī)合成和發(fā)酵法三條途徑。 氨基酸合成主要有三種方法： 1、由醛或酮制備：（strecker法）   2、-鹵代酸的氨解：      Gabriel法（可得到較純的氨基酸）： 3、由丙二酸酯合成：

11、第一節(jié) 氨基酸一、氨基酸的結(jié)構(gòu)、命名和分類 1、  蛋白質(zhì)水解所得的氨基酸除個(gè)別例子外，都是氨基酸或其衍生物（脯氨酸）。 用酸或酶使蛋白質(zhì)水解時(shí)，得到氨基酸，除甘氨酸以外，都是旋光的，并且都屬于L型。 D型氨基酸也存在于自然界，例如存在于某些抗生素中。 2、天然產(chǎn)氨基酸多用習(xí)慣名稱，即按其來(lái)源或性質(zhì)命名。例如門冬氨基酸最初是由天門冬的幼苗中發(fā)現(xiàn)的；甘氨酸是因?yàn)榫哂刑鹞抖妹?。天然產(chǎn)的氨基酸目前知道的已超過(guò)一百種。但在生物體內(nèi)作為合成蛋白質(zhì)原料的只有二十種，這二十種氨基酸象無(wú)機(jī)符號(hào)一樣，都有國(guó)際通用的符號(hào)來(lái)表示， 如 甘氨酸：Gly（甘）門冬氨酸：Asp（門）3、  氨基酸可

12、分為鏈狀、芳香族、雜環(huán)氨基酸。如：        根據(jù)R的不同可分為六種（R為烴基、含羥基、含氨基、含硫，含羧基，還有結(jié)構(gòu)比較特殊的脯氨酸） 二、氨基酸的性質(zhì) 1、  氨基酸的酸堿性    氨基酸分子中的氨基是堿性的，而羧基則是酸性的但它們的酸堿解離常數(shù)比起一般的 羧基-COOH和氨基-NH2 來(lái)都低的很。  例如：甘氨酸：Ka=1.6×10-10，Kb=2.5×10-12 大多數(shù)的羧酸：Ka=10-5      這

13、說(shuō)明氨基酸在一般情況下不是以游離態(tài)的羧基和氨基存在的，而是以內(nèi)鹽的形式存在（內(nèi)鹽：偶極離子），  H3N+ _CHRCOO - 。  如果把測(cè)得氨基酸的Ka值看成是代表甘氨酸中銨離子的酸度：      Ka -NH3+    把測(cè)得甘氨酸的Kb值看成是代表甘氨酸中羧酸根離子的堿度：   Kb -COO-    則其酸堿度與其測(cè)得的相符合。因?yàn)樵谒芤褐幸粋€(gè)共軛酸和它的共軛堿的關(guān)系式是： Ka×Kb=10-14 那么，-NH3+的共軛堿是 -NH2 -COO-的共軛酸是-COO

14、H  根據(jù)上式可以算出甘氨酸 -NH2 的Kb=6.3×10-5，同樣-COOH 的Ka=4×10-3。前者對(duì)一個(gè)脂肪胺來(lái)說(shuō),后者對(duì)一個(gè)有強(qiáng)吸電子基（ -NH3+）的羧酸來(lái)說(shuō)，其酸堿度是合理的數(shù)值（有強(qiáng)吸電子基時(shí)，酸性增強(qiáng)）。 總之，在簡(jiǎn)單氨基酸如甘氨酸中，它的酸性基是 -NH3+而不是-COOH ，它的堿性基團(tuán)是-COO- 而不-NH2 。氨基酸中有兩性基 團(tuán)，所以既能和酸反應(yīng)，也能和堿反應(yīng)，它是兩性化合物，在強(qiáng)酸性溶液中，以正離子形式存在，在強(qiáng)堿性溶液中以負(fù)離子形式存在。    含有一個(gè)游離-NH2 或-COOH 基團(tuán)的離子和，與偶極離子處

15、于平衡狀態(tài)。 2、氨基酸的等電性：（isoelectric point） 當(dāng)氨基酸的溶液置于電場(chǎng)中時(shí)，所發(fā)生的變化取決于溶液的酸堿度。  在相當(dāng)堿性的溶液中，陰離子超過(guò)陽(yáng)離子，因此氨基酸向陽(yáng)極遷移；在相當(dāng)酸性的溶液中，陽(yáng)離子是過(guò)量的，因此，氨基酸向陰極遷移，如果和完全相等，那么，沒(méi)有凈遷移。在這樣的條件下，任何一個(gè)分子作為正離子和作為負(fù)離子存在的機(jī)會(huì)是完全相等的，向一個(gè)電極方向的任何微小移動(dòng)，馬上就被一個(gè)相等的朝另一個(gè)電極的方向移動(dòng)所抵消。當(dāng)一個(gè)特定的氨基酸在電場(chǎng)的影響下不發(fā)生遷移時(shí)，這個(gè)氨基酸所在溶液的氫離子濃度叫做氨基酸的等電點(diǎn),通常pI表示。凈電荷為零的氨基酸所在的溶液的pH值

16、為pI。 氨基酸的pI值主要由其羧酸和氨基的電離常數(shù)來(lái)決定的，假如以pK1代表-COOH 基的電離常數(shù)，pK2代表-NH3+基團(tuán)電離常數(shù)，則pI和它們的關(guān)系可用下式表示：                在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸的溶解度最小，因而用調(diào)節(jié)等電點(diǎn)的方法可以從氨基酸的混合物中分離出某些氨基酸。中性氨基酸pI =5.56.3 ，酸性氨基酸pI =2.83.2  ，堿性氨基酸pI =7.610.6。一般來(lái)說(shuō)，氨基酸含氨基，pI值較高，含羧

17、基多者pH值較低 。當(dāng)氨基酸中氨基多于一個(gè)時(shí)，當(dāng)凈電荷為零時(shí)，氨基酸溶液堿性強(qiáng)于氨基與羧基相等的溶液的pH值，故溶液pH值較高，pI值高。同理，氨基酸羧基多時(shí)，pI值較值小。 3、氨基酸的反應(yīng) 氨基酸含有氨基和羧基，因而能起氨基和羧基的化學(xué)反應(yīng)。 氨基?；?芐氧甲酰氯芐氧甲酰氯作為酰化劑，與氨基?；螅瑢?duì)以后應(yīng)用的試劑（如SOCl2  ）較穩(wěn)定，因?yàn)檫@個(gè)試劑容易引入，還能 用多種方法把它脫下來(lái)，所以，在合成蛋白質(zhì)的過(guò)程中，作為氨基的保護(hù)基團(tuán)。 氨基的烴基化：氨基酸與RX作用則烴基化而成N-烴基衍氨基酸，如： 用氟代二硝基苯作為測(cè)定N端的試劑. （ DNP ：二硝基苯基） 與亞硝酸反

18、應(yīng)： 除亞氨基酸（脯氨酸）外，氨基酸都能與亞硝酸反應(yīng)，氨基酸與亞硝酸作用放出氮?dú)猓玫搅u基酸，放出的氮?dú)庖话雭?lái)自氨基酸的氨基一半來(lái)自亞硝酸，反應(yīng)是定量完成的，衡量放出氮?dú)獾捏w積便可計(jì)算出氨基酸中氨基的含量，這稱為Van slyke（范斯萊克）氨基測(cè)定法。 與茚三酮反應(yīng)：  氨基酸在堿性溶液中與茚三酮作用，能生成顯藍(lán)或紫紅色的有色物質(zhì)，這是鑒別氨基酸的靈敏方法，大多數(shù)的氨基酸（除脯氨酸外）都有此反應(yīng)，有色物質(zhì)是這樣生成的：       茚三酮         

19、;                    水合茚三酮               （藍(lán)色） 氨基酸羧基的反應(yīng)： 這里值得特別提出的是把氨基酸轉(zhuǎn)化成疊氮化合物的方法，氨基酸酯與肼作用生成酰肼，酰肼與亞硝酸作用則生成疊氮化合物： 這個(gè)疊氮化合物與另一氨基酸酯作用即能縮合成二肽 此法可

20、稱為疊氮法，用此法合成的肽能保持光學(xué)純度。 兩分子氨基酸在適當(dāng)條件下加熱，分子中的氨基也可以與羧基相互作用失去兩分子水生成二酮吡嗪。 二酮吡嗪 四、氨基酸的制備方法： 氨基酸的制備主要有蛋白質(zhì)的水解，有機(jī)合成和發(fā)酵法三條途徑。 氨基酸合成主要有三種方法： 1、由醛或酮制備：（strecker法）   2、-鹵代酸的氨解：      Gabriel法（可得到較純的氨基酸）： 3、由丙二酸酯合成： 第三節(jié)  蛋白質(zhì)一般把分子量在10000以上的多肽（相當(dāng)于100個(gè)氨基酸單位）叫做蛋白質(zhì)，但多肽與蛋白質(zhì)之間并無(wú)嚴(yán)格的界限，如胰島素的分子量為

21、6000，是一個(gè)多肽，但是，在溶液中，特別是在金屬離子存在下，它迅速結(jié)合成分子量為12000，36000，或48000的質(zhì)點(diǎn)，因此也把它看作是測(cè)定了結(jié)構(gòu)，并且人工合成了的第一個(gè)蛋白質(zhì)。 一、蛋白質(zhì)的分類 蛋白質(zhì)一般根據(jù)它們的形狀，溶解度和化學(xué)組成進(jìn)行分類。 1、纖維蛋白：纖維蛋白的分子為細(xì)長(zhǎng)形，不溶于水，絲，羊毛，皮膚，頭發(fā)角，爪甲，蹄，羽毛，結(jié)蒂的組織等都是纖維蛋白。 2、球蛋白：呈球形或橢球形，一般能溶于水或含有鹽類、酸、堿或乙醇的水溶液。酶和蛋白激素都是球蛋白。 3、結(jié)合蛋白：由蛋白質(zhì)和非氨基酸物質(zhì)結(jié)合而成，如蛋白與核酸結(jié)合而成的核蛋白，蛋白質(zhì)與糖結(jié)合而成的糖蛋白，蛋白質(zhì)與酯類結(jié)合而成的

22、的酯蛋白，蛋白質(zhì)與血紅素結(jié)合而成的血紅蛋白。 二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu)：由各氨基酸按著一定的排列順序，通過(guò)肽鍵連接而成的骨架。 二級(jí)結(jié)構(gòu)：二級(jí)結(jié)構(gòu)主要是主鏈原子的局部空間排列，不包括與其他鏈段的相互關(guān)系及側(cè)鏈構(gòu)象的內(nèi)容，或者同一多肽鏈中C=O和NH基之間還可以生成氫鍵，使多肽鏈具有一定的構(gòu)象，這叫蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，實(shí)際上二級(jí)結(jié)構(gòu)就是指蛋白質(zhì)的螺旋。 在蛋白質(zhì)中有兩種類型結(jié)構(gòu)：螺旋型和折疊結(jié)構(gòu) R側(cè)鏈為CH3、CH2OH的小側(cè)鏈  三級(jí)結(jié)構(gòu)指的是R基之間相互作用所得形態(tài)，這些相互作用包括共價(jià)鍵、離子鍵、氫鍵、疏水鍵。 有三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì) 四級(jí)結(jié)構(gòu)：在一些蛋白質(zhì)中，其分子作為一個(gè)整體，

23、含有不止一個(gè)多肽鏈。每個(gè)多肽可以考慮為一個(gè)亞單位（亞基） 四級(jí)結(jié)構(gòu)涉及在整個(gè)分子中亞基的聚集狀態(tài)，以及保持亞基在一起的力，這些力通常在性質(zhì)上是靜電的，不涉及共價(jià)鍵。 折疊，轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)卷曲等。 我們對(duì)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的許多認(rèn)識(shí)是X射線分析的結(jié)果獲得的，許多蛋白質(zhì)的X射線圖表明某種結(jié)構(gòu)單元的有規(guī)律的重復(fù)。例如，在絲蛋白質(zhì)中有7.0埃的重復(fù)距離，在未拉伸單元的a角蛋白中有1.5埃和5.1埃的重復(fù)距離。問(wèn)題是要想出一些結(jié)構(gòu)，它們既能說(shuō)明特征的X射線圖樣同時(shí)又要和一般結(jié)構(gòu)中的已知的事實(shí)相符。如：鍵長(zhǎng)和鍵角，酰氨基的平面性各手性中心的構(gòu)型的相似性（都是L型的）側(cè)鏈的大小及其順序等。這個(gè)問(wèn)題中最關(guān)鍵的是認(rèn)識(shí)到

24、氫鍵所起的穩(wěn)定作用和能夠生成最多數(shù)目的氫鍵的結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的原則。根據(jù)對(duì)簡(jiǎn)單化合物的研究結(jié)果可以進(jìn)一步確定： 鍵非常接近于直線型。 作為一個(gè)出發(fā)點(diǎn)，我們來(lái)考慮一個(gè)結(jié)構(gòu)，其中肽鏈完全伸展成平面鋸齒形。 這些鏈并排成一個(gè)平面片層，每條鏈氫鍵和相鄰的兩條鏈連接起來(lái)，這個(gè)結(jié)構(gòu)有一個(gè) 的重復(fù)距離，也即兩個(gè)交替出現(xiàn)氨基酸殘基的距離（注意交替的側(cè)臉處于片層的同一邊） 然而，或許除了合成的聚甘氨酸外，支鏈間的擁擠程度使這個(gè)理想的平面結(jié)構(gòu)成為不可能。肽鏈稍微收縮就可形成容納小的或中等大小的側(cè)鏈的空間。 二、蛋白質(zhì)的性質(zhì) 1、蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)和膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)最易沉淀，可根據(jù)這一性質(zhì)作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生化工業(yè)中提

25、取分離蛋白質(zhì)的依據(jù)之一。 蛋白質(zhì)是大分子化合物，分子顆粒的直徑在膠粒幅度之內(nèi)（0.10.001m），呈膠體性質(zhì)。蛋白質(zhì)與水所形成的親水膠體不是十分穩(wěn)定的，在各種不同的影響下，容易析出沉淀。引起蛋白質(zhì)沉淀的試劑很多，最常用的是中性鹽，如硫酸銨，硫酸鈉等，當(dāng)把它們加入蛋白質(zhì)溶液中達(dá)到相當(dāng)大的濃度時(shí)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀出來(lái)，此種作用稱謂鹽析，它不使蛋白質(zhì)變性。 2、蛋白質(zhì)的變性作用 變性作用是蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的改變其分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的作用，主要是高級(jí)結(jié)構(gòu)（二、三、四級(jí)）被破壞。能使蛋白質(zhì)變性的化學(xué)方法是加強(qiáng)酸、堿、尿素、重金屬、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。物理方法有干燥、加熱、激烈搖蕩或攪拌、

26、紫外線、X射線的照射、超聲波處理等。 變性蛋白質(zhì)會(huì)出現(xiàn)：(1)溶解度降低 (2)粘度加大 (3)生物活性喪失 如：雞蛋煮熟之后，不在溶于水，成為固體，不能在孵出小雞。 3、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)   (1) 縮二脲反應(yīng)：與強(qiáng)堿或稀硫酸銅溶液發(fā)生反應(yīng)呈紫色 (2) 蛋白黃色反應(yīng)：蛋白質(zhì)中存在苯環(huán)的氨基酸，遇濃硝酸變?yōu)樯铧S色，遇堿后則轉(zhuǎn)為橙黃色，這是由于苯環(huán)發(fā)生硝化反應(yīng)生成了黃色硝基化合物。皮膚遇濃硝酸變黃色就是由于這個(gè)原因。 (3) Millon反應(yīng)：蛋白質(zhì)遇 的硝酸溶液后，變?yōu)榧t色，這是由于酪氨酸中的酪與汞形成有色化合物，可以檢查酪氨酸是否存在。 (4) 茚三銅反應(yīng)： 蛋白質(zhì)與氨基酸一樣，

27、和的茚三銅溶液同時(shí)，即呈藍(lán)色。第四節(jié) 酶酶是生物化學(xué)反應(yīng)的催化劑。 一、酶的分類和組成 它可以分為單純酶和結(jié)合酶兩類。 單純酶的催化活性僅由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的。 結(jié)合酶的催化活性除蛋白質(zhì)部分外，還需要非蛋白質(zhì)物質(zhì)，這種非蛋白質(zhì)物質(zhì)就稱為酶的輔助因子，輔助因子可以是分子量低的有機(jī)物或某些金屬元素。通常把輔助因子稱為輔酶。除去輔助因子后剩余部分稱為酶蛋白。輔酶以什么方式與酶蛋白結(jié)合，目前還了解的不多，多數(shù)情況下輔酶與酶蛋白通過(guò)其他方式連接，結(jié)合很疏松易與酶蛋白分開而脫落，但也有一些輔酶與酶蛋白較牢固不易脫落（以共價(jià)鍵結(jié)合）則稱為輔基。     

28、60;           許多種酶類特別是氧化還原酶類都含有輔基或輔酶，輔基或輔酶就其化學(xué)組成可分兩類，一類是無(wú)機(jī)金屬元素，如銅、鋅、錳；另一類是低分子量的有機(jī)化合物，如血紅素、葉綠素，某些維生素如：B1、B2、B6、B12等。輔酶是酶起作用不可缺少的一部分，如果把輔酶除去，單純的酶蛋白就會(huì)失去活性，把輔酶補(bǔ)入后，又恢復(fù)活性。醫(yī)療上口服或注射維生素B就是給人體補(bǔ)充輔酶，以提高機(jī)體內(nèi)某些酶的活性，調(diào)節(jié)代謝，而達(dá)到治療和增進(jìn)健康的目的。因此，結(jié)合酶蛋白的催化作用是由酶蛋白和輔酶共同配合完成的。 二

29、、酶的特性 1、強(qiáng)大的催化能力： 其催化效率比一般催化劑要高1081010倍。 2、專一性 具有化學(xué)選擇性 從混合物中排選特殊的作用物 具有主體化學(xué)選擇性 辨別對(duì)映體 3、一般在溫和條件下進(jìn)行催化作用，PH=7,37度左右進(jìn)行（當(dāng)然也有例外，如胃蛋白酶可以在Ph=12時(shí)催化）。第五節(jié) 核酸 核酸以游離態(tài)蛋白質(zhì)結(jié)合核蛋白存在于細(xì)胞之內(nèi)，它的兩個(gè)極為重要的生物功能是生命遺傳和蛋白質(zhì)的合成。在細(xì)胞質(zhì)中，核酸以可溶的形式存在，特別是在細(xì)胞質(zhì)的粒質(zhì)之中，含有豐富的核酸。有些核酸的分子量非常巨大，它們是決定生命遺傳的重要物質(zhì)，是生物化學(xué)近些年來(lái)研究的的最廣泛的最活躍的一個(gè)課題。下面我們只從有機(jī)化

30、學(xué)的角度對(duì)它們的結(jié)構(gòu)稍微加以討論。 核酸是由核苷酸聚合而成的大分子。核苷酸是由一個(gè)雜環(huán)堿基和一個(gè)核糖或脫氧核糖結(jié)合形成的核苷。通過(guò)核糖中的羥基與磷酸形成的磷酸酯。細(xì)胞核核酸的細(xì)胞質(zhì)核酸徹底水解分別得到下列的化合物： 一、核苷酸 1、  堿基： 存在于核苷酸中的堿基都是嘧啶或嘌呤的羥基和氨基衍生物（只有一種還含有甲基），并常見(jiàn)的只有五種。    2、  核糖和脫氧核糖     3、  核苷 核酸中兩種核糖與上述的五種堿基形成的糖苷統(tǒng)稱為糖苷。每個(gè)糖上的C-l通過(guò)糖苷鍵和多種雜環(huán)堿基之一相連。一個(gè)堿基糖單元稱為核苷?，F(xiàn)舉一兩個(gè)例

31、子來(lái)說(shuō)明： 4、  核苷酸 核苷酸是核苷的磷酸酯，也就是一個(gè)堿基糖磷酸單元稱為核苷酸。核苷酸是核酸3或5位（糖分子中的碳原子用1、2、3等編號(hào)）的羥基被磷酸酯化生成的。如：            二、核酸的結(jié)構(gòu) 1、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu) 核酸的初級(jí)結(jié)構(gòu)是指核酸中各核苷酸單位排列的次序。測(cè)定的方法和測(cè)定多肽中氨基酸單位排列次序相似。一般是將核酸部分水解，取得大小合適的核苷酸鏈片段，并測(cè)定每一片段的末端堿基，通過(guò)逐步降低和分析，測(cè)的每一片段核苷酸鏈的排列次序，最后從各鏈的結(jié)構(gòu)推出整個(gè)多肽核苷酸鏈

32、中各核苷酸的次序。如部分DNA鏈的結(jié)構(gòu)式：(人類有30億堿基對(duì)序，約3萬(wàn)個(gè)基因?；蚴荄NA分子上具有遺傳效應(yīng)的特定核苷酸序列的總稱。（2000年6月26日，英、美、中等六國(guó)發(fā)布）)。   2、核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)  分析MNA的組成及時(shí)發(fā)現(xiàn)嘌堿的摩爾百分?jǐn)?shù)與嘧啶堿的摩爾百分?jǐn)?shù)接近相等，即（%G+%A）/（%C+%T）1，腺嘌呤的摩爾百分?jǐn)?shù)與胸腺嘌呤的摩爾百分?jǐn)?shù)接近相等，%A/%T1，而鳥嘌呤的摩爾百分?jǐn)?shù)則與胞嘧啶的摩爾百分?jǐn)?shù)接近相等，%G/%C1。這就是說(shuō)，A和C，G和T是成對(duì)出現(xiàn)的。 根據(jù)X射線研究和分子模型的推論以及各堿基的性質(zhì)，瓦特生（J.D.Watson）和克利格（F.

33、H.C.Crick）提出了雙螺旋的結(jié)構(gòu)模型，兩條DNA鏈的氫鍵相連，一條鏈上T與另一條鏈上的A或一條鏈上的C與另一條鏈上的G之間生成氫鍵。 因此，兩條鍵是互補(bǔ)的，每一配對(duì)中包含一個(gè)嘌呤堿或一個(gè)嘧啶堿，兩條鏈具有相對(duì)應(yīng)的堿基排列次序，如：          這兩條鏈從相反的方向圍繞著同一個(gè)軸盤繞，形成右旋的雙螺旋，圖2018<教科書P323>。這樣的雙螺旋，每轉(zhuǎn)一周約相當(dāng)于十個(gè)核苷酸直徑在2nm左右。 3、核酸的三級(jí)結(jié)構(gòu) 核酸的三級(jí)結(jié)構(gòu)由于X射線衍射所需的晶體制備困難，很難制得完整的原樣DNA，但用溫和條件已經(jīng)從某些小病毒、葉綠素等分離出來(lái)降解的DNA。研究這些DNA的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們?cè)陔p螺旋的基礎(chǔ)上進(jìn)一步緊縮成用鏈環(huán)或開鏈環(huán)狀以及麻花狀等形式的三級(jí)結(jié)構(gòu)。 三、核酸的生物功能 從生理功能上講蛋白質(zhì)所發(fā)揮的作用種差繁多，如多種的酶，激素等，而核酸的功能卻很專一，根據(jù)已知的事實(shí)，它只控制著生命規(guī)律的各種遺傳作用（DNA）和蛋白質(zhì)的合成（RNA）。 （一） DNA的復(fù)制事實(shí) DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，可以解釋DNA分子本身的復(fù)制機(jī)制。細(xì)胞分裂時(shí)，DNA的兩條鏈可以拆開，分別到兩個(gè)子細(xì)胞里，每條鏈通過(guò)堿基配對(duì)，即AT，GC各自復(fù)制出一條與自相對(duì)應(yīng)的鏈子，并一起組成一個(gè)新的DNA分子