第17章++氨基酸和蛋白質(zhì)

1、 氨基酸可以按照氨基在碳鏈上的位置而分為氨基酸可以按照氨基在碳鏈上的位置而分為、-氨基酸；氨基酸； 也可以根據(jù)氨基酸等電點大小將其分為酸性也可以根據(jù)氨基酸等電點大小將其分為酸性氨基酸、堿性氨基酸和中性氨基酸。氨基酸、堿性氨基酸和中性氨基酸。 酸性氨基酸：酸性氨基酸： 羧基數(shù)目比氨基多，等電點羧基數(shù)目比氨基多，等電點PI7(共有共有4個個)。中性氨基酸：中性氨基酸：堿性氨基與羧基數(shù)目相等，堿性氨基與羧基數(shù)目相等，PI=5-7 (共共17個個)。氨基酸的構(gòu)型標(biāo)記采用氨基酸的構(gòu)型標(biāo)記采用D/LD/L標(biāo)記法：標(biāo)記法：自然界獲得氨基酸基本都是自然界獲得氨基酸基本都是L-L-型。型。R-CH-COOHNH

2、2H2NHCOOHR氨基酸的系統(tǒng)命名以羧酸作為母體，氨基作為氨基酸的系統(tǒng)命名以羧酸作為母體，氨基作為取代基，不過由自然界蛋白質(zhì)水解得到氨基酸取代基，不過由自然界蛋白質(zhì)水解得到氨基酸都是都是-氨基酸，都有俗名。氨基酸，都有俗名。 CH3-CH-COOHNH2C2H5CH-CH-COOHNH2CH32-氨基丙酸氨基丙酸 （俗名：（俗名：） 2-氨基氨基-3-甲基戊酸甲基戊酸 （俗名：（俗名：） 1. 羧基的反應(yīng)羧基的反應(yīng) -氨基酸具有羧酸化學(xué)性質(zhì)，可以與堿、五氨基酸具有羧酸化學(xué)性質(zhì)，可以與堿、五氯化磷、氨、醇、氫化鋁鋰等反應(yīng)。氯化磷、氨、醇、氫化鋁鋰等反應(yīng)。RCHCOOHNH2PCl5POCl3

3、,HClPhCH2OHH2ORCHCNH2ClORCHCNH2OOCH2Ph活化羧基活化羧基保護(hù)羧基保護(hù)羧基2. 氨基的反應(yīng)氨基的反應(yīng)-氨基酸還具有典型的伯胺化學(xué)性質(zhì)；如氨基酸還具有典型的伯胺化學(xué)性質(zhì)；如能與酸、亞硝酸、烴基化試劑、?；嚹芘c酸、亞硝酸、烴基化試劑、?；噭⒓兹?、過氧化氫等反應(yīng)。劑、甲醛、過氧化氫等反應(yīng)。氨基酸測定氨基酸測定保護(hù)羧基保護(hù)羧基RCHCOOHNH2HNO2RCHCOOHOHN2HFNO2O2NFPhCH2OCOClHClRCHCOOHNHCOOCH2PhRCHCOOHNHNO2O2N3. 氨基酸的兩性和等電點氨基酸的兩性和等電點偶極離子（偶極離子（I）負(fù)離子負(fù)

4、離子( (II) )在強(qiáng)堿溶液中主在強(qiáng)堿溶液中主要存在形式，在要存在形式，在電場中移向正極電場中移向正極RCHCOONH3+H+H+OH-OH-RCHCOONH2RCHCOOHNH3+正離子正離子( (III) )在強(qiáng)酸溶液中主在強(qiáng)酸溶液中主要存在形式，在要存在形式，在電場中移向負(fù)極電場中移向負(fù)極當(dāng)當(dāng)pH適中時，適中時，II和和III的濃度相等，氨基酸凈的濃度相等，氨基酸凈電荷為零，在電場中不移動，該電荷為零，在電場中不移動，該pH值定義為值定義為該氨基酸的等電點。該氨基酸的等電點。4. 與水合茚三酮的顯色反應(yīng)與水合茚三酮的顯色反應(yīng) 用于氨基酸的定性與定量鑒定用于氨基酸的定性與定量鑒定OOOH

5、OHRCHCOOHNH22OOHOONRCHO水合茚三酮水合茚三酮藍(lán)紫色藍(lán)紫色 一、多肽的組成和命名一、多肽的組成和命名1 肽和肽鍵 一分子氨基酸中的羧基與另一分子氨基酸分子的氨基脫水而形成的酰胺叫做肽，其形成的酰胺鍵稱為肽鍵。 由n個-氨基酸縮合而成的肽稱為n肽，由多個-氨基酸縮合而成的肽稱為多肽。 一般把含100個以上氨基酸的多肽（有時是含50個以上）稱為蛋白質(zhì)。NH2CHRCOOHNH2CHRCOOH+- H2ONH2CHRCONHCHRCOOH肽鍵 無論肽鏈有多長，在鏈的兩端一端有游離的氨基（-NH2），稱為N端；鏈的另一端有游離的羧基（-COOH），稱為C端。NH2CHRCONHCH

6、RCONH CHRCOOHnCN端端2肽的命名肽的命名 根據(jù)組成肽的氨基酸的順序稱為某氨酰某氨酰某氨酸（簡寫為某、某、某）。例如：NH2CHCH3CONHCONHCHCH2C6H5COOHCHCH2OH丙 氨 酰 絲 氨 酰 苯 丙 氨 酸（ 丙 絲 苯 丙 ）二、多肽結(jié)構(gòu)的測定二、多肽結(jié)構(gòu)的測定多肽結(jié)構(gòu)的測定主要是作如下工作： 了解某一多肽是由哪些氨基酸組成的。 各種氨基酸的相對比例。 確定各氨基酸的排列順序。多肽結(jié)構(gòu)測定工作步驟步驟如下：1測定分子量2氨基酸的定量分析HClH2O多 肽氨 基 酸層 析 法 分 離各 種 氨 基 酸各 種 氨 基 酸 的 含 量3端基分析（測定N端和C端）（

7、1）測定N端（有兩種方法）a 2,4- = 硝基氟苯法桑格爾(Sanger-英國人)法 此法的缺點是所有的肽鍵都被水解掉了。O2NFH2N CHRCONH CHRCONH+O2NHN CHRCONH CHRCONHNO2NO2Na2CO3HClO2NHN CHRCOOHNO2CHRCOOH+ H2N+b 異硫氰酸苯酯(Ph-N=C=S)法艾德曼(Edman)降解法。（2）測定C端a 多肽與肼反應(yīng)b 羧肽酶水解法C6H5N=C=SNH2CHCONHR多肽+C6H5NHC多肽SNHCHRCONHpH7pH7CNCCHHNC6H5ORS+多肽4肽鏈的選擇性斷裂及鑒定鑒定部分水解法常用的蛋白酶有： 胰

8、蛋白酶胰蛋白酶只水解羰基屬于賴氨酸、精氨酸的肽鍵。 糜蛋白酶糜蛋白酶水解羰基屬于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的肽鍵。 溴化氰溴化氰只能斷裂羰基屬于蛋氨酸的肽鍵。三、多肽的合成三、多肽的合成 要使各種氨基酸按一定的順序連接起來形成多肽是一向十分復(fù)雜的化學(xué)工程，需要解決許多難題，最主要的是要解決四大問題。1保護(hù)-NH2或-COOH2活化反應(yīng)基團(tuán)（活化-NH2或-COOH）3生物活性17.2.1 蛋白質(zhì)的分類和組成蛋白質(zhì)的分類和組成1.根據(jù)蛋白質(zhì)的形狀分為：（1）纖維蛋白質(zhì) 如絲蛋白、角蛋白等；（2）球狀蛋白質(zhì) 如蛋清蛋白、酪蛋白、血紅蛋白、-球代表蛋白（感冒抗體）等。2根據(jù)組成分：單純蛋白質(zhì)其水解最終

9、產(chǎn)物是- 氨基酸。（2） 結(jié)合蛋白質(zhì)- 氨基酸 + 非蛋白質(zhì)（輔基）根據(jù)蛋白質(zhì)的功能分；（1） 活性蛋白 按生理作用不同又可分為；酶、激素、抗體、收縮蛋白、運(yùn)輸?shù)鞍椎?。?）非活性蛋白 擔(dān)任生物的保護(hù)或支持作用的蛋白，但本身不具有生物活性的物質(zhì)。174.2.2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 由各氨基酸按一定的排列順序結(jié)合而形成的多肽鏈（50個以上氨基酸）稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。2蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu) 多肽鏈中互相靠近的氨基酸通過氫鍵的作用而形成的多肽在空間排列（構(gòu)象）稱為蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)。3蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu) 由蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)在空間盤繞、折疊、卷曲而形成的更為復(fù)

10、雜的空間構(gòu)象稱為蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)。4蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu) 由一條或幾條多肽鏈構(gòu)成蛋白質(zhì)的最小單位稱為蛋白質(zhì)亞基，由幾個亞基借助各種副鍵的作用而構(gòu)成的一定空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。17.2.3 蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì) 1兩性及等電點兩性及等電點 多肽鏈中有游離的氨基和羧基等酸堿基團(tuán)，具有兩性。PCOONH2HOHPCOONH3PCOOHNH3HOHP = ProtinpH pHpIpHpI蛋白質(zhì)2膠體性質(zhì)與沉淀作用膠體性質(zhì)與沉淀作用（1）可逆沉淀（鹽析）（2）不可逆沉淀 蛋白質(zhì)與重金屬鹽作用，或在蛋白質(zhì)溶液中加入有機(jī)溶劑（如丙酮、乙醇等）則發(fā)生不可逆沉淀。蛋白質(zhì)溶液堿金屬鹽或銨鹽沉淀溶

11、解（蛋白質(zhì)）H2O3蛋白質(zhì)的變性作用蛋白質(zhì)的變性作用變性變性條件： 物理物理因素：干燥、加熱、高壓、振蕩或攪拌、紫外線、X射線、超聲等等?；瘜W(xué)化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、重金屬鹽、生物堿試劑（三氯乙酸、乙醇等等）。變性后的特點特點： 喪失生物活性 溶解度降低 易被水解（對水解酶的抵抗力減弱）。變性作用的利用利用： 消毒、殺菌、點豆腐等； 排毒（重金屬鹽中毒的急救）； 腫瘤的治療（放療殺死癌細(xì)胞）；變性作用的防治防治： 種子的貯存； 人體衰老（緩慢變性）； 防止紫外光灼傷皮膚。 4蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng) （1）縮二脲縮二脲反應(yīng) 蛋白質(zhì)與新配置的堿性硫酸銅溶液反應(yīng)，呈紫色，稱為縮二脲反應(yīng)

12、。 （2）蛋白黃蛋白黃反應(yīng) 蛋白質(zhì)中含有苯環(huán)的氨基酸，遇濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)而生成黃色硝基化合物的反應(yīng)稱為蛋白黃反應(yīng)。 （3）米勒米勒反應(yīng) 蛋白質(zhì)中酪氨酸的酚基遇到硝酸汞的硝酸溶液。 （4）茚三酮茚三酮反應(yīng) 蛋白質(zhì)與稀的茚三酮溶液共熱，即呈現(xiàn)藍(lán)色。17.2.4 核核 酸酸一、核酸的組成一、核酸的組成核蛋白蛋白質(zhì)核酸胰酶核苷酸腸酶核苷堿基核糖（脫氧核糖）磷酸1.核糖和核糖和2-脫氧核糖脫氧核糖2.堿基堿基核苷酸中的堿基主要有五種，都是嘧啶或嘌呤的衍生物。它們是： 胞嘧啶，脲嘧啶，胸腺嘧啶，腺嘌呤，鳥嘌呤。： C U T A GHCHOOHHOHCH2OHHOHHCHOOHHOHCH2OHHOHOC

13、H2OHHOHHHOHOCH2OHHOHHOHOHD2D脫氧呋喃核糖呋喃核糖3核苷（1）核苷（由RNA水解而得） （2） 2-脫氧核苷（由DAN水解而得）OCH2OHHOHHOHOHOCH2OHHOHHOHBB = UACG脲嘧啶核苷 脲苷（ ）腺嘌呤核苷 腺苷（ ）胞嘧啶核苷 胞苷（ ）鳥嘌呤核苷 鳥苷（ ）UACG核 糖核 苷堿 基核 苷 名 稱2脫氧核糖OCH2OHHOHHHOHOCH2OHHOHHHBB = TACGdT核 苷堿 基核 苷 名 稱2脫氧胸腺苷dAdCdG（ ）（ ）（ ）（ ）2脫氧鳥苷2脫氧胞苷2脫氧腺苷4核苷酸核苷酸 核糖C5上的羥基與磷酸酯化便得到核苷酸。中的核苷

14、酸單體OCH2HOHHHBOPOHOHOOCH2HOHHOHBOPOHOHO中的核苷酸單體RNADNA17.2.5 核酸的結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)1核酸一級結(jié)構(gòu)CH2HHOHHHOCH2HHOHHHOCH2HHOHHHOCH2HHOHHHOOPOOOHOPOOOHOPOOOHOPOOOHNNNNNH2NNNH2ONHNNNONH2NHNOO53端端腺苷酸胞苷酸鳥苷酸脲苷酸ACGU RNA或DNA中的多核苷酸鏈，都按上圖方式表示，顯然太繁復(fù)了，所以現(xiàn)在都用簡化了的示意法來表示。如上圖可簡化如下： 其中R1、R2、R3、R4表示堿基，P表示磷酸基，一豎表示糖分子，2、3、5表示糖中C原子編號。還可以進(jìn)一步簡化成PA-C-G-UP。RNA與DNA的區(qū)別： 核糖RNA中為核糖，DNA中為2-脫氧核糖。 堿基RNA中為A、U、C、G； DNA中為A、T、 PPOHPOHPOHPOHACGU53253PPHPHPHPH53253R1R2R3R4RNADNA鏈簡化圖鏈簡化圖2核酸的二級結(jié)構(gòu)核酸的二級結(jié)構(gòu) DNA的二級結(jié)構(gòu)為右手雙股螺旋