氨基酸多肽和蛋白質(zhì)課件

1、第十七章 氨基酸、多肽和蛋白質(zhì)第十七章 氨基酸、多肽和蛋白質(zhì)第一節(jié) 氨基酸第二節(jié) 肽第三節(jié) 蛋白質(zhì)第一節(jié) 氨基酸第二節(jié) 肽第三節(jié) 蛋白質(zhì)重點(diǎn)難點(diǎn)熟悉了解掌握氨基酸的分類；常見氨基酸的組成、名稱、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要理化性質(zhì)；多肽的結(jié)構(gòu)和命名、肽鍵的特征肽的端基分析方法；蛋白質(zhì)的組成和性質(zhì)多肽、蛋白質(zhì)在生命活動(dòng)中的重要意義；蛋白質(zhì)的分類和結(jié)構(gòu)重點(diǎn)難點(diǎn)熟悉了解掌握氨基酸的分類；常見氨基酸的組成、名稱、結(jié)氨 基 酸第一節(jié)氨 基 酸第一節(jié)(1) 組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸，除脯氨酸為-亞氨基酸外，均屬-氨基酸。氨基酸的結(jié)構(gòu)(2) 除甘氨酸外，-氨基酸均為L(zhǎng)-構(gòu)型。-碳原子除半胱氨酸為R-構(gòu)型外，其余皆為S-構(gòu)

2、型。一、結(jié)構(gòu)、分類和命名有機(jī)化學(xué) （第9版）L-甘油醛L-glyceraldehydeL-氨基酸D-甘油醛D-glyceraldehydeD-氨基酸(1) 組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸，除脯氨酸為-亞氨基酸外，-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）(1) 根據(jù)生理pH范圍內(nèi)（pH=7.35）側(cè)鏈R基團(tuán)的極性及其所帶電荷的不同，分為4類。中性氨基酸（具非極性R基團(tuán)）：8個(gè)甘氨酸Gly丙氨酸Ala亮氨酸Leu異亮氨酸Ile一、結(jié)構(gòu)、分類和命名-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）(1) 根據(jù)生理p-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）中性氨基酸（具非極性R基團(tuán)）：8個(gè)纈氨酸Val脯氨酸Pro苯丙

3、氨酸Phe甲硫（蛋）氨酸Met一、結(jié)構(gòu)、分類和命名-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）中性氨基酸（具非極-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）中性氨基酸（具極性側(cè)鏈而不帶電荷）：7個(gè)絲氨酸Ser蘇氨酸Thr半胱氨酸Cys谷(氨)酰胺Gln一、結(jié)構(gòu)、分類和命名-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）中性氨基酸（具極性-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）中性氨基酸（具極性側(cè)鏈而不帶電荷）：7個(gè)天冬酰胺Asn酪氨酸Tyr色氨酸Trp一、結(jié)構(gòu)、分類和命名-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）中性氨基酸（具極性 -氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）酸性氨基酸 ：2個(gè)天冬氨酸Asp谷氨酸G

4、lu一、結(jié)構(gòu)、分類和命名 -氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）酸性氨基酸 ： -氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）堿性氨基酸 ：3個(gè)賴氨酸Lys精氨酸Arg組氨酸His一、結(jié)構(gòu)、分類和命名 -氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）堿性氨基酸 ：-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）(2) 營(yíng)養(yǎng)必需氨基酸：人體內(nèi)不能合成或合成數(shù)量不足，必須由食物補(bǔ)充才能維持機(jī)體正常生長(zhǎng)發(fā)育。纈氨酸Val亮氨酸Leu異亮氨酸Ile苯丙氨酸 Phe蘇氨酸 Thr色氨酸Try 蛋氨酸 (甲硫氨酸) Met賴氨酸Lys組氨酸His精氨酸Arg嬰兒時(shí)期所需：早產(chǎn)兒所需：半胱氨酸Cys色氨酸Try 一、結(jié)構(gòu)、分類

5、和命名-氨基酸的分類和名稱有機(jī)化學(xué) （第9版）(2) 營(yíng)養(yǎng)必需氨 -氨基酸的分類和名稱一、結(jié)構(gòu)、分類和命名有機(jī)化學(xué) （第9版）(3) 修飾氨基酸：在生物體內(nèi)均無(wú)相應(yīng)的遺傳密碼，往往在蛋白質(zhì)生物合成前后，由相應(yīng)氨基酸經(jīng)加工修飾而成。(4) 非蛋白質(zhì)氨基酸：以各種形式分布于植物、細(xì)菌和動(dòng)物體內(nèi)的非蛋白質(zhì)氨基酸，多為-氨基酸的衍生物以及-、- 、-氨基酸及D-氨基酸。 -氨基酸的分類和名稱一、結(jié)構(gòu)、分類和命名有機(jī)化學(xué) （第（一）酸堿性和等電點(diǎn)二、性質(zhì)有機(jī)化學(xué) （第9版）(1) 氨基酸在水溶液中總是以陽(yáng)離子、陰離子和偶極離子三種結(jié)構(gòu)形式呈平衡狀態(tài)。(2) 氨基酸解離成陽(yáng)離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等，即

6、剛好以偶極離子形式存在時(shí)，此溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)（isoelectric point, pI）。偶極離子pH = pIpH pI陰離子陽(yáng)離子pH pI（一）酸堿性和等電點(diǎn)二、性質(zhì)有機(jī)化學(xué) （第9版）(1) 氨基（一）酸堿性和等電點(diǎn)有機(jī)化學(xué) （第9版）在甘氨酸的酸性溶液中緩慢加堿，至pH2.3時(shí)約一半甘氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)閮尚噪x子，至等電點(diǎn)時(shí)全部轉(zhuǎn)變?yōu)閮尚噪x子。至pH9.6時(shí)約一半兩性離子轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)離子。甘氨酸等電點(diǎn)示意圖二、性質(zhì)（一）酸堿性和等電點(diǎn)有機(jī)化學(xué) （第9版）在甘氨酸的酸性溶液（一）酸堿性和等電點(diǎn)有機(jī)化學(xué) （第9版）(3) 電泳(electrophoresis)：帶電顆粒在電場(chǎng)中總是向

7、其電荷相反的電極移動(dòng)。pH = 6.0時(shí)二、性質(zhì)（一）酸堿性和等電點(diǎn)有機(jī)化學(xué) （第9版）(3) 電泳(ele（二）脫羧反應(yīng)有機(jī)化學(xué) （第9版）組氨酸histidine組胺histamine二、性質(zhì)（二）脫羧反應(yīng)有機(jī)化學(xué) （第9版）組氨酸組胺二、性質(zhì)（三）與亞硝酸反應(yīng)有機(jī)化學(xué) （第9版）-羥基酸van Slyke氨基氮測(cè)定法：釋放的N2中一半的氮原子來(lái)自氨基酸。利用該反應(yīng)可以測(cè)定蛋白質(zhì)分子中的游離氨基或氨基酸分子中的氨基含量。二、性質(zhì)（三）與亞硝酸反應(yīng)有機(jī)化學(xué) （第9版）-羥基酸van Sl（四）與茚三酮的顯色反應(yīng)有機(jī)化學(xué) （第9版）(1) 生成羅曼紫（Ruhemanns purple），法醫(yī)學(xué)

8、上被用于鑒定指紋；(2) 用于肽和蛋白質(zhì)的鑒定或紙層析與薄層層析等的顯色。二、性質(zhì)（四）與茚三酮的顯色反應(yīng)有機(jī)化學(xué) （第9版）(1) 生成羅曼二、性質(zhì)有機(jī)化學(xué) （第9版）（五）紫外吸收(1) 芳香族氨基酸具有紫外吸收特性，均在280nm處有最強(qiáng)的紫外吸收峰。(2) 對(duì)280nm波長(zhǎng)的紫外吸光度的測(cè)量可對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行定量分析。二、性質(zhì)有機(jī)化學(xué) （第9版）（五）紫外吸收(1) 芳香族氨基肽第二節(jié)肽第二節(jié)一、結(jié)構(gòu)和命名有機(jī)化學(xué) （第9版）1.肽是氨基酸之間通過(guò)酰胺鍵（肽鍵，peptide bond）相連而成的一類化合物。2.命名：含C-端的氨基酸為母體稱為某氨酸，其它氨基酸殘基從N-端開始依次稱某

9、氨酰。肽鍵peptide bondC-末端N-末端丙氨酰甘氨酸Ala-Gly甘氨酰丙氨酸Gly-Ala一、結(jié)構(gòu)和命名有機(jī)化學(xué) （第9版）1.肽是氨基酸之間通過(guò)酰胺二、肽鍵平面有機(jī)化學(xué) （第9版）1.肽單元是平面結(jié)構(gòu)；2.肽鍵具有局部雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)；3.肽鍵呈反式構(gòu)型。肽鍵平面示意圖CONHCC二、肽鍵平面有機(jī)化學(xué) （第9版）1.肽單元是平面結(jié)構(gòu)；2.肽三、結(jié)構(gòu)測(cè)定有機(jī)化學(xué) （第9版）（一）氨基酸組成和含量分析1.利用全自動(dòng)氨基酸分析儀測(cè)定多肽的組成。2.多肽氨基酸殘基的排列順序: 末端殘基分析法和部分水解等方法進(jìn)行測(cè)定。（二）肽末端氨基酸殘基的分析1.Sanger反應(yīng)2.Edman降解

10、法2,4-二硝基氟苯(Sanger試劑)異硫氰酸苯酯三、結(jié)構(gòu)測(cè)定有機(jī)化學(xué) （第9版）（一）氨基酸組成和含量分析1三、結(jié)構(gòu)測(cè)定有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）肽末端氨基酸殘基的分析多肽N-端氨基酸測(cè)定的Sanger方法 三、結(jié)構(gòu)測(cè)定有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）肽末端氨基酸殘基的分析有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）肽末端氨基酸殘基的分析多肽N-端氨基酸測(cè)定的Edman降解法三、結(jié)構(gòu)測(cè)定有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）肽末端氨基酸殘基的分析多肽N-端氨有機(jī)化學(xué) （第9版）（三）肽鏈的部分水解及其氨基酸順序的確定1.蛋白酶酶切肽鏈的不同部位3.應(yīng)用波譜技術(shù)：電噴霧電離(electrospray ionization, E

11、SI)質(zhì)譜、基質(zhì)輔助激光解吸電離(matrix -assisted laser desorption ionization, MALDI) 質(zhì)譜等新型的軟電離生物質(zhì)譜技術(shù)。2.肽鏈順序測(cè)定法三、結(jié)構(gòu)測(cè)定有機(jī)化學(xué) （第9版）（三）肽鏈的部分水解及其氨基酸順序的確定四、生物活性肽有機(jī)化學(xué) （第9版）1.1973年，Hughes：腦啡肽 (enkephaline)2.谷胱甘肽 (glutathione)3.催產(chǎn)素(oxytocin) 4.血管加壓素(vasopressin)， 又稱抗利尿激素甲硫氨酸腦啡肽Met-enkephalin亮氨酸腦啡肽1-5-b-Neoendorphin(human)-谷氨

12、酰半胱氨酰甘氨酸 (谷胱甘肽, GSH) 四、生物活性肽有機(jī)化學(xué) （第9版）1.1973年，Hughe四、生物活性肽有機(jī)化學(xué) （第9版）催產(chǎn)素oxytocin 血管加壓素vasopressin四、生物活性肽有機(jī)化學(xué) （第9版）催產(chǎn)素血管加壓素蛋 白 質(zhì)第三節(jié)蛋 白 質(zhì)第三節(jié)一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）（一）一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指氨基酸殘基的連接順序人胰島素分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）（一）一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）空間結(jié)構(gòu)多肽鏈在空間進(jìn)一步盤曲折疊形成二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。1. 二級(jí)結(jié)構(gòu) 肽鏈以肽鍵平面為基本單位進(jìn)行盤曲折疊，

13、維系二級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵主要是氫鍵、二硫鍵。二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要類型為-螺旋（-helix）和-折疊（-sheet），還有少量-轉(zhuǎn)角及無(wú)規(guī)則卷曲。一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）空間結(jié)構(gòu)多肽鏈在空間進(jìn)一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）空間結(jié)構(gòu)一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）空間結(jié)構(gòu)一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）空間結(jié)構(gòu)2. 三級(jí)結(jié)構(gòu)擁有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈通過(guò)分子間作用力、氫鍵連接，進(jìn)一步盤曲、折疊形成三級(jí)結(jié)構(gòu)。3. 四級(jí)結(jié)構(gòu) 兩條以上亞基，或多條亞基與輔基之間通過(guò)非共價(jià)鍵作用結(jié)合形成四級(jí)結(jié)構(gòu)。一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）空間結(jié)構(gòu)2. 三級(jí)結(jié)構(gòu)一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）

14、（二）空間結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)一、分子結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué) （第9版）（二）空間結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)二、性質(zhì)有機(jī)化學(xué) （第9版）(1) 蛋白質(zhì)是高分子化合物，屬于膠體分散系，具有膠體溶液的特性。(2) 蛋白質(zhì)和氨基酸一樣，也具有兩性解離和等電點(diǎn)的性質(zhì)。(3) 蛋白質(zhì)的變性（denaturation）：受物理因素或化學(xué)因素的影響，分子的肽鏈雖不裂解，但可改變或破壞蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物活性的喪失和其他的理化學(xué)性質(zhì)的變化。(4) 蛋白質(zhì)的復(fù)性（renaturation）：在變性因素去除以后，變性的蛋白質(zhì)分子又可重新回復(fù)到變性前的天然結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。二、性質(zhì)有機(jī)化學(xué) （第9版）(1) 蛋白質(zhì)是高分子化合物，屬 分子中既有氨基又有羧基的化合物稱為氨基酸。組成蛋白質(zhì)的氨基酸主要有20種-氨基酸。除甘氨酸外，相對(duì)構(gòu)型均為L(zhǎng)