有機化學-第十五章 氨基酸和蛋白質課件

1、蛋白質是一類重要的生物大分子，其在生物體內占有十分重要的地位，它和核酸是構成細胞內原生質的主要成分，而原生質是生命現(xiàn)象的物質基礎。 生命活動的基本特征就是蛋白質的不斷自我更新，蛋白質是一切活細胞的組織物質，也是酶、抗體和許多激素中的主要物質。 所有蛋白質都是由-氨基酸構成的，要研究蛋白質的結構和性質，首先要研究-氨基酸的結構和性質。 1 氨基酸的構型 組成蛋白質的氨基酸有20種，都是-氨基酸。除甘氨酸外，都有旋光性，且都是L型的。 L-乳酸 L-丙氨酸 L-蘇氨酸 15-1 氨基酸2 氨基酸的性質 (1) 物理性質： 組成蛋白質的20種-氨基酸，除甘氨酸外都具有旋光性。 甘氨酸：262(分解)

2、 酪氨酸：310(分解)-氨基酸都是高熔點固體，多數(shù)在熔化時分解。 (2) 兩性和等電點： 氨基酸既能和酸反應生成銨鹽，也能和堿反應生成羧酸鹽，是兩性化合物。 氨基酸在溶液中存在下列平衡： K1K2低pH 高pH 氨基酸的等電點用pI表示： 氨基酸所帶的正電荷數(shù)目與負電荷數(shù)目正好相等時的pH值。 關系式：pI = (pK1 + pK2)2 pK1=2.34pK2=9.69丙氨酸(3) 和亞硝酸反應： 根據(jù)放出氮氣的量，算出樣品中氨基的含量。(4) 和甲醛反應： 反應產物不能再生成兩性離子，因此可以用標準堿溶液來滴定，進行氨基酸的分析。Van slyke氨基測定法 (5) 烴基化反應： 黃色 用

3、于測定氨基酸在蛋白質中的排列次序。 (7) 羧基的反應： 氨基酸的羧基，也具有羧基的一般性質，能發(fā)生酯化、成酐、成酰胺等反應。 在合成蛋白質時常用于保護羧基。 (8) 茚三酮反應： 水合茚三酮 紫色 可以用于氨基酸的比色測定和紙上層析的顯色。 (9) 絡合性能： 氨基酸的羧基可以和金屬成鹽，成鹽后氨基上的未共用電子對可以和金屬離子形成配位鍵，從而形成穩(wěn)定的絡合物。 氨基酸殘基 肽鍵 N-端C-端肽鏈的氨基酸順序與命名 氮端 碳端 丙氨酰甘氨酰丙氨酸 AlaGlyAla丙甘丙(1) 氨基酸組分分析 目的是確定組成多肽的氨基酸的種類和數(shù)目。 將多肽在6moll-1的HCl中，加熱至100，維持24

4、小時，使多肽完全水解，然后使水解后獲得的氨基酸混合液通過離子交換柱，不同的氨基酸因通過離子交換柱的速度不同而分離，用自動檢測儀器鑒定和記錄。 氨基酸分析儀(2) 氨基酸的順序分析 氮端分析：Edman降解法 碳端分析：羧肽酶法 羧肽酶A能水解不是精氨酸(Arg)和賴氨酸(Lys)的碳端氨基酸，羧肽酶B則只能水解碳端為精氨酸和賴氨酸的多肽。 肽鏈的選擇性水解 部分水解法常用的蛋白酶： 胰蛋白酶，只水解羰基屬于賴氨酸、精氨酸的肽鍵； 糜蛋白酶，水解羰基屬于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的肽鍵。 溴化氰，只能斷裂羰基屬于蛋氨酸的肽鍵。 最后，把選擇性水解得到的各個肽段的分析結果，用重疊法得出整條肽鏈的氨基

5、酸順序。 3 多肽的合成 (1) 保護氨基或羧基 (3) 保護生物活性 合成多肽必須保證氨基酸的排列順序與天然多肽相同，并與天然多肽不論在物理、化學性質和生物活力各方面都一樣，才具有意義。 天然多肽的合成，可證明多肽結構分析結果的正確性，為合成蛋白質打下基礎。 (4) 合成方法溶液法： 需要一個氨基組分和一個羧基組分。羧基組分氨基組分保護氨基活化羧基保護羧基連接 幾種重要的多肽 谷胱甘肽-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸 作為還原劑，保護蛋白質或酶的巰基免遭氧化；清除體內的H2O2；保護核酸和蛋白質免遭毒物損害。 催產素 肽類激素 肽鏈中的二硫鍵胰島素汪猷1910-1997邢其毅1911-2002鈕經(jīng)義1

6、920-19951965年9月，中國在世界上首次合成牛胰島素。 1 蛋白質的分類 按蛋白質的結構：單純蛋白質和結合蛋白質。 輔基：脂肪、糖、核酸等。 按蛋白質的形狀：纖維蛋白和球蛋白。 按蛋白質的功能：活性蛋白質和非活性蛋白質。 活性蛋白質，如酶、激素、抗體等； 非活性蛋白質，如膠原蛋白、角蛋白、彈性蛋白等。 15-3 蛋白質2 蛋白質的結構 (1) 一級結構 蛋白質分子中以共價鍵相連的氨基酸的排列次序。 由幾條肽鏈組成的蛋白質，每條肽鏈稱為亞基，在肽鏈中每個氨基酸單位稱為氨基酸殘基，如牛胰島素有兩條亞基，共51個氨基酸殘基。 蛋白質一級結構的研究方法：研究多肽結構的端基分析、部分水解等方法。

7、 (2) 二級結構二級結構是多肽鏈主鏈的局部空間結構，不涉及氨基酸殘基側鏈的構象。 穩(wěn)定蛋白質二級結構的因素是氫鍵。 多肽鏈主鏈骨架中的若干肽段，通過氫鍵，形成有規(guī)則的構象，這稱為二級結構。 螺旋：蛋白質的一條肽鏈中有規(guī)律的螺旋結構，每一圈含3.6個氨基酸殘基。折疊：兩條肽鏈或一條肽鏈的兩段平行排列。 轉角：肽鏈的180回折的角。無規(guī)則卷曲：沒有規(guī)律性的肽鏈構象。 另外蛋白質還存在三級結構、四級結構等，二、三、四級結構為空間結構。 正是這些復雜的空間結構，使蛋白質具有生理活性，這些空間結構被破壞生理活性就消失，這稱為蛋白質的變性。 肌紅蛋白的三級結構本次課小結：氨基酸的構型。 氨基酸的性質：兩性和等電點；