蛋白質(zhì)和核酸課件

第一章緒論主講人：王康成教授有機(jī)化學(xué)電子教案第十九章蛋白質(zhì)和核酸第一章緒論有機(jī)化學(xué)電子教案第十九章蛋白質(zhì)和核酸第一節(jié)氨基酸一、分類、命名和構(gòu)型1．分類：按烴基類型可分為脂肪族氨基酸，芳香族氨基酸，含雜環(huán)氨基酸。按分子中氨基和羧基的數(shù)目分為中性氨基酸，酸性氨基酸，堿性氨基酸。2．命名：多按其來源或性質(zhì)而命名。3．構(gòu)型：用D/L體系表示——在費(fèi)歇爾投影式中氨基位于橫鍵右邊的為D型，位于左邊的為L型。例如：第一節(jié)氨基酸一、分類、命名和構(gòu)型二、氨基酸的性質(zhì)1．氨基酸的酸-堿性——兩性與等電點(diǎn)（1）兩性二、氨基酸的性質(zhì)1．氨基酸的酸-堿性——兩性與等電點(diǎn)（2）等電點(diǎn)在氨基酸水溶液中加入酸或堿，至使羧基和氨基的離子化程度相等（即氨基酸分子所帶電荷呈中性——處于等電狀態(tài)）時(shí)溶液的pH值稱為氨基酸的等電點(diǎn)。常以pI表示。（2）等電點(diǎn)2．氨基酸氨基的反應(yīng)（1）氨基的?；?/p>

氨基酸分子中的氨基能?；甚０?。

（2）氨基的烴基化

氨基酸與RX作用則烴基化成N-烴基氨基酸：2．氨基酸氨基的反應(yīng)（1）氨基的?；?）與亞硝酸反應(yīng)反應(yīng)是定量完成的，衡量的放出N2，測定N2的體積便可計(jì)算出氨基酸只氨基的含量。（4）與茚三酮反應(yīng)α-氨基酸在堿性溶液中與茚三酮作用，生成顯藍(lán)色或紫紅色的有色物質(zhì)，是鑒別α-氨基酸的靈敏的方法。（3）與亞硝酸反應(yīng)反應(yīng)是定量完成的，衡量的放出N2，3．氨基酸羧基的反應(yīng)氨基酸分子中羧基的反應(yīng)主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性質(zhì)。這里值得特別提出的是將氨基酸轉(zhuǎn)化為疊氮化合物的方法（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）。3．氨基酸羧基的反應(yīng)氨基酸分子中羧基的反應(yīng)主要利用它三、氨基酸的制備氨基酸的制取主要有三條途徑：即蛋白質(zhì)水解、有機(jī)合成和發(fā)酵法。氨基酸的合成方法主要有三種：1．由醛制備醛在氨存在下加氫氰酸生成α-氨基腈，后者水解生成α-氨基酸。例如：三、氨基酸的制備氨基酸的制取主要有三條途徑：即蛋白質(zhì)水2．α-鹵代酸的氨化

此法有副產(chǎn)物仲胺和叔胺生成，不易純化。因此，常用蓋伯瑞爾法代替上法。

蓋伯瑞爾法生成的產(chǎn)物較純，適用于實(shí)驗(yàn)室合成氨基酸。2．α-鹵代酸的氨化3．由丙二酸酯法合成

此法應(yīng)用的方式多種多樣，其基本合成路線是：D，L-苯丙氨酸

3．由丙二酸酯法合成D，L-苯丙氨酸第二節(jié)多肽

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(gè)α-氨基酸縮合而成的肽稱為n肽，由多個(gè)α-氨基酸縮合而成的肽稱為多肽。一般把含100個(gè)以上氨基酸的多肽（有時(shí)是含50個(gè)以上）稱為蛋白質(zhì)。第二節(jié)多肽一、多肽的組成和命名無論肽臉有多長，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。無論肽臉有多長，在鏈的兩端一端有游離的氨基（-NH2）2．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：2．肽的命名根據(jù)組成肽的氨基酸的順序稱為某氨酰某氨?！?、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：①了解某一多肽是由哪些氨基酸組成的。②各種氨基酸的相對比例。③確定各氨基酸的排列順序。多肽結(jié)構(gòu)測定工作步驟如下：1．測定分子量2．氨基酸的定量分析二、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：3．端基分析（測定N端和C端）（1）測定N端（有兩種方法）a2,4-=硝基氟苯法——桑格爾(Sanger-英國人)法

此法的缺點(diǎn)是所有的肽鍵都被水解掉了。3．端基分析（測定N端和C端）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b異硫氰酸苯酯(Ph-N=C=S)法——艾德曼(Edma4．肽鏈的選擇性斷裂及鑒定部分水解法常用的蛋白酶有：

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。4．肽鏈的選擇性斷裂及鑒定三、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第三節(jié)蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)的分類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、γ-球代表蛋白（感冒抗體）等。2．根據(jù)組成分：單純蛋白質(zhì)——其水解最終產(chǎn)物是α-氨基酸。（2）結(jié)合蛋白質(zhì)——α-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)。第三節(jié)蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)的分類二蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1．蛋白質(zhì)的一級結(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(gè)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)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)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)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)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(gè)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)。二蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1．蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)1．兩性及等電點(diǎn)多肽鏈中有游離的氨基和羧基等酸堿基團(tuán)，具有兩性。三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)1．兩性及等電點(diǎn)2．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。2．膠體性質(zhì)與沉淀作用3．蛋白質(zhì)的變性作用變性條件：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。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(diǎn)：①喪失生物活性②溶解度降低③易被水解（對水解酶的抵抗力減弱）。變性作用的利用：①消毒、殺菌、點(diǎn)豆腐等；②排毒（重金屬鹽中毒的急救）；③腫瘤的治療（放療殺死癌細(xì)胞）；變性作用的防治：①種子的貯存；②人體衰老（緩慢變性）；③防止紫外光灼傷皮膚。3．蛋白質(zhì)的變性作用變性條件：4．蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)（1）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)。（2）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）茚三酮反應(yīng)蛋白質(zhì)與稀的茚三酮溶液共熱，即呈現(xiàn)藍(lán)色。4．蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)（1）縮二脲反應(yīng)蛋白質(zhì)與新配第四節(jié)酶一、酶的組成

輔酶的種類頗多，按其化學(xué)組成可分兩類：1．無機(jī)的金屬元素，如銅、鋅、錳。2．相對分子質(zhì)量低的有機(jī)物，如血紅素、葉綠素、肌醇、煙酰胺、維生素B1、B2、B6、B12等等。第四節(jié)酶一、酶的組成二、酶催化反應(yīng)的特異性1．催化效率高（比一般催化劑高108~1010倍）。2．選擇性強(qiáng)（1）化學(xué)選擇性——能從混合物中挑選特殊的作用物。例如，麥芽糖酶只能使α-葡萄糖苷鍵斷裂，而不能使β-葡萄糖苷鍵斷裂。（2）立化學(xué)選擇性——辨別對映體，酵母中的酶只能使天然D型糖發(fā)酵，而不能使相應(yīng)的L型糖發(fā)酵。3.反應(yīng)條件溫和——一般是在常溫常壓和pH7左右進(jìn)行的。人體內(nèi)如果缺少某種酶，就會引起疾病或死亡。二、酶催化反應(yīng)的特異性1．催化效率高（比一般催化劑高108~三、酶的分類和命名1．分類按催化反應(yīng)的類型，可把酶分為六大類：(1)氧化還原酶(2)轉(zhuǎn)移酶(3)水解酶(4)裂解酶(5)異構(gòu)酶(5)連接酶（合成酶）2．酶的命名

三、酶的分類和命名1．分類第五節(jié)核酸簡介一、核酸的組成第五節(jié)核酸簡介一、核酸的組成1.核糖和2-脫氧核糖

2.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。：CUTAG1.核糖和2-脫氧核糖3．核苷（1）核苷——（由RNA水解而得）

（2）2-脫氧核苷——（由DAN水解而得）3．核苷4．核苷酸核糖C5上的羥基與磷酸酯化便得到核苷酸。4．核苷酸核糖C5上的羥基與磷酸酯化便得到核苷酸。二、核酸的結(jié)構(gòu)1．核酸一級結(jié)構(gòu)二、核酸的結(jié)構(gòu)1．核酸一級結(jié)構(gòu)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，2ˊ、3ˊ、5ˊ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、RNA或DNA中的多核苷酸鏈，都按上圖方式表示，顯然太2．核酸的二級結(jié)構(gòu)DNA的二級結(jié)構(gòu)為