蛋白質(zhì)氨基酸

第二十四章氨基酸和蛋白質(zhì)120212021/10/10星期日220212021/10/10星期日320212021/10/10星期日420212021/10/10星期日520212021/10/10星期日620212021/10/10星期日720212021/10/10星期日【觀察與思考】【思考】：從結(jié)構(gòu)上看，其共同點(diǎn)是什么？820212021/10/10星期日

多個(gè)氨基酸分子可以在分子間脫水，而形成多肽（多肽是螺旋狀的長(zhǎng)鏈），再構(gòu)成蛋白質(zhì)。觀察與思考

氨基酸分子中均含有羧基（-COOH）和氨基（-NH2)原子團(tuán)。α-氨基酸分子中氨基接在離羧基最近的碳原子上。920212021/10/10星期日羧酸烴基上的氫原子被氨基取代后的產(chǎn)物。(氨基：NH3去掉一個(gè)H原子剩下的部分表示:-NH2，有堿性！)●結(jié)構(gòu)：含有一個(gè)-NH2及-COOH●性質(zhì)：具有兩性：堿性和酸性氨基酸：α-氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：R

-CH-COOHNH21020212021/10/10星期日常見(jiàn)的α-氨基酸CH2-COOHNH2α-氨基乙酸(甘氨酸)CH3-CH-COOHNH2α-氨基丙酸(丙氨酸)-CH2-CH-COOHNH2α-氨基-β-苯基丙酸(苯丙氨酸)HOOC-(CH2)2-CH-COOHNH2α-氨基戊二酸(谷氨酸)1120212021/10/10星期日NH2CCH2OHOCH3COHOCHNH2(CH2)2NH2COOHHOOCCH甘氨酸丙氨酸谷氨酸習(xí)慣命名法系統(tǒng)命名法a－氨基乙酸a－氨基丙酸a－氨基戊二酸

簡(jiǎn)稱CHNH2COOHCH2a－氨基β－苯基丙酸苯丙氨酸1220212021/10/10星期日3.物理性質(zhì)無(wú)色晶體，熔點(diǎn)較高(﹥200℃)，難揮發(fā)，難溶于有機(jī)溶劑。固態(tài)氨基酸－以內(nèi)鹽形式存在：分子內(nèi)氨基與羧基結(jié)合成鹽。氨基－NH2：能接受H+，顯堿性4.化學(xué)性質(zhì)(1)氨基酸的兩性羧基－COOH：能提供H+，顯酸性COOHCHNH3+RCOOHCHNH2RCOO-CHNH2ROH-H+OH-H+酸性存在形式堿性存在形式1320212021/10/10星期日氨基酸的化學(xué)性質(zhì)●酸性CH2-COOH+NaOHNH2

●堿性NH2CH2-COOHNH3ClCH2-COOH+HClCH2-COONa

+H2ONH2性質(zhì)1:顯酸、堿兩性1420212021/10/10星期日一、蛋白質(zhì)的兩性電離和等電點(diǎn)1、物理性質(zhì)2、兩性解離等電點(diǎn)（isoelectricpointpI）：在某一pH環(huán)境中氨基酸解離成陽(yáng)性離子及陰性離子的趨勢(shì)相等所帶凈電荷為零在電場(chǎng)中不泳動(dòng)。此時(shí)氨基酸所處環(huán)境的pH值稱為該種氨基酸的等電點(diǎn)(pI)。(zwitterion)帶電狀態(tài)判定

pI<pH帶負(fù)電在電場(chǎng)中向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)pI>pH帶正電在電場(chǎng)中向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)pI＝pH不帶電在電場(chǎng)中向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)肽鍵

●多個(gè)氨基酸分子消去水分子而形成多肽,

多肽是螺旋狀的長(zhǎng)鏈●多肽的性質(zhì):因肽鍵的存在,多肽能進(jìn)行水解OHH—N—CH2—C—OH+OHH—N—CH2—C—OH

OHH—N—CH2—C—OH—N—CH2—C—OH性質(zhì)2:分子間脫水反應(yīng)+H2O1820212021/10/10星期日安徽阜陽(yáng)劣質(zhì)奶粉喂養(yǎng)下的大頭嬰兒由于天天吃蛋白質(zhì)含量極低的奶粉導(dǎo)致發(fā)育不良，身體嚴(yán)重浮腫，腦袋大大頭嬰兒的頭比較大，面部肌肉松馳，表情比較呆滯，對(duì)外界事物的刺激反應(yīng)較低。為什么嬰兒長(zhǎng)期吃劣質(zhì)奶粉會(huì)出現(xiàn)這種癥狀？蛋白質(zhì)對(duì)小孩子的生長(zhǎng)發(fā)育重要嗎?1920212021/10/10星期日食物中的蛋白質(zhì)能否被人體直接吸收呢?

蛋白質(zhì)必需經(jīng)過(guò)消化成為各種氨基酸,才能被人體吸收和利用.氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，種類有20種。2020212021/10/10星期日什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸(aminoacids)通過(guò)肽鍵(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。2120212021/10/10星期日蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細(xì)胞的各個(gè)部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機(jī)分子，占人體干重的45％，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)80％。1.蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分2220212021/10/10星期日組成蛋白質(zhì)的元素主要有C、H、O、N和S。

有些蛋白質(zhì)含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有碘。2320212021/10/10星期日

各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16％。由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要測(cè)定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：100克樣品中蛋白質(zhì)的含量(g%)=每克樣品含氮克數(shù)×6.25×1001/16%蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)2420212021/10/10星期日蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)觀察該圖，說(shuō)說(shuō)從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？2520212021/10/10星期日

氨基酸

二肽三肽：多肽一條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)多條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)2620212021/10/10星期日

（二）蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式

-螺旋(

-helix)

-折疊(

-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(

-turn)

無(wú)規(guī)卷曲(randomcoil)

2720212021/10/10星期日二、蛋白質(zhì)的性質(zhì)一、兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)二、膠體性質(zhì)三、變性與復(fù)性作用四、蛋白質(zhì)的沉淀作用五、沉降作用六、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)七、蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)2820212021/10/10星期日（一）、蛋白質(zhì)的兩性解離與等電點(diǎn)蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的側(cè)鏈上存在游離的氨基和羧基，因此蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有兩性解離性質(zhì)，具有特定的等電點(diǎn)（pI）。溶液pH＝pI時(shí)，蛋白質(zhì)所帶正負(fù)電荷相等；

pH＞pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈負(fù)電荷；

pH＜pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈正電荷。2920212021/10/10星期日（二）、蛋白質(zhì)的變性、復(fù)性與凝固作用

在某些物理或化學(xué)因素的作用下，蛋白質(zhì)嚴(yán)格的空間結(jié)構(gòu)被破壞（肽鍵不斷裂，一級(jí)結(jié)構(gòu)不變），從而引起蛋白質(zhì)若干理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)的改變，稱為蛋白質(zhì)的變性(denaturation)。

What’sdenaturationofprotein?3020212021/10/10星期日1、變性理論

蛋白質(zhì)的變性就是天然蛋白質(zhì)分子中肽鏈的高度規(guī)則的緊密排列方式因氫鍵及其他次級(jí)鍵的破壞而變成不規(guī)則的松散排列方式。2、引起蛋白質(zhì)變性的因素：①物理因素：

高溫、高壓、紫外線、電離輻射、超聲波、機(jī)械攪拌②化學(xué)因素：

強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、尿素、胍、重金屬鹽等。變性的因素及作用機(jī)制3120212021/10/10星期日①物理性質(zhì)：

旋光性改變，溶解度下降，結(jié)晶能力下降，沉降率升高，粘度升高，光吸收度增加等；②化學(xué)性質(zhì)：

官能團(tuán)反應(yīng)性增加，呈色反應(yīng)增強(qiáng)，易被蛋白酶水解。③生物學(xué)性質(zhì)：

原有生物學(xué)活性喪失，抗原性改變。

變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)改變3220212021/10/10星期日蛋白質(zhì)的熱變性與凝固作用2、蛋白質(zhì)的凝固作用天然蛋白質(zhì)變性后，變性蛋白質(zhì)分子互相凝集或相互穿插纏繞在一起的現(xiàn)象成為蛋白質(zhì)的凝固（coagulation）。凝固作用分兩個(gè)階段：首先是變性；其次失去規(guī)律性的肽鏈聚集纏繞在一起而凝固或結(jié)絮;3320212021/10/10星期日蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用

理論上：研究蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能,分子量測(cè)定,亞單位拆分；

生產(chǎn)生活中有利的一面：食品加工，消毒滅菌等；非蛋白生物物質(zhì)提取純化，終止酶促反應(yīng)；

生產(chǎn)生活中不利的一面：活性蛋白制品（酶、抗體）的分離提取和保存；3420212021/10/10星期日（1）鹽析—中性鹽沉淀

鹽溶作用鹽析作用

蛋白質(zhì)的鹽析3520212021/10/10星期日（1）鹽析定義：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，稱為鹽析（saltprecipitation）。作用機(jī)制:

中和電荷的同時(shí)破壞水化膜;蛋白質(zhì)的鹽析3620212021/10/10星期日常用的中性鹽：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析時(shí)，pH在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)處效果最好。鹽析沉淀蛋白質(zhì)通常不會(huì)引起蛋白質(zhì)的變性。優(yōu)點(diǎn)鹽析應(yīng)用舉例鹽析3720212021/10/10星期日四、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)1.雙縮脲反應(yīng)2.茚三酮反應(yīng)3.黃色反應(yīng)--芳香族氨基酸的特有反應(yīng)4.米倫氏反應(yīng)—酪氨酸的特有反應(yīng)3820212021/10/10星期日四、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)(一)茚三酮反應(yīng)(NinhydrinReaction)α-氨基酸與水化茚三酮(苯丙環(huán)三酮戊烴)作用時(shí)，產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng)。蛋白質(zhì)是由許多α-氨基酸組成的，故也呈此顏色反應(yīng)。

(二)雙縮脲反應(yīng)(BiuretReaction)

蛋白質(zhì)在堿性溶液中與硫酸銅作用呈現(xiàn)紫紅色，稱為雙縮脲反應(yīng)。凡分子中含有兩個(gè)以上－CO－NH－鍵的化合物，都呈此反應(yīng)。

(三)米倫反應(yīng)(MillonReaction)

蛋白質(zhì)溶液中加入米倫試劑(亞硝酸汞、硝酸汞及硝酸的混合液)，蛋白質(zhì)首先沉淀，加熱則變?yōu)榧t色沉淀。

此外，蛋白質(zhì)溶液還可與酚試劑、乙醛酸試劑、濃硝酸等發(fā)生顏色反應(yīng)。3920212021/10/10星期日四、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)4.黃色反應(yīng)--芳香族氨基酸的特有反應(yīng)濃硝酸與酪氨酸、色氨酸的反應(yīng)生成黃色化合物指甲、皮膚、毛發(fā)4020212021/10/10星期日[課堂鞏固練習(xí)題]1、為了鑒別某白色紡織物成分是蠶絲還是人造絲，最可行的方法是（）

（A）滴加濃硝酸（B）滴加濃硫酸（C）滴加酒精（D）灼燒

D4120212021/10/10星期日2、欲將蛋白質(zhì)從水中析出而又不改變它的性質(zhì)應(yīng)加入（）（A）甲醛溶液（B）CuSO4溶液（C）飽和Na2SO4溶液（D）濃硫酸C4220212021/10/10星期日3、下圖表示蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一部分，圖中A、B、C、D標(biāo)出了分子中不同的鍵，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生水解時(shí)，斷裂的鍵是（）C4320212021/10/10星期日4、能使蛋白質(zhì)從