chapt蛋白質(zhì)與核酸PPT課件

1、1第一節(jié)第一節(jié) 氨基酸氨基酸 一、一、 -氨基酸的分類和命名氨基酸的分類和命名 氨基酸是羧酸分子中碳鏈上的氫原子被氨基取代后的氨基酸是羧酸分子中碳鏈上的氫原子被氨基取代后的生成物。分子中生成物。分子中含有氨基和羧基兩種官能團(tuán)。含有氨基和羧基兩種官能團(tuán)。 氨基酸按分子中所含氨基酸按分子中所含NH2和和COOH的相對位置：的相對位置：RCHCOOHNH2氨基酸RCHCH2COOHNH2氨基酸RCHCH2CH2COOHNH2 氨基酸 在這些氨基酸中，與人類關(guān)系最為密切的是在這些氨基酸中，與人類關(guān)系最為密切的是-氨基酸氨基酸。第1頁/共54頁2有八種是人體所必需氨基酸（即人體本身不能合成的氨基酸）：有

2、八種是人體所必需氨基酸（即人體本身不能合成的氨基酸）：(CH3)2CHCHCOOHNH2纈氨酸(CH3)2CHCH2CHCOOHNH2亮氨酸CH3CH2CHCHCOOHNH2CH3異亮氨酸CH3CHCHCOOHNH2OH蘇氨酸CH3SCH2CH2CHCOOHNH2蛋氨酸H2NCH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2賴氨酸C6H5CH2CHCOOHNH2苯基丙氨酸NHCH2CHCOOHNH2色氨酸 水解（酶）蛋白質(zhì)氨基酸（約20種）第2頁/共54頁3 1. 中性氨基酸：分子中NH2和COOH的數(shù)目相等。如：這20多種-氨基酸又可分為：H2NCH2COOH甘氨酸 2. 堿性氨基酸：分子中NH2數(shù)

3、目 COOH數(shù)目。H2NCH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2賴氨酸第3頁/共54頁4 3. 酸性氨基酸： 分子中COOH數(shù)目 NH2 數(shù)目。如：NH2HOOCCH2CH2CHCOOH谷氨酸 氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 除甘氨酸外，所有的氨基酸分子的-碳原子都是手性碳原子，因而都具有旋光性。其構(gòu)型與甘油醛的關(guān)系是：第4頁/共54頁5 OHCHOCH2OHHD -甘油醛COOHRHNH2D -氨基酸COOHRHH2NL -氨基酸CHOCH2OHHHOL -甘油醛 蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸，其構(gòu)型均為L 型。 氨基酸構(gòu)型的標(biāo)記通常采用D/L命名法；而分子中手性碳原子的標(biāo)記則采用R/S命名法。SSRCOO

4、HCH3HH2NL -丙氨酸COOHCH3HH2NHOHL -蘇氨酸 絕大多數(shù) - 氨基酸的絕對構(gòu)型為 S 型。第5頁/共54頁6CH2COOHNH2氨基乙酸（甘氨酸）CH2(CH2)3CHCOOHNH2NH2HOOC(CH2)2CHCOOHNH22-氨基戊二酸（谷氨酸）CHCOOHNH2CH23-苯基-2-氨基丙酸 （苯丙氨酸）2,6-二氨基己酸（賴氨酸）第6頁/共54頁7 二、二、- - 氨基酸的物理性質(zhì)氨基酸的物理性質(zhì) - 氨基酸為白色結(jié)晶固體，具有較高熔點(diǎn)，其熔點(diǎn)約氨基酸為白色結(jié)晶固體，具有較高熔點(diǎn)，其熔點(diǎn)約為為200300 ，且大多數(shù)在熔化時分解。，且大多數(shù)在熔化時分解。 -氨基酸易

5、溶氨基酸易溶于水，略溶于甲醇、乙醇，難溶于乙醚、四氯化碳、苯等于水，略溶于甲醇、乙醇，難溶于乙醚、四氯化碳、苯等有機(jī)溶劑。除甘氨酸外有機(jī)溶劑。除甘氨酸外- 氨基酸都含有手性碳原子，因氨基酸都含有手性碳原子，因此具有旋光性。此具有旋光性。 - 氨基酸具有較高的熔點(diǎn)氨基酸具有較高的熔點(diǎn)因其以內(nèi)鹽的形式存在。因其以內(nèi)鹽的形式存在。1、兩性性質(zhì)和等電點(diǎn)、兩性性質(zhì)和等電點(diǎn) 氨基酸既含有氨基，可接受氨基酸既含有氨基，可接受H+，又含有羧基，可電離出，又含有羧基，可電離出H+，所以氨基酸具有酸堿兩性性質(zhì)。通常情況下，氨基，所以氨基酸具有酸堿兩性性質(zhì)。通常情況下，氨基酸以兩性離子的形式存在，氨基酸在溶液中存在

6、下列平衡：酸以兩性離子的形式存在，氨基酸在溶液中存在下列平衡：三、三、- - 氨基酸的化學(xué)性質(zhì)氨基酸的化學(xué)性質(zhì)第7頁/共54頁8H3NCHCOOROHHH2NCHCOOHROHH偶極離子H2N CH COOR氨基酸負(fù)離子H3N CHCOOHR氨基酸正離子pH=pIpHpIpHpI含義：含義：氨基酸都以偶極離子形式存在，所帶凈電荷為零，此時溶液的p值，叫做氨基酸的等電點(diǎn)(isoelectric point)，用pI表示。氨基酸的等電點(diǎn)不是中性點(diǎn)。氨基酸在等電點(diǎn)氨基酸在等電點(diǎn)時溶解度最小，易沉淀。時溶解度最小，易沉淀。第8頁/共54頁9O2NFNO2+CHRCOOH NaHCO3 室溫 乙醇O2N

7、NHNO2CHCOOHRH2N2、與、與2，4-二硝基氟苯（二硝基氟苯（DNFB）反應(yīng)）反應(yīng)在近中性和室溫條件下，在近中性和室溫條件下，- 氨基酸中游離的氨基與氨基酸中游離的氨基與2，4-二硝基氟苯反應(yīng)，生成黃色的二硝基氟苯反應(yīng)，生成黃色的2，4二硝基苯氨基酸二硝基苯氨基酸（簡稱（簡稱DNP-氨基酸）氨基酸）利用色譜法分離并與標(biāo)準(zhǔn)利用色譜法分離并與標(biāo)準(zhǔn)DNP-氨基酸比較，就可確定是氨基酸比較，就可確定是哪一種氨基酸。此法是由英國兩次諾貝爾獎哪一種氨基酸。此法是由英國兩次諾貝爾獎(1958年確定胰島素的分子結(jié)構(gòu)和1980年設(shè)計出一種測定DNA內(nèi)核苷酸排列順序的方法)獲得者桑格獲得者桑格爾首先提出

8、的，常用于肽鏈的爾首先提出的，常用于肽鏈的N-端分析。端分析。第9頁/共54頁10 - 氨基酸中游離的氨基可與亞硝酸反應(yīng)生氨基酸中游離的氨基可與亞硝酸反應(yīng)生成羥基酸，并放出氮?dú)?，根?jù)放出氮?dú)獾牧砍闪u基酸，并放出氮?dú)?，根?jù)放出氮?dú)獾牧靠捎嬎愠隹捎嬎愠? 氨基酸的含量。此法稱為范斯萊氨基酸的含量。此法稱為范斯萊克（克（Van Slyke）氨基測定法。脯氨酸不含游）氨基測定法。脯氨酸不含游離的氨基除外。離的氨基除外。RCHCOOHNH2+HNO2RCHCOOHOH+N2+ H203、與亞硝酸反應(yīng)、與亞硝酸反應(yīng)第10頁/共54頁11 氨基酸分子中氨基與甲醛發(fā)生親核加成反氨基酸分子中氨基與甲醛發(fā)生親核加

9、成反應(yīng)，生成應(yīng)，生成N，N-二羥甲基氨基酸，使氨基的堿二羥甲基氨基酸，使氨基的堿性消失，可用標(biāo)準(zhǔn)堿滴定，測定氨基酸的含量。性消失，可用標(biāo)準(zhǔn)堿滴定，測定氨基酸的含量。RCHCOOHNH2+HCHORCHCOOHN(CH2OH)24、與甲醛的反應(yīng)、與甲醛的反應(yīng)第11頁/共54頁125、氧化脫氨反應(yīng)、氧化脫氨反應(yīng)RCHCOOHNH2RCCOOHHNH2OORCCOOHHONH2NH3RCCOOHO-亞氨基酸-羥基-氨基酸-酮酸- 氨基酸中的氨基被氧化劑氧化，或在生物體內(nèi)酶的作氨基酸中的氨基被氧化劑氧化，或在生物體內(nèi)酶的作用下生成用下生成- 亞氨基酸，然后經(jīng)過水解、脫氨生成亞氨基酸，然后經(jīng)過水解、脫氨

10、生成- 酮酸。酮酸。 - 酮酸是生物體內(nèi)代謝的重要物質(zhì)。酮酸是生物體內(nèi)代謝的重要物質(zhì)。第12頁/共54頁136 6、配位反應(yīng)、配位反應(yīng)RCH COHNH2O+Cu2+CHROCONH2Cu2+ONH2CCH RO 氨基酸分子中的羧基可以與金屬成鹽，同時氨基氮氨基酸分子中的羧基可以與金屬成鹽，同時氨基氮上的未共用電子對可與某些金屬形成配位鍵，生成穩(wěn)定上的未共用電子對可與某些金屬形成配位鍵，生成穩(wěn)定的配合物。例如氨基酸與銅離子生成藍(lán)色結(jié)晶，可用于的配合物。例如氨基酸與銅離子生成藍(lán)色結(jié)晶，可用于分離或鑒定氨基酸。分離或鑒定氨基酸。第13頁/共54頁14一個氨基酸的羧基中的羥基與另一個氨基酸中的氨基一

11、個氨基酸的羧基中的羥基與另一個氨基酸中的氨基脫水，生成含有酰胺鍵的化合物。由兩個氨基酸分子脫水，生成含有酰胺鍵的化合物。由兩個氨基酸分子脫水形成的肽叫二肽，由三個氨基酸分子脫水形成的脫水形成的肽叫二肽，由三個氨基酸分子脫水形成的肽叫三肽，由多個氨基酸分子脫水形成的肽叫多肽。肽叫三肽，由多個氨基酸分子脫水形成的肽叫多肽。H2N CHCH3C+OOHH2N CHCH2COOH+H2N CH2COOHH2NCHCCH3ONHCHCH2CONHCH2COOH7 7、成肽反應(yīng)、成肽反應(yīng)將含有游離氨基的一端寫在左邊，叫將含有游離氨基的一端寫在左邊，叫N-端；含有游離羧基端；含有游離羧基的一端寫在右邊，的一

12、端寫在右邊，C-端。例如：端。例如：第14頁/共54頁15多肽的命名是以多肽的命名是以C-端的端的 氨基酸為母體，在母體氨基酸氨基酸為母體，在母體氨基酸名稱前按氨基酸的排列順序從名稱前按氨基酸的排列順序從N-端開始，依次加上氨基酸端開始，依次加上氨基酸殘基相應(yīng)的?；Q。例如殘基相應(yīng)的?；Q。例如：NH2CHCRNHCHRCOONHCHRCHOHNCHRCOOHN-端 C-端NH2CHCH2CHCOOHCOONHCHCH2SHCNHCH2COOH-谷氨酰半胱氨酰苷氨酸或-谷-半胱-苷肽（谷胱苷肽） 符號：GSH第15頁/共54頁16（2） 異硫氰酸酯法異硫氰酸酯法(或或Edman降解法降解法

13、) C6H5N=C=SNH2CHCONHR多肽+C6H5NHC多肽SNHCHRCONHpH7pH7CNCCHHNC6H5ORS+多肽異硫氰酸苯酯末端氨基與異硫氰酸酯中的碳進(jìn)行親核加成得到標(biāo)記的肽，小心水解，則末端氨基酸與標(biāo)記試劑環(huán)化，形成苯乙內(nèi)酰硫脲而從多肽鏈上分離，再與標(biāo)準(zhǔn)試劑比較，可確定哪種氨基酸。 肽鏈的肽鏈的N-端分析端分析（1 1）2,4-2,4-二硝基氟苯法二硝基氟苯法 第16頁/共54頁17 生物體中的許多激素也是多肽。（8個氨基酸組成的肽類激素 ） H2N-Gly-Leu-Pro-Cys-Asn-Gln-Ile-Tyr-Cys SS 牛催產(chǎn)素 H2N-Gly-Arg-Pro-C

14、ys-Asn-Gln-Phe-Tyr-Cys S S 增血壓素 第17頁/共54頁188、與茚三酮的反應(yīng)、與茚三酮的反應(yīng)CCOOCNCCCOO+RCHO+ CO2+H2O凡含有游離氨基的凡含有游離氨基的- 氨基酸都有此反應(yīng)，氨基酸都有此反應(yīng)，-、-氨基氨基酸無此反應(yīng)，該反應(yīng)用于酸無此反應(yīng)，該反應(yīng)用于-氨基酸（脯氨酸除外）的氨基酸（脯氨酸除外）的定性和定量分析。定性和定量分析。 - 氨基酸在弱酸溶液中與水合茚三酮共熱，經(jīng)氧化、氨基酸在弱酸溶液中與水合茚三酮共熱，經(jīng)氧化、脫氨、脫羧、縮合等反應(yīng)，生成醛，放出二氧化碳，同脫氨、脫羧、縮合等反應(yīng)，生成醛，放出二氧化碳，同時生成藍(lán)紫色物質(zhì)。時生成藍(lán)紫色物

15、質(zhì)。第18頁/共54頁199氨基酸中羧基與醇的反應(yīng)NH2R CH COOHH2O+C2H5OHHClR CH COOC2H5NH2干+10.脫羧反應(yīng) NH2+H2NCH2CH2CH2CH2CHCOOHH2NCH2CH2CH2CH2CH2NH2CO2 生物體內(nèi)的脫羧酶也能催化氨基酸的脫羧反應(yīng)，這是蛋白質(zhì)腐敗發(fā)臭的主要原因。 第19頁/共54頁20一、一、 蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類 蛋白質(zhì)的種類很多，常根據(jù)其組成、性質(zhì)、生理蛋白質(zhì)的種類很多，常根據(jù)其組成、性質(zhì)、生理功能和來源分類。功能和來源分類。第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)（1）簡單蛋白質(zhì)：只有）簡單蛋白質(zhì)：只有 氨基酸組成的蛋白質(zhì)。例氨基酸組成的

16、蛋白質(zhì)。例如白蛋白、球蛋白、谷蛋白等。如白蛋白、球蛋白、谷蛋白等。（2）結(jié)合蛋白：是由簡單蛋白和非蛋白兩部分組成。）結(jié)合蛋白：是由簡單蛋白和非蛋白兩部分組成。非蛋白部分稱為輔基，作為輔基的有脂類、糖類、磷非蛋白部分稱為輔基，作為輔基的有脂類、糖類、磷酸、色素、核酸、金屬離子等。它們與蛋白質(zhì)結(jié)合分酸、色素、核酸、金屬離子等。它們與蛋白質(zhì)結(jié)合分別組成脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、色蛋白、核蛋白、別組成脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、色蛋白、核蛋白、金屬蛋白等。金屬蛋白等。1、根據(jù)化學(xué)組成不同分類、根據(jù)化學(xué)組成不同分類第20頁/共54頁212、根據(jù)溶解性不同分類、根據(jù)溶解性不同分類（1）白蛋白：不溶于水和稀鹽酸，

17、加熱則凝固。）白蛋白：不溶于水和稀鹽酸，加熱則凝固。例如血清蛋白、卵清蛋白等。例如血清蛋白、卵清蛋白等。（2 2）球蛋白）球蛋白（3 3）醇溶蛋白）醇溶蛋白（4 4）谷蛋白：）谷蛋白：（5 5）組蛋白：）組蛋白：（6 6）精蛋白：）精蛋白：（7 7）硬蛋白）硬蛋白：第21頁/共54頁223 3、根據(jù)形狀不同分類、根據(jù)形狀不同分類（1 1）纖維狀蛋白：又稱結(jié)構(gòu)蛋白。多呈絲狀，多不）纖維狀蛋白：又稱結(jié)構(gòu)蛋白。多呈絲狀，多不溶于水，對蛋白質(zhì)水解酶有較強(qiáng)的抵抗作用。溶于水，對蛋白質(zhì)水解酶有較強(qiáng)的抵抗作用。（2 2）球狀蛋白：呈球狀或橢圓形，一般溶于水、?。┣驙畹鞍祝撼是驙罨驒E圓形，一般溶于水、稀酸、稀

18、堿稀鹽及乙醇溶液。如清蛋白、酪蛋白等。酸、稀堿稀鹽及乙醇溶液。如清蛋白、酪蛋白等。4 4、根據(jù)生理功能不同分類、根據(jù)生理功能不同分類（1 1）活性蛋白：具有生理活性。如：酶、激素、抗）活性蛋白：具有生理活性。如：酶、激素、抗體、收縮蛋白、運(yùn)輸?shù)鞍椎润w、收縮蛋白、運(yùn)輸?shù)鞍椎龋? 2）非活性蛋白：擔(dān)任生物的保護(hù)或支持作用，但）非活性蛋白：擔(dān)任生物的保護(hù)或支持作用，但本身不具有生物活性的蛋白。如清蛋白、酪蛋白、角本身不具有生物活性的蛋白。如清蛋白、酪蛋白、角蛋白等蛋白等第22頁/共54頁235 5、根據(jù)來源不同分類、根據(jù)來源不同分類 根據(jù)生物來源可分為植物蛋白、動物蛋白和微生根據(jù)生物來源可分為植物蛋

19、白、動物蛋白和微生物蛋白。微生物蛋白是將一些非蛋白物質(zhì)如烴類、醇類、物蛋白。微生物蛋白是將一些非蛋白物質(zhì)如烴類、醇類、纖維素類等，經(jīng)微生物作用轉(zhuǎn)化而成的單株細(xì)胞蛋白，纖維素類等，經(jīng)微生物作用轉(zhuǎn)化而成的單株細(xì)胞蛋白，這是近十年來新開發(fā)的蛋白資源之一。這是近十年來新開發(fā)的蛋白資源之一。蛋白質(zhì)中平均含氮量為蛋白質(zhì)中平均含氮量為16%，即每，即每100g蛋白質(zhì)平均含氮蛋白質(zhì)平均含氮約約16g。因此生物組織每。因此生物組織每1g氮就相當(dāng)于的蛋氮就相當(dāng)于的蛋白質(zhì)，此即蛋白質(zhì)系數(shù)。白質(zhì)，此即蛋白質(zhì)系數(shù)。 粗蛋白含量粗蛋白含量=氮含量氮含量第23頁/共54頁24 1、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)： -

20、 氨基酸按照一定的組成、一定的排列順序通過肽鍵連氨基酸按照一定的組成、一定的排列順序通過肽鍵連接而成的多肽鏈稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。接而成的多肽鏈稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。二、二、 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) N-端 C-端 Ile-Gly S S 21Asn Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys A 鏈 5 10 15 20 S S S S Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys B 鏈 25 30 35 4

21、0 Asn-Val-Phe Ala-Lys-Pro-Thr-Tyr-Phe-Phe-Gly-Arg-Glu-Gly 51 50 45 蛋白質(zhì)是由許多蛋白質(zhì)是由許多 - 氨基酸氨基酸通過肽鍵連接而成的生物高分通過肽鍵連接而成的生物高分子化合物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為研究方便，通常將蛋白質(zhì)的結(jié)子化合物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為研究方便，通常將蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分為四級。構(gòu)分為四級。第24頁/共54頁25蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象 肽鏈中酰胺部分在一個平面上（稱為肽平面或酰胺平面），與羰基及氨基相連的兩個基團(tuán)處于反式位置 第25頁/共54頁26 蛋白質(zhì)的多肽鏈借助于氫鍵進(jìn)行卷曲、盤旋蛋白質(zhì)的多肽鏈借助于氫鍵進(jìn)行卷曲、盤旋或折疊，形成特定

22、的空間構(gòu)象，稱為蛋白質(zhì)的二級或折疊，形成特定的空間構(gòu)象，稱為蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)重要有兩種形式，即結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)重要有兩種形式，即-螺螺旋和旋和-折疊片層結(jié)構(gòu)。折疊片層結(jié)構(gòu)。（1） -螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu) 多肽鏈繞中心軸線呈螺旋上升，多肽鏈繞中心軸線呈螺旋上升，每隔個氨基酸殘基螺旋上升一圈，每圈繞軸上升。每隔個氨基酸殘基螺旋上升一圈，每圈繞軸上升。螺旋體是通過鏈內(nèi)氫鍵維持其穩(wěn)定性，氫鍵的取向螺旋體是通過鏈內(nèi)氫鍵維持其穩(wěn)定性，氫鍵的取向幾乎與中心軸幾乎與中心軸 平行。平行。（2） -折疊結(jié)構(gòu)折疊結(jié)構(gòu) 兩條充分伸展的肽鏈相互平行兩條充分伸展的肽鏈相互平行或一條多肽鏈回折，通過分子

23、間氫鍵結(jié)合在一起就或一條多肽鏈回折，通過分子間氫鍵結(jié)合在一起就形成了蛋白質(zhì)的形成了蛋白質(zhì)的-折疊結(jié)構(gòu)折疊結(jié)構(gòu) 。有平行折疊和反平行折疊兩種。有平行折疊和反平行折疊兩種。2、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)第26頁/共54頁27 蛋白質(zhì)的-螺旋結(jié)構(gòu)每隔個每隔個氨基酸氨基酸殘基螺殘基螺旋上升旋上升一圈，一圈，每圈繞每圈繞軸上升軸上升第27頁/共54頁28 蛋白質(zhì)的-折疊結(jié)構(gòu)第28頁/共54頁29兩條或兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的肽鏈以非共價鍵結(jié)合而成特定的空間構(gòu)象，成為兩條或兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的肽鏈以非共價鍵結(jié)合而成特定的空間構(gòu)象，成為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。其中每一條肽鏈稱為亞基，亞基單獨(dú)存在并無生物活

24、性，只蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。其中每一條肽鏈稱為亞基，亞基單獨(dú)存在并無生物活性，只有聚合成四級結(jié)構(gòu)時才有完整的生物活性。并非所有的蛋白質(zhì)都有四級結(jié)構(gòu)。有聚合成四級結(jié)構(gòu)時才有完整的生物活性。并非所有的蛋白質(zhì)都有四級結(jié)構(gòu)。3、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過副鍵進(jìn)一步盤旋或折疊形成的更復(fù)雜的空間蛋白質(zhì)的多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過副鍵進(jìn)一步盤旋或折疊形成的更復(fù)雜的空間構(gòu)象，稱為蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)有纖維狀和球狀兩種。構(gòu)象，稱為蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)有纖維狀和球狀兩種。（1）纖維狀蛋白）纖維狀蛋白 幾條具有幾條具有-螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu) 的肽

25、鏈借助副鍵作用互相扭成繩索狀，有的肽鏈借助副鍵作用互相扭成繩索狀，有“螺螺旋的螺旋旋的螺旋”之稱。之稱。（2）球狀蛋白）球狀蛋白 蛋白質(zhì)多肽鏈折疊、卷曲成很不規(guī)則，但具有特定結(jié)構(gòu)的球形或橢圓蛋白質(zhì)多肽鏈折疊、卷曲成很不規(guī)則，但具有特定結(jié)構(gòu)的球形或橢圓形。形。4、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)第29頁/共54頁301 1、兩性性質(zhì)和等電點(diǎn)、兩性性質(zhì)和等電點(diǎn) 由于蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的因此蛋白質(zhì)和氨基由于蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的因此蛋白質(zhì)和氨基酸一樣具有兩性性質(zhì)和等電點(diǎn)。酸一樣具有兩性性質(zhì)和等電點(diǎn)。PrNH2COOHPrNH3COO+-PrNH2COO-PrNH3COOH+正 離 子PH PI兩

26、 性 離 子PH PI負(fù) 離 子PH PIOH-OH-H+H+三、三、 蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時溶解度最小，利用此性質(zhì)，可以分離蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時溶解度最小，利用此性質(zhì)，可以分離和純化蛋白質(zhì)。和純化蛋白質(zhì)。第30頁/共54頁312 2、水解反應(yīng)、水解反應(yīng) 蛋白質(zhì)在酸或堿的催化下可以徹底水解，生成蛋白質(zhì)在酸或堿的催化下可以徹底水解，生成-氨基酸的混合物。若在酶的催化下逐步水解，可以得氨基酸的混合物。若在酶的催化下逐步水解，可以得到示、胨、多肽、等一系列摩爾質(zhì)量逐漸減小的中間到示、胨、多肽、等一系列摩爾質(zhì)量逐漸減小的中間產(chǎn)物。產(chǎn)物。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)示示胨胨多肽多肽二肽二肽 - -氨基酸

27、氨基酸3、膠體性質(zhì)、膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)是生物高分子化合物，分子顆粒的直蛋白質(zhì)是生物高分子化合物，分子顆粒的直徑在徑在1100nm之間，具有膠體溶液的特性，如布之間，具有膠體溶液的特性，如布朗運(yùn)動、丁鐸爾現(xiàn)象、不能透過半透膜朗運(yùn)動、丁鐸爾現(xiàn)象、不能透過半透膜等。等。第31頁/共54頁32 （1 1）、可逆沉淀）、可逆沉淀 在蛋白質(zhì)溶液中加入中性鹽，在蛋白質(zhì)溶液中加入中性鹽，既能中和蛋白質(zhì)膠粒所帶的電荷，又能破壞蛋白質(zhì)的既能中和蛋白質(zhì)膠粒所帶的電荷，又能破壞蛋白質(zhì)的水化膜，使蛋白質(zhì)成為裸露的粒子，相互凝聚而沉淀。水化膜，使蛋白質(zhì)成為裸露的粒子，相互凝聚而沉淀。這個過程叫鹽析。若加入大量的水，蛋白質(zhì)又

28、重新溶這個過程叫鹽析。若加入大量的水，蛋白質(zhì)又重新溶解。因此鹽析作用是可逆沉淀?？赡娉恋淼牡鞍踪|(zhì)結(jié)解。因此鹽析作用是可逆沉淀?？赡娉恋淼牡鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生改變?nèi)员３衷瓉淼纳砘钚?。?gòu)基本不發(fā)生改變?nèi)员３衷瓉淼纳砘钚浴? 4、蛋白質(zhì)的沉淀、蛋白質(zhì)的沉淀在蛋白質(zhì)溶液中加入適當(dāng)?shù)脑噭?，破壞蛋白質(zhì)的水化在蛋白質(zhì)溶液中加入適當(dāng)?shù)脑噭?，破壞蛋白質(zhì)的水化膜或中和蛋白質(zhì)分子表面的電荷，蛋白質(zhì)就會沉淀下膜或中和蛋白質(zhì)分子表面的電荷，蛋白質(zhì)就會沉淀下來。蛋白質(zhì)的沉淀分為可逆沉淀和不可逆沉淀。來。蛋白質(zhì)的沉淀分為可逆沉淀和不可逆沉淀。第32頁/共54頁33與有機(jī)溶劑作用與有機(jī)溶劑作用 某些水溶性有機(jī)溶劑如乙醇、

29、丙某些水溶性有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮等，由于與水有較強(qiáng)的水化作用，能破壞蛋白質(zhì)表酮等，由于與水有較強(qiáng)的水化作用，能破壞蛋白質(zhì)表面的水化膜，可使蛋白質(zhì)沉淀下來。在低溫及短時間面的水化膜，可使蛋白質(zhì)沉淀下來。在低溫及短時間內(nèi)，這種沉淀是可逆的。但當(dāng)作用時間較長或溫度較內(nèi)，這種沉淀是可逆的。但當(dāng)作用時間較長或溫度較高時，有機(jī)溶劑可滲入蛋白質(zhì)內(nèi)部破壞其空間結(jié)構(gòu)的高時，有機(jī)溶劑可滲入蛋白質(zhì)內(nèi)部破壞其空間結(jié)構(gòu)的副鍵，形成不可逆沉淀。副鍵，形成不可逆沉淀。（2 2）、不可逆沉淀）、不可逆沉淀 不可逆沉淀是指沉淀出來的蛋白不可逆沉淀是指沉淀出來的蛋白質(zhì)分子，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的改變，蛋白質(zhì)已失去其質(zhì)分子，內(nèi)部結(jié)構(gòu)

30、發(fā)生了較大的改變，蛋白質(zhì)已失去其原來的生物活性，即使沉淀因素消失后，沉淀也不會重原來的生物活性，即使沉淀因素消失后，沉淀也不會重新溶解。新溶解。第33頁/共54頁34與重金屬鹽作用與重金屬鹽作用 重金屬鹽如汞鹽、鉛鹽、銀鹽等重金屬鹽如汞鹽、鉛鹽、銀鹽等在堿性溶液中與蛋白質(zhì)負(fù)離子結(jié)合形成難溶性鹽，可在堿性溶液中與蛋白質(zhì)負(fù)離子結(jié)合形成難溶性鹽，可使蛋白質(zhì)沉淀。這種沉淀不再溶于水，是不可逆沉淀。使蛋白質(zhì)沉淀。這種沉淀不再溶于水，是不可逆沉淀。PrNH2COO-+Ag+PrNH2COOAgPrNH3COOH+ Cl3COO-PrNH2COOH+OOCCCl3+-與生物堿試劑作用與生物堿試劑作用 生物堿

31、試劑多為酸性化合物，如生物堿試劑多為酸性化合物，如三氯乙酸、苦味酸、鞣酸、磷鎢酸等，能與蛋白質(zhì)正離子三氯乙酸、苦味酸、鞣酸、磷鎢酸等，能與蛋白質(zhì)正離子結(jié)合形成難溶物，也使蛋白質(zhì)產(chǎn)生不可逆沉淀。結(jié)合形成難溶物，也使蛋白質(zhì)產(chǎn)生不可逆沉淀。第34頁/共54頁35 蛋白質(zhì)因受物理或化學(xué)因素的影響，改變了其分子蛋白質(zhì)因受物理或化學(xué)因素的影響，改變了其分子內(nèi)部的特有結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致理化性質(zhì)改變，生理活性喪失內(nèi)部的特有結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致理化性質(zhì)改變，生理活性喪失的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。 （1 1）、蛋白質(zhì)變性的因素）、蛋白質(zhì)變性的因素 物理因素：干燥、高溫、高壓、紫外線、超聲波、物理因素：干燥、高

32、溫、高壓、紫外線、超聲波、X-X-射線、劇烈振蕩和攪拌等。射線、劇烈振蕩和攪拌等。 化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、重金屬鹽、生化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、重金屬鹽、生物堿試劑、表面活性劑等。物堿試劑、表面活性劑等。 （2 2）、蛋白質(zhì)變性的特征：生物活性喪失，溶解度）、蛋白質(zhì)變性的特征：生物活性喪失，溶解度降低，黏度增加，易被水解。降低，黏度增加，易被水解。5 5、蛋白質(zhì)的變性、蛋白質(zhì)的變性第35頁/共54頁366 6、蛋白質(zhì)的顯色反應(yīng)、蛋白質(zhì)的顯色反應(yīng)反應(yīng)名稱試劑現(xiàn)象反應(yīng)基團(tuán)使用范圍茚三酮反應(yīng)水合茚三酮試劑藍(lán)紫游離氨基氨基酸，蛋白質(zhì)，多肽二縮脲反應(yīng)稀堿，稀硫酸銅溶液紫紅二個以上肽鍵多肽

33、，蛋白質(zhì)黃蛋白反應(yīng)濃硝酸、加熱、稀NaOH黃橙黃苯基含苯基結(jié)構(gòu)的多肽及蛋白質(zhì)米隆反應(yīng)米隆試劑*、加熱 白肉紅 酚基 含酚基的多肽及蛋白質(zhì) 乙醛酸反應(yīng)乙醛酸試劑、濃硫酸紫色環(huán)吲哚基含吲哚基多肽及蛋白質(zhì)第36頁/共54頁37 生物體內(nèi)的核酸按其組成不同分為兩類：核糖核酸生物體內(nèi)的核酸按其組成不同分為兩類：核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（）和脫氧核糖核酸（DNA）。）。RNA主要存在于細(xì)主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，其主要功能是控制蛋白質(zhì)的合成；胞質(zhì)中，其主要功能是控制蛋白質(zhì)的合成；DNA主要存主要存在于細(xì)胞核中，其功能是負(fù)責(zé)儲存和傳遞遺傳信息。在于細(xì)胞核中，其功能是負(fù)責(zé)儲存和傳遞遺傳信息。第三節(jié)第三節(jié) 核

34、酸核酸一、一、 核酸的組成核酸的組成1、核酸的元素組成、核酸的元素組成 核酸主要由核酸主要由C、H、O、N、P五種五種元素組成（個別核酸含有微量元素組成（個別核酸含有微量S），），N、P含量較高，分別含量較高，分別為為15%16%和和9%10%。其中。其中P的含量比較穩(wěn)定，平均的含量比較穩(wěn)定，平均含量約為含量約為9.5%，即核酸樣品中每克磷的存在就相當(dāng)于樣，即核酸樣品中每克磷的存在就相當(dāng)于樣品中含品中含100的核酸，稱為核酸系數(shù)。的核酸，稱為核酸系數(shù)。第37頁/共54頁38 核酸完全水解生成戊糖、含氮堿及磷酸的混合物。核酸完全水解生成戊糖、含氮堿及磷酸的混合物。核酸逐步水解的過程如下：核酸逐步

35、水解的過程如下：核酸（多核苷酸）單核苷酸磷酸核苷戊糖含氮堿不同的核酸所含戊糖和含氮堿不同。不同的核酸所含戊糖和含氮堿不同。2、核酸的化學(xué)組成、核酸的化學(xué)組成第38頁/共54頁39類 別RNADNA戊 糖-D-核糖-D-2-脫氧核糖含氮堿嘧啶堿尿嘧啶 胞嘧啶胸腺嘧啶 胞嘧啶嘌呤堿腺嘌呤 鳥嘌 呤腺嘌呤 鳥嘌呤磷 酸H3PO4H3PO4 RNA與與DNA在化學(xué)組成上的異同在化學(xué)組成上的異同第39頁/共54頁40 核苷是由核苷是由-D-核糖或核糖或-D-2-脫氧核糖與含氮堿脫脫氧核糖與含氮堿脫水縮合而成的水縮合而成的-含氮糖苷。戊糖與堿基之間的含氮糖苷。戊糖與堿基之間的-糖苷糖苷鍵總是由糖的半縮醛羥

36、基與嘌呤堿中鍵總是由糖的半縮醛羥基與嘌呤堿中9位或嘧啶堿位或嘧啶堿1位位氮原子上的氫脫水縮合而成。核糖中的碳原子的編號氮原子上的氫脫水縮合而成。核糖中的碳原子的編號都帶有都帶有“”以區(qū)別于堿基中的原子編號。以區(qū)別于堿基中的原子編號。 二、核苷二、核苷第40頁/共54頁41名稱名稱 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)縮寫縮寫名稱名稱結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)縮寫縮寫腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷 腺腺苷苷（A） 鳥鳥嘌嘌呤呤核核苷苷 鳥鳥苷苷（G） 胞胞嘧嘧啶啶核核苷苷 胞胞苷苷（C） 尿尿嘧嘧啶啶核核苷苷 尿尿苷苷（U） NNNNNH2OOHOHHHHHHONHNNONH2NOOHOHHHHHHONNH2ONOOHOHHHHHHONHOONOOH

37、OHHHHHHORNA中脫氧核糖核苷的結(jié)構(gòu)、名稱和縮寫中脫氧核糖核苷的結(jié)構(gòu)、名稱和縮寫第41頁/共54頁42DNA中脫氧核糖核苷的結(jié)構(gòu)、名稱和縮寫中脫氧核糖核苷的結(jié)構(gòu)、名稱和縮寫名稱名稱 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 縮寫縮寫名稱名稱 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 縮寫縮寫腺嘌腺嘌呤脫呤脫氧核氧核苷苷脫氧腺脫氧腺苷苷（dA）鳥嘌鳥嘌呤脫呤脫氧核氧核苷苷脫氧鳥脫氧鳥苷苷（dG）胞嘧胞嘧啶脫啶脫氧核氧核苷苷脫氧胞脫氧胞苷苷（dC）胸腺胸腺嘧啶嘧啶脫氧脫氧核苷核苷脫氧胸脫氧胸苷苷（dT）NNNNNH2OHOHHHHHHONHNNONH2NOHOHHHHHHONNH2ONOHOHHHHHHONHOONOHOHHHHHHOH3C第42頁/共5

38、4頁43 作為核酸結(jié)構(gòu)單元的單核苷酸簡稱核苷酸，是有作為核酸結(jié)構(gòu)單元的單核苷酸簡稱核苷酸，是有核苷戊糖核苷戊糖3或或5位的羥基與磷酸脫水形成的磷酸酯。位的羥基與磷酸脫水形成的磷酸酯。由核糖核苷與磷酸生成的酯叫核糖核苷酸，由脫氧核由核糖核苷與磷酸生成的酯叫核糖核苷酸，由脫氧核糖核苷生成的磷酸酯叫脫氧核糖核苷酸。例如由戊糖糖核苷生成的磷酸酯叫脫氧核糖核苷酸。例如由戊糖的的5-位羥基與磷酸形成的酯是核苷酸的單體。位羥基與磷酸形成的酯是核苷酸的單體。NNH2ONOHOHHHHHOPHOOHONNNNNH2OHOHHHHHOPHOOHO5-脫氧胞苷酸（脫氧胞苷酸（5-dCMP） 三、單核苷酸三、單核苷酸

39、5-脫氧腺苷酸（脫氧腺苷酸（5-dAMP）第43頁/共54頁44RNA和和DNA的核苷酸單體按對應(yīng)的核苷各有四種。的核苷酸單體按對應(yīng)的核苷各有四種。常見的常見的5 -核苷酸之名稱、縮寫見表核苷酸之名稱、縮寫見表13-4。 RNA和和DNA中的中的5 -核苷酸單體核苷酸單體 RNA DNA5 -腺苷酸 5 -AMP5 -鳥苷酸 5 -GMP5 -胞苷酸 5 -CMP5 -尿苷酸 5 -UMP5 -脫氧腺苷酸 5 -dAMP5 -脫氧鳥苷酸 5 -dGMP5 -脫氧胞苷酸 5 -dCMP5 -脫氧胸腺苷酸 5 -dTMP此外生物體中還存在多個磷酸的單核苷酸，如腺苷此外生物體中還存在多個磷酸的單核苷

40、酸，如腺苷二磷酸（二磷酸（ADP）和腺苷三磷酸（）和腺苷三磷酸（ATP）第44頁/共54頁45式中式中表示高能磷酸鍵。普通磷酸鍵表示高能磷酸鍵。普通磷酸鍵PO斷裂時放出斷裂時放出能量，而高能磷酸鍵能量，而高能磷酸鍵PO可放出的能量。當(dāng)生物代謝可放出的能量。當(dāng)生物代謝時依靠生成這種高能磷酸鍵來貯存能量，當(dāng)生命活動時依靠生成這種高能磷酸鍵來貯存能量，當(dāng)生命活動中需要能量時，則高能磷酸鍵斷裂，儲存的能量被釋中需要能量時，則高能磷酸鍵斷裂，儲存的能量被釋放出來。放出來。NNNNNH2OOHOHHHHHOPOOHOpPHOOHOHOO第45頁/共54頁46 核酸是由許多單核苷酸通過核酸是由許多單核苷酸通

41、過3 3 - -位和位和5 5 - -位的位的磷酸二酯鍵連接而成的多核苷酸鏈。磷酸二酯鍵連接而成的多核苷酸鏈。CH2HHOHHHOCH2HHOHHHOCH2HHOHHHOCH2HHOHHHOOPOOOHOPOOOHOPOOOHOPOOOHNNNNNH2NNNH2ONHNNNONH2NHNOO53端端腺苷酸胞苷酸鳥苷酸脲苷酸ACGU四、核酸的一級結(jié)構(gòu)四、核酸的一級結(jié)構(gòu)第46頁/共54頁47RNA或或DNA中的多核苷酸鏈，都按上圖方式表示，顯中的多核苷酸鏈，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。然太繁復(fù)了，所以現(xiàn)在都用簡化了的示意法來表示。國際上廣泛采用垂直線表示戊糖基，國際上廣泛采用垂直線表示戊糖基，P表示磷酸基，表示磷酸基，從垂直線上畫出的斜線表示在戊糖從垂直線上畫出的斜線表示在戊糖3-和和5-之間的磷酸之間的磷酸二酯鍵。如下圖所示：二酯鍵。如下圖所示：PPOHPOHPOHPOHACGU53253PPHPHPHPH53253R1R2R3R4RNADNA鏈簡化圖鏈簡化圖第47頁/共54頁48 核酸和蛋白質(zhì)一樣，它的結(jié)構(gòu)不僅涉及單核苷酸核酸和蛋白質(zhì)一樣，它的結(jié)構(gòu)不僅涉及單核苷酸的堿基排列順序、種類和數(shù)目，也有三維空間的構(gòu)