氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件

1、第十四章 氨基酸 蛋白質(zhì) 核酸 第一節(jié)： 氨基酸 第二節(jié)：多肽 第三節(jié)：蛋白質(zhì) 第四節(jié)：核酸第十四章 氨基酸 蛋白質(zhì) 核酸 第一節(jié)： 氨基酸第一節(jié) 氨基酸一、氨基酸的分類、命名和構(gòu)型1、分類：化學(xué)結(jié)構(gòu)鏈狀氨基酸碳環(huán)氨基酸雜環(huán)氨基酸氨基和羧基數(shù)目中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸第一節(jié) 氨基酸一、氨基酸的分類、命名和構(gòu)型化學(xué)結(jié)構(gòu)鏈狀氨基2、氨基酸的命名以羧酸為母體，氨基作為取代基，以阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母標(biāo)示氨基位次。俗名、中文、英文縮寫符號蛋白質(zhì)水解：20余種-氨基酸必需氨基酸2、氨基酸的命名氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件 20種氨基酸 20種氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件3、氨基酸的構(gòu)型除甘氨酸外，氨基酸均含有

2、一個手性-碳原子，因此都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)。氨基酸的構(gòu)型常用D、L標(biāo)記法。常見氨基酸都是L型的。常用以下通式表示： 3、氨基酸的構(gòu)型除甘氨酸外，氨基酸均含有一個手性-碳原子，二、 氨基酸的性質(zhì)（一） 氨基酸的離解性質(zhì)：兩性與等電點氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。1、兩性二、 氨基酸的性質(zhì)（一） 氨基酸的離解性質(zhì)：兩性與等電點氨基在不同的pH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。凈電荷 +1 0 -1

3、正離子 兩性離子 負離子 等電點PI在不同的pH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。2、氨基酸的等電點當(dāng)溶液濃度為某一pH值時，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為0。這一pH值即為氨基酸的等電點，簡稱pI。在等電點時，氨基酸既不向正極也不向負極移動，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。氨基酸在堿式電離和酸式電離程度相等時的pH值稱為氨基酸的等電點，用pI表示。2、氨基酸的等電點當(dāng)溶液濃度為某一pH值時，氨基酸分子中所含 側(cè)鏈不含離解基團的中性氨基酸，其等電點是它的pK1和pK2的算術(shù)平均值：pI = (pK1 + pK2 )/2 同樣，對于側(cè)鏈含有可解離基團的氨基酸，其pI

4、值也決定于兩性離子兩邊的pK值的算術(shù)平均值。 酸性氨基酸：pI = (pK1 + pKR-COO- )/2 堿性氨基酸：pI = (pK2 + pKR-NH2 )/2 側(cè)鏈不含離解基團的中性氨基酸，其等電點是它的pK1和（二）與亞硝酸反應(yīng)范思萊克（Van Slyke)氨基測定法（二）與亞硝酸反應(yīng)（三）與茚三酮反應(yīng)-氨基酸反應(yīng)顯紫色茚三酮的還原產(chǎn)物羅曼氏紫(藍紫色)（三）與茚三酮反應(yīng)茚三酮的還原產(chǎn)物羅曼氏紫(藍紫色)(四)受熱反應(yīng)1、-氨基酸受熱脫水交酰胺(二酮吡嗪)H+或OH-(四)受熱反應(yīng)1、-氨基酸受熱脫水交酰胺(二酮吡嗪)H+或2、-氨基酸受熱脫氨 、-不飽和酸3、-氨基酸受熱脫氨2、-

5、氨基酸受熱脫氨 、-不飽和酸3、-氨基酸受熱脫4、氨基與羧基相隔5個或5個以上C原子氨基酸 受熱分子間脫水尼龍4、氨基與羧基相隔5個或5個以上C原子氨基酸尼龍第二節(jié) 多肽一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。一、多肽的結(jié)構(gòu) 由兩個氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個氨基酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。第二節(jié) 多肽一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基之間失水形氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序通常在多肽鏈的一端含有一個游離的-氨基，稱為氨基端或N-端；在另一端含有一個游離的-

6、羧基，稱為羧基端或C-端。在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以C-端氨基酸殘基為終點的排列順序。如上述五肽可表示為： Ser-Val-Tyr-Asp-Gln絲-纈-酪-天-谷酰氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以C-端氨基酸殘基為 肽鍵肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共軛作用。組成肽鍵的原子處于同一平面。 肽鍵肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共軛作用肽鍵肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在。肽鍵肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。二、多肽的命

7、名以含有完整羧基的氨基酸為母體（即C端），從另一端（即N端）開始，將形成肽鍵的氨基酸的“酸”字改為“?！弊郑来瘟性谀阁w名稱之前。簡稱GSH二、多肽的命名以含有完整羧基的氨基酸為母體（即C端），從另一天然存在的重要多肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽。如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。天然存在的重要多肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO- Met-腦啡肽 +H3N-Tyr-Gly-Gly-

8、Phe-Leu-COO- Leu-腦啡肽 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-Val L-Orn L-Orn L-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leu 短桿菌肽S(環(huán)十肽)由細菌分泌的多肽，有時也都含有D-氨基酸和一些不常見氨基酸，如鳥氨酸（Ornithine, 縮寫為 Orn）。 第三節(jié) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)存在于所有的生物細胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動過程。Protein第三節(jié) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)存在于所有的生物細胞中，是構(gòu)成生物體最木瓜蛋白酶（組織蛋白酶）木瓜蛋白

9、酶（組織蛋白酶）一、蛋白質(zhì)的組成和分類蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為： 碳 50- 55% 氫 6- 7.3% 氧 19% - 24 氮 13% - 19% 硫 0 - 4 其他 微 量一、蛋白質(zhì)的組成和分類蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物，除含有碳、(一)蛋白質(zhì)的含氮量氮占生物組織中所有含氮物質(zhì)的絕大部分。因此，可以將生物組織的含氮量近似地看作蛋白質(zhì)的含氮量。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于16%,即每克氮相當(dāng)于6.25克蛋白質(zhì),6.25稱為蛋白質(zhì)系數(shù)。所以，可以根據(jù)生

10、物樣品中的含氮量來計算蛋白質(zhì)的大概含量： 蛋白質(zhì)含量（克%）= 每克生物樣品中含氮的克數(shù) 6.25(一)蛋白質(zhì)的含氮量氮占生物組織中所有含氮物質(zhì)的絕大部分。因（二）蛋白質(zhì)的分類1、根據(jù)形狀分類按照蛋白質(zhì)的外形可分為球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)。（1）球狀蛋白質(zhì)：globular protein 外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。（2）纖維狀蛋白質(zhì)：fibrous protein 分子類似纖維或細棒。它又可分為可溶性纖維狀蛋白質(zhì)和不溶性纖維狀蛋白質(zhì)。（二）蛋白質(zhì)的分類2、依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類按照蛋白質(zhì)的組成，可以分為簡單蛋白(simple protein) 和結(jié)合

11、蛋白(conjugated protein) 2、依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類按照蛋白質(zhì)的組成，可以分為二、 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽(polypeptide)鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。蛋白質(zhì)與多肽并無嚴(yán)格的界線，通常是將分子量在10000以上的多肽稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大.二、 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽(polypept（一） 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)(Primary structure)指蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連接方式和排列順序。包括組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目.多肽鏈的氨基酸順序，以及多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，

12、它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。（一） 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)(Primary s拆分多肽鏈間的二硫鍵拆分多肽鏈間的二硫鍵 （二）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(Secondary)結(jié)構(gòu)是指肽鏈的主鏈在空間的排列。它只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。主要有-螺旋、-折疊。 （二）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(Secondary)結(jié)（1）-螺旋在-螺旋中肽平面的鍵長和鍵角一定；肽鍵的原子排列呈反式構(gòu)型；相鄰的肽平面構(gòu)成兩面角；（1）-螺旋在-螺旋中肽平面的鍵長和鍵角一定；多肽鏈中的各個肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為0.54nm,含3.6個氨基酸殘

13、基；兩個氨基酸之間的距離為0.15nm;肽鏈內(nèi)形成氫鍵，氫鍵的取向幾乎與軸平行，第一個氨基酸殘基的酰胺基團的-CO基與第四個氨基酸殘基酰胺基團的-NH基形成氫鍵。蛋白質(zhì)分子為右手-螺旋。多肽鏈中的各個肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋一周，-螺旋-螺旋-折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構(gòu)象。在-折疊中，-碳原子總是處于折疊的角上，氨基酸的R基團處于折疊的棱角上并與棱角垂直，兩個氨基酸之間的軸心距為0.35nm。（2）-折疊-折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間的-折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；也

14、可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。-折疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈的N-端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。-折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；也可以在同一肽氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件（三）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(Tertiary Structure)是指在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，多肽鏈通過副鍵或范德華力在空間進一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要有氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等。尤其是疏水鍵，在蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)中起著重要作用。（三）蛋

15、白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(Tertiary S氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件（四）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)由多條各自具有一、二、三級結(jié)構(gòu)的肽鏈(亞基)通過非共價鍵聚合成一定空間構(gòu)型的聚合體,這種空間構(gòu)象稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)包括:各個亞基在這些蛋白質(zhì)中的空間排列方式及亞基之間的相互作用關(guān)系。（四）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)由多條各自具有一、二、三級結(jié)構(gòu)的肽鏈(三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)與多肽一樣，能夠發(fā)生兩性離解，也有等電點。在等電點時，蛋白質(zhì)的溶解度最小，在電場中不移動。在不同的pH環(huán)境下，蛋白質(zhì)的電學(xué)性質(zhì)不同。在等電點偏酸性溶液中，蛋白質(zhì)粒子帶負電荷，在電場中向正極移動；在等電點偏堿性溶液中，蛋白質(zhì)粒子帶正電荷，在電

16、場中向負極移動。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)電泳。（一）兩性電離與等電點三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)與多肽一樣，能夠發(fā)生兩性離解，也有等電（二）鹽析少量的鹽能促進蛋白質(zhì)的溶解，但加入鹽溶液達到一定濃度時，蛋白質(zhì)溶解度開始降低并逐漸從溶液中析出，這種作用稱為鹽析。析出的蛋白質(zhì)加水稀釋后仍能溶解，并不影響原來蛋白質(zhì)的性質(zhì)。多次鹽析和溶解可以分離提純蛋白質(zhì)。（二）鹽析少量的鹽能促進蛋白質(zhì)的溶解，但加入鹽溶液達到一定濃某些物理或化學(xué)因素，能夠破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致生理活性喪失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。引起變性的主要因素是熱、紫外光、激烈的攪拌以及強酸和強堿等。臨床上解救重金屬(Cu2+P

17、b2+Hg2+)中毒，服用生雞蛋、牛奶或豆?jié){；用酒精、蒸煮、高壓和紫外線消毒殺菌；利用蛋白質(zhì)受熱凝固來檢驗?zāi)蛞褐械牡鞍踪|(zhì)。（三）變性某些物理或化學(xué)因素，能夠破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，引起蛋白質(zhì)理化縮二脲反應(yīng)：蛋白質(zhì)在堿性溶液中與微量的硫酸銅溶液反應(yīng)呈現(xiàn)紫紅色。黃蛋白反應(yīng)：在蛋白質(zhì)溶液中加入濃硝酸就會有白色沉淀，加熱沉淀變黃色，冷卻后堿化，沉淀變橙色，這個反應(yīng)稱為黃蛋白反應(yīng)。茚三酮反應(yīng)：同氨基酸，生成藍紫色化合物米隆反應(yīng)：在蛋白質(zhì)溶液中加入米隆試劑(汞和亞汞的硝酸及亞硝酸鹽的混合物)，再加熱，沉淀變成磚紅色。（四）顏色反應(yīng)縮二脲反應(yīng)：蛋白質(zhì)在堿性溶液中與微量的硫酸銅溶液反應(yīng)呈現(xiàn)紫紅第四節(jié) 核酸Nuc

18、leic Acid第四節(jié) 核酸Nucleic Acid核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機體不可缺少的組成部分。核酸是生命遺傳信息的攜帶者和傳遞者，它不僅對于生命的延續(xù)，生物物種遺傳特性的保持，生長發(fā)育，細胞分化等起著重要的作用，而且與生物變異，如腫瘤、遺傳病、代謝病等也密切相關(guān)。因此，核酸是現(xiàn)代生物化學(xué)、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)之一。核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機體不可缺少的組成部分。一、核酸的水解核酸水解核苷酸水解磷酸核苷水解戊糖雜環(huán)堿一、核酸的水解核酸水解核苷酸水解磷酸核苷水解戊糖雜環(huán)堿RNADNA含氮雜環(huán)堿（堿基）胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)戊糖D-核糖D-2-脫氧核糖磷酸H3PO4H3PO4RNADNA含氮雜環(huán)堿（堿基）胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胞嘧啶二、核酸的化學(xué)組成核酸所含主要元素有C.H.O.N.P等，各種核酸分子含P均為