蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)課件

1、蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/52第一節(jié)概述生物學(xué)功能元素組成蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/32第一節(jié)概述生物學(xué)功能蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)2022/10/53一、蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能1.催化功能2.調(diào)節(jié)功能 3. 運(yùn)動(dòng)功能 4. 運(yùn)輸和跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能5. 保護(hù)和防御功能 6. 信息傳遞與識(shí)別功能 7. 貯存功能 8. 結(jié)構(gòu)功能 蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/33一、蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)2022/10/54二、蛋白質(zhì)的元素組成含量% ： 5055 67 2023 1517 0.33 微量或無(wú) 元素組成 ： C H O N S 其它

2、蛋白質(zhì)中N是特征元素，且含量恒定，為16%左右 每克樣品含氮量6.25=樣品蛋白質(zhì)含量（克）。凱氏（Kjedahl）定氮法的理論基礎(chǔ)其他微量元素：P、Fe、Cu、Mn、Zn、Co、Mo、I 等。 蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/34二、蛋白質(zhì)的元素組成含量% ： 5052022/10/55三、蛋白質(zhì)的水解1.酸水解 特點(diǎn)：酸水解不引起氨基酸的消旋，缺點(diǎn):但Trp完全被破壞，Ser和Thr部分破壞，Asn和Gln的酰胺基被水解2.堿水解 特點(diǎn)：堿水解使氨基酸消旋，許多氨基酸被破壞，但色氨酸不被破壞。Arg可脫氨生成鳥(niǎo)氨酸及尿素。常用于測(cè)定色氨酸含量3.酶水解 酶水解既不破壞氨基酸，也不引起

3、消旋。但酶水解時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)不完全蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/35三、蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/56第二節(jié)：氨基酸一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類二、氨基酸的性質(zhì)蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/36第二節(jié)：氨基酸一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類蛋白2022/10/57（一）基本結(jié)構(gòu)：L氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.都是L-氨基酸（除脯氨酸外）2. R側(cè)鏈不同3.天然氨基酸都是L-構(gòu)型的，（與標(biāo)準(zhǔn)甘油醛的構(gòu)型參照得出的）。蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/37（一）基本結(jié)構(gòu)：L氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：2022/10/58（二）氨基酸的分類1.常見(jiàn)的蛋白質(zhì)氨基酸2.不常見(jiàn)蛋白質(zhì)氨基酸3.非蛋白

4、質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/38（二）氨基酸的分類蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/592.根據(jù)側(cè)鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)分為3大類脂肪族 15種芳香族 3種雜環(huán)（亞氨基酸） 2種A.組成蛋白質(zhì)的氨基酸:有22種1.根據(jù)側(cè)鏈的極性分為2大類非極性氨基酸 9 種極性氨基酸極性不帶電荷的 6種極性帶電荷的 5種3.根據(jù)側(cè)鏈酸堿性分為3大類酸性氨基酸 2 種堿性氨基酸3種中性氨基酸15種硒代Cys 吡咯賴氨酸 Stuture?蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/39A.組成蛋白質(zhì)的氨基酸:有22種3.根據(jù)2022/10/510蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/310蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)

5、知識(shí)2022/10/511蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/311蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/512蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/312蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/513蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/313蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/514加各種氨基酸的功能蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/314加各種氨基酸的功能蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知2022/10/515總結(jié)：二十種氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)支鏈氨基酸：纈氨酸、亮氨酸，異亮氨酸含羥基的氨基酸：絲氨酸、蘇氨酸含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巰基）、 甲硫氨酸（含硫甲基）含苯環(huán)的氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨

6、酸含胍基的氨基酸：精氨酸含咪唑基的氨基酸：組氨酸亞氨基酸：脯氨酸含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺含吲哚基的氨基酸：色氨酸含-氨基的氨基酸：賴氨酸蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/315總結(jié)：二十種氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)蛋白質(zhì)化2022/10/516不常見(jiàn)蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/316不常見(jiàn)蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知2022/10/517非蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/317非蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/518蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/318蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/519二、氨基酸的性質(zhì)物理性質(zhì)酸

7、堿性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/319二、氨基酸的性質(zhì)物理性質(zhì)蛋白質(zhì)化學(xué)主題2022/10/520（一）物理性質(zhì)1.溶解性：多為白色晶體，除胱氨酸和Tyr外，一般都溶于水，不溶或微溶于醇(Pro和Pro oH能溶于乙醇或乙醚中)不溶于丙酮，稀酸和稀堿中溶解性好。氨基酸的熔點(diǎn)一般都比較高，一般都大于2002.旋光性：除甘氨酸外的氨基酸均有旋光性。3.光譜性質(zhì)：含苯環(huán)氨基酸大鍵吸收紫外光Tyr:275nm;Phe:257nm;Trp280nm蛋白質(zhì)的最大光吸收在280nm蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/320（一）物理性質(zhì)1.溶解性：2.旋光性2022/10/521蛋白質(zhì)

8、化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/321蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/522（二）酸堿性質(zhì)氨基酸的兩性電離及等電點(diǎn)： 蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/322（二）酸堿性質(zhì)氨基酸的兩性電離及等電點(diǎn)2022/10/523氨基酸的等電點(diǎn)（isoelectric pointPI）可以定義為：氨基酸所帶正負(fù)電荷相等時(shí)的溶液pH。蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/323氨基酸的等電點(diǎn)（isoelectric2022/10/524左圖是甘氨酸的電離酸堿滴定曲線，第一個(gè)拐點(diǎn):pK1 :羧基解離50%的狀態(tài)，第二個(gè)拐點(diǎn):等電點(diǎn)，第三個(gè)拐點(diǎn)pK2 :氨基解離50%的狀態(tài)。 蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2

9、022/10/324左圖是甘氨酸的電離酸堿滴定曲線，蛋白質(zhì)2022/10/525中性氨基酸：PI中性氨基酸PI=(pK1 + pK2)/2蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/325中性氨基酸：中性氨基酸蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)2022/10/526酸性氨基酸： pI=(pK1 + pK2)/2加電離圖酸性氨基酸pI=(pK1 + pK2)/2蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/326酸性氨基酸： pI=(pK1 + p2022/10/527堿性氨基酸pI=(pK2 + pK3)/2蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/327堿性氨基酸蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/5281.-氨基參加的反應(yīng)

10、2.-羧基參加的反應(yīng)：3. 側(cè)鏈參加的反應(yīng)4.-氨基與-羧基共同參加的反應(yīng)（三）化學(xué)性質(zhì)蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/3281.-氨基參加的反應(yīng)（三）化學(xué)性質(zhì)蛋2022/10/529 (1) 與亞硝酸反應(yīng)： (2) 與甲醛的反應(yīng)：1.-氨基參加的反應(yīng)： (3) 與2,4-二硝基氟苯（2,4-DNFB）的反應(yīng)（Sanger反應(yīng)）：(4) 與苯異硫氰酸酯（PITC）反應(yīng)（Edman反應(yīng)）：(5) 與丹磺酰氯（DNS-Cl）的反應(yīng)：(7) 形成Schiff堿(6) 與熒光胺反應(yīng)蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/329 (1) 與亞硝酸反應(yīng)： (2) 與甲2022/10/530 (1) 與

11、亞硝酸反應(yīng)：此法也是VanSlyke法測(cè)氨基氮的理論基礎(chǔ)。該反應(yīng)也用來(lái)判斷蛋白質(zhì)的水解程度。N2一半來(lái)自氨基酸除-NH3外，-NH3亦可以發(fā)生反應(yīng)，但速度不如-NH3快 ，前者3-4min即可完成蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/330 (1) 與亞硝酸反應(yīng)：此法也是Van2022/10/531 (2) 與甲醛的反應(yīng)：（主要是因?yàn)闆](méi)有合適的指示劑。封閉氨基后使氨基酸的滴定范圍變小，易于判斷滴定終點(diǎn)。） 此法可以作為氨基酸含量測(cè)定的依據(jù) 蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/331 (2) 與甲醛的反應(yīng)：（主要是因?yàn)闆](méi)2022/10/532(3) 與2,4-二硝基氟苯（2,4-DNFB）的反

12、應(yīng)（Sanger反應(yīng)）：DNP-氨基酸為黃色，它溶于乙酸乙酯；可用之抽提并與標(biāo)準(zhǔn)的DNP-氨基酸作比較。-NH3、酚羥基也可以有此反應(yīng)，但反應(yīng)慢，且生成的DNP-氨基酸不溶于乙酸乙酯，而是保留在水相里。蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/332(3) 與2,4-二硝基氟苯DNP-氨2022/10/533分離過(guò)程： 這些衍生物是無(wú)色的，酸性條件下極穩(wěn)定，可溶于乙酸乙酯，經(jīng)高壓液相即可分析出其N端的氨基酸組成。(4) 與苯異硫氰酸酯（PITC）反應(yīng)（Edman反應(yīng)）：生成的肽鏈比原來(lái)少一個(gè)氨基酸，可以進(jìn)行下一輪反應(yīng)，而不需要徹底水解掉 ，此法是自動(dòng)氨基酸分析儀的基本原理蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)20

13、22/10/333分離過(guò)程：(4) 與苯異硫氰酸酯（PI蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)課件2022/10/535(6)與熒光胺反應(yīng)1ng即可測(cè)出。激發(fā)波長(zhǎng)：390nm，發(fā)射波長(zhǎng)475nm 可以用熒光分光光度計(jì)進(jìn)行定量檢測(cè)蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/335(6)與熒光胺反應(yīng)1ng即可測(cè)出。蛋白2022/10/536(7) 形成Schiff堿蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/336(7) 形成Schiff堿蛋白質(zhì)化學(xué)2022/10/5372.由-羧基參加的反應(yīng)：(1)與堿反應(yīng)成鹽 (2)與醇反應(yīng)成酯(3)與?；噭┓磻?yīng)成酰氯(4)脫羧基生成胺 蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/337

14、2.由-羧基參加的反應(yīng)：蛋白質(zhì)化學(xué)主2022/10/538（1）成鹽反應(yīng)RCHCOOH + HClNH2RCHCOOH NH2HCl（2）成酯反應(yīng)RCHCOOH + C2H5OHNH2RCHCOOC2H5NH2 HCl氣蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/338（1）成鹽反應(yīng)RCHCOOH +2022/10/539（3）酰氯化反應(yīng)YNHCRHCOOH + PCl5?；被醂NHCRHCOCl?；被Ｂ仁拱被岬聂然罨?，易于另一氨基酸的氨基結(jié)合，在合成肽的工作上常用。（4）脫羧反應(yīng)H2NCHRCOOH脫羧酶CO2 + RCH2NH2胺蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/339（3）酰氯

15、化反應(yīng)YNHCRHCO2022/10/540試 劑顏色反應(yīng)有關(guān)基團(tuán)有此反應(yīng)的氨基酸米倫反應(yīng)HgNO3Hg(NO3)2及HNO3混合物紅色Tyr黃色反應(yīng)濃HNO3及NH3黃色、橘色Tyr、Phe乙醛酸反應(yīng)(Hopking-Cole反應(yīng))乙醛酸試劑及濃H2SO4紫色Trp坂口反應(yīng)(Sakaguchi反應(yīng))-萘酚、NaClO紅色胍基Arg酚試劑反應(yīng)(Folin-Cioculteu反應(yīng))堿性CuSO4及磷鎢酸-鉬酸藍(lán)色酚基、吲哚基TyrEllman反應(yīng)二硫硝基苯甲酸DTNB紫色巰基Cys 3.蛋白質(zhì)側(cè)鏈的反應(yīng)OHN反應(yīng)名稱蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/340試 劑顏色反應(yīng)有關(guān)基團(tuán)有此反2022

16、/10/541Tyr的酚基還可以與重氮化合物結(jié)合生成桔黃色化合物(Pauly反應(yīng))。His的咪唑基亦可發(fā)生相似的反應(yīng)，生成棕紅色化合物。側(cè)鏈反應(yīng)： Tyr的酚基在3，5位易發(fā)生親電取代反應(yīng)蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/341Tyr的酚基還可以與重氮化合物結(jié)合生成2022/10/542Arg的側(cè)鏈胍基在硼酸緩沖液(PH8 9 25 35 )與1,2環(huán)已二酮反應(yīng)生成縮合物，但此反應(yīng)可逆Cys 在體內(nèi)多生成胱氨酸，形成二硫鍵蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/342Arg的側(cè)鏈胍基在硼酸緩沖液(PH8 2022/10/543Cys側(cè)鏈上的SH，反應(yīng)性能高，在微堿條件下可解離成硫醇陰離子，(-CH2-S-)能與鹵化烷劑如碘乙酸、碘乙酸胺、甲基碘等反應(yīng)生成穩(wěn)定的烷基衍生物可與二硫硝基苯甲酸(dithionitrobenzoic acid DTNB)或Ellman試劑發(fā)生硫醇-二硫化物交換反應(yīng)蛋白質(zhì)化學(xué)主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2022/10/343Cys側(cè)鏈上的SH，反應(yīng)性能高，在微堿2022/10/544胱氨酸中的二硫鍵在穩(wěn)定蛋白質(zhì)的構(gòu)象上起很大的作用，