氨基酸、蛋白質(zhì)及核酸

2.根據(jù)氨基結(jié)構(gòu)不同可分為：脯氨酸色氨酸精氨酸組氨酸NCHCHCNHCH2CH(NH2)COOH本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.1.2命名

可以用系統(tǒng)命名、俗名、縮寫符號(hào)表示：氨基乙酸，甘氨酸(中性)，甘，Gly4-甲基-2-氨基戊酸，亮氨酸(中性)，亮,Leu2-氨基戊二酸，谷氨酸(酸性)，谷,Glu2,6-二氨基己酸，賴氨酸(堿性)，賴,Lys系統(tǒng)名稱

氨基酸的系統(tǒng)命名法是以羧酸為母

體，氨基看作取代基

本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分表15-1

常見(jiàn)的a-氨基酸本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分*人體必需的氨基酸，而人體又不能合成它們本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.1.3氨基酸的結(jié)構(gòu)R有不同的結(jié)構(gòu)，還可含有官能團(tuán)，如—OH、

—SH等(2)是雙官能團(tuán)化合物，有—COOH、—NH2的結(jié)構(gòu)(3)有鹽的性質(zhì)，羧基與氨基的距離不同，又有不同的性質(zhì)除甘氨基酸外，α-氨基酸都至少有一個(gè)手性碳原子1.結(jié)構(gòu)本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分2.D-L標(biāo)記構(gòu)型：甘油醛（絲氨酸）為標(biāo)準(zhǔn)，L-構(gòu)型L-甘油醛L-(-)-絲氨酸L-(-)-天門冬氨酸L-(-)-脯氨酸L-(-)-丙氨酸本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.2.1蛋白質(zhì)水解OH2H+蛋白質(zhì)多肽二肽……-氨基酸a氨基酸的來(lái)源：（1）天然產(chǎn)物酸性水解 （2）微生物發(fā)酵法 （3）化學(xué)合成法15.2.2a-鹵代酸氨解本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.2.3斯特雷克合成法本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.2.4蓋布瑞爾(Gabriel)合成法CNCOOKCNCOOCHCOORRXCHRCOORCCOOOHOHNH2CHRCOOHR

OHH3O+-KX''++'+本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.2.5丙二酸酯法合成本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.3.1氨基酸的物理性質(zhì)1、一般物理性質(zhì)熔點(diǎn)

>200℃；溶于水，不溶于非極性溶劑；有鹽的性質(zhì)。1600cm-1(1700cm-1沒(méi)有峰

)2600~3100cm-1(強(qiáng)、寬)2、IR譜：本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.3.2氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1、兩性和等電點(diǎn)氨基酸有羧基和氨基化合物的典型反應(yīng)，也有相互影響的綜合性質(zhì)。強(qiáng)酸強(qiáng)堿弱堿弱酸強(qiáng)堿強(qiáng)酸弱酸弱堿（1）兩性：有酸性又有堿性本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分內(nèi)鹽：氨基酸本身的氨基與羧基作用形成的鹽，稱為內(nèi)鹽。偶極離子：內(nèi)鹽分子同時(shí)具有兩種離子的性質(zhì)，稱為偶極離子，又稱兩性離子。丙氨酸 谷氨酸 組氨酸本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分

一個(gè)氨基酸總可以找到一個(gè)pH值，在該pH值下，正、負(fù)離子的濃度完全相等，此時(shí)向陽(yáng)極移動(dòng)和向陰極移動(dòng)的離子彼此抵消。將此時(shí)的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)(pI)。

負(fù)離子（I）正離子(III)（2）氨基酸的特殊性——等電點(diǎn)本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分（3）甘氨酸滴定曲線本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分中性氨基酸的等電點(diǎn)：pI=5.6~6.3

酸性氨基酸的等電點(diǎn)：pI=2.8~3.2

堿性氨基酸的等電點(diǎn)：pI=7.6~10.8不同的氨基酸有不同的等電點(diǎn)，所以可以通過(guò)測(cè)定氨基酸的等電點(diǎn)來(lái)鑒別氨基酸。等電點(diǎn)時(shí)，以兩性離子形式存在的氨基酸濃度最大（在水溶液中），氨基酸的溶解度最小。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分組氨酸

pI=7.59脯氨酸pI=6.3色氨酸pI=5.8本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分2、受熱后的消除反應(yīng)(1)α-氨基酸——兩分分子間，氨基與羧基。

(2)b-氨基酸——分子內(nèi)脫去一個(gè)氨氣分子，生成不飽和酸。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分(3)γ,δ-氨基酸——分子內(nèi)氨基與羧基脫水生成內(nèi)酰胺。用酸或堿水解可得到相應(yīng)的氨基酸。(4)w-氨基酸——氨基與羧基相距較遠(yuǎn)時(shí)，多分子間脫水，生成聚酰胺。-H2On-2H2N(CH2)mCNH(CH2)OCONH(CH2)

COOHnH2N(CH2)

COOH(m>5)mmm[]本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分3、與水合茚三酮的顯色反應(yīng)茚 茚三酮水合茚三酮α-氨基酸與水合茚三酮的水合物反應(yīng)生成藍(lán)色物質(zhì)，該反應(yīng)可用來(lái)鑒定α-氨基酸本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分（藍(lán)紫色）鑒別含有游離氨基的a-氨基酸4、與亞硝酸反應(yīng)定量分析—NH2的含量（van-slyke反應(yīng)）本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.4.1肽的結(jié)構(gòu)二肽肽（縮氨酸）：氨基酸分子間的氨基與羧基脫水，生成以酰胺鍵相連接的化合物叫做縮氨酸，簡(jiǎn)稱肽。肽鍵：酰胺鍵又叫肽鍵。a-氨基酸的數(shù)目決定肽鏈長(zhǎng)短。如：二肽、三肽…本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分N端C端命名：

丙氨?！野滨！拾彼岷?jiǎn)稱：

丙—酪—甘符號(hào)表示：

Ala-Tyr-Gly15.4.2肽的命名在肽中，有氨基的一端稱作N端，有羧基的一端稱作C端從N端向C端命名某氨?！嘲滨！嘲彼?。如本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分N端C端命名：

甘氨酰—酪氨?！彼岷?jiǎn)稱：甘—酪—丙符號(hào)表示：

Gly-Tyr-Ala本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.5.1概述1.定義多肽:以a-氨基酸為組成單位。一般是將相對(duì)分子質(zhì)量在10000以下，能透過(guò)半透膜以及不被三氯乙酸或硫酸所沉淀的蛋白質(zhì)稱為多肽。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分N近似sp2雜化肽鍵的幾何形狀HNCCHROCOCRHNCCHRNHO123o114o114o125o121o110o123o0.147nm0.153nm0.124nm0.132nm2.肽鍵構(gòu)型本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分3.肽分子中可能有二硫鍵Na+液NH3空氣氧化Cys-Tyr-Ile-Glu-Arg-Cys-Pro-Leu-Gly?NH2SS牛催產(chǎn)素肽中的—SH氧化成—S—S—鍵本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.5.2肽鏈結(jié)構(gòu)的測(cè)定1.測(cè)定肽或蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行下面幾項(xiàng)工作：（1）徹底水解，測(cè)氨基酸的相對(duì)含量，求實(shí)驗(yàn)式（2）測(cè)相對(duì)分子質(zhì)量，確定分子式

該工作由氨基酸自動(dòng)分析儀完成（3）測(cè)定肽或蛋白質(zhì)中各氨基酸的排列順序，用末端殘基分析法。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分

Edman降解法3R"CHCONHRCHCONHCHRNHCONHCSHO'+異硫氰酸苯酯每次只失去一個(gè)N端的氨基酸，重復(fù)反應(yīng)，逐步確定順序CHRNHCOCSN+苯基乙內(nèi)酰硫脲RCHCONHRCHCONH2''"(1)N端氨基酸分析

本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分(2)C端氨基酸分析每一次只是去C端的一個(gè)羧基，逐步確定氨基酸的連接順序。R"CHCONHOHRCHCONHCHRHNCOOH2RCHCONHCHRHNCOOHR"CHCONH2OH'~+~+羧肽酶(降解后的多肽)'本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分催產(chǎn)素和加壓素是九肽，結(jié)構(gòu)如下：SS2NH2NH2半胱——酪——異亮半胱—天門冬—谷—NH脯—亮—甘(催產(chǎn)素)SSNH2NH2半胱——酪——苯丙半胱—天門冬—谷—NH2脯—精—甘（加壓素）催產(chǎn)素已有工業(yè)生產(chǎn)。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.5.3多肽的合成1、反應(yīng)的特點(diǎn)四種產(chǎn)物(1)甘氨酰甘氨酸甘、甘甘氨酰丙氨酸甘、丙丙氨酰甘氨酸丙、甘丙氨酰丙氨酸丙、丙

CNHO鍵，易反應(yīng)。(2)多肽中有(3)多–NH2、-COOH存在，形成不同的肽鍵。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分2、氨基的保護(hù)與羧基的活化（1）活化—COOH：（Y=Cl,OCOR,OC6H4NO2等）（2）保護(hù)—NH2：氯甲酸芐酯本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分NH2CHCOOHRRCOOHNH2保護(hù)ROZ-NHCHC-YNH2-CH-C-NH-CHCOOHORR'Z-NH-CH-C-NH-CHCOOHORR'NH2CHCOOHR'Z—NHCHCOOH活化去保護(hù)基+Z活化目的：增加羰基碳的電正性，有利-NH2親核

進(jìn)攻，降低反應(yīng)溫度。保護(hù)目的：防止與其它試劑反應(yīng)，受其它試劑的

干擾。（3）合成過(guò)程反復(fù)保護(hù)—活化—反應(yīng)……直到完成合成。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分3、合成實(shí)例(氯甲酸芐酯)(甘氨酸)(芐氧碳酰甘氨酸)(芐氧碳酰甘酰氯)(甘氨酰丙氨酸)去保護(hù)基本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分4固定相技術(shù)原理：

把要合成肽鏈的末端氨基酸的羧基以共價(jià)鍵與不溶性（固相）高分子樹脂相連，形成高分子樹脂為酯基的氨基酸酯；其氨基在DCC促進(jìn)下，與另一氨基保護(hù)基的氨基酸反應(yīng)，形成肽鍵；脫去氨基保護(hù)基，再重復(fù)上述操作，增長(zhǎng)肽鍵；最后從固定相上斷裂下來(lái)，得純凈的多肽。

BruceMerrifield1984，NobelPrize——“固相合成技術(shù)”專題本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分5組合化學(xué)

以樹脂為載體，經(jīng)過(guò)幾次同步合成可獲得上百萬(wàn)個(gè)多肽分子。

例如：19種氨基受保護(hù)的天然蛋白氨基酸分別連到樹脂上，即得19種與樹脂相連的氨基酸，混合后脫保護(hù)，再分成19份分別與19種氨基受保護(hù)的天然氨基酸進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，得到19×19種與樹脂相連的二肽?；旌虾竺摫Ｗo(hù)，再分成19份，與19種天然氨基酸偶聯(lián)，可得19×19×19種與樹脂相連的三肽，如是進(jìn)行五次合成可得2476099種五肽（稱為250萬(wàn)種五肽庫(kù))?！敖M合化學(xué)”專題本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.6.1蛋白質(zhì)的功能輸送氧——色蛋白、血紅蛋白調(diào)節(jié)代謝——激素、酶防病——抗體遺傳——核蛋白……本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.6.2蛋白質(zhì)的分類1.按水解產(chǎn)物分類(1)簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)：水解后只能生成α-氨基酸的蛋白質(zhì)。(2)結(jié)合蛋白質(zhì)：水解后除生成α-氨基酸外，還生成非蛋白物質(zhì)的蛋白質(zhì)。

輔基：結(jié)合蛋白質(zhì)的非蛋白物質(zhì)通常有糖類、脂類、核酸和各種輔助基團(tuán)等，它們統(tǒng)稱輔基。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分2.根據(jù)輔基不同，結(jié)合蛋白質(zhì)又分為：糖蛋白脂蛋白核蛋白色蛋白本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分3.按溶解度不同分類(1)纖維蛋白

不溶于水，這類蛋白質(zhì)構(gòu)成動(dòng)物的組織。

如：絲、羊毛、皮膚、頭發(fā)、角、爪甲、蹄、羽

毛等。(2)球蛋白

可溶于水或酸、堿、鹽水溶液，這類蛋白質(zhì)是在

動(dòng)物體內(nèi)起著維護(hù)、調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的功能性蛋白

質(zhì)。如：酶、激素等。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.6.3蛋白質(zhì)的組成

COHNSPFeZnMo%50~5520~236~715~170.2~3NA=1~2000萬(wàn)微量本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.6.4蛋白質(zhì)的性質(zhì)1、兩性和等電點(diǎn)表15-3一些蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在等電點(diǎn)時(shí)蛋白質(zhì)溶解度最小，易分離本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分2高分子性質(zhì)(1)在水中，有穩(wěn)定雙電層的膠體質(zhì)(1~10μm)(2)鹽析：(可逆性)

不同蛋白質(zhì)，需要鹽的濃度不同，可達(dá)分離作

用。3變性受物理、化學(xué)因素的作用，使蛋白質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)改變。如：Hg2+、Pb2+導(dǎo)致中毒，高溫、酒精也能使蛋白凝固。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.7蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

一級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸在蛋白質(zhì)肽鏈中排列的順序叫做蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。牛胰島素甘-異亮-纈-谷-谷-半胱-半胱-丙-絲-纈-半胱-絲-亮-酪-谷-亮-谷-天冬-酪-半胱苯丙-纈-天冬-谷-組-亮-半胱-甘-絲-組-亮-纈—谷—丙—亮—酪—亮—纈—半胱蘇—賴—脯—蘇—酪—苯丙—苯丙—甘—精—谷—甘SSSSSSNH2NH2NH2NH2NH2A鏈：B鏈：1234567891011121314151617181920123456789101112131415161718193029282726252423222120天冬21一級(jí)結(jié)構(gòu)決定生物活性本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分1a-螺旋二級(jí)結(jié)構(gòu)(a-螺旋)在一個(gè)方向，向下二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)肽鏈的排列形狀叫做蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分

C為sp2，N近似sp2必在一個(gè)平面內(nèi)不能旋轉(zhuǎn)可以旋轉(zhuǎn)2

b-折疊形本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分3b-折疊形多肽鏈b-折疊形構(gòu)象本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分三級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是肽鏈（二級(jí)結(jié)構(gòu)）進(jìn)一步扭曲折疊形成的復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)。是由—s—s—鍵扭在一起。核糖核酸酶的三級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分四級(jí)結(jié)構(gòu)：各個(gè)亞基聚合成大分子的方式稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。亞基（原體）：構(gòu)成蛋白質(zhì)的肽鏈。胰島素：由相對(duì)分子質(zhì)量為6000或12000的兩個(gè)以上亞基聚合而成。血紅蛋白：由兩條a-鏈和兩條b-鏈構(gòu)成的四聚體。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)肽鏈中各種氨基酸相互聯(lián)接的順序是蛋白質(zhì)的初級(jí)結(jié)構(gòu)，也叫一級(jí)結(jié)構(gòu)。多肽鏈主鏈骨架中的若干肽段，通過(guò)氫鍵，形成有規(guī)則的構(gòu)象，這稱為二級(jí)結(jié)構(gòu)。

α-螺旋 β-折疊在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈間通過(guò)氨基酸殘基側(cè)鏈的相互作用而進(jìn)行盤旋和折疊，因而產(chǎn)生的特定的三維空間結(jié)構(gòu)，這稱為三級(jí)結(jié)構(gòu)，也稱為蛋白質(zhì)的亞基。各個(gè)亞基在低聚蛋白中的空間排布及相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分核酸：

核酸是從細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)的有酸性的生物高分子（多聚核苷酸），是生物合成蛋白質(zhì)不可缺少的物質(zhì)，是生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。C、H、O、N、P、S15%~16%9%~10%15.8.1核酸的組成蛋白質(zhì)核蛋白核酸核苷酸核苷戊糖堿基（雜環(huán)堿）磷酸本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.8.2核糖及脫氧核糖b-D-呋喃核糖a-D-呋喃核糖b-D-呋喃脫氧核糖a-D-呋喃脫氧核糖本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分15.8.3堿基核苷酸水解得到堿基——嘌呤堿和嘧啶堿。腺嘌呤

(Adenine,簡(jiǎn)稱A)鳥嘌呤

(Guanine,簡(jiǎn)稱G)胞嘧啶

(Cytosine，簡(jiǎn)稱C)尿嘧啶

(Uracil，簡(jiǎn)稱U)胸腺嘧啶

(Thymine，簡(jiǎn)稱T)本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期三\5點(diǎn)58分

嘌呤：

嘌呤是由一個(gè)咪唑環(huán)和一個(gè)嘧啶環(huán)稠合而成的雜

環(huán)化合物。咪唑嘧啶