第十五章-蛋白質(zhì)和氨基酸

第十五章蛋白質(zhì)和核酸

人體中含有十萬種以上蛋白質(zhì)，占45%.

生命過程與蛋白質(zhì)密切相關(guān).

細(xì)胞活動(dòng)最終是通過蛋白質(zhì)的介導(dǎo)表達(dá)和實(shí)現(xiàn).

沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。α－氨基酸是組成各種蛋白質(zhì)的基本單位第一節(jié)氨基酸

aminoacid

蛋白質(zhì)和多肽由氨基酸組成,

研究蛋白質(zhì)和多肽的結(jié)構(gòu)和功能,

首先要從研究氨基酸的結(jié)構(gòu)開始。一、氨基酸的結(jié)構(gòu)二、氨基酸的分類和命名三、氨基酸的理化性質(zhì)一、氨基酸的結(jié)構(gòu)

組成蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸:20種

①化學(xué)結(jié)構(gòu)上的共同特征

α-氨基酸(脯氨酸為α-亞氨基

)★

結(jié)構(gòu)式：

②氨基酸的內(nèi)鹽基結(jié)構(gòu)（即偶極離子）

X－射線衍射分析證明、固態(tài)氨基酸呈離子狀態(tài)。③氨基酸構(gòu)型標(biāo)記法(D、L;R、S)

甘油醛為參考標(biāo)準(zhǔn)：（Fischer投影式）

★

L-氨基酸D-氨基酸L-氨基酸D-氨基酸

氨基酸構(gòu)型特點(diǎn)：

生物體內(nèi)具有旋光活性的氨基酸均為L型

甘氨酸

L-氨基酸唯一無手性碳,

無旋光活性的氨基酸

R、S標(biāo)記法：

（α－碳為手性碳原子）

（其余氨基酸）

構(gòu)型：

R-半胱氨酸

構(gòu)型：S二、氨基酸的分類與命名：

命名：俗名為主

分類：兩種方法

1.

2.根據(jù)氨基酸在生理PH范圍，側(cè)鏈R極性及其所帶電荷。

第一類R基不帶電荷（中性氨基酸）第二類R基帶負(fù)電荷（酸性氨基酸）第三類R基帶正電荷的氨基酸(堿性氨基酸)

（側(cè)鏈含有堿性基團(tuán)胍基、咪唑、吲哚）表15－1組蛋白質(zhì)的20種氨基酸非極性氨基酸(中性氨基酸)中文名稱結(jié)構(gòu)式（偶極離子）甘氨酸丙氨酸亮氨酸＊異亮氨酸*纈氨酸*脯氨酸苯丙氨酸*甲硫(蛋)氨酸*R基團(tuán)為極性且不帶電荷氨基酸

絲氨酸蘇氨酸*半胱氨酸天冬酰胺

酪氨酸色氨酸*酸性氨基酸天冬氨酸

谷氨酸堿性氨基酸

賴氨酸*精氨酸組氨酸

表15-2人體對(duì)必需氨基酸的需要量營養(yǎng)必需氨基酸（了解）氨基酸需要量（每日mg/kg體重）嬰幼兒（4-6個(gè)月）兒童（10-12歲）成人賴氨酸色氨酸苯丙氨酸甲硫（蛋）氨酸蘇氨酸亮氨酸異亮氨酸纈氨酸9921141496813583924442222284228251231610816124

要求記憶的幾種氨基酸中文名稱結(jié)構(gòu)式（偶極離子）

★甘氨酸

★丙氨酸

★絲氨酸--

中文名稱結(jié)構(gòu)式（偶極離子）★半胱氨酸

★谷氨酸

-三、氨基酸的理化性質(zhì)分六個(gè)問題：（一）氨基酸的等電點(diǎn)（二）脫羧反應(yīng)（三）脫氧反應(yīng)（四）與亞硝酸反應(yīng)（五）顯色反應(yīng)（六）成肽反應(yīng)具有內(nèi)鹽性質(zhì)。一般為晶體,熔點(diǎn)較高，一般在200℃以上.

難溶于有機(jī)溶于、易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等極性溶劑中。

表15－3氨基酸的物理常數(shù)氨基酸分解點(diǎn)（℃）溶解度(水)pI甘氨酸233255.97

丙氨酸29716.76.02

苯丙氨酸2833.05.48

半胱氨酸－－5.07

谷氨酸2470.863.22賴氨酸225很大9.74★

（一）氨基酸等電點(diǎn)在不同的pH值條件下，氨基酸帶電荷的狀態(tài)也不同

氨基酸以三種離子形式存在，

陽離子偶極離子陰離子說明:

1.

在水溶液中氨基酸的三種離子之間形成一動(dòng)態(tài)平衡,主要以何種帶電荷狀態(tài)存在,主要取決于溶液的pH值和氨基酸本身的結(jié)構(gòu).

2.

氨基酸的等電點(diǎn)氨基酸正、負(fù)電荷相等，靜電荷為零時(shí),溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)，以pI表示。

pH=pI，

（I）正負(fù)電荷數(shù)相等，凈電荷為零，呈電中性，在中電場(chǎng)中不泳動(dòng)。

pH＜pI（II）中的－COO－接受質(zhì)子平衡左移氨基酸主要以陽離子形式存在，在電場(chǎng)中向負(fù)極移動(dòng)。

pH＞pI（II）中的給出質(zhì)子，平衡右移，氨基酸主要以陰離子形式存在，在電場(chǎng)中向正極移動(dòng)。（二）脫羧反應(yīng)

α-氨基酸加熱或在高沸點(diǎn)溶劑中回流，可發(fā)生脫羧反應(yīng)，失去二氧化碳而得到胺：

肌球蛋白中的組氨酸在脫羧酶的存在下，可轉(zhuǎn)變成組胺，過量組胺能在體內(nèi)引起變態(tài)反應(yīng)：

（三）脫氨反應(yīng)氧化脫氨反應(yīng)

酶★

（四）與亞硝酸反應(yīng)

說明：

脯氨酸分子中含有亞氨基，亞氨基不能與亞硝酸反應(yīng)放出氮?dú)狻y(cè)定反應(yīng)定量釋放N2，

常用于氨基酸和多肽的定量分析。（五）氨基酸的顯色反應(yīng)α-氨基酸與茚三酮的水合物在溶液中共熱，

最終生成藍(lán)紫色的化合物，稱為羅曼紫（Ruhemann’spurple）。

但亞氨基酸（脯氨酸和羥脯氨酸）呈黃色.（六）成肽反應(yīng)

兩分子α-氨基酸受熱脫水形成環(huán)狀二酰胺環(huán)狀二酰胺在濃HCl作用下形成二舦濃HCl第二節(jié)肽

★一、肽的結(jié)構(gòu)和命名

肽：是氨基酸殘基之間彼此通過酰胺鍵相連而成的一類化合物，肽鍵：肽分子中的酰胺鍵又稱為肽鍵，－CO-NH－。二肽：二肽可視為一分子氨基酸中的－COO－與另一分子氨基酸中的－脫水縮合而成。肽的存在形式：兩性離子。

例如：二肽一般可用通式表示：

寡肽：十肽以下稱為寡肽。多肽：大于十肽稱為多肽。

多肽一般可用通式表示：N-端：在肽鏈的一端仍保留著游離的－，C-端：保留著游離的－COO－，氨基酸殘基：

氨基酸形成肽后，已不是完整的氨基酸。故將肽中的氨基酸單位稱為氨基酸殘基。（Ⅰ）

甘氨酰丙氨酸（Ⅱ）

丙氨酰甘氨酸

說明：相同的氨基酸組成不同的肽。如：丙氨酸、甘氨酸的連結(jié)順序不同，形成兩種異構(gòu)體。多肽的命名；

以含C-端的氨基酸為母體稱為某氨基酸，而肽鏈中其他的氨基酸殘基從N-端開始依次稱某氨酰，置于母體名稱之前。γ－谷氨酰半胱氨酰甘氨酸（谷胱甘肽）

說明：三肽以上的多肽可發(fā)生縮二脲反應(yīng)。谷氨酸殘基半胱氨酸殘基甘氨酸殘基二、肽鍵平面多肽分子中構(gòu)成多肽鏈的基本化學(xué)鍵是肽鍵，肽鍵與相鄰兩個(gè)α-碳原子所組成的基團(tuán)（-Cα-CO-NH-Cα）稱為肽單元。（1）肽單元是平面結(jié)構(gòu)，組成肽單元的6個(gè)原子位于同一平面內(nèi)，這個(gè)平面稱為肽鍵平面，圖15－1肽鍵平面圖第三節(jié)核酸一、核酸的化學(xué)組成

（一）核酸的水解產(chǎn)物

核酸核苷酸

磷酸核苷戊糖堿基核糖2-脫氧核糖嘌呤堿嘧啶堿水解產(chǎn)物DNARNA酸戊糖嘌呤堿嘧啶堿

磷酸磷酸

2-脫氧核糖核糖腺嘌呤、鳥嘌呤腺嘌呤、鳥嘌呤胞嘧啶、胸腺嘧啶胞嘧啶、尿嘧啶、(二)

核苷酸的化學(xué)組成1.戊糖

D-呋喃核糖D-呋喃脫氧核糖2.堿基

胞嘧啶尿嘧啶

胸腺嘧啶

腺嘌呤鳥嘌呤3.核苷（1）DNA

脫氧腺苷脫氧鳥苷脫氧胞苷脫氧胸苷（2）RNA

腺苷鳥苷

胞苷尿苷4.核苷酸

腺苷酸脫氧胞苷酸核苷酸AMP,ADP,ATP的結(jié)構(gòu)示意圖：題解：（化學(xué)結(jié)構(gòu)式推測(cè)分析）

6．化合物A(C5H８O２)在酸性水溶液中加熱，生成化合物B(C5H10O3)，

B與NaHCO3作用放出無色氣體，與CrO3作用生成C(C5H8O3)，

B在室溫條件下不穩(wěn)定，易失水又生成A。試寫出A、B