第三節(jié) 蛋白質(zhì)和核酸

第二節(jié)蛋白質(zhì)一、氨基酸（一）定義：羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代的化合物（二）結(jié)構(gòu)特征：-NH2、-COOH（三）α-氨基酸：屬于取代羧酸組成蛋白質(zhì)的氨基酸主要是α-氨基酸，氨基連接在與羧基相鄰的α位的碳原子上。結(jié)構(gòu)簡式：注：1、a-氨基酸除甘氨酸外，一般均含有連接4個不同原子或原子團的手性碳原子，具有對映異構(gòu)體。2、分子式相同的氨基酸與硝基化合物互為同分異構(gòu)體。例：與CH3CH2NO2

（四）常見氨基酸H2N-CH2-COOH氨基乙酸（甘氨酸）α-氨基丙酸（丙氨酸）2-氨基戊二酸（谷氨酸）

2-氨基-3-苯基丙酸

（苯丙氨酸）半胱氨酸（2-氨基-3-巰基丙酸）注：自然界中存在的氨基酸有幾百種，但組成生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的氨基酸一般只有20種。其中有8種氨基酸在人體內(nèi)不能合成，必須通過食物供給，這些氨基酸稱為必需氨基酸。通過觀察和比較5種氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式，可以發(fā)現(xiàn)其中都有羧基和氨基兩種官能團。羧基具有酸性，能與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成羧酸鹽；而氨基具有堿性，可與酸發(fā)生反應(yīng)生成鹽，因此氨基酸具有兩性。此外，羧基也可以與羥基發(fā)生酯化反應(yīng)。根據(jù)氨基可與羧基反應(yīng)生成酰胺鍵，預(yù)測氨基酸可以發(fā)生分子內(nèi)或分子間脫水反應(yīng)生成酰胺。（五）物理性質(zhì)：

天然氨基酸均為無色晶體，熔點較高，多在200~300℃熔化時分解。一般能溶于水，而難溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。（六）化學性質(zhì)：-NH2（堿性）、-COOH（酸性）1、兩性：與酸反應(yīng)：H2N-CH2-COOH+HCl→與堿反應(yīng)：H2N-CH2-COOH+NaOH→H2N-CH2-COONa+H2O注：常見的既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)：（1）金屬：Al（2）兩性化合物：Al2O3、Al(OH)3

（3）弱酸的銨鹽：(NH4)2CO3、CH3COONH4

（4）多元弱酸的酸式鹽：NaHCO3、NH4HCO3

（5）氨基酸和蛋白質(zhì)2、成肽反應(yīng)：-NH2+-COOH+H2O反應(yīng)方式：酸脫羥基，氨脫氫例：兩個氨基酸分子(可以相同，也可以不同)在一定條件下，通過氨基與羧基間縮合脫去水，形成含有肽鍵的化合物，發(fā)生成肽反應(yīng)即：由兩個氨基酸分子縮合后形成的含有肽鍵的化合物稱為二肽。二肽還可以繼續(xù)與其他氨基酸分子縮合生成三肽、四肽、五肽，以至生成長鏈的多肽。多肽常呈鏈狀，因此也叫肽鏈。肽鏈能盤曲、折疊，還可以相互結(jié)合，形成蛋白質(zhì)。一般把相對分子質(zhì)量在10000以上，并具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽稱為蛋白質(zhì)。注：（1）二肽是由2個氨基酸分子形成的，n個氨基酸分子脫去(n-1)個水分子，形成n肽，含有(n-1)個肽鍵。（2）無論肽鏈有多長，在鏈的兩端，一端有自由的氨基(—NH2)；另一端有自由的羧基(—COOH)，因此，多肽也具有“兩性”。3、具有-COOH的性質(zhì)：酸的通性、酯化反應(yīng)二、蛋白質(zhì)（二）組成元素：

C、H、O、N、S等，有的含有P、Fe、Cu、Zn、Mn等（一）相對分子質(zhì)量：

蛋白質(zhì)是以多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子。是一種天然有機高分子化合物，蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的變化范圍很大，從數(shù)萬一直到數(shù)千萬不等，通常所說的蛋白質(zhì)是混合物

（三）結(jié)構(gòu)特征：（四）化學性質(zhì)1、兩性：有-NH2和–COOH，與酸或堿反應(yīng)2、水解反應(yīng)：蛋白質(zhì)水解

多肽

氨基酸

天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是多種а-氨基酸注：水解的實質(zhì)是：斷開，C上-OH，N上H+H2O→23、鹽析：

少量的某些可溶性鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)能促進蛋白質(zhì)的溶解。但當這些鹽在蛋白質(zhì)溶液中達到一定濃度時，反而使蛋白質(zhì)的溶解度降低而使其從溶液中析出，這種作用稱為鹽析。蛋白質(zhì)

溶解度降低→析出，即蛋白質(zhì)

白色沉淀說明：（1）鹽析是物理變化，可逆，不影響蛋白質(zhì)的活性（2）鹽的選擇：①輕金屬的鹽溶液：NaCl、Na2SO4、(NH4)2SO4

②濃溶液（或飽和溶液），用量要大。因為少量的鹽能促進蛋白質(zhì)溶解（3）適用范圍：易溶于水的蛋白質(zhì)，不溶性蛋白質(zhì)沒有鹽析的性質(zhì)（4）用途：多次鹽析和溶解，可分離提純蛋白質(zhì)加入飽和(NH4)2SO4溶液，試管內(nèi)產(chǎn)生白色沉淀，加入蒸餾水后沉淀溶解。4、變性：（1）定義：（2）因素：物理：加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波、X射線化學：強酸、強堿、強氧化劑、重金屬鹽（Cu2+、Pb2+、Hg2+）、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛（福爾馬林）、苯甲酸、醋酸鉛、尿素等在某些物理或化學因素的影響下，蛋白質(zhì)的性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。（4）用途：（3）為不可逆過程，變性使蛋白質(zhì)喪失了原有的可溶性和生理活性②乙醇、苯酚和碘等作為消毒防腐藥可以使微生物的蛋白質(zhì)變性，導致其死亡，達到消毒的目的；①食物加熱后，其中的蛋白質(zhì)發(fā)生了變性，有利于人體消化吸收；三支試管內(nèi)均產(chǎn)生白色沉淀，加入蒸餾水后沉淀不溶解。③紫外線可用于殺菌消毒。④有時也要注意防止蛋白質(zhì)變性。例如，疫苗等生物制劑需要在低溫下保存；攀登高山時為防止強紫外線引起皮膚和眼睛的蛋白質(zhì)變性灼傷，需要防曬護目(1)誤食重金屬鹽會導致人體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生變性而使人中毒。因此，急救通過口服牛奶、蛋清和豆?jié){等富含蛋白質(zhì)的物質(zhì)進行解毒的原理是使重金屬鹽與牛奶、蛋清和豆?jié){中的蛋白質(zhì)發(fā)生變性作用，從而減輕重金屬鹽對人體的危害。(2)紫外線和放射線也可以使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，因此可使用紫外線和放射線對環(huán)境、物品和醫(yī)療器械等進行消毒，使細菌和病毒中的蛋白質(zhì)發(fā)生變性而使其死亡。5、顯色反應(yīng)：部分蛋白質(zhì)（含苯環(huán)的蛋白質(zhì)）

白色沉淀黃色沉淀

說明：（1）天然蛋白質(zhì)都含苯環(huán)（2）用途：檢驗蛋白質(zhì)6、灼燒反應(yīng)：蛋白質(zhì)

燒焦羽毛的氣味；用于鑒別人造羊毛或人造棉與純羊毛或真絲制品

黃色沉淀三、酶（一）定義：（二）酶的催化作用的特點2、催化反應(yīng)條件溫和，一般在接近體溫和中性的條件下進行，此時酶的催化作活性最高。超過適宜的溫度時，酶將失去活性；3、具有高度的專一性。如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)，淀粉酶只對淀粉