蛋白质和氨基酸-112h.ppt

第十五章氨基酸和蛋白质 15 1氨基酸 15 2肽 15 3蛋白质 15 4核酸 15 1氨基酸 15 1 1氨基酸的结构 分类和命名 15 1 2氨基酸的物理性质 15 1 3氨基酸的化学性质 第一节氨基酸 15 1 1氨基酸 氨基酸 氨基酸 氨基酸可分为 中性氨基酸 碱性氨基酸 酸性氨基酸 一 氨基酸的结构 命名和分类 1 根据分子中含有氨基和羧基的数目 氨基酸可分为 脂肪族氨基酸 芳香族氨基酸 杂环氨基酸 2 根据分子中R取代基的不同 丙氨酸Ala 酪氨酸Tyr 碱性氨基酸 分子中氨基的数目多于羧基的数目 赖氨酸Lys 酸性氨基酸 分子中氨基的数目少于羧基的数目 谷氨酸Glu 八个必需氨基酸 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 蛋氨酸 赖氨酸 色氨酸 15 1氨基酸 15 1 1氨基酸的结构 分类和命名 15 1 2氨基酸的物理性质 15 1 3氨基酸的化学性质 15 1氨基酸 15 1 1氨基酸的结构 分类和命名 15 1 2氨基酸的物理性质 15 1 3氨基酸的化学性质 一 两性电离与等电点 1 两性电离 15 1 3氨基酸的化学性质 2 等电点 PI 氨基酸等电点 不同的氨基酸有不同的等电点 可通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸 等电点是氨基酸的特定常数 在等电点时 以两性离子形式存在的氨基酸浓度最大 氨基酸的溶解度最小 中性氨基酸的等电点pH 5 5 6 3 酸性氨基酸的等电点pH 2 8 3 2 碱性氨基酸的等电点pH 7 6 10 6 有游离氨基的 氨基酸可和茚三酮发生显色反应 茚茚三酮水合茚三酮 二 显色反应 与茚三酮 注 N 取代的 氨基酸 氨基酸 氨基酸等均不与茚三酮发生显色反应 脯氨酸和羟基脯氨酸与茚三酮生成黄色的产物 氨基茚三酮 蓝紫色 反应历程 三 与亚硝酸反应 可通过测定放出氮气的量计算氨基酸 蛋白质及肽分子中的自由伯氨基的含量 VanSlyke氨基测定法 四 与甲醛反应 甲醛先与氨基作用 使氨基酸的碱性消失 这样可以用碱来滴定羧基的含量 五 脱羧反应 赖氨酸戊二胺 尸胺 六 失羧和失氨作用 氨基酸在酶的作用下同时失羧和失氨 生成少一个碳原子的醇 亮氨酸异戊醇 七 氨基酸的受热反应 成肽反应 交酰胺 二酮吡嗪 二酮吡嗪在浓盐酸的作用下 水解成酰胺 氨基和羧基相距四个碳以上时 发生分子间脱水成聚酰胺 肽键 组成肽分子的氨基酸 氨基酸残基 第十五章蛋白质与核酸 15 1氨基酸 15 2肽 15 3蛋白质 15 4核酸 15 2肽 15 2 1肽的命名 15 2 2肽链结构的测定 15 2 3活性肽 氨基酸的羧基与另一分子氨基酸的氨基通过失水反应 形成酰胺键 肽键二肽多肽 15 2 1肽的命名 肽键 分子量大 约一万以上 的多肽称蛋白质 分子量小的叫多肽 从广义来说 多肽也是蛋白质 胰岛素 51肽 催产素 8肽 多肽的命名和表达方式 书写时规定 肽的命名 是从N 端开始 由左至右依次将每个氨基酸单位写成 某氨酰 处在C 端的最后一个氨基酸单位的羧基是完整的 写为 某氨酸 谷氨酰半胱氨酰甘氨酸 简称 谷 半胱 甘 谷氨酸 半胱氨酸 甘氨酸 15 2肽 15 2 1肽的命名 15 2 2肽链结构的测定 15 2 3活性肽 测定多肽分子中氨基酸顺序的一般步骤 彻底水解成 氨基酸 测定各种氨基酸在多肽组成中的相对数目 测定C 端 N 端是什么氨基酸 测定氨基酸的排列顺序 15 2 2多肽结构的测定 如 H2N A B C D E COOH X NH A B C D E COOH 端基分析 1 端基分析法 1 N 端分析法 a 2 4 二硝基氟苯法 桑格法 缺点 水解时 整个肽链被破坏 在肽链上只能进行一次N 端分析 b 异硫氰酸苯酯法爱德曼降解法 2 C 端分析法 羧肽酶法 羧肽酶是催化C 端氨基酸水解的特效酶 在其作用下 只有靠近游离羧基的那个肽键发生水解 而其它肽键不变 2 部分水解法 将多肽用蛋白水解酶进行部分水解为许多小肽 分离后逐个进行端基测定 部分水解 15 2肽 15 2 1肽的命名 15 2 2肽链结构的测定 15 2 3活性肽 15 3蛋白质 15 3 1蛋白质的元素组成和分类 15 3 2蛋白质的结构 15 3 3蛋白质的性质 一 元素组成 15 3 1蛋白质的元素组成和分类 天然蛋白质均含有碳 50 55 氢 6 7 7 3 氧 19 24 氮 13 19 硫 0 4 等元素 此外 蛋白质中还含有磷 碘 铁 锰 铜 锌等元素 二 蛋白质的分类 2 按化学组成分类 单纯蛋白 结合蛋白 15 3 1蛋白质的元素组成和分类 根据辅基的不同结合蛋白质又可分为 唾液中的粘蛋白 所含的辅基为糖 核蛋白所含的辅基为核酸 3 按功能分类 15 3蛋白质 15 3 1蛋白质的元素组成和分类 15 3 2蛋白质的结构 15 3 3蛋白质的性质 蛋白质的结构相当复杂 通常分为 初级结构 15 3 2蛋白质的结构 1 蛋白质的一级结构 是指蛋白质分子链中各种氨基酸结合的顺序 胰核糖核酸酶的一级结构 2 蛋白质的二级结构 主要的二级结构 由肽链之间的氢键所造成 由两条肽链或一条肽链内两段肽链之间形成氢键 转角 无规则卷曲 螺旋型 折叠型 反平行 折叠型 平行 转角 3 蛋白质的三级结构 维持三级结构的力来自氨基酸侧链之间的相互作用 肌红蛋白的三级结构 4 蛋白质四级结构 其中每条肽链称为一个亚基 维护四级结构的主要是静电引力 15 3蛋白质 15 3 1蛋白质的元素组成和分类 15 3 2蛋白质的结构 15 3 3蛋白质的性质 15 3 2蛋白质的结构 化学性质与氨基酸相似 但由于蛋白质是生物大分子 具有高分子化合物的特点和复杂的空间结构 因此 它本身又具有一些特殊的性质 1 两性与等电点 在等电点时 蛋白质的溶解度最小 可以通过调节溶液的pH值 使蛋白质从溶液中析出 达到分离或提纯的目的 2 蛋白质的变性 当蛋白质受到物理或化学因素影响时 可使蛋白质二 三级结构的结合力遭受破坏 肽链松散 导致蛋白质在理化和生物性质上的改变 蛋白质的变性 引起蛋白质变性的主要因素 蛋白质变性后表现为 溶解度降低 凝固 丧失生理活性 如酸 碱 丙酮 酒精 单宁酸 重金属盐等 3 蛋白质的沉淀 蛋白质在水溶液中形成的颗粒直径在1 100nm内 具有胶体性质 所以蛋白质溶液不能通过半透膜 在水溶液中是以胶体形式存在的 蛋白质分子含有肽键 NH2 COOH OH等 可与水分子形成氢键而形成一种水化膜 故蛋白质在水溶液中不沉淀 如果破坏蛋白质在水中溶液中的水化膜 蛋白质就会在水溶液中沉淀 破坏水化膜的因素有 1 盐析 加入大量的电解质如 NaCl NH4 2SO4 Na2SO4等 蛋白质将会以沉淀析出 盐析 盐析反应一般是可逆的 即这种沉淀是不变性的 2 脱水剂 酒精 丙酮等对水的亲和力很大 可以夺取水化膜中的H2O 故蛋白质的水化膜被破坏 使蛋白质沉淀出来 3 重金属盐 蛋白质可以和Hg2 Cu2 Pb2 Ag 等结合成不溶性蛋白质 重金属有杀菌的作用 即是由于它能沉淀蛋白质 4 显色反应 1 缩二脲反应 蛋白质与硫酸铜碱性溶液反应 呈现紫色 称为缩二脲反应 2 蛋白黄反应 3 米勒 Millon 反应 利用该反应就可以检验蛋白质中有无酪氨酸存在 4 水合茚三酮反应 蛋白质与稀的水合茚三酮一起加热呈蓝色 该反应主要用于纸上层析 15 4核酸 15 4 1核酸的组成和分类 15 4 2核苷和核苷酸的结构及命名 15 4 3核酸的结构 生物所特有的生长和繁殖机能以及遗传与变异的特征 都是核蛋白起着重要作用 核酸和多糖及蛋白质一样 也是生物高分子 分子量从几十万 几百万 蛋白质是生物体用以表达各项功能的具体工具 核酸是生物用来制造蛋白质的模型 没有核酸就没有蛋白质 核酸是最根本的生命的物质基础 核酸可以是游离状态 也可以与蛋白质结合 组成结合蛋白质 称核蛋白 15 1 4核酸的组成和分类 D 2 脱氧核糖的核苷 磷酸 D 核糖 碱基 结构组成 核糖核苷酸 核糖核酸 D 核糖的核苷 磷酸 核酸 脱氧核糖核酸 脱氧核糖核苷酸 D 2 脱氧核糖 碱基 聚合 聚合 一 核酸的组成 核蛋白 二 核酸的分类 D 去氧核糖 D 核糖 含有2 去氧核糖的核酸叫去氧核糖核酸 DNA 含有核糖的核酸称为核糖核酸 RNA 2 碱基部分 核酸中所含的杂环碱称为碱基 它们是嘌呤和嘧啶的衍生物 1 糖组分 两种糖组分 其结构式如下 3 核苷 两种核糖与五种碱基形成的糖苷分别称为核苷和去氧核苷 如为去氧核糖 则在词首加上 去氧 如2 去氧腺苷 核苷命名时 如果糖组分是核糖 词尾用 苷 字前面加上碱基名称 如尿苷 4 核苷酸 核苷的磷酸酯叫做核苷酸 是组成核酸的结构单元 核苷酸是核苷3 位或5 位的羟基和磷酸所生成的酯 二 核酸的结构 核酸由几千个 几万个核苷酸组成 最小的核酸也含有70 90个核苷酸 核酸有一级结构 二级结构和三级结构 蛋白质有四级结构肽链中各种氨基酸相互联接的顺序是蛋白质的初级结构 也叫一级结构 多肽链主链骨架中的若干肽段 通过氢键 形成有规则的构象 这称为二级结构 螺旋 折叠在二级结构的基础上 多肽链间通过氨基酸残基侧链的相互作用而进行盘旋和折叠 因而产生的特定的三维空间结构 这称为三级结构 也称为蛋白质的亚基 各个亚基在低聚蛋白中的空间排布及相互作用 称为蛋白质的四级结构 DNA一级结构 DNA分子是两个多核苷酸链围绕同一个轴盘形成右旋的双股螺旋模型 每条链的突出部分是通过磷酸二酯桥连接的去氧核糖 碱基在螺旋内部 其平面与中心轴垂直 很像梯子的阶梯 两条链之间的空间恰好能容纳下一个嘌呤碱和一个嘧啶碱 因此两条链上的碱基是以一种特殊的方式进行配对 腺嘌呤与胸腺嘧啶配对 A T 鸟嘌呤与胞嘧啶配对 G C 因为A和T或