蛋白质与核酸PPT课件

-,1,多糖、蛋白质和核酸是三种生物活性聚合物：多糖：储存能量、细胞表面生物化学标记或在植物中充当结构物质；核酸：储存和传递信息；蛋白质：酶和激素调节生物体内反应、血红蛋白传输氧、抗体抵御疾病、皮肤毛发保护功能、肌肉和腱的运动功能。,-,2,第一节、氨基酸的结构、名称及物理性质氨基酸的化学性质氨基酸的合成第二节、多肽的定义、命名和结构多肽的合成多肽结构的测定第三节、蛋白质第四节、核酸(自学),-,3,羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代生成的化合物叫氨基酸。,1.定义：,-氨基酸,-氨基酸,-氨基酸,o-氨基苯甲酸,一、氨基酸的结构、分类与命名,第一节、氨基酸,-,4,蛋白质主要由20种氨基酸组成。按氨基与羧基的相对位置分：-氨基酸，-氨基酸；按氨基与羧基的数目来分：中性氨基酸（氨基与羧基数目相等）、酸性氨基酸（羧基数目多于氨基），碱性氨基酸（氨基数目多于羧基）。,2.分类,-,5,-,6,-,7,-,8,3.氨基酸的构型和存在形式,构型（用D、L表示）,L型-氨基酸D型-氨基酸L-甘油醛,除甘氨酸外，天然-氨基酸都是有旋光的，而且都是L型的。,-氨基酸通式,-,9,存在形式：固态氨基酸主要以偶极离子(内盐)的形式存在。,组氨酸,谷氨酸,丙氨酸,-,10,4.名称,构成蛋白质的氨基酸都有俗名（根据来源或性质），并都用一个缩写符号表示（英文的前三各字母）。如：微具甜味的称甘氨酸（Gly)、最初从蚕丝中得到的氨基酸叫丝氨酸(Ser)、最初由一种叫天门冬的幼苗中发现的称天门冬氨酸(Asp)。,-,11,5.八个必需氨基酸,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,-,12,1、两性2、等电点3、与茚三酮反应4、氨基酸金属盐络合物的形成5、与亚硝酸的反应6、与甲醛的反应7、氨基酸的热分解,二、氨基酸的性质,-,13,氨基酸为含有氨基和羧基的双官能团化合物，因而既具有胺的性质又具有羧酸的性质，同时还具有这两种官能团相互影响而赋予他们的某些特性。,1、两性,分子中同时含有碱性的氨基和酸性的羧基既可以与强酸发生反应，也可以和强碱发生反应，,-,14,每个氨基酸总可以找到一个pH值，在该pH值下，正、负离子的浓度完全相等，此时向阳极移动和向阴极移动的离子彼此抵消（即没有净的迁移），或者说，电场中不显示离子的迁移。将此时的pH值称为该氨基酸的等电点。,2、等电点,-,15,中性氨基酸的等电点：pH=6.26.8酸性氨基酸的等电点：pH=2.83.2碱性氨基酸的等电点：pH=7.610.8,不同的氨基酸有不同的等电点，所以可以通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸。,等电点时，以两性离子形式存在的氨基酸浓度最大（在水溶液中），氨基酸的溶解度最小。,-,16,3、与茚三酮的反应,凡是有游离氨基的氨基酸都可以在碱性溶液中与茚三酮共热发生氧化，脱羧，呈紫色的反应。用于鉴别。,茚茚三酮水合茚三酮,-,17,紫色,-,18,4、氨基酸金属盐络合物的形成,金属上有空轨道，N上有未共用电子对。,5、与亚硝酸的反应,该反应定量，可用于计算氨基酸中氨基的含量，称为VonSlyke测定法。,-,19,6、与甲醛的反应,除脯氨酸外，其他氨基酸都能与甲醛反应生成Schiff碱，用碱滴定游离羧基，可以测定氨基酸的含量。,脯氨酸,-,20,7、氨基酸的热分解,与羟基酸类似：氨基酸受热分解，产物由氨基与羧基的相对位置决定。,-氨基酸:,-氨基酸：,-氨基酸得环内酰胺：,吡嗪酮,-,21,1、斯瑞克合成法-醛的氨氰化法2、-卤代酸的氨解3、盖布瑞尔法4、外消旋氨基酸的拆分,三、氨基酸的合成,-,22,改进方法：用NH4CNorNH4Cl+KCN代替HCN+NH3应用：合成比原料醛多一个碳的氨基酸,氨基酸的来源：（1）天然产物酸性水解（2）微生物发酵法（3）化学合成法,1、Strecker合成法(醛的氨氰化法),-,23,应用盖布瑞尔法可以制备很纯的氨基酸。,2、-卤代酸的直接氨解,3、Gabriel合成法,-,24,用盖布瑞尔法也可以合成多种氨基酸：,-,25,4、外消旋氨基酸的拆分,-,26,一个氨基酸的羧基与另一分子氨基酸的氨基通过失水反应，新生成的化合物称为肽，形成的酰氨键叫肽键。二分子氨基酸失水形成的肽叫二肽，多个分子氨基酸失水形成的肽叫多肽。,第二节、多肽,1.定义,-,27,2.命名,甘氨酸丙氨酸亮氨酸,产物三肽的名称为：甘氨酰-丙氨酰-亮氨酸（甘-丙-亮）（Gly-Ala-Leu）,肽键,C-端残基,N端残基,-,28,测定肽或蛋白质的一级结构需要进行下面几项工作：1.检测氨基酸的组成及其相对比例2.测定肽或蛋白质中各氨基酸的排列顺序,一、多肽结构的测定,-,29,1、端基分析法：,-,30,测N端：Sanger法,-,31,测氮端：Edman降解法（异硫氰酸苯酯）,-,32,测碳端：羧基多肽酶法,-,33,2、部分水解法：各种蛋白水解酶能水解特定的肽键：多肽小肽，然后分析.,-,34,1、氨基的保护2、羧基的保护3、侧链的保护4、接肽方法1）混合酸酐法2）活泼酯法3）碳二亚胺法4）固相接肽,二、多肽的合成,-,35,保护基必须具备的条件：（1）易在预定的部位引入（2）在某特定的条件下，保护基很易除去（3）引入和除去保护基时，分子中的其它部位不会受到影响，特别是已接好的肽键。,多肽合成必须解决下面四个问题1.氨基保护2.羧基保护3.侧链保护4.接肽方法,-,36,1、氨基的保护,1）用氯代甲酸苯甲酯（或称苯甲氧基甲酰氯）保护,Benzoxycarbonyl（简写Z）,2）用氯代甲酸三级丁酯保护,t-Butoxycarbonyl(简写BOC),-,37,2.羧基的保护,COOH的保护,-,38,3.接肽的方法,1）混合酸酐法（活化羧基）,接肽,混合酸酐,-,39,2）活泼酯法,-,40,3）碳二亚胺法接肽,Dicyclohexylcarbodimide(DCC),接肽,去保护基,-,41,4）固相接肽,1963年Merrifield发明,在不溶的高分子树脂的表面上进行接肽反应称为固相接肽。解决了蛋白质和多肽的一些合成问题。,多肽合成是一项比较繁琐，复杂，艰巨的的工作。一般考虑几个问题：1选择恰当的保护基。2选择恰当的活化剂。3氨基酸的构型要保持不变。4反应条件要温和。因此，合成分子量较大，又具有与天然产物同样生理活性的多肽是极富挑战性的工作。,-,42,-,43,D-2-脱氧核糖的核苷+磷酸,第四节核酸,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,