氨基酸、蛋白质、核酸

1、氨基酸、蛋白质、核酸1 1、掌握二十种常见氨基酸的名称和分类，理解其结构；掌握氨、掌握二十种常见氨基酸的名称和分类，理解其结构；掌握氨基酸的两性和等电点，在高于或低于它们的等电点的水溶液中基酸的两性和等电点，在高于或低于它们的等电点的水溶液中的构造式；的构造式；2 2、掌握氨基酸与茚三酮的反应；了解氨基酸的合成法和发酵法；、掌握氨基酸与茚三酮的反应；了解氨基酸的合成法和发酵法；掌握多肽的一般结构，理解多肽的测定法（掌握多肽的一般结构，理解多肽的测定法（N N端、端、C C端测定法）、端测定法）、部分水解；了解多肽的一般合成法；部分水解；了解多肽的一般合成法；3 3、掌握蛋白质的分类、分子结构（

2、一级、二极、三级结构），、掌握蛋白质的分类、分子结构（一级、二极、三级结构），了解蛋白质的四级结构；了解蛋白质的四级结构；4 4、掌握蛋白质的性质：两性、等电点、水化、变性、鉴定、水、掌握蛋白质的性质：两性、等电点、水化、变性、鉴定、水解（酸性和碱性水解）；解（酸性和碱性水解）；5 5、掌握核苷酸、核酸（、掌握核苷酸、核酸（DNADNA和和RNARNA）的表示式；了解基因指导蛋）的表示式；了解基因指导蛋白质的合成白质的合成mRNAmRNA，tRNAtRNA；6 6、了解酶的一般概念。、了解酶的一般概念。教学目标教学目标第一节第一节 氨基酸（氨基酸（amino acids ）一、一、氨基酸的定义

3、、分类、结构和命名氨基酸的定义、分类、结构和命名 二、二、氨基酸的性质氨基酸的性质三、三、氨基酸的制备氨基酸的制备 分子中既含有氨基又含有羧基的化合物统分子中既含有氨基又含有羧基的化合物统 称为氨基酸。称为氨基酸。1、氨基酸的定义：、氨基酸的定义：CH3CH COOHNH22)2)按烃基类型可分：脂肪氨基酸、芳香氨基酸、杂环氨基酸。按烃基类型可分：脂肪氨基酸、芳香氨基酸、杂环氨基酸。 H3CCHCOOHNH2NH2COOHNHCH2CH COOHNH2脂肪氨基酸脂肪氨基酸芳香氨基酸芳香氨基酸杂环氨基酸杂环氨基酸1) 按氨基与羧基的相对位置分：按氨基与羧基的相对位置分：-氨基酸氨基酸、-氨基酸等

4、。氨基酸等。 2、氨基酸的分类：、氨基酸的分类：CH3CH COOHNH2CH2CH2COOHNH2CH2CH2-CH2COOHNH2 - -氨基酸氨基酸 - -氨基酸氨基酸 - -氨基酸氨基酸CH2COOHNH2HOOC CH2CH COOHNH2H2N CH2CH COOHNH2中性氨基酸中性氨基酸碱性氨基酸碱性氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸 中性氨基酸并非为中性物质，这里的中性是指氨基酸分子中氨中性氨基酸并非为中性物质，这里的中性是指氨基酸分子中氨基与羧基的数目相等。基与羧基的数目相等。 3）按氨基与羧基的数目分：中性氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨）按氨基与羧基的数目分：中性氨基酸、酸性氨基酸、

5、碱性氨基酸基酸 3、氨基酸的构型、氨基酸的构型HCNH2COOHRCHCOOHRNH2L- -氨基酸氨基酸D- -氨基酸氨基酸除甘氨酸，天然除甘氨酸，天然 -氨基酸都是有旋光的，而且都是氨基酸都是有旋光的，而且都是L型的。型的。缬氨酸缬氨酸Val亮氨酸亮氨酸Leu 4、氨基酸的命名、氨基酸的命名 氨基酸的命名与其它取代酸相似，以羧酸为母体，将氨基看作氨基酸的命名与其它取代酸相似，以羧酸为母体，将氨基看作取代基即可。但是取代基即可。但是天然产氨基酸多按其来源或性质而命名。天然产氨基酸多按其来源或性质而命名。国际上国际上有通用的符号。有通用的符号。 3-3-甲基甲基-2-2-氨基丁酸氨基丁酸4-4

6、-甲基甲基-2-2-氨基戊酸氨基戊酸(CH3)2CHCH(NH2)COOH(CH3)2CHCH2CH(NH2)COOHCH3CHCH(NH2)COOHOH苏氨酸苏氨酸Thr2-2-氨基氨基-3-3-羟基丁酸羟基丁酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phe蛋氨酸蛋氨酸Met赖氨酸赖氨酸LysC6H5CH2CH(NH2)COOHCH3S(CH2)2CH(NH2)COOHH2N(CH2)4CH(NH2)COOHCH2CH(NH2)COOHNH色氨酸色氨酸Trp3-3-苯基苯基-2-2-氨基丙酸氨基丙酸2,6-二氨基己酸2-2-氨基氨基-4-4-甲硫基丁酸甲硫基丁酸3-(3-( - -吲哚基吲哚基)-)-2-2-氨基丙

7、酸氨基丙酸 二、二、 氨基酸的性质氨基酸的性质1 1、 - -氨基酸的物理性质氨基酸的物理性质2 2、 - -氨基酸的化学性质氨基酸的化学性质 1 1）溶解性）溶解性 大多数氨基酸为无色晶体，除胱氨酸、酪氨酸外，都可溶于水；大多数氨基酸为无色晶体，除胱氨酸、酪氨酸外，都可溶于水；除脯氨酸、半胱氨酸外，都难溶于有机溶剂。除脯氨酸、半胱氨酸外，都难溶于有机溶剂。 2 2）旋光性）旋光性 除甘氨酸外，其它氨基酸都具有旋光性。除甘氨酸外，其它氨基酸都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的比旋光度是氨基酸的重要物理常数之一，是鉴别各种氨基酸的重要依据。重要物理常数之一，是鉴别各种氨基酸的重要依据。 3 3）熔点

8、）熔点 氨基酸的熔点远高于其异构体羟基酰胺，这是因为氨基酸的熔点远高于其异构体羟基酰胺，这是因为 - -氨基酸是氨基酸是以内盐形式存在。以内盐形式存在。1、 -氨基酸的物理性质氨基酸的物理性质 2 2、 - -氨基酸的化学性质氨基酸的化学性质1 1）氨基酸中氨基的反应氨基酸中氨基的反应 2 2）氨基酸中羧基的反应氨基酸中羧基的反应 3 3）氨基和羧基同时参与的反应氨基和羧基同时参与的反应 （1）氨基的酰化）氨基的酰化 1）氨基酸中氨基的反应）氨基酸中氨基的反应RNH2CHCOOHRCOClRCONHCHCOOHRHClNH2CHRCOOH+CH2O C ClOC NHOCHRCOOHCH2OB

9、enzoxycarbonyl（简写（简写Z） （2）氨基的烃基化）氨基的烃基化 2，4-二硝基氟苯首先被英国的桑格（二硝基氟苯首先被英国的桑格（Sanger）用来鉴定多肽）用来鉴定多肽或氨基酸的末端氨基，曾经广泛应用于测定氨基酸在多肽或蛋白质或氨基酸的末端氨基，曾经广泛应用于测定氨基酸在多肽或蛋白质中的排列顺序。中的排列顺序。RNH2CHCOOHRX NH CHCOOHRHClRNH2CHCOOHRNO2NO2F NH CHCOOHRHClNO2NO2（3）与亚硝酸反应）与亚硝酸反应 反应是定量完成的，衡量地放出反应是定量完成的，衡量地放出N2，测定，测定N2的体积便可计算出的体积便可计算出氨

10、基酸只氨基的含量。这称为范斯莱克（氨基酸只氨基的含量。这称为范斯莱克（ Van slyke ）氨基测定法。）氨基测定法。 RCH COOHNH2HNO2RCHCOOHOHN2H2O2、氨基酸中羧基的反应：、氨基酸中羧基的反应：氨基酸的反应主要是指成酯、成酐、氨基酸的反应主要是指成酯、成酐、成酰胺等反应。成酰胺等反应。CH3SO3HCH2OHNH2CHRCOOHNH2CHRCOOCH2 （1）氨基酸的两性氨基酸的两性 氨基酸分子中的氨基是碱性的，而羧基是酸性的，因而氨基酸氨基酸分子中的氨基是碱性的，而羧基是酸性的，因而氨基酸既能与酸反应既能与酸反应生成盐生成盐，也能与碱反应，也能与碱反应生成盐生

11、成盐，是一个两性化合物。，是一个两性化合物。而且自身可发生中和反应生成内盐而且自身可发生中和反应生成内盐（ inner salt ：内盐分子中既内盐分子中既有正电荷，又有负电荷，称之为偶极离子或两性离子）。有正电荷，又有负电荷，称之为偶极离子或两性离子）。3 3）氨基和羧基同时参与的反应）氨基和羧基同时参与的反应CH3CH COOHNH2+ H+CH3CH COOHNH3CH3CH COOHNH2+ OH-CH3CH COONH2CH3CH COONH3CH3CH COOHNH2电中性的两性离子电中性的两性离子（小）（小）（大）（大）（小）（小）（大）（大） （2） 氨基酸的等电点氨基酸的等电

12、点R CH COOHNH3R CH COONH3R CH COONH2H2OH2O+ H3O+HO- +RCH COOHNH2 在氨基酸水溶液中加入酸或碱，至使氨基酸所带正电荷的数目在氨基酸水溶液中加入酸或碱，至使氨基酸所带正电荷的数目与负电荷的数目正好相等，即净电荷为零与负电荷的数目正好相等，即净电荷为零 ，此时溶液的，此时溶液的 pH 值称为值称为该氨基酸的等电点。该氨基酸的等电点。常以常以pI表示表示。 等电点时，氨基酸等电点时，氨基酸 几乎全部以两性离子的形式存在几乎全部以两性离子的形式存在, 此时此时偶极偶极离子在水中的溶解度最小，易结晶析出离子在水中的溶解度最小，易结晶析出。因而可

13、。因而可通过调节通过调节等电点的等电点的方法，可以从氨基酸的混合物中分离和提纯出某些氨基酸。方法，可以从氨基酸的混合物中分离和提纯出某些氨基酸。*等电点的几点说明：等电点的几点说明： 若若pH pI，氨基酸氨基酸以负离子形式存在以负离子形式存在；若；若pH pI，氨基酸氨基酸以正以正离子形式存在。例如：苯丙氨酸在离子形式存在。例如：苯丙氨酸在pH=10时的主要存在形式？时的主要存在形式？ 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。电点来鉴别氨基酸。酸性氨基酸的等电点：酸性氨基酸的等电点：pH=2.83.2中性氨

14、基酸的等电点：中性氨基酸的等电点：pH=6.26.8碱性氨基酸的等电点：碱性氨基酸的等电点：pH=7.610.8 （3） 与水合茚三酮的反应：与水合茚三酮的反应： - -氨基酸与水合茚三酮溶液作用，生成蓝紫色氨基酸与水合茚三酮溶液作用，生成蓝紫色的有色物质的有色物质，鉴鉴别别-氨基酸的灵敏方法氨基酸的灵敏方法。CCCOOOHOHRCHCOOHNH2CCCOOCCCONHO+RCHOCO2H2O32蓝紫色蓝紫色 - -氨基酸胺热时可发生分子间脱水，生氨基酸胺热时可发生分子间脱水，生成交酰胺。成交酰胺。（4）受热脱水反应：）受热脱水反应：CHCNHNHCHCOOCH3CH3-2H2OCH3CHCO

15、HNHOHCH3HCCHONHOH三、氨基酸的制备三、氨基酸的制备 1、由醛和酮制备、由醛和酮制备 2、-卤代酸的氨解：卤代酸的氨解： 此反应有叔胺和仲胺副产物，所以常用盖布尔法代替，可得较此反应有叔胺和仲胺副产物，所以常用盖布尔法代替，可得较纯的氨基酸。纯的氨基酸。R CH COOH + NH3XR CH COOH + H XNH2C6H5CH2CHO2)NH3C6H5CH2CHCNNaOH, H2OH3O(1)(2)NH2C6H5CH2CHCO2NH3苯丙氨酸74%1) HCNCNHOOX CHRCOORCNOOCHRCOOR+H3OCOOHCOOHCHRCOOHNH2+ROH+3、由丙二

16、酸酯合成：、由丙二酸酯合成：CH2COOC2H5COOC2H5Br2CCl4CHCOOC2H5COOC2H5BrCNKCOOCNCOOCHCOOC2H5COOC2H5C2H5ONaPhCH2Br(1)(2)CNCOOCCOOC2H5COOC2H5CH2PhH3OCO2(1)(2)CNCOOCHCH2PhCOOHNH2NH2CCOOCHCH2PhCOOHNH2NHNH+第二节第二节 多多 肽肽一、一、多肽的组成、命名多肽的组成、命名二二、多肽的合成多肽的合成NH2CHRCOOHNH2CHRCOOH+- H2ONH2CHRCONH CHRCOOH肽键1、多肽的组成、多肽的组成 两分子两分子 - -

17、氨基酸发生反应，氨基酸发生反应，一个氨基酸的羧基与另一分子氨基一个氨基酸的羧基与另一分子氨基酸的氨基酸的氨基脱去一分子水，生成以酰胺键相连的化合物叫做肽。酰胺脱去一分子水，生成以酰胺键相连的化合物叫做肽。酰胺键在蛋白质化学中又称为肽键。键在蛋白质化学中又称为肽键。二分子氨基酸失水形成的肽叫二肽，二分子氨基酸失水形成的肽叫二肽，10个以上氨基酸分子失水形成的肽叫多肽。组成多肽的氨基酸单元个以上氨基酸分子失水形成的肽叫多肽。组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。称为氨基酸残基。2、多肽的命名、多肽的命名 根据组成肽的氨基酸的顺序称为某氨酰某氨酰根据组成肽的氨基酸的顺序称为某氨酰某氨酰某氨酸（简写某氨

18、酸（简写为某为某-某某-某）。例如：某）。例如：NH2CHCH3CONHCONHCHCH2C6H5COOHCHCH2OH丙 氨 酰 丝 氨 酰 苯 丙 氨 酸（ 丙 丝 苯 丙 ）“N”端端 “C”端端二、二、 多肽的合成多肽的合成1、 氨基的保护氨基的保护2、 羧基的保护羧基的保护3、 接肽方法接肽方法 1、 氨基的保护氨基的保护NH2CHHCOOH+CH2O C ClOC NHOCHHCOOHCH2OZNH CHHCOOHH2 Pd/C 或或CF3COOHC6H5CH3 + CO2 +NH2CHHCOOH2、 羧基的保护羧基的保护CH3SO3HCH2OHNH2CHCH3COOHNH2CHC

19、H3COOCH2Pd-C / H2NH2CHCH3COOH3、 接肽方法接肽方法脱水脱水H2 / Pd-C去保护基去保护基N=C=N 二环己基碳二酰亚胺二环己基碳二酰亚胺 (DCC)ZNHCHCOOH + DCC + NH2CHCOOCH2C6H5HCH3ZNHCHCONHCHCOOCH2C6H5HCH3HCH3NH2CHCONHCHCOOH1、测定分子中是否存在二硫键、测定分子中是否存在二硫键2、检测氨基酸的组成及其相对比例、检测氨基酸的组成及其相对比例3、 测定肽中各氨基酸的排列顺序测定肽中各氨基酸的排列顺序1、 测定分子中是否存在二硫键测定分子中是否存在二硫键: 多肽或蛋白质分子中有二硫

20、键多肽或蛋白质分子中有二硫键，需要切断。其方法是用过酸氧化。，需要切断。其方法是用过酸氧化。H2NCHCOOHCH2SSCH2CHCOOHH2N6HCOOOHH2NCHCOOHCH2SO3H2+ 6HCOOH 2、检测氨基酸的组成及其相对比例、检测氨基酸的组成及其相对比例 该工作由氨基酸自动分析仪完成该工作由氨基酸自动分析仪完成 在在N-N-端引入具有特定基团的标记化合物，这种标记基团有端引入具有特定基团的标记化合物，这种标记基团有颜色、荧光、紫外吸收等性质，然后分离鉴定具有这种基团的颜色、荧光、紫外吸收等性质，然后分离鉴定具有这种基团的氨基酸衍生物。氨基酸衍生物。3 3、测定多肽中各氨基酸的

21、排列顺序、测定多肽中各氨基酸的排列顺序1 1）N-N-端氨基酸单元的分析端氨基酸单元的分析O2NNO2F +H2NCH2CNHCHCNHCHCOHOOOCH3CH2C6H5O2NNO2NHCH2CNHCHCNHCHCOHOOOCH3CH2C6H5NHCH2COH + H2NCHCOH + H2NCHCOHO2NNO2OOOCH3CH2C6H5DNFB + Gly-Ala-PheDNFB-Gly-Ala-PheDNFB-Gly Ala PheH+ 水解水解 105oCpH=8-9 室温室温二硝基氟苯法（二硝基氟苯法（Sanger法）法） 肼解法：肼解法： 当多肽（或蛋白质）与无水肼在当多肽（或蛋

22、白质）与无水肼在100反应反应5-10h后，后，除除C端氨基酸外，所有氨基酸都转变成相应氨基酸的酰肼，端氨基酸外，所有氨基酸都转变成相应氨基酸的酰肼，C端氨端氨基酸则以游离氨基酸放出。基酸则以游离氨基酸放出。 2 2）C-C-末端测定末端测定H2NCH2CNHNH2 + H2NCHCNHNH2 + H2NCHCOHOOOCH3CH2C6H5H2NCH2CNHCHCNHCHCOHOOOCH3CH2C6H5NH2-NH2 100oC 5-10hGly-Ala-PheGlyNHNH2 AlaNHNH2 Phe3.3.多肽的选择性水解多肽的选择性水解 某八肽完全水解后，经分析氨基酸的组成为：丙、亮、赖

23、、苯某八肽完全水解后，经分析氨基酸的组成为：丙、亮、赖、苯丙、脯、丝、酪、缬。端基分析：丙、脯、丝、酪、缬。端基分析：N-N-端为丙端为丙,C-,C-端为亮。胰蛋白酶端为亮。胰蛋白酶催化水解：分离得到酪氨酸、一种三肽和一种四肽。用催化水解：分离得到酪氨酸、一种三肽和一种四肽。用EdmanEdman降解降解分别测定三肽、四肽的顺序，结果为：丙分别测定三肽、四肽的顺序，结果为：丙- -脯脯- -苯丙；赖苯丙；赖- -丝丝- -缬缬- -亮亮。 丙 脯 苯丙 酪 赖 丝 缬 亮三肽四肽糜蛋白酶第二节第二节 蛋白质蛋白质 蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基本的结构蛋白质存在于所有的生物细胞

24、中，是构成生物体最基本的结构物质和功能物质。因此，蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了物质和功能物质。因此，蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎所有的生命活动过程。几乎所有的生命活动过程。 一般把相对分子质量超过一般把相对分子质量超过1万万分子量在分子量在1000以上，构型复杂的以上，构型复杂的多肽称为蛋白质。多肽称为蛋白质。 1 1、蛋白质的元素组成：除含有碳、氢、氧外，还有氮和少量、蛋白质的元素组成：除含有碳、氢、氧外，还有氮和少量的硫。某些蛋白质还含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、碘、的硫。某些蛋白质还含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、碘、锌和铜等。锌和铜等。 2 2、蛋白质的化

25、学组成：完全水解得到各种氨基酸的混合物，、蛋白质的化学组成：完全水解得到各种氨基酸的混合物，部分水解通常得到多肽片段。所以，氨基酸是蛋白质的基本结构单部分水解通常得到多肽片段。所以，氨基酸是蛋白质的基本结构单元。大多数的蛋白质都是由元。大多数的蛋白质都是由2020种氨基酸组成。这种氨基酸组成。这2020种氨基酸被称为种氨基酸被称为基本氨基酸。基本氨基酸。 二、蛋白质的分类二、蛋白质的分类 1、 根据蛋白质的形状分为：根据蛋白质的形状分为： 2、根据组成成分分为：、根据组成成分分为： 1）纤维蛋白质：）纤维蛋白质： 如丝蛋白、角蛋白等；如丝蛋白、角蛋白等； 2）球状蛋白质）球状蛋白质 ： 如蛋清

26、蛋白、酪蛋白、血红蛋白、如蛋清蛋白、酪蛋白、血红蛋白、-球代球代表蛋白（感冒抗体）等。表蛋白（感冒抗体）等。 1） 单纯蛋白质：其水解最终产物是单纯蛋白质：其水解最终产物是- 氨基酸。氨基酸。 2） 结合蛋白质：结合蛋白质：- 氨基酸氨基酸 + 非蛋白质（辅基），非蛋白质（辅基）， 辅基为糖辅基为糖时称为糖蛋白；辅基为核酸时称为核蛋白；辅基为血红素时称为血时称为糖蛋白；辅基为核酸时称为核蛋白；辅基为血红素时称为血红素蛋白等。红素蛋白等。 1） 活性蛋白：按生理作用不同又可分为：酶、激素、抗体、收活性蛋白：按生理作用不同又可分为：酶、激素、抗体、收缩蛋白、运输蛋白等。缩蛋白、运输蛋白等。 2）非

27、活性蛋白：担任生物的保护或支持作用的蛋白，但本身不）非活性蛋白：担任生物的保护或支持作用的蛋白，但本身不具有生物活性的物质。例如：贮存蛋白（清蛋白、酪蛋白等），结具有生物活性的物质。例如：贮存蛋白（清蛋白、酪蛋白等），结构蛋白（角蛋白、弹性蛋白胶原等）等等。构蛋白（角蛋白、弹性蛋白胶原等）等等。3、根据蛋白质的功能分为：、根据蛋白质的功能分为： 三、蛋白质的结构三、蛋白质的结构1、 蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构2、蛋白质的二级结构、蛋白质的二级结构3、 蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构4、 蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构 1、 蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构 由一定种类、一定数目的氨基

28、酸按一定的排列顺序结合而形成由一定种类、一定数目的氨基酸按一定的排列顺序结合而形成的多肽链（的多肽链（50个以上氨基酸）称为蛋白质的一级结构，也叫初级结个以上氨基酸）称为蛋白质的一级结构，也叫初级结构。构。 对某一蛋白质，若结构顺序发生改变，则可引起疾病或死亡。对某一蛋白质，若结构顺序发生改变，则可引起疾病或死亡。例如，血红蛋白例如，血红蛋白N-6为谷氨酸，若换为缬氨酸，则造成红血球附聚，为谷氨酸，若换为缬氨酸，则造成红血球附聚，即由球状变成镰刀状，若得了这种病（镰刀形贫血症）不到十年就即由球状变成镰刀状，若得了这种病（镰刀形贫血症）不到十年就会死亡。会死亡。 蛋白质的空间结构又叫蛋白质构象。

29、由于蛋白质的多肽链上有蛋白质的空间结构又叫蛋白质构象。由于蛋白质的多肽链上有众多可以自由旋转的众多可以自由旋转的 键，因此理论上讲，蛋白质的构象为无数种。键，因此理论上讲，蛋白质的构象为无数种。但由于蛋白质分子中各种基团的相互作用，使但由于蛋白质分子中各种基团的相互作用，使 键自由旋转受到多键自由旋转受到多种因素的制约，故在特定的条件下，蛋白质分子具有特定的构象。种因素的制约，故在特定的条件下，蛋白质分子具有特定的构象。蛋白质的空间结构常用二、三、四级结构来描述。蛋白质的空间结构常用二、三、四级结构来描述。 2、蛋白质的二级结构、蛋白质的二级结构 蛋白质的二级蛋白质的二级(Secondary)

30、(Secondary)结构：肽链的主链通过氢结构：肽链的主链通过氢键的作用而形成的多肽在空间排列称为蛋白质的二级结构。键的作用而形成的多肽在空间排列称为蛋白质的二级结构。主要有主要有 - -螺旋、螺旋、 - -折叠、折叠、无规则卷曲三种形式无规则卷曲三种形式。 1）-螺旋：一螺旋：一条肽链通过氢键绕成螺旋型，条肽链通过氢键绕成螺旋型，右螺旋。右螺旋。 2）-折叠折叠由两条几乎完全伸展的肽链（也可以在同一肽链由两条几乎完全伸展的肽链（也可以在同一肽链的不同部分之间形成）反平行排列，通过链间的氢键交联而形成的。的不同部分之间形成）反平行排列，通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿状折叠构象，

31、氢键与链的长轴接近垂直。肽链的主链呈锯齿状折叠构象，氢键与链的长轴接近垂直。 3、 蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构 蛋白质的三级结构：在二级结构的基础上，肽链的不同区段的蛋白质的三级结构：在二级结构的基础上，肽链的不同区段的侧链基团通过氢键、疏水键、离子键和共价键（如侧链基团通过氢键、疏水键、离子键和共价键（如-S-S-S-S-）等相互）等相互作用，在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的作用，在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。特征三维结构。 蛋白质的四级结构：指由多条各自具有一、二、三级结构的肽蛋白质的四级结构：指由多条各自具有一、二、三级结构的

32、肽链（通常称为亚基，无生理活性）通过非共价键（主要是疏水力）链（通常称为亚基，无生理活性）通过非共价键（主要是疏水力）连接起来的结构形式。连接起来的结构形式。 四、四、 蛋白质的性质蛋白质的性质 1、蛋白质的两性和等电点、蛋白质的两性和等电点2、蛋白质的胶体性质、蛋白质的胶体性质3、蛋白质的沉淀作用、蛋白质的沉淀作用4、蛋白质的变性、蛋白质的变性 5、蛋白质的紫外吸收、蛋白质的紫外吸收6、蛋白质的颜色反应、蛋白质的颜色反应 1、蛋白质的两性和等电点、蛋白质的两性和等电点PCOONH2PCOONH3PCOOHNH3P = ProtinpH pHpIpHpI蛋白质H2OH2O+ H3O+HO- +

33、 与氨基酸相似，在等电点时蛋白质的溶解度最小。因此，可通与氨基酸相似，在等电点时蛋白质的溶解度最小。因此，可通过调节蛋白质溶液的过调节蛋白质溶液的pH值来分离和提纯蛋白质。例如，卵清蛋白为，值来分离和提纯蛋白质。例如，卵清蛋白为，酪蛋白为，胰岛素为，血红蛋白为。酪蛋白为，胰岛素为，血红蛋白为。 蛋白质是高分子化合物，其分子颗粒的大小在蛋白质是高分子化合物，其分子颗粒的大小在1-1-100nm100nm之间，己在胶体范围内，因此，蛋白质溶液具有胶之间，己在胶体范围内，因此，蛋白质溶液具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎运动、不能透体溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎运动、不能透过半透膜、能

34、够电泳等性质。过半透膜、能够电泳等性质。2、蛋白质的胶体性质、蛋白质的胶体性质 1）粒子形成水化膜）粒子形成水化膜 因氨基酸残基上有因氨基酸残基上有- -OH、- -NH2、- -COOH等极性基团，这些等极性基团，这些基团可以与水形成氢键而使蛋白质分子高度水化，因此，在其周围基团可以与水形成氢键而使蛋白质分子高度水化，因此，在其周围形成一层水化膜，水化膜对蛋白质分子具有保护作用，水形成一层水化膜，水化膜对蛋白质分子具有保护作用，水化膜使分化膜使分子不易集聚而沉淀子不易集聚而沉淀。 2 2）蛋白质粒子带同性电荷）蛋白质粒子带同性电荷 处于非等电点的蛋白质分子，必然带有相同的电荷（正或负电处于非

35、等电点的蛋白质分子，必然带有相同的电荷（正或负电荷），同性电荷之间的排斥作用也使蛋白质分子不易聚集而沉淀。荷），同性电荷之间的排斥作用也使蛋白质分子不易聚集而沉淀。 3、蛋白质的沉淀作用：、蛋白质的沉淀作用：蛋白质溶液碱金属盐或铵盐沉淀溶解（蛋白质）H2O 蛋白质的盐析（可逆沉淀、非变性沉淀）蛋白质的盐析（可逆沉淀、非变性沉淀） ：向蛋白质溶液中加向蛋白质溶液中加入大量的无机盐，如入大量的无机盐，如Na2SO4、(NH4)2SO4 、NH4Cl、NaCl等，则蛋等，则蛋白质可沉淀下来，这种沉淀方法称为盐析。在盐析过程中，蛋白质白质可沉淀下来，这种沉淀方法称为盐析。在盐析过程中，蛋白质的结构和性

36、质都没有发生变化，在适当的条件下，可以重新溶解形的结构和性质都没有发生变化，在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液。利用蛋白质的盐析作用可提纯具有生理活性的蛋白质。成溶液。利用蛋白质的盐析作用可提纯具有生理活性的蛋白质。 无机盐能使蛋白质发生沉淀，是由于无机盐为强电解质，在溶无机盐能使蛋白质发生沉淀，是由于无机盐为强电解质，在溶液中以离子状态存在，而这些离子的水合能力远远大于氨基酸残基液中以离子状态存在，而这些离子的水合能力远远大于氨基酸残基中的极性基团（如中的极性基团（如-OH、-COOH、-NH2等），它们可剥去蛋白质等），它们可剥去蛋白质分子外围的水化膜；同时这些离子所带的电荷，也能削弱蛋

37、白质分分子外围的水化膜；同时这些离子所带的电荷，也能削弱蛋白质分子所带的电荷，即无机盐可消除稳定蛋白质胶体稳定存在的二个因子所带的电荷，即无机盐可消除稳定蛋白质胶体稳定存在的二个因素，而使蛋白质分子聚集而沉淀。素，而使蛋白质分子聚集而沉淀。 有机溶剂（变性沉淀）有机溶剂（变性沉淀） ：乙醇、甲醇、丙酮等溶剂与水亲合力：乙醇、甲醇、丙酮等溶剂与水亲合力大于蛋白质，可剥去其水化膜使蛋白质沉淀下来。该沉淀在短时间大于蛋白质，可剥去其水化膜使蛋白质沉淀下来。该沉淀在短时间内可逆，如时间延长，则为不可逆。内可逆，如时间延长，则为不可逆。 在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性，而在强烈沉淀条

38、件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性，而且也破坏了蛋白质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不可能再重新且也破坏了蛋白质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水。溶解于水。 重金属盐重金属盐（不可逆沉淀、变性沉淀）（不可逆沉淀、变性沉淀） ：汞、铅、铜、银等离子：汞、铅、铜、银等离子与蛋白质结合生成沉淀。与蛋白质结合生成沉淀。H2N Pr COOH+ Pb2+(NH2-Pr-COO)2Hg 生物碱试剂生物碱试剂（不可逆沉淀、变性沉淀）：（不可逆沉淀、变性沉淀）：苦味酸、三氯乙酸等苦味酸、三氯乙酸等与蛋白质结合生成沉淀。与蛋白质结合生成沉淀。H2N Pr COOH+HOOC-CCl3OOC

39、-CCl3HOOC Pr NH3 物理因素（物理因素（不可逆沉淀、变性沉淀）不可逆沉淀、变性沉淀）：在加热、加压、紫外线在加热、加压、紫外线等物理因素作用下，蛋白质的构象也会被破坏而沉淀。等物理因素作用下，蛋白质的构象也会被破坏而沉淀。 4、蛋白质的变性：、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，这种现象称为蛋白质的变性。上的改变，这种现象称为蛋白质的变性。 变性条件：变性条件： 物理因素：

40、干燥、加热、高压、振荡或搅拌、紫外线、物理因素：干燥、加热、高压、振荡或搅拌、紫外线、X射线、射线、超声等等。超声等等。 化学因素：强酸、强碱、尿素、重金属盐、生物碱试剂（三氯化学因素：强酸、强碱、尿素、重金属盐、生物碱试剂（三氯乙酸、乙醇等等）。乙酸、乙醇等等）。 变性后的特点：变性后的特点： 丧失生物活性丧失生物活性 变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于水和其它溶剂，也不可能恢复原有蛋白质所具有的性质。所以，蛋水和其它溶剂，也不可能恢复原有蛋白质所具有的性质。所以，蛋白质的变性通常都伴随着不可逆沉淀。白质的变性通常都伴随着不可逆沉淀。溶解度降低溶解度

41、降低 易被水解（对水解酶的抵抗力减弱）。易被水解（对水解酶的抵抗力减弱）。 变性作用的利用：变性作用的利用： 消毒、杀菌、点豆腐等；消毒、杀菌、点豆腐等； 排毒（重金属盐中毒的急救）；排毒（重金属盐中毒的急救）； 肿瘤的治疗（放疗杀死癌细胞）；肿瘤的治疗（放疗杀死癌细胞）；5、蛋白质的紫外吸收：、蛋白质的紫外吸收： 大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。这三种氨基酸的在这三种氨基酸的在280nm 280nm 附近有最大吸收。因此，大多数蛋白质在附近有最大吸收。因此，大多数蛋白质在280nm 280nm 附近显示强的吸收。利用

42、这个性质，可以对蛋白质进行定性附近显示强的吸收。利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定。鉴定。 6、蛋白质的颜色反应：、蛋白质的颜色反应： 1 1）缩二脲反应：）缩二脲反应：蛋白质分子中有许多酰胺键，因此蛋白质分子中有许多酰胺键，因此与新配置与新配置的碱性硫酸铜溶液反应的碱性硫酸铜溶液反应呈紫红色。称呈紫红色。称为缩二脲反应为缩二脲反应。 2 2）黄蛋白反应：）黄蛋白反应：因为组成蛋白质的氨基酸有芳香族氨基酸，因为组成蛋白质的氨基酸有芳香族氨基酸，若向蛋白质溶液中加入浓硝酸，则浓硝酸可使多肽链上氨基酸残基若向蛋白质溶液中加入浓硝酸，则浓硝酸可使多肽链上氨基酸残基上的芳环发生硝化反应，而向蛋白质

43、分子中导入生色团上的芳环发生硝化反应，而向蛋白质分子中导入生色团- -NO2而呈黄而呈黄色。色。 3 3）米勒）米勒（Millon）反应：反应：蛋白质蛋白质遇到硝酸汞的硝酸溶液遇到硝酸汞的硝酸溶液米勒米勒试剂试剂 生成不溶性的深红色沉淀。这是由于蛋白质多肽链上氨酸残生成不溶性的深红色沉淀。这是由于蛋白质多肽链上氨酸残基中有酚羟基，该羟基与基中有酚羟基，该羟基与Hg2+作用生成红色物质。作用生成红色物质。 4 4）茚三酮反应：蛋白质与稀的茚三酮溶液加热，即呈现蓝色。）茚三酮反应：蛋白质与稀的茚三酮溶液加热，即呈现蓝色。可用于蛋白质的定性鉴定。可用于蛋白质的定性鉴定。第四节第四节 酶酶一、酶的组成

44、一、酶的组成二、酶催化反应的特异性二、酶催化反应的特异性 一、酶的组成一、酶的组成 辅酶的种类颇多，按其化学组成可分两类：辅酶的种类颇多，按其化学组成可分两类： 1无机的金属元素，如铜、锌、锰。无机的金属元素，如铜、锌、锰。 2相对分子质量低的有机物，如血红素、叶绿素、肌醇、烟酰相对分子质量低的有机物，如血红素、叶绿素、肌醇、烟酰胺、维生素胺、维生素B1、B2、B6、B12等等。等等。酶单纯酶（催化活性仅由蛋白质的结构决定）结合酶（蛋白质 辅酶），催化活性由蛋白质和辅酶共同配合完成。+二、酶催化反应的特异性二、酶催化反应的特异性 1、催化效率高（比一般催化剂高、催化效率高（比一般催化剂高1081010倍）。倍）。 2、选择性强、选择性强 （1）化学选择性）化学选择性能从混合物中挑选特殊的作用物。例如，能从混合物中挑选特殊的作用物。例如，麦芽糖酶只能使麦芽糖酶只能使-葡萄糖苷键断裂，而不能使葡萄糖苷键断裂，而不能使-葡萄糖苷键断裂。葡萄糖苷键断裂。 （2） 立化学选择性立化学选择性辨别对映