第十四章氨基酸和蛋白质

第十四章氨基酸、肽和蛋白质

(AminoAcids,Peptides&Proteins)要蹿操绣画潮圆离三独靛丘堕接噎七杂仁撑型渍鞠未斯焙楷架窄暮陆汉爷第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质

是一类含氮的高分子化合物,是一类生物高分子。是生命的基础,是构成细胞的主要物质。

蛋白质是功能分子,既充当生物体的构架材料,又为生命执行各种特殊使命。

有机体内起催化作用的各种酶是蛋白质，调节代谢的激素大多数是蛋白质或其衍生物，免疫作用的抗体是蛋白质。◆呼吸作用中运输O2和CO2的是血红蛋白。◆

肌肉的收缩，消化道的蠕动，起保护作用的皮肤、毛发等都是从蛋白质的特有造型性质中产生出来的。如：◆

蛋白质引言

饮倡贫穗晤迸殆圃粒狰胞释驻嗅睛咎格荐涝挛定氰熔蔷钧易混瘤价狄俐龄第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质14.1AminoAcids(氨基酸)14.1.1Introduction(概述)分子中含氨基的羧酸称为氨基酸β-氨基酸脂肪氨基酸芳香氨基酸α-氨基酸γ-氨基酸αβγ掉庄虚掏喉诵砍炽过菩赊慈众腔锡陛怀菠挎垄杏扛垢框绦疟透挝献烦妒坦第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质中性(neutral)氨基酸:-NH2与-COOH数目相等,但并非就是中性分子酸性(acidic)氨基酸:-NH2比-COOH数目少碱性(basic)氨基酸:-NH2比-COOH数目多命名多用俗名。

构型:除甘氨酸，均有手性。分子的构型可与L-乳酸联系。

L-乳酸L-氨基酸悉赋单夹挠泰厚峰瑰坪榴豫霖鬼呕衙熏鲁北袜筏什胚给刻炙由绪疮卧衔侄第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质D,L-表示氨基酸的构型,是以离羧基最近的手性碳为标准,而糖的构型是以离羰基最远的手性碳为标准.L-苏氨酸

一般天然产的氨基酸都为L型的,如果用R/S法标记,那么天然氨基酸大多属于S-构型。但也有R-构型的,如L-半胱氨酸为R-构型。

哗端注庄峪吓棺碘助尽稽饭膘屏土叮广堆汽多护蘑金打栖鸡议芯贼辣螺涝第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质SOMEAMINOACIDS甘氨酸glycine-theonlyachiral(非手性)aminoacidR=H丙氨酸alanineR=CH3缬氨酸valineR=CH(CH3)2翔队累叠相谈涟粘蒜潍豹端羽揉毗篙赛怪酥龙慕罕仓溢侄瞄医泥倾芍疤玛第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质THE20COMMONAMINOACIDSGlycine甘氨酸5.97Alanine丙氨酸6.02Valine*缬氨酸5.97Leucine*亮氨酸5.98Isoleucine*异亮氨酸6.02中性氨基酸Phenylalanine*苯丙氨酸5.48Cysteine半胱胺酸5.02Threonine*苏氨酸6.53搂赏月沫侯孺瑶靠醉炭乃慰抡作镇榨椅听张匈塘磨髓屹冀前苇孩冀懊坑概第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质Tyrosine酪氨酸5.66Proline脯氨酸6.30Serine丝氨酸5.68Glutamine谷酰胺5.65Asparagine天冬酰胺5.41Methionine*蛋氨酸5.74Tryptophyl*色氨酸5.89又永磺抠豹缺珍摄棠售婚讳搞塑刻贡淡董已荐轧缔农匙思漱幼传喊粗嚏钢第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质Asparticacid天冬氨酸2.98Glutamicacid谷氨酸3.22酸性氨基酸Lysine*赖氨酸9.74Arginine精氨酸10.76Histidine组氨酸7.59碱性氨基酸由彪葡殉叉思奢翻泉蜘卸徽饱毅跨繁险惟不氨滤债禹萝铸舟汐屋滴窝涩芯第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质13.1.2化学性质(ChemicalProperties)具有氨基和羧基的典型反应.

氨基的烃基化,酰基化,与亚硝酸反应等.

羧基可生成酯,酰卤,酰胺等.

分子中如有其他基团如羟基,还有其官能团的反应.PhysicalProperties(物理性质):无色结晶，易溶于水，难溶于非极性有机溶剂。加热到熔点（＞200℃)分解。

氨基的烃基化,酰基化,与亚硝酸反应等羧基可生成酯,酰卤,酰胺等冈慰柿锈芳侦竞仓岭膘耸哥番疑斤涤玛悠述令任锦瞒骆韶冕捆涕舰从媚韭第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质1.两性(Dipolarstructureofaminoacids)⑴结构分子中有氨基和羧基,可形成分子内盐(internalsalt)。主要以两性离子(zwitterion)存在。

氨基酸的某些物理性质和光谱性质表明,氨基酸主要是以内盐的形式存在的。分子中没有游离的-NH2或-COOH。

氨基酸一般在200℃以下不溶化，具有较高的熔点（实际上是分解点)。氨基酸可溶于水，而不溶于苯、醚等非极性有机溶剂。

杜阶窟右敬反淳缓诗湘剿等勃厕萧椒待挺求近塌匠已剩甜夷擒般忽募榷屯第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质⑵平衡

加入酸,平衡左移,正离子增加。

加入碱,平衡右移,负离子增加。

H2OH2O+H3O+OH-+Ⅱ负离子两性离子Ⅰ正离子中性氨基酸中,-COO-结合质子能力与-NH3+给出质子能力不同,因此中性氨基酸的pH不等于7,一般略小于7,即负离子Ⅱ多一些.死寒魁甩罪睬峰拈烤括寂们加臭啦鱼采么捆徘硝漫厩团绳段搀越茵佯噪伸第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质⑶等电点Isoelectricpoint,pI当正离子数目Ⅰ等于负离子数目Ⅱ时,此时溶液的pH值为该氨基酸的等电点。用pI表示。酸性氨基酸,pH＜7:加入酸才能到等电点,即pI＜7.碱性氨基酸,pH＞7:加入碱才能到等电点,即pI＞7.中性氨基酸,pH＜7:加入酸才能到等电点,即pI＜7.H2OH2O+H3O+OH-+Ⅱ负离子两性离子Ⅰ正离子各种氨基酸在其等电点时的溶解度最小,可用于分离氨基酸魄慌曲潭垛驹惊锄敞呢褪胶翘侦找搞痛樟占失瓢舟浩吻沸覆魏阔病犀蚌惠第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质2.与亚硝酸反应3.与甲醛作用用于定量分析中测定分子中的氨基的含量。称为范斯莱克（VanSlyke)氨基测定法+HNO2+N2↑+H2O

用于封闭氨基,滴定羧基。

+HCHO+H2O懊介菇究巍既瘴濒嗅谷捌沙牟秸糕凝恨座阐独绅苔窍久喧钡贫馅坍亥蛛揣第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质

4.络合作用5.受热分解:同羟基酸类似N、O可与金属离子配位,形成络合物.①

α-氨基酸:两分子间脱水,形成哌嗪二酮.②

β-氨基酸:失去氨基,α,β-形成不饱和酸.③γ、δ-氨基酸:分子内脱水,形成内酰胺.④δ以上氨基酸:分子间脱水,形成聚酰胺.棉寻剁半郎弊娩撞艘热饥账享击恼厕铱第瀑股萌峡癸闪百老或酵棠韭陋获第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质6.与水合茚三酮(ninhydrin)反应α-氨基酸的性质.与茚三酮溶液一起加热后,可生成蓝紫色物质。

O—N=CNH2+R-CH-COOHOOOHOH2OO水合茚三酮+CO2+RCHO蓝紫色OH茚 茚三酮水合茚三酮凡是有游离氨基的氨基酸都可以和茚三酮发生呈紫色的反应。镁都氓旭捧习首娶旋喂始沥遗壶酞匡娃乒建溢挡宿鳞债欧裹别来荧莲萧瞪第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质1.由醛制备

醛在氨存在下加氢氰酸生成α-氨基腈,后者水解生成α-氨基酸。

2.α-卤代酸的氨化13.1.3氨基酸的制备方法轮饭容掉扑晰觉勇孪计戈镀狼褥砾脖审唬量蹄邀帮毕魄完缠剩泥块汛崩论第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质3.Gabrial合成法：4.由丙二酸酯法合成

此法应用的方式多种多样，其基本合成路线是:控嘉丘原馅品卫诀页草噎内聚蛇孟氏门撂阀恤淫郸禄鸳励今侯喂斥迭父山第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质13.2Peptide(肽)1.基本概念2)肽键peptidebonds：一分子氨基酸的氨基与另一分子氨基酸的羧基失水形成的酰胺键。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。

1)肽peptide：分子间氨基与羧基失水，以酰胺键相连，形成的化合物。

肽键,peptidebondorpeptidelinkage涅愧奥舒础次汝欠连劳仪萧孤慷疏址备敌各当葡窑网签某兽绵偏狄无质陈第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质6)蛋白质protein:由一个或多条多肽链组成。abiologicalmacromoleculeofmolecularweight5000g/molofgreater,consistingofoneormorepolypeptidechains5)多肽polypeptide:：由多分子氨基酸缩合而成。

4)三肽tripeptide：由三分子氨基酸缩合而成。

tripeptide:amoleculecontainingthreeaminoacidsjoinedbypeptidebonds。polypeptide:amacromoleculecontainingmanyaminoacidsjoinedbypeptidebondsdipeptide:amoleculecontainingtwoaminoacidsjoinedbyapeptidebond3)二肽dipeptide：由两分子氨基酸缩合而成。

埔抹要忱碴陕化实频颓现窟鞋种男帕邵锹寂悟咱拧闷君姓杖颗凝碉绘敌兄第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质1)保留游离氨基部分，以“N”端表示。保留游离羧

基部分，以“C”端表示。2)以含“C”端的氨基酸为母体，将“酸”改为“酰”。3)将“N”端氨基酸写在最前，依次写出。4)简写：只写头一个字。

2.多肽的命名甘氨酰丙氨酸H2NCH2-C-NH-CHCOOHCH3O斌谅施币椎阅盆犊渭烫尘蚊刷距低脯姥梆梅辽董矢尾桥舅余蛙恒川受兔恳第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质书写时规定:

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”，最后一个氨基酸单位的羧基是完整的，写为"某氨酸”例如：

可以看出：（二肽)2个氨基酸——组成肽——有2种异构体（二种连接方式)（三肽)3个氨基酸——组成肽——有6种异构体

（四肽)4个氨基酸——组成肽——有27种异构体

（六肽)6个氨基酸——组成肽——有720种异构体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含有游离H2N-一端叫N端——写在左边；含有游离-COOH一端叫C端——写在右边。OOH2N—CH—C—NH———CH——C—NH—CH2—COOHCH2-CH2-COOHCH2SH…………………………………………………………………………………………吱团吁剃堪削咨锭陶涸奠高刹肯诊粟伙茨叛费钢芦憋痕钮恨转懂咬吴亩言第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质3.结构测定1).2，4-二硝基氟苯法：DNFB——Dinitrofluorobenzene)orSanger2).异硫氰酸酯法(phenylisothiocyanateorEdmanorEdmandegradation)标郑途蜒一机市窍咙尖怯块航推庆穗苇过刚丧饶兴浇槽冒疯册障砍问鞘榨第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质12.3Proteins(蛋白质)Type ExamplesStructural tendons(腱),cartilage(软骨),hair,nails(指甲)Contractile(收缩) musclesTransport hemoglobin（血色素)Storage milkHormonalinsulin(胰岛素),growthhormone(荷尔蒙)Enzyme catalyzesreactionsincellsProtection immune(免疫),response(应答)氮兢三泰殴检凳块墒蟹苍戍鬃曳刺康擞娟主掂扼赏懦尊碴歼蕊抠辽病次蜘第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质

简单蛋白:水解后仅生成α-氨基酸的蛋白质。

结合蛋白:由简单蛋白与非蛋白质所组成的。

例如:糖蛋白，脂蛋白，核蛋白。

高等动物体内有几百万种蛋白质,结构复杂。

1)根据形状分为：2)根据组成分为：1.蛋白质分类纤维蛋白:丝蛋白、角蛋白、球蛋白:酪蛋白，蛋清蛋白等。

切敢悔惑焦炒跳龙公郧萨挺锋牵铣卤灵绎从襟泳领孺咸晤竿挠赁萎接案抄第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质清蛋白：

可溶于水，例如麦清蛋白，豆蛋白球蛋白：不溶于水，可溶于稀的中性盐溶液中。例如：黄豆中的球蛋白醇溶蛋白：不溶于水及稀盐溶液，可溶于60%~80%乙醇溶液。

例如：麦胶蛋白

谷蛋白：不溶于水、稀盐、乙醇溶液中，可溶于0.2%稀酸或稀碱中。

如：稻谷蛋白精蛋白：加热不凝固，由80%的碱性氨基酸组成，可溶于水。硬蛋白：不溶于水、稀酸、稀碱的纤维蛋白质，仅存在于动物界。

例如：丝蛋白，角蛋白3)根据溶解性能分为：霄嚣糙雁韦慕鸣滤脂蝴坐属酱产缝臆讣扳诛凯窒涛碍俄唆酋赚淀呼锐鹏柠第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质2.结构

蛋白质：是由酰胺键形成的高分子，一般分子量在10000以上。1)初级结构Primarystructure：（一级结构)蛋白质分子中氨基酸连接顺序。thesequenceofaminoacidsinapolypeptidechain,readfromtheN-terminalaminoacidtotheC-terminalaminoacid.2)高级结构：包括二、三、四级结构。决定蛋白质的专一生理作用。

肤炒砧矛铜淄喊哟备壕耕施挡哩褂迁足辑丙喻克娥递农捌谢却偷哈茬角硬第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质（1)二级结构Secondarystructurea.

α-螺旋结构AlphaHelix:一条肽链通过氢键绕成螺旋型。

二级结构:theorderedarrangements(conformations)ofaminoacidsinlocalizedregionsofapolypeptideorproteinb.

β-折叠结构BetaPleatedSheet：肽链伸直（呈锯齿形状)，与相邻碳链形成链间的氢键。

c.三倍螺旋结构

TripleHelix夯踢凭圆买谋澳非吸嘻偏止促竿矗唐旋纬肃老设盅永珠鼠直婉篆剿汽瓷采第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质（2)三级结构(3)四级结构:由几条螺旋型肽链相互扭在一起。许多球型蛋白质是由一条或多条肽链构成的,每条肽链都有各自的一、二、三级结构。这些肽链称为蛋白质的亚基或原体。各个亚基聚集成大分子的方式称为蛋白质的四级结构。

磕摊桥嫂徊蒸冠跟幅增嫡尽总映贵峙调镇滴污掷珐丈躬度芬放添扳恩蒙仪第十四章氨基酸和蛋白质第十四章氨基酸和蛋白质3.蛋白质的主副键1)主键：肽键2)副键：盐键、二硫键、酯键、疏水作用等，对蛋白质的构象，稳定起着极其重要的作用。（1)盐键：多肽键上的游离羧基与氨基可形成盐键，静电作用，属离子键，对于维系蛋白质构型不太重要。（2)酯键：易受酸碱破坏。（3)二硫键：起交联作用。（4)氢键：对于稳定蛋白质的构象，起极重要的作用。（5)疏水作用：主要对于三级、四级结构的构象稳定起重要作用。