University of Science and Technology of China第十九章第十九章氨基酸、多肽、蛋白质和核酸氨基酸、多肽、蛋白质和核酸Amino Acids, Peptidesand Nucleic acids1Organic Chem蛋白质：蛋白质： 含氮的天然高聚物，生物体内一切组织的基本组成部分含氮的天然高聚物，生物体内一切组织的基本组成部分除水外，细胞内除水外，细胞内80都是蛋白质都是蛋白质,人类的主要营养物质之一。人类的主要营养物质之一。 酶（球蛋白）酶（球蛋白）机体内起催化作用机体内起催化作用 激素（蛋白质及其衍生物）激素（蛋白质及其衍生物）调节代谢调节代谢 血红蛋白血红蛋白运输运输O2和和CO2 抗原抗体抗原抗体免疫作用免疫作用蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸在生命现象中起重要的作用：在生命现象中起重要的作用：2Organic Chem一、氨基酸一、氨基酸一、简介：一、简介： 蛋白质水解蛋白质水解 氨基酸氨基酸 天然天然-有旋光性，有旋光性，L-构型。构型。 （S)半光半光氨氨酸例外酸例外 （R ）型。）型。3Organic Chem20种常见氨基酸：种常见氨基酸： 结构结构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点 甘氨酸甘氨酸 Gly 5.97丙氨酸丙氨酸 Ala 6.00*颉氨酸颉氨酸 Val 5.96*异亮氨酸异亮氨酸 Ile 5.98I、中性、中性4Organic Chem 结构结构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点*亮氨酸亮氨酸 Leu 6.02*苯丙氨酸苯丙氨酸 Phe 5.48半光氨酸半光氨酸 Cys 5.07*苏氨酸苏氨酸 Thr 5.65Organic Chem谷酰胺谷酰胺 Gln 5.56 天冬酰胺天冬酰胺 Asn 5.07 结构结构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点*蛋氨酸蛋氨酸 Met 5.74丝氨酸丝氨酸 Ser 5.686Organic Chem 结构结构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点脯氨酸脯氨酸 pro 6.30酪氨酸酪氨酸 Tyr 5.66 *色氨酸色氨酸 Trp 5.89 天冬氨酸天冬氨酸 Asp 2.77II 酸性酸性7Organic Chem 结构结构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点谷氨酸谷氨酸 Glu 3.22III 碱性碱性*赖氨酸赖氨酸 Lys 9.74精氨酸精氨酸 Arg 10.76组氨酸组氨酸 His 7.59(*为必要氨基酸，人体内不能合成，只能从食物中得到）为必要氨基酸，人体内不能合成，只能从食物中得到）8Organic Chem二、氨基酸的性质：二、氨基酸的性质：1、两性、两性离子型化合物：离子型化合物：熔点高（分解）熔点高（分解）难溶于有机溶剂难溶于有机溶剂通常以内盐形式存在：通常以内盐形式存在：9Organic Chem 等电点等电点 中性氨基酸中性氨基酸 56.3酸性氨基酸酸性氨基酸 2.83.2碱性氨基酸碱性氨基酸 7.610.8 溶解度最小溶解度最小控制控制PH值，可得不同电荷值，可得不同电荷形式的离子形式的离子电泳分离电泳分离可以分别起氨基和酸基的反应：可以分别起氨基和酸基的反应：2、与亚硝酸的反应：、与亚硝酸的反应：定量分析伯氨基定量分析伯氨基10Organic Chem紫色物质，用于紫色物质，用于氨基酸氨基酸的比色测定和纸层析显色的比色测定和纸层析显色3、与水含茚三酮的反应：、与水含茚三酮的反应：11Organic Chem三、氨基酸的制备三、氨基酸的制备：蛋白质水解蛋白质水解20种常见氨基酸种常见氨基酸 有机合成：有机合成：1、由醛（或酮）制备：、由醛（或酮）制备：12Organic Chem盖布瑞尔法可得比较纯产品：盖布瑞尔法可得比较纯产品：3、由丙二酸酯合成：、由丙二酸酯合成：例例：13Organic Chem 溴代丙二酸酯结合盖布瑞尔法亦可溴代丙二酸酯结合盖布瑞尔法亦可例：例： 14Organic Chem四、氨基酸的拆分：四、氨基酸的拆分： 合成外消旋氨基酸，用酶拆分是重要的方法一。合成外消旋氨基酸，用酶拆分是重要的方法一。例：例：15Organic Chem二、多肽二、多肽氨基酸氨基酸A的羧基与的羧基与B的氨基缩合成酰胺的氨基缩合成酰胺: 2个氨基酸形成肽个氨基酸形成肽二肽二肽 肽键肽键 3个氨基酸形成肽个氨基酸形成肽三肽三肽 分子量分子量 10000-多肽多肽组成蛋白质组成蛋白质 许多多肽本身有重要的生理作用许多多肽本身有重要的生理作用后叶催产素后叶催产素八肽八肽胰岛素胰岛素五十一肽五十一肽一、多肽的结构测定一、多肽的结构测定：基本问题基本问题由哪些氨基酸组成的，每种有多少个？由哪些氨基酸组成的，每种有多少个？这些氨基酸按照什么次序结合成肽键？这些氨基酸按照什么次序结合成肽键？16Organic Chem做法：做法：17Organic Chem测测 N 端端 ： （1）桑格试剂法）桑格试剂法缺点：只能测缺点：只能测 N 端的一个氨基酸端的一个氨基酸18Organic Chem（2）、）、Edman 水解：水解： 异硫睛酸苯酯异硫睛酸苯酯（ ）19Organic Chem测测C端端： （1）、羧基多肽酶法：）、羧基多肽酶法：（2）、部分水解法：）、部分水解法：各种蛋白水解酶能水解特定的肽键：各种蛋白水解酶能水解特定的肽键：多肽多肽 小肽，然后分析小肽，然后分析.20Organic Chem如如：21Organic Chem二、多肽的合成：二、多肽的合成：要求：要求：氨基酸按一定的次序连接起来氨基酸按一定的次序连接起来达到一定分子量达到一定分子量不外消旋化不外消旋化COOH的保护的保护 比酰胺比酰胺易水解易水解22Organic ChemNH2的保护：的保护：23Organic Chem三、蛋白质三、蛋白质分类分类纤维蛋白纤维蛋白: 丝、毛、皮、角、爪和甲等丝、毛、皮、角、爪和甲等球蛋白球蛋白: 酶和蛋白激素（溶于水、盐水等酶和蛋白激素（溶于水、盐水等结合蛋白结合蛋白: 与核酸、糖、脂肪及血红素等结合与核酸、糖、脂肪及血红素等结合 一、结构：四级结构一、结构：四级结构 1、氨基酸组成和顺序、氨基酸组成和顺序、 2、肽链按、肽链按: 螺旋方式卷曲而成的空间结构（通常）螺旋方式卷曲而成的空间结构（通常） 平行或非平行排列的折叠状平行或非平行排列的折叠状 3、同一根多肽链形成螺旋状，某些部分还折叠起来，链、同一根多肽链形成螺旋状，某些部分还折叠起来，链 的形状、距离与特定的生理作用有关。的形状、距离与特定的生理作用有关。 4、若干分子堆叠形成、若干分子堆叠形成 n根根纤维蛋白链扭成股，纤维蛋白链扭成股，n股又扭成绳状股又扭成绳状n根链累在一起形成球状根链累在一起形成球状24Organic Chem二、蛋白质的性质：二、蛋白质的性质：1、等电点等电点 ： （ 分子中仍存在游离分子中仍存在游离NH2、COOH、OH、 SH及其他酸性或碱性的基团）及其他酸性或碱性的基团）胶体性质胶体性质: 分子颗粒直径在分子颗粒直径在0.10.001um(胶粒幅度内胶粒幅度内) 表面带电表面带电,同电排斥，隔开不粘合。同电排斥，隔开不粘合。2、蛋白质的变性、蛋白质的变性：一、二级结构、氢键的破坏一、二级结构、氢键的破坏不可逆变性不可逆变性三级结构三级结构 SS 的破坏的破坏可逆变性可逆变性25Organic Chem四、核酸四、核酸一、组成：一、组成：26Organic Chem27Organic Chem28