氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸優(yōu)秀公開(kāi)課件

第十四章氨基酸蛋白質(zhì)核酸教材:傅建熙主編高等教育出版社有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry蛋白質(zhì)：含氮的天然高聚物，生物體內(nèi)一切組織的基本組成部分除水外，細(xì)胞內(nèi)80％都是蛋白質(zhì)。在生命現(xiàn)象中起重要的作用。人類(lèi)的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一。如：酶（球蛋白）——機(jī)體內(nèi)起催化作用激素（蛋白質(zhì)及其衍生物）——調(diào)解代謝血紅蛋白——運(yùn)輸O2和CO2抗原抗體——免疫作用蛋白質(zhì)水解后都生成氨基酸氨基酸aminoacidNH2CH2COOH

α-氨基乙酸甘氨酸HOOC—CH2—CH2—CH—COOHNH2

α-氨基戊二酸谷氨酸NH2CH2CH2COOHβ-氨基丙酸丙氨酸NH2CH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2α,ε二氨基已酸賴(lài)氨酸

蛋白質(zhì)水解可以得到各種α-氨基酸的混合物。

蛋白質(zhì)水解后得到的氨基酸都是α－氨基酸。天然產(chǎn)氨基酸（除甘氨酸）都有旋光性，絕大多數(shù)為L(zhǎng)構(gòu)型，（少數(shù)微生物代謝產(chǎn)物是D構(gòu)型）。用R、S命名的則L構(gòu)型的氨基酸多為S型，只有L－半光氨酸為R型。天然氨基酸：下列氨基酸可組成無(wú)數(shù)蛋白質(zhì)：

結(jié)構(gòu)名稱(chēng)縮寫(xiě)等電點(diǎn)NH2CH2COOH甘氨酸Gly5.97丙氨酸Ala6.00*纈氨酸Val5.96*異亮氨酸Ile5.98I、中性

(*為必要氨基酸，人體內(nèi)不能合成，只能從食物中得到）*蛋氨酸Met5.47絲氨酸Ser5.68脯氨酸pro6.30酪氨酸Tyr5.66*色氨酸Trp5.89結(jié)構(gòu)名稱(chēng)縮寫(xiě)等電點(diǎn)II酸性天冬氨酸Asp2.77谷氨酸Glu3.22III堿性*賴(lài)氨酸Lys9.74精氨酸Arg10.76組氨酸His7.59結(jié)構(gòu)名稱(chēng)縮寫(xiě)等電點(diǎn)二、氨基酸的性質(zhì)α-氨基酸都是無(wú)色晶體，易溶于水而難溶于無(wú)水乙醇乙醚，由蛋白質(zhì)水解所得α-氨基酸，除甘氨酸外，都具有旋光性。他們的α碳原子的結(jié)構(gòu)類(lèi)型都與L-甘油醛相同，固都屬于L型。若用R-S標(biāo)記法，這些α-氨基酸的α碳原子的構(gòu)型都是S型。(1)酸堿性——兩性和等電點(diǎn)氨基酸還有一些特殊的性質(zhì)。R

α-氨基酸可以通過(guò)用通式NH2CHCOOH表示實(shí)際上是以偶級(jí)離子的形式存在的：內(nèi)鹽氨基酸的等電點(diǎn)在酸性溶液中，主要以正離子的形式存在。在堿性溶液中，主要以負(fù)離子的形式存在。在水溶液中在一定的pH值溶液中，正離子和負(fù)離子數(shù)量相等，且濃度都很低，而偶級(jí)離子濃度最高，此時(shí)電解，以偶級(jí)離子形式存在的氨基酸不移動(dòng)。這溶液的pH值就叫做氨基酸的等電點(diǎn)。(2)水合茚三酮反應(yīng)等電點(diǎn)不是中性點(diǎn)；氨基酸在等電點(diǎn)時(shí)的溶解度最小.

這個(gè)顏色反應(yīng)通常用于α-氨基酸的比色測(cè)定和色層分析的顯色。(3)受熱后的反應(yīng)α-氨基酸受熱后，能在兩分子之間發(fā)生脫水反應(yīng)。α-氨基酸受熱后，容易脫去一分子氨，生成α,β不飽和羧酸。γ-或δ-氨基酸受熱后，容易分子內(nèi)脫區(qū)一分子水。分子中氨基和羧基相隔更遠(yuǎn)時(shí)，受熱后可以多分子脫水，生成聚酰胺。1、由蛋白質(zhì)水解——在酸、堿或酶的作用下水解得到多種-氨基酸混合物，分離得到。2、由鹵代酸氨解——羧酸在三溴化磷作用下與溴作用，生成-溴代酸，再與過(guò)量氨作用，生成：三、氨基酸的制備氨基酸的拆分合成方法得到的氨基酸通常是外消旋體混合物，可用多種方法拆分。其中用酶拆分是重要的方法之一。例：D-亮氨酸乙酰氨L-亮氨酸多肽polypeptide多肽概述許多多肽本身有重要的生理作用后葉催產(chǎn)素——八肽胰島素——五十一肽多肽是含有多個(gè)氨基酸單元的聚合物。由兩個(gè)氨基酸單元構(gòu)成的是二肽，由三個(gè)氨基酸單元構(gòu)成的是三肽，········余類(lèi)推。它們統(tǒng)稱(chēng)多胎，或簡(jiǎn)稱(chēng)肽。通過(guò)氨基和羧基之間脫水縮合而形成連接氨基酸單元的酰胺鍵（—CO—NH—）又叫做肽鍵。蛋白質(zhì)protein二、蛋白質(zhì)的分類(lèi)和功能按溶解度分類(lèi)：一類(lèi)不溶于水的纖維狀蛋白質(zhì)；一類(lèi)是能溶于水、酸、堿或鹽溶液的球狀蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的功能

一方面是起組織結(jié)構(gòu)的作用。例如，角蛋白組成皮膚、肌肉等。另一面，蛋白質(zhì)起調(diào)節(jié)作用。例如：毛發(fā)、指甲、頭角：骨膠蛋白組成腱、骨；肌球蛋白組成各種酶對(duì)生物化學(xué)反應(yīng)起催化作用；血紅蛋白在血液中，輸送氧氣；胰島素調(diào)節(jié)葡萄糖的代謝；等等在生物體內(nèi)起重要調(diào)節(jié)作用的各種酶，都是蛋白質(zhì)。三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)和氨基酸一樣，也是兩性物質(zhì)，與酸或堿都能生成鹽。不同的蛋白質(zhì)有不同等電點(diǎn)。例如，卵清蛋白為4.9，酪蛋白為4.6。胰島素為5.3，血紅蛋白.為6.8。蛋白質(zhì)是高分子化合物水溶液具有膠體溶液的性質(zhì)，不能透過(guò)半透膜，能夠電泳；蛋白質(zhì)都具有旋光性；蛋白質(zhì)的變性通常都是不可逆的；蛋白質(zhì)雖然分子很大，但性質(zhì)活潑，能發(fā)生多種顏色反應(yīng)。⑴縮二脲反應(yīng)蛋白質(zhì)分子中都有—CO—NH—CHR—CO—NH基團(tuán)在蛋白質(zhì)水溶液中加堿和硫酸銅溶液，即產(chǎn)生紅紫色。⑵黃色反應(yīng)分子中含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)，遇濃硝酸即顯黃色，這是苯環(huán)發(fā)生硝化的緣故。黃色溶液再用堿處理，就會(huì)轉(zhuǎn)為橙色。⑶水合茚三酮反應(yīng)

蛋白質(zhì)溶液與水合茚三酮溶液作用，也有顏色反應(yīng)。但顏色與氨基酸的不太一樣。此外，蛋白質(zhì)容易水解，酸、堿、酶能促進(jìn)蛋白質(zhì)的水解?？傻玫蕉喾Nα-氨基酸的混合物。如果部分水解則得到分子較小的多肽。四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈中氨基酸的組成和排列次序.多肽鏈在空間不是任意排布的，由于某些基團(tuán)之間的氫鍵作用，肽鏈具有一定的構(gòu)象.整個(gè)分子因鏈段的相互作用而扭曲,折疊成一定的形態(tài).最后，幾個(gè)各具有特定的1,2,3,級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈在一起，或者有時(shí)還和輔基在一起，再以一定的關(guān)系相結(jié)合.蛋白質(zhì)多肽鏈的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種是右螺旋型，又叫做α-螺旋型；另一種是褶紙型，又叫做β-褶紙型。α-螺旋型多肽鏈結(jié)構(gòu)可示意如圖褶紙形多肽鏈結(jié)構(gòu)示意圖肽鏈伸展在紙型的片面上，相鄰的肽鏈又通過(guò)氫鍵（圖中虛線(xiàn)）相互連接。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是多肽鏈的進(jìn)一步扭曲折疊。在在扭折時(shí)，傾向于把親水的極性基團(tuán)露于表面，而疏水的非極性基團(tuán)包在中間。肌紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)如圖許多蛋白質(zhì)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的多肽鏈集合而形成蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。例如磷酸化酶就是由兩條相同的多肽鏈組成的，只有兩條肽鏈一起存在才有催化作用。胰島素含有兩條多肽鏈，共有51個(gè)氨基酸單元:核酸nucleicacid一、核酸概述核酸存在于一切生物體中，像蛋白質(zhì)一樣，也是生命的最基本物質(zhì)。與一切生命活動(dòng)及各種代謝有著密切的關(guān)系。在生物體內(nèi)，核酸對(duì)遺傳信息的儲(chǔ)存、蛋白質(zhì)的生物合成都起著決定性的作用。核酸也是鏈狀高分子化合物，組成核酸的單元是核苷酸。在生物體內(nèi)，核酸主要以核蛋白的形式存在。核蛋白是結(jié)合蛋白，核酸作為輔基與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。

核酸水解由合算水解所得到的戊糖有兩種，即核糖和2-脫氧核糖按水解后得到的戊糖的不同，核酸可分為兩類(lèi)。水解后得到核糖的，叫做核糖核酸（簡(jiǎn)稱(chēng)RNA）。水解后得到2-脫氧核糖的，叫做脫氧核糖核算（簡(jiǎn)稱(chēng)DNA）。由核酸水解所得到的雜環(huán)堿都是嘌呤堿或嘧啶堿RNA和DNA所含的嘌呤堿是相同的，即都含有腺嘌呤和鳥(niǎo)嘌呤。但RNA和DNA所含的嘧啶堿不完全一樣，RNA含有胞嘧啶和尿嘧啶，而DNA含有胞嘧啶和胸腺嘧啶。RNA的四種核苷是：戊糖與雜環(huán)堿形成的苷叫做核苷。DNA的四種核苷是：核苷酸在堿溶液中水解，即失去磷酸生成核苷。核苷中糖的5為（核酸中糖的碳原子的位次以1,2,3·····表示羥基，與磷酸所形成的酯叫做核苷酸。例如二、核酸的結(jié)構(gòu)核酸是由許多核苷酸單元所構(gòu)成的高分子化合物。在核算分子，核苷酸單元是通過(guò)磷酸酯鍵，在戊糖的3位上聯(lián)結(jié)起來(lái)，例如DNA結(jié)構(gòu)：一種核酸含有多種堿基。核酸鏈中，含不同堿基的各種核苷酸是按一定的排列次序互相聯(lián)結(jié)的，這就形成了核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)。DNA具有雙螺旋的二級(jí)結(jié)構(gòu)，兩條反向平行的DNA鏈，沿著一個(gè)軸，向右盤(pán)旋成雙螺旋體，如圖：雙螺旋體一般不單獨(dú)存在，而是與蛋白質(zhì)以更復(fù)雜的形式相結(jié)合，形成具有各種生理活性的核蛋白。在雙螺旋體中，一條脫氧核糖核酸鏈上的堿基與另一條鏈上的堿基之間，通過(guò)氫鍵相互聯(lián)結(jié)。嘌呤堿和嘧啶堿堿兩兩成對(duì)：腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）配對(duì)成氫鍵；鳥(niǎo)嘌呤（G）與胞嘧啶（C）配對(duì)形成氫鍵。核酸在生物體內(nèi)主要與蛋白質(zhì)結(jié)合成核酸蛋白存在。核酸具有極其重要的生理功能，是生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。