有機(jī)化學(xué)_第15章氨基酸

1、下頁退出第15章有機(jī)化學(xué)Amino acidsProteinsPeptides返回下頁退出上頁基本內(nèi)容和重點(diǎn)要求 氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類、命名和性質(zhì) 多肽 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 核酸的結(jié)構(gòu)功能 重點(diǎn)要求掌握氨基酸和蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及氨基酸的等電點(diǎn)、蛋白質(zhì)的一級(jí)及二級(jí)結(jié)構(gòu)等基本概念。返回下頁退出上頁 生命是物質(zhì)的一種存在狀態(tài)，它通過生長、代謝、繁殖和進(jìn)化等一系列復(fù)雜現(xiàn)象來表達(dá)。蛋白質(zhì)和一切生命活動(dòng)總是連在一起的，蛋白質(zhì)和核酸是生命的標(biāo)志，是生命與非生命在化學(xué)組成上的主要區(qū)別。蛋白質(zhì)存在于一切細(xì)胞中，它們是構(gòu)成人體和動(dòng)植物的基本材料，肌肉、毛發(fā)、皮膚、指甲、血清、血紅蛋白、神經(jīng)、激素、酶等都是由不同蛋白

2、質(zhì)組成的。蛋白質(zhì)在有機(jī)體中供給肌體營養(yǎng)、輸送氧氣、防御疾病、控制代謝過程、傳遞遺傳信息、負(fù)責(zé)機(jī)械運(yùn)動(dòng)等。核酸分子攜帶著遺傳信息，在生物的個(gè)體發(fā)育、生長、繁殖和遺傳變異等生命過程中起著極為重要的作用。返回下頁退出上頁 自然界的生命是在氨基酸產(chǎn)生之后才逐漸誕生、進(jìn)化的。目前發(fā)現(xiàn)的天然氨基酸約有300種，構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸約有30余種，其中常見的有20種，人們把這些氨基酸稱為蛋白氨基酸。其他不參與蛋白質(zhì)組成的氨基酸稱為非蛋白氨基酸。這20種氨基酸以不同的數(shù)目、不同的連接方式組合，就可產(chǎn)生千百萬種不同的蛋白質(zhì)。自然界千變?nèi)f化的生命，就這樣產(chǎn)生了。所以氨基酸被稱為生命的基石。 返回下頁退出上頁15.1.

3、1 -氨基酸的構(gòu)型、分類和命名15.1.2 -氨基酸的物理性質(zhì)15.1.3 -氨基酸的化學(xué)性質(zhì)15.1.4 氨基酸的合成返回15.1 氨基酸下頁退出上頁15.1.1 -氨基酸的構(gòu)型、分類和命名 羧酸分子中烴基上的一個(gè)或幾個(gè)氫原子被氨基取代的化合物叫做氨基酸。根據(jù)氨基和羧基的相對(duì)位置-氨基酸-氨基酸-氨基酸返回下頁退出上頁根據(jù)氨基和羧基的相對(duì)數(shù)目中性氨基酸堿性氨基酸酸性氨基酸氨基羧基數(shù)目相等氨基數(shù)目多于羧基羧基數(shù)目多于氨基返回下頁退出上頁氨基酸的構(gòu)型 由蛋白質(zhì)水解所得-氨基酸的碳原子的構(gòu)型都是S型。但氨基酸習(xí)慣上用D/L標(biāo)記其構(gòu)型。返回CHCOOHNH2CH2OHCH2NHCH2CCH2COOH

4、HCHCHOOHCH2OHL-絲 氨 酸L-脯 氨 酸L-甘油醛由蛋白質(zhì)水解所得氨基酸的碳原子的構(gòu)型都是L型的下頁退出上頁氨基酸的命名 氨基酸的系統(tǒng)命名法是以羧酸為母體，氨基為取代基來命名的。 但-氨基酸通常按其來源或性質(zhì)所得的俗名來稱呼。返回-氨基乙酸(甘氨酸)-氨基丙酸，-二氨基己酸(賴氨酸)-氨基戊二酸(谷氨酸)H2NCH2COOHNH2CH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2NH2CH2CH2COOHHOOCCH2CH2CHCOOHNH2下頁退出上頁(CH3)2CHCHCOOHNH2(CH3)2CHCH2CHCOOHNH2CH3CH2CHCHCOOHNH2CH3CH3CHCHCOOH

5、CH3SCH2CH2CHCOOHC6H5CH2CHCOOHNH2NH2NH2OHNH2NH2NCH2CHCOOHH2NCH2CH2CH2CH2CHCOOH纈氨酸(Val)亮氨酸(Leu)異亮氨酸(Ile)蘇氨酸(Thr)蛋氨酸(Met)苯丙氨酸(Phe)色氨酸(Trp)賴氨酸(Lys)8種人體必需氨基酸：返回下頁退出上頁15.1.2 -氨基酸的物理性質(zhì) 氨基酸分子中既含有氨基(堿性)又含有羧基(酸性)，所以是一種兩性化合物。在固體狀態(tài)下，羧基使氨基官能團(tuán)質(zhì)子化，形成內(nèi)鹽(即以兩性離子的形式存在)。高極性的兩性離子結(jié)構(gòu)使得-氨基酸能夠形成強(qiáng)的晶格。因此它們中的大多數(shù)在有機(jī)溶劑中的溶解度都相當(dāng)小，

6、在水中有一定的溶解度，而且熔點(diǎn)比相應(yīng)的羧酸或胺類要高，一般為200300（許多氨基酸在接近熔點(diǎn)時(shí)分解）。-氨基酸一般為無色晶體，除甘氨酸外，其他的-氨基酸都有旋光性。返回下頁退出上頁15.1.3 -氨基酸的化學(xué)性質(zhì) 氨基酸分子中含有氨基和羧基。它可以和酸生成鹽，也可以和堿生成鹽，所以氨基酸是兩性物質(zhì)。NH3CHCOORNH2CHCOORNH3CHCOOHRH+OHH+OH+_+負(fù)離子偶極離子正離子_返回15.1.3.1 15.1.3.1 氨基酸的等電點(diǎn)氨基酸的等電點(diǎn)(pI(pI) )下頁退出上頁氨基酸的等電點(diǎn)在一定的在一定的pHpH值溶液中，正離子和負(fù)離子數(shù)量相值溶液中，正離子和負(fù)離子數(shù)量相等

7、，且濃度都很低，而偶極離子濃度最高，此等，且濃度都很低，而偶極離子濃度最高，此時(shí)電解，以偶極離子形式存在的氨基酸不移動(dòng)。時(shí)電解，以偶極離子形式存在的氨基酸不移動(dòng)。這時(shí)溶液的這時(shí)溶液的pHpH值就叫做值就叫做氨基酸的等電點(diǎn)氨基酸的等電點(diǎn)(Isoelectric point, pI(Isoelectric point, pI) )。堿性溶液中堿性溶液中,負(fù)離子數(shù)量多，負(fù)離子數(shù)量多，電解時(shí)氨基酸向陽極移動(dòng)電解時(shí)氨基酸向陽極移動(dòng)酸性溶液中酸性溶液中,正離子數(shù)量多，正離子數(shù)量多，電解時(shí)氨基酸向陰極移動(dòng)電解時(shí)氨基酸向陰極移動(dòng)返回等電點(diǎn)等電點(diǎn)pI 與解離常數(shù)與解離常數(shù) pK間的關(guān)系間的關(guān)系 中性氨基酸中性氨

8、基酸: pI = (pK1 + pK2)/2 酸性氨基酸酸性氨基酸: pI = (pK1 + pKRCOOH)/2 堿性氨基酸堿性氨基酸:pI = (pK1 + pKRNH2)/2 返回下頁退出上頁一般為一般為5.66.3一般為一般為2.83.2一般為一般為7.610.8氨基酸在等電氨基酸在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最點(diǎn)時(shí)溶解度最小?？梢岳眯??？梢岳眠@一性質(zhì)，通這一性質(zhì)，通過調(diào)整溶液的過調(diào)整溶液的pH值，將等電值，將等電點(diǎn)不同的氨基點(diǎn)不同的氨基酸從氨基酸的酸從氨基酸的混合溶液中分混合溶液中分別分離出來別分離出來等電點(diǎn)不是中性點(diǎn)等電點(diǎn)不是中性點(diǎn)下頁退出上頁課堂練習(xí)：1. 下列氨基酸溶于水使之達(dá)到等電點(diǎn)應(yīng)

9、加酸還是加堿？NH2H2NCH2CH2CH2CH2CHCOOH(1)賴氨酸(2)甘氨酸(3)谷氨酸等電點(diǎn)時(shí)pH7，溶于水中使之達(dá)到等電點(diǎn)應(yīng)當(dāng)加堿HOOCCH2CH2CHCOOHNH2等電點(diǎn)時(shí)pH7，溶于水中使之達(dá)到等電點(diǎn)應(yīng)當(dāng)加酸等電點(diǎn)時(shí)pH7，溶于水中使之達(dá)到等電點(diǎn)應(yīng)當(dāng)加酸H2NCH2COOH返回下頁退出上頁課堂練習(xí)：2. 下列介質(zhì)中各氨基酸的主要存在形式是什么？(1)纈氨酸在pH=8時(shí)(2)絲氨酸在pH=1時(shí)纈氨酸的等電點(diǎn)為pH=5.97，在pH=8時(shí)存在形式為：絲氨酸的等電點(diǎn)為pH=5.68，在pH=1時(shí)存在形式為：(CH3)2CHCHCOONH2HOCH2CH(NH3)COOH+返回下頁

10、退出上頁反應(yīng)常用于蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾、水解程度測(cè)定及氨基酸的定量返回(1) 與亞硝酸反應(yīng)RCHCOOHNH2RCHCOOHOHHNO2N2OH2+15.1.3.2 15.1.3.2 氨基酸中氨基的反應(yīng)氨基酸中氨基的反應(yīng)下頁退出上頁 酰化反應(yīng)在多肽合中的用于保護(hù)氨基，一般選用芐氧甲酰氯作為酰化劑 返回RCHCOOHNH2RClOCRCHCOOHNHROC(2) 氨基的?；磻?yīng)NH2CHCOOHRCH2OCClOOH , H2OH3OCH2OCNHCHCOOHOR+下頁退出上頁氨基具有親核性，可與鹵代烴（RX）及醛、酮作用。 返回（3）與鹵代烴及醛、酮的反應(yīng)N-N-（2,4-2,4-二硝基苯基）氨基

11、酸二硝基苯基）氨基酸2,4-2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯（DNFBDNFB）此反應(yīng)可用于識(shí)別多肽或蛋白質(zhì)的此反應(yīng)可用于識(shí)別多肽或蛋白質(zhì)的N-N-端氨基酸端氨基酸 顯黃色，可用于氨顯黃色，可用于氨基酸的比色測(cè)定基酸的比色測(cè)定下頁退出上頁 氨基酸分子的氨基可以被雙氧水或高錳酸鉀等氧化劑氧化，生成-亞氨基酸，然后進(jìn)一步水解，脫去氨基生成-酮酸。生物體內(nèi)在酶催化下，氨基酸也可發(fā)生氧化脫氨反應(yīng)，這是生物體內(nèi)蛋白質(zhì)分解代謝的重要反應(yīng)之一。 返回（4）氧化脫氨反應(yīng)RCHCOOHNH2H2O2或或KMnO4,酶酶RCCOOHNHRCCOOHOH2ONH3下頁退出上頁返回（1）酯化及酰鹵的生成 15.1.3.3

12、 15.1.3.3 氨基酸中羧基的反應(yīng)氨基酸中羧基的反應(yīng)NH2CHCOOHROHH3OC2H5OHNH2CHCOOC2H5R+NH2CHCOOHRONH2CHRSOCl2CCl在肽的合成中用于羧基的保護(hù)及活化保護(hù)及保護(hù)及活化活化活化活化下頁退出上頁返回（2）脫羧反應(yīng) 將氨基酸緩緩加熱或在高沸點(diǎn)溶劑中回流，可以發(fā)生脫羧反應(yīng)生成胺。RCHCOOHNH2Ba(OH)2,CO2RCH2NH2+ CO2 生物體內(nèi)的脫羧酶也能催化氨基酸的脫羧反應(yīng)，這生物體內(nèi)的脫羧酶也能催化氨基酸的脫羧反應(yīng)，這些脫羧后的產(chǎn)物有著重要的生理功能。例如：組胺酸些脫羧后的產(chǎn)物有著重要的生理功能。例如：組胺酸脫羧生成組胺。半賴氨酸

13、脫羧生成脫羧生成組胺。半賴氨酸脫羧生成1,5-1,5-戊二胺戊二胺( (尸胺尸胺) )，這是蛋白質(zhì)腐敗發(fā)臭的主要原因。這是蛋白質(zhì)腐敗發(fā)臭的主要原因。下頁退出上頁 -氨基酸的水溶液遇水合茚三酮，能生成有顏色的產(chǎn)物。大多數(shù)氨基酸遇此試劑顯藍(lán)紫色。OOHOHOCHCOOHNH2ROONOHORCHOCO2OH2+2+3反應(yīng)常用于反應(yīng)常用于- -氨基酸的比色氨基酸的比色測(cè)定和色層分析的顯色測(cè)定和色層分析的顯色（1）與水合茚三酮的反應(yīng) 返回15.1.3.4 15.1.3.4 氨基酸中氨基和羧基共同參與的反應(yīng)氨基酸中氨基和羧基共同參與的反應(yīng)水合茚三酮水合茚三酮藍(lán)紫色藍(lán)紫色下頁退出上頁返回（2）與金屬離子形

14、成配合物 某些氨基酸與某些金屬離子能形成結(jié)晶型化合物，有時(shí)可以用來沉淀和鑒別某些氨基酸。例如二分子氨基酸與銅離子能形成深紫色配合物結(jié)晶：RCHCOOHNH2Cu2+Cu(RCHCOO)2NH2深藍(lán)色結(jié)晶H2SRCHCOOHNH2+CuSCH2NH2CuNH2CH2O=C-OO-C=O下頁退出上頁返回（3）脫羧失氨作用 氨基酸在酶的作用下，同時(shí)脫去羧基和氨基得到醇。工業(yè)上發(fā)酵制取乙醇時(shí)，雜醇就是這樣產(chǎn)生的。此外，一些氨基酸側(cè)鏈具有的官能基團(tuán)，如羥基、酚基、吲哚基、胍基、巰基及非-氨基等，均可以發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，這是進(jìn)行蛋白質(zhì)化學(xué)修飾的基礎(chǔ)。-氨基酸還可通過分子間的NH2與COOH縮合脫水形成多肽，

15、該反應(yīng)是形成蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。下頁退出上頁返回15.1.3.5. 15.1.3.5. 氨基酸的受熱分解反應(yīng)氨基酸的受熱分解反應(yīng)不同的氨基酸分子受熱時(shí)發(fā)生不同的反應(yīng)。H3CNH2COOHHOONH2CH3+HNNHOOH3CCH3+2 H2ORCH=CHCOOH + NH3NH2RCHCH2COOHOCNH2RCHNHRCHCH2CH2COOHCH2CH2-氨基酸氨基酸交酰胺交酰胺-(-(或或-氨基酸氨基酸) )內(nèi)酰胺內(nèi)酰胺-氨基酸氨基酸不飽和酸不飽和酸下頁退出上頁 蛋白質(zhì)在酸、堿或酶的作用下水解，最后生成多種-氨基酸的混合物。將混合物用各種分離手段(如色層分離法、離子交換法等等)進(jìn)行分離，

16、即可分別得到各種氨基酸。返回15.1.4 氨基酸的合成蛋白質(zhì)酸、堿或酶H2O-氨基酸(混合物)蛋白質(zhì)酸、堿或酶H2O-氨基酸(混合物)色層分離法、離子交換法各種-氨基酸色層分離法、離子交換法各種-氨基酸蛋白質(zhì)酸、堿或酶H2O-氨基酸(混合物)蛋白質(zhì)酸、堿或酶H2O-氨基酸(混合物)色層分離法、離子交換法各種-氨基酸色層分離法、離子交換法各種-氨基酸下頁退出上頁15.1.4.1 15.1.4.1 還原氨化法還原氨化法 還原氨化法實(shí)際是一步完成，又稱為仿生合成。這個(gè)反應(yīng)與生物合成極為相似。返回CROCOO -酮酮酸酸+ NH3()CRCOONHNH4亞亞胺胺H2/PdCHRNH2COO(D，L)-

17、 -氨氨基基酸酸CHOOCCH2CH2COOO+NH4NHHCNH2sugar+O+ H酶酶CHHOOCCH2CH2NH3COO+NHsugarNH2ONAD+ H2ONADH下頁退出上頁15.1.4.2 15.1.4.2 由鹵代酸氨解由鹵代酸氨解 鹵代酸與過量的氨作用，可以生成氨基酸。例如：CH3CHCOOHBrNH3OH2CH3CHCOOHNH2NH4Br+2室溫+返回CRH2COHO(1)Br2/PBr3(2)H2OCRHCOHOBrNH3()(D, L)- -氨氨基基酸酸CHCOORNH2NH4下頁退出上頁15.1.4.3 15.1.4.3 由丙二酸酯制備由丙二酸酯制備返回 將丙二酸酯

18、轉(zhuǎn)化成N-乙酰胺基丙二酸酯，然后烷基化、水解，最后再脫羧，即可得到-氨基酸。COOEtCH2+ O=N-OHCOOEtCOOEtC=N-OHCOOEtH-C-NHCOCH3COOEtCOOEtH2/Pt醋酸N-N-乙酰胺基丙二酸酯乙酰胺基丙二酸酯H-C-NHCOCH3COOEtCOOEt+ CH2=OHOCH2-C-NHCOCH3COOEtCOOEt1. H3+O2. -CO2NH2CH CH2COHOHO絲絲氨氨酸酸 （6 65 5%）(HNO2)下頁退出上頁 將丙二酸酯轉(zhuǎn)化成N-鄰苯二甲酰亞胺基丙二酸酯，然后烷基化、水解，最后再脫羧，即可得到-氨基酸。返回N-N-鄰苯二甲酰亞胺基丙二酸酯鄰

19、苯二甲酰亞胺基丙二酸酯CHCOOC2H5COOC2H5BrNNOOKOOCHCOOEtCOOEtNOOCCOOEtCOOEtR(1)OH-(2)RXH+H2OCCOOHCOOHRH3NCO2CHH3NRCOOH(LD)- -CHCOOC2H5COOC2H5BrNNOOKOOCHCOOEtCOOEtNOOCCOOEtCOOEtR(1)OH-(2)RXH+H2OCCOOHCOOHRH3NCO2CHH3NRCOOH(LD)- -蓋布瑞爾（蓋布瑞爾（GabrielGabriel）法）法下頁退出上頁15.1.4.4 15.1.4.4 斯特雷克合成法斯特雷克合成法返回CH3HOCOH2NH3CH3HNHC

20、HCNCH3CNNH2CH+, H2O,CH3COONH3CH+亞胺亞胺-氨基丙腈氨基丙腈下頁退出上頁15.2 蛋白質(zhì)與肽15.2.1 多肽及其分類15.2.2 肽鏈的命名15.2.3 多肽結(jié)構(gòu)的測(cè)定15.2.4 肽的合成15.2.5 蛋白質(zhì)15.2.6 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)返回下頁退出上頁 多肽是含有多個(gè)-氨基酸單元的聚合物，是蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)。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)稱的是三肽，。它們統(tǒng)稱多肽，或簡稱肽。多肽可看作是由多個(gè)氨基酸分子，通過氨基和羧基之間脫水縮合而行成的。肽鍵肽鍵15.2.1 多肽及其分類返回NH2CHCOOHRHCHCOOHRHNH2NCHRCONH

21、CHCOOHR+二肽15.2 蛋白質(zhì)與肽下頁退出上頁肽鍵肽鍵肽鍵肽鍵NHCHCHRONNH2CHCOOHROHn RN端端C端端多肽鏈的通式返回下頁退出上頁15.2.2 肽鏈的命名 肽鏈的命名以是以C-端氨基酸為母體，根據(jù)組成肽的氨基酸的順序，從左到右依次命名，稱為 某氨酰某氨酰某氨酸（簡寫為某、某、某）。 返回+H3NHCCNHCH2CNHCHCNHCHCNHCHCOO-OCH3OCH2CH2OOHOH2CCH(CH3)2OHSerGlyTyrAlaLeu肽分子中組成氨基酸殘基一樣，但是肽鍵的連接次序不同，不是同一種化合物。 絲氨酰絲氨酰- -甘氨酰甘氨酰- -色氨酰色氨酰- -丙氨酰丙氨酰

22、- -亮氨酸亮氨酸或是或是Ser-Gly-Tyr-Ala-LeuSer-Gly-Tyr-Ala-Leu命名為：下頁退出上頁15.2.3 多肽結(jié)構(gòu)的測(cè)定氨基酸的種類及數(shù)目氨基酸的排列次序?qū)⒍嚯脑谒嵝匀芤褐羞M(jìn)行水解，再用色層分離法把各種氨基酸分開，然后進(jìn)行分析。用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)方法，把多肽末端的氨基酸斷裂下來。經(jīng)分析，就可以知道多肽鏈的兩端是那兩個(gè)氨基酸。也叫末端分析。返回下頁退出上頁末端分析NHCHCHRONNH2CHCOOHR2OH R1nNHCHCHRONNH2CHCOOHR4OH R3n-2ONH2CHOHR1NH2CHR2COOH+返回下頁退出上頁15.2.4 肽的合成 要合成一種與天然多肽

23、相同的化合物，必須把各種有旋光性的氨基酸按一定的順序連接成一定長度的肽鍵。在需要使一種氨基酸的羧基和另一種氨基酸的氨基相結(jié)合時(shí)，要防止同一種氨基酸分子之間相互結(jié)合。因此，在合成時(shí)，必須把某些氨基或羧基保護(hù)起來，以便反應(yīng)能按所要求的方式進(jìn)行。而所選用的保護(hù)基團(tuán)，必須符合以下條件：在以后脫除該保護(hù)基的條件下，肽鍵不會(huì)發(fā)生斷裂。返回下頁退出上頁ACOOHNH2BCOOHNH2+ACONHNH2BCOOHBCONHNH2ACOOH防止生成防止生成需要保護(hù)需要保護(hù)返回下頁退出上頁羧基的保護(hù)羧基的保護(hù) 羧基常通過生成酯加以保護(hù)，堿性水解可除去保護(hù)。CONHCHCOROH2OHH+CONHCHCOOHROM

24、e_返回下頁退出上頁氨基的保護(hù)氨基的保護(hù) 氨基可以通過與氯甲酸芐酯作用加以保護(hù)，因?yàn)榘被系钠S氧羰基很容易用催化氫解的方法除去。C6H5CH2OCONHCHCONHRH2,PdC6H5CH3CO2RCHCONHNH2+返回下頁退出上頁15.2.4.115.2.4.1化學(xué)合成法化學(xué)合成法返回實(shí)例：苯丙氨酰-甘氨酸二肽的合成（1）氨基保護(hù)NH2CHCOOHCH2OCClOOH , H2OH3OCH2OCNHCHCOOHOCH2C6H5CH2C6H5+NH苯丙氨酸苯丙氨酸 （2）羧基保護(hù)NH2CH2COOHOHH3OC2H5OHNH2CH2COOC2H5+甘氨酸甘氨酸下頁退出上頁返回實(shí)例：苯丙氨酰-

25、甘氨酸二肽的合成（3）縮合生成酰胺CH2OCNHCHCOOHOCH2C6H5NH2CH2COOC2H5DCCCH2OCNHCHCNHCH2COOC2H5OCH2C6H5O+DCCDCC：N, N-N, N-二環(huán)己基碳二亞胺二環(huán)己基碳二亞胺，為最常用的高效脫水，為最常用的高效脫水劑。應(yīng)用高效脫水劑可使羧基和氨基在溫和的條件下生劑。應(yīng)用高效脫水劑可使羧基和氨基在溫和的條件下生成酰胺成酰胺( (肽鍵肽鍵) )。 下頁退出上頁返回實(shí)例：苯丙氨酰-甘氨酸二肽的合成（5）脫羧基保護(hù)OH , H2ONH2CHCNHCH2COOC2H5OCH2C6H5NH2CHCNHCH2COOHOCH2C6H5苯丙氨酰苯丙

26、氨酰- -甘氨酸甘氨酸（4）脫氨基保護(hù)CH2OCNHCHCNHCH2COOC2H5OCH2C6H5H2 , PdNH2CHCNHCH2COOC2H5OCH2C6H5下頁退出上頁15.2.4.215.2.4.2固相合成法固相合成法1963年，R.B.Merrifield創(chuàng)立了將氨基酸的C末端固定在不溶性樹脂上，然后在此樹脂上依次縮合氨基酸，延長肽鏈、合成蛋白質(zhì)的固相合成法。在固相法中，每步反應(yīng)后只需簡單地洗滌樹脂，便可達(dá)到純化目的。克服了經(jīng)典液相合成法中的每一步產(chǎn)物都需純化的困難，為自動(dòng)化合成肽奠定了基礎(chǔ)。 今天，固相法得到了很大發(fā)展，除了Merrifield所建立的Boc法(Boc:叔丁氧羰基

27、)之外，又發(fā)展了Fmoc固相法(Fmoc:9-芴甲氧羰基)。以這兩種方法為基礎(chǔ)的各種肽自動(dòng)合成儀也相繼出現(xiàn)和發(fā)展，并仍在不斷得到改造和完善。返回下頁退出上頁CHCOOHHNOHR1+PCHCOHNOR1PCHCONH2OR1PCHCOCONHOCHR2R1NHPC末端氨基酸與樹脂結(jié)合保護(hù)基的脫除、洗滌CHR2COOHNH偶聯(lián)、洗滌 + 重復(fù)偶聯(lián)、洗滌 脫保護(hù)基固相合成法原理返回保護(hù)基保護(hù)基聯(lián)接臂聯(lián)接臂固相樹脂固相樹脂下頁退出上頁在在BocBoc合成法中，用酸來脫保護(hù)，反復(fù)地處理會(huì)使約合成法中，用酸來脫保護(hù)，反復(fù)地處理會(huì)使約1.4%1.4%的的肽從樹脂上脫落，合成的肽越大，這樣的丟失越嚴(yán)重；肽從

28、樹脂上脫落，合成的肽越大，這樣的丟失越嚴(yán)重； BocBoc合成法也不適于合成含有色氨酸等對(duì)酸不穩(wěn)定的肽類。合成法也不適于合成含有色氨酸等對(duì)酸不穩(wěn)定的肽類。 FmocFmoc法與法與BocBoc法的根本區(qū)別在于采用了堿來脫保護(hù)，在合法的根本區(qū)別在于采用了堿來脫保護(hù)，在合成一些含有在酸性條件下不穩(wěn)定的氨基的殘基的肽時(shí)，具有成一些含有在酸性條件下不穩(wěn)定的氨基的殘基的肽時(shí)，具有特別優(yōu)越之處。特別優(yōu)越之處。FmocFmoc法和法和BocBoc法可互相補(bǔ)充。法可互相補(bǔ)充。CH2OCO(CH3)3COCOBoc合成法(叔丁氧羰基)： Fmoc合成法(9-芴甲氧羰基)：保護(hù)基保護(hù)基返回下頁退出上頁化學(xué)家介紹：

29、梅里菲爾德，美國生物化學(xué)家和教育家。他在20世紀(jì)50和60年代發(fā)展的革新方法，是基于構(gòu)想多肽合成的關(guān)鍵在于將第一個(gè)氨基酸固定在不溶性固體上，其他氨基酸隨后便可一個(gè)接一個(gè)地連于固定端，順序完成后所形成的鏈即可輕易地與固體分離。這一過程可利用機(jī)器操作，經(jīng)證明效率很高。在激素和酶等物質(zhì)的研究上，以及在胰島素等藥物和干擾素等物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)上有重大意義。梅里菲爾德因發(fā)展出這種依預(yù)定順序合成氨酸鏈或多肽的簡單而巧妙的方法而獲得1984年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 梅里菲爾德 (Robert Bruce Merrifield) 1921返回下頁退出上頁 蛋白質(zhì)是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是肌體細(xì)胞的重要組成部分，是人體組織更

30、新和修補(bǔ)的主要原料，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。蛋白質(zhì)是由20多種氨基酸組成，以氨基酸組成的數(shù)量和排列順序不同，使人體中蛋白質(zhì)多達(dá)10萬種以上。它們的結(jié)構(gòu)、功能千差萬別，形成了生命的多樣性和復(fù)雜性。 水解后只生成多種-氨基酸的，叫做單純蛋白質(zhì)。水解后，除生成-氨基酸外，還有非蛋白質(zhì)物質(zhì)(如糖、脂肪、色素、含磷化合物、含鐵化合物等)生成的，叫做結(jié)合蛋白質(zhì)。結(jié)合蛋白質(zhì)中的非蛋白質(zhì)部分，叫做輔基。15.2.5 蛋白質(zhì)返回下頁退出上頁蛋白質(zhì)的生理功能蛋白質(zhì)的生理功能 1、構(gòu)造人的身體：蛋白質(zhì)是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是肌體細(xì)胞的重要組成部分，是人體組織更新和修補(bǔ)的主要原料。人體的每個(gè)組織：毛發(fā)、皮膚、肌肉、骨骼

31、、內(nèi)臟、大腦、血液、神經(jīng)、內(nèi)分泌等都是由蛋白質(zhì)組成。蛋白質(zhì)對(duì)人的生長發(fā)育非常重要。 2、修補(bǔ)人體組織：人的身體由百兆億個(gè)細(xì)胞組成，細(xì)胞可以說是生命的最小單位，它們處于永不停息的衰老、死亡、新生的新陳代謝過程中。組織受損后，不能得到及時(shí)和高質(zhì)量的修補(bǔ)，便會(huì)加速機(jī)體衰退。返回下頁退出上頁 3、維持肌體正常的新陳代謝和各類物質(zhì)在體內(nèi)的輸送。載體蛋白對(duì)維持人體的正常生命活動(dòng)是至關(guān)重要的?？梢栽隗w內(nèi)運(yùn)載各種物質(zhì)。比如血紅蛋白輸送氧（紅血球更新速率250萬/秒）、脂蛋白輸送脂肪、細(xì)胞膜上的受體還有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等。 4、白蛋白：維持機(jī)體內(nèi)的滲透壓的平衡及體液平衡。 5、維持體液的酸堿平衡。 返回下頁退出上頁 6

32、、免疫細(xì)胞和免疫蛋白：有白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、抗體（免疫球蛋白）、補(bǔ)體、干擾素等。 7、構(gòu)成人體必需的催化和調(diào)節(jié)功能的各種酶。我們身體有數(shù)千種酶，每一種只能參與一種生化反應(yīng)。人體細(xì)胞里每分鐘要進(jìn)行一百多次生化反應(yīng)。酶有促進(jìn)食物的消化、吸收、利用的作用。相應(yīng)的酶充足，反應(yīng)就會(huì)順利、快捷的進(jìn)行，就會(huì)精力充沛，不易生病。否則，反應(yīng)就變慢或者被阻斷。返回下頁退出上頁 8、激素的主要原料。具有調(diào)節(jié)體內(nèi)各器官的生理活性。胰島素是由51個(gè)氨基酸分子合成。生長素是由191個(gè)氨基酸分子合成。 9、構(gòu)成神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿、五羥色氨等。維持神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能：味覺、視覺和記憶。 10、膠原蛋白：占身體蛋白質(zhì)的1

33、/3，生成結(jié)締組織，構(gòu)成身體骨架。如骨骼、血管、韌帶等，決定了皮膚的彈性，保護(hù)大腦（在大腦腦細(xì)胞中，很大一部分是膠原細(xì)胞，并且形成血腦屏障保護(hù)大腦） 11、提供熱能。返回下頁退出上頁蛋白質(zhì)按溶解度分類纖維蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)分子形狀是一條條線狀的，分子中的多肽鏈扭在一起或平行并列，且以氫鍵互相聯(lián)結(jié)著。這類蛋白質(zhì)在水中不能溶解，在生物體內(nèi)往往起著結(jié)構(gòu)和支撐的作用分子形狀是一團(tuán)團(tuán)球狀的，它們的多肽鏈自身扭曲折疊成特有的球形.在折疊時(shí)，分子內(nèi)某些基團(tuán)之間通過氫鍵、二硫鍵或范德華引力相互作用。返回球狀蛋白質(zhì)15.2.5.1 15.2.5.1 蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類下頁退出上頁15.2.5.2 15.2.

34、5.2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)是一種生物大分子，基本上是由20種氨基酸以肽鍵連接成肽鏈。肽鍵連接成肽鏈稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。不同蛋白質(zhì)其肽鏈的長度不同，肽鏈中不同氨基酸的組成和排列順序也各不相同。肽鏈在空間卷曲折疊成為特定的三維空間結(jié)構(gòu)，包括二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)二個(gè)主要層次。有的蛋白質(zhì)由多條肽鏈組成，每條肽鏈稱為亞基，亞基之間又有特定的空間關(guān)系，稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。返回下頁退出上頁 蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能在很大程度上取決于其空間結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)象多樣性導(dǎo)致了不同的生物學(xué)功能。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究是進(jìn)行蛋白質(zhì)功能預(yù)測(cè)及蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)分子只有處于它自己特定的三維空間結(jié)構(gòu)情況下

35、，才能獲得它特定的生物活性；三維空間結(jié)構(gòu)稍有破壞，就很可能會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物活性的降低甚至喪失。返回下頁退出上頁 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)（primary structure) 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈的氨基酸殘基的排列順序，也是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)。它是由基因上遺傳密碼的排列順序所決定的，各種氨基酸按遺傳密碼的順序通過肽鍵連接起來。 每一種蛋白質(zhì)分子都有自己特有的氨基酸的組成和排列順序即一級(jí)結(jié)構(gòu)，由這種氨基酸排列順序決定它的特定的空間結(jié)構(gòu)，也就是蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的二級(jí)三級(jí)等高級(jí)結(jié)構(gòu)，這就是著名的安芬森(Anfinsen)原理。 返回下頁退出上頁胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)及不同動(dòng)物胰島素在胰島素的一級(jí)結(jié)

36、構(gòu)及不同動(dòng)物胰島素在A A鏈中的差異鏈中的差異返回下頁退出上頁安芬森原理 氨基酸序列與蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究源于美國生物化學(xué)家安芬森。1961年，他研究了核糖核酸酶的去折疊和重折疊過程，發(fā)現(xiàn)在相同的環(huán)境中去折疊的蛋白質(zhì)都會(huì)恢復(fù)到原來的空間結(jié)構(gòu)，認(rèn)為蛋白質(zhì)鏈會(huì)以自由能最低的方式形成三維結(jié)構(gòu)，由此推測(cè)蛋白質(zhì)的折疊密碼隱藏在氨基酸排序中，即所謂的安芬森原理：蛋白質(zhì)一級(jí)排序決定三維結(jié)構(gòu)。返回下頁退出上頁 安芬森(Christian Boehmer Anfinsen)，美國生物化學(xué)家，1916年3月26日生于美國賓夕法尼亞州。1943年在哈佛大學(xué)獲得哲學(xué)博士學(xué)位。安芬森先后在賓夕法尼亞大學(xué)、哈佛大學(xué)及

37、斯德哥爾摩諾貝爾醫(yī)學(xué)研究所從事教學(xué)和研究工作。1950年人馬里蘭州貝塞斯達(dá)全國衛(wèi)生研究院，主要研究酶及其他蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)它們的生理活力的適應(yīng)。1959年安芬森發(fā)表專著進(jìn)化的分子基礎(chǔ)。安芬森因?qū)Φ鞍踪|(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其生物作用之間的關(guān)系的研究而與穆爾和斯坦共獲1972年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 安芬森(Christian Boehmer Anfinsen)1916化學(xué)家介紹：返回下頁退出上頁 斯坦(William Howard Stein)，美國生物化學(xué)家，1911年6月25日生于美國紐約。1938年在紐約哥倫比亞內(nèi)科和外科醫(yī)師學(xué)院獲得博士學(xué)位。同年入紐約洛克菲勒醫(yī)學(xué)研究所(今洛克菲勒大學(xué))任職。曾主要從事研究

38、蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物的分析方法，并將這些方法用于測(cè)定核糖核酸酶的結(jié)構(gòu)。斯坦因?qū)Φ鞍踪|(zhì)分子結(jié)構(gòu)的研究取得成果，而與安芬森和穆爾共獲1972年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?；瘜W(xué)家介紹：斯坦(William Howard Stein)19111980返回下頁退出上頁 穆爾(Stanford Moore)，美國生物化學(xué)家，1913年9月4日生于美國芝加哥。1938年在威斯康星大學(xué)獲哲學(xué)博士學(xué)位。1939年成為紐約洛克菲勒醫(yī)學(xué)研究所(現(xiàn)洛克菲勒大學(xué))安芬森研究組成員。1952年升為教授。他出色的成就是應(yīng)用色譜技術(shù)分析蛋白質(zhì)和生物體液中的氨基酸和肽，并據(jù)此確定核糖核酸的結(jié)構(gòu)。穆爾因與安芬森和斯坦合作研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)取得成果而獲得

39、1972年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 化學(xué)家介紹：穆爾(Stanford Moore)19131982返回下頁退出上頁 肯德魯(John Cowdery Kendrew)，英國生物化學(xué)家，1917年3月24日生于英國牛津。1947年成為劍橋彼得豪斯學(xué)院研究員和劍橋醫(yī)學(xué)研究理事會(huì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室副主任。1971年后任防務(wù)科學(xué)顧問理事會(huì)主席。肯德魯用特殊的X射線衍射技術(shù)及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)描述了肌球蛋白螺旋結(jié)構(gòu)中氨基酸單位的排列。他與佩魯茨共同研究了X.射線衍射晶體照相術(shù)，還分工合作研究蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)與功能?？系卖斠驕y(cè)定了肌球蛋白的結(jié)構(gòu)，而與佩魯茨共獲1962年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。肯德魯(John Cowdery

40、Kendrew)1917化學(xué)家介紹：返回下頁退出上頁 佩魯茨(Max Ferdinand Perutz)，英國生物化學(xué)家，1914年5月19日生于奧地利維也納。曾在維也納大學(xué)和劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)。1937年在劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室開始研究工作。首次獲得血紅蛋白晶體X光衍射圖像，并與布雷格共同研究X射線晶體照相術(shù)。1947年他與肯德魯合作，進(jìn)行血紅蛋白的研究，肯德魯分工研究肌血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)，佩魯茨研究血紅蛋白。因佩魯茨對(duì)球蛋白，特別是血紅蛋白的結(jié)構(gòu)進(jìn)行X射線衍射分析，而與肯德魯共獲1962年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。佩魯茨(Max Ferdinand Perutz)1914化學(xué)家介紹：返回下頁退出上頁返回 二級(jí)

41、結(jié)構(gòu)是指多肽鏈借助于氫鍵沿一維方向排列成具有周期性的結(jié)構(gòu)的構(gòu)象，是多肽鏈局部的空間結(jié)構(gòu)（構(gòu)象），主要有螺旋、折疊、轉(zhuǎn)角等幾種形式，其他二級(jí)結(jié)構(gòu)元件還有凸起(bugle)無規(guī)則卷曲(randon coil)等等。它們是構(gòu)成蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的基本要素。 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondary structure) 下頁退出上頁螺旋形螺旋形(helix)helix)返回動(dòng)畫下頁退出上頁四種不同的四種不同的螺旋表示螺旋表示 返回下頁退出上頁折疊形折疊形(sheet)sheet)返回動(dòng)畫下頁退出上頁在平行（在平行（A A）和反平行（）和反平行（B B）折疊片中氫鍵的排列折疊片中氫鍵的排列 返回下頁退出上頁反向

42、反向折疊折疊 返回下頁退出上頁兩種主要類型的兩種主要類型的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 轉(zhuǎn)角是種簡單的非重復(fù)性結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)角中第一個(gè)殘基的C=O與第四個(gè)殘基的N-H氫鍵鍵合形成一個(gè)緊密的環(huán)，使轉(zhuǎn)角成為比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，多處在蛋白質(zhì)分子的表面。 返回轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角(turn)turn)下頁退出上頁 三級(jí)結(jié)構(gòu)主要針對(duì)球狀蛋白質(zhì)而言，是指整條多肽鏈由二級(jí)結(jié)構(gòu)元件構(gòu)建成的總?cè)S結(jié)構(gòu)，包括一級(jí)結(jié)構(gòu)中相距遠(yuǎn)的肽段之間的幾何相互關(guān)系,骨架和側(cè)鏈在內(nèi)的所有原子的空間排列。在球狀蛋白質(zhì)中，側(cè)鏈基團(tuán)的定位是根據(jù)它們的極性安排的。蛋白質(zhì)特定的空間構(gòu)象是由氫鍵、離子鍵、偶極與偶極間的相互作用、疏水作用等作用力維持的，疏水作用是主要的作用力。有些蛋

43、白質(zhì)還涉及到二硫鍵。 如果蛋白質(zhì)分子僅由一條多肽鏈組成，三級(jí)結(jié)構(gòu)就是它的最高結(jié)構(gòu)層次。 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)(tertiary structure)返回下頁退出上頁胰島素的三級(jí)結(jié)構(gòu)胰島素的三級(jí)結(jié)構(gòu) 溶菌酶分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)溶菌酶分子的三級(jí)結(jié)構(gòu) 返回下頁退出上頁 四級(jí)結(jié)構(gòu)是指在亞基和亞基之間通過疏水作用等次級(jí)鍵結(jié)合成為有序排列的特定的空間結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)中每個(gè)球狀蛋白質(zhì)稱為亞基，亞基通常由一條多肽鏈組成，有時(shí)含兩條以上的多肽鏈，單獨(dú)存在時(shí)一般沒有生物活性。如果某個(gè)蛋白質(zhì)只由一條肽鏈構(gòu)成，那么它就沒有四級(jí)結(jié)構(gòu)。 蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)(quaternary structure) 返回下頁退出上頁血紅蛋白分

44、子就是由二個(gè)由141個(gè)氨基酸殘基組成的亞基(珠蛋白)和二個(gè)由146個(gè)氨基酸殘基組成的亞基按特定的接觸和排列組成的一個(gè)球狀蛋白質(zhì)分子，每個(gè)亞基中各有一個(gè)含亞鐵離子的血紅素輔基。四個(gè)亞基間靠氫鍵和八個(gè)鹽鍵維系著血紅蛋白分子嚴(yán)密的空間構(gòu)象。其功能是運(yùn)輸氧和二氧化碳，維持血液酸堿平衡。血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)返回下頁退出上頁15.2.6 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 蛋白質(zhì)與氨基酸相似，具有旋光性，也具有兩性性質(zhì)和等電點(diǎn)。蛋白質(zhì)溶液在某一pH時(shí)，其分子所帶的正、負(fù)電荷相等，即成為凈電荷為零的偶極離子，此時(shí)溶液的pH值稱為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）。蛋白質(zhì)溶液在不同的pH溶液中，以不同的形式存在: 返回1

45、5.2.6.1 15.2.6.1 蛋白質(zhì)的兩性和等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的兩性和等電點(diǎn)PCOONH2HOHPCOONH3PCOOHNH3HOHP = ProtinpH pHpIpHpI蛋白質(zhì)下頁退出上頁 蛋白質(zhì)是大分子化合物，分子顆粒的直徑在膠粒范圍之內(nèi)（1100 nm），所以蛋白質(zhì)分散在水中，水溶液具有膠體溶液的一般特性。例如具有丁鐸爾(Tyndall)現(xiàn)象，布朗(Brown)運(yùn)動(dòng)，不能透過半透膜以及較強(qiáng)的吸附作用等。蛋白質(zhì)顆粒表面都帶電荷，在酸性溶液中帶正電荷，在堿性溶液中帶負(fù)電荷，達(dá)到幫助帶有同性電荷就于周圍電性相反的的離子構(gòu)成穩(wěn)定的雙電層。由于同性電荷相斥，顆粒互相隔絕而不粘合，所以蛋白質(zhì)溶液能形

46、成較穩(wěn)定的膠體體系。返回15.2.6.2 15.2.6.2 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)下頁退出上頁 蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定性是有條件的、相對(duì)的。如果改變這種相對(duì)穩(wěn)定的條件，蛋白質(zhì)分子就會(huì)凝集而沉淀。蛋白質(zhì)的沉淀分為可逆沉淀和不可逆沉淀。（1）可逆沉淀 可逆沉淀是指蛋白質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)僅發(fā)生了微小改變或基本保持不變，仍然保持原有的生理活性。只要消除了沉淀的因素，已沉淀的蛋白質(zhì)又會(huì)重新溶解。鹽析一般不會(huì)破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)加水或透析時(shí)，沉淀又能重新溶解。所以鹽析作用是可逆沉淀。（2）不可逆沉淀 蛋白質(zhì)在沉淀時(shí)，空間構(gòu)象發(fā)生了很大的變化或被破壞，失去了原有的生物活性，即使消除了沉淀因素也不能重新溶解

47、，稱為不可逆沉淀。返回15.2.6.3 15.2.6.3 蛋白質(zhì)的沉淀蛋白質(zhì)的沉淀下頁退出上頁 由于物理或化學(xué)因素的影響，蛋白質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，導(dǎo)致理化性質(zhì)改變，生理活性喪失，稱做蛋白質(zhì)的變性。變性后的蛋白質(zhì)稱為變性蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的變性分為可逆變性和不可逆變性，若僅改變了蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，可能只引起可逆變性；若破壞了二級(jí)結(jié)構(gòu)，則會(huì)引起不可逆變性。變性蛋白質(zhì)與天然蛋白質(zhì)有明顯的差異，其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變能并喪失生理活性。 返回15.2.6.4 15.2.6.4 蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性下頁退出上頁 蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)可以輔助判斷蛋白質(zhì)的存在與否，主要包括以下幾種特殊顏色反應(yīng)：（1

48、）縮二脲反應(yīng) 蛋白質(zhì)與新配置的堿性硫酸銅溶液反應(yīng)，呈紫色，稱為縮二脲反應(yīng)。含兩個(gè)以上-CO-NH-基的化合物，都能和硫酸銅的堿溶液生成紫色。（2）蛋白黃反應(yīng) 分子中含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)，遇濃硝酸即顯黃色稱為蛋白黃反應(yīng)，這是苯環(huán)發(fā)生了硝化的緣故。黃色溶液再用堿處理，就會(huì)轉(zhuǎn)為橙色。（3）茚三酮反應(yīng) 蛋白質(zhì)與稀的茚三酮溶液共熱，呈現(xiàn)藍(lán)色。返回15.2.6.5 15.2.6.5 蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)下頁退出上頁15.3 核酸返回15.3.1 核酸的組成15.3.2 核苷和酸核苷15.3.3 核酸的結(jié)構(gòu)15.3.4 基因下頁退出上頁 核酸存在于一切生物體中。因最早由細(xì)胞核中提取得到，故名核酸。核

49、酸象蛋白質(zhì)一樣，也是生命的最基本物質(zhì)。 核酸也是鏈狀高分子化合物，它們的相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)幾百萬甚至數(shù)億，組成核酸鏈的單元是核苷酸。 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。返回下頁退出上頁15.3.1 核酸的組成核酸在適當(dāng)酶催化，或在弱在適當(dāng)酶催化，或在弱堿的作用下堿的作用下溫度較高則進(jìn)溫度較高則進(jìn)一步水解一步水解在無機(jī)酸的作在無機(jī)酸的作用下完全水解用下完全水解磷酸磷酸雜環(huán)堿雜環(huán)堿核苷核苷戊糖戊糖核苷酸核苷酸返回核核 糖糖 核核 酸酸脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸下頁退出上頁 戊糖戊糖OOHHHOHHOHCH2OHHOOHHHHHOHCH2OHH脫氧

50、核糖核酸(Deoxyribonucleic acid，簡稱DNA)水解后得到的戊糖為2-脫氧核糖返回核糖核酸(Ribonucleic acid，簡稱RNA) 水解后得到的戊糖為核糖核糖核糖2-2-脫氧核糖脫氧核糖下頁退出上頁 雜環(huán)堿雜環(huán)堿 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，都含有腺嘌呤和鳥嘌呤。NNNNNH2H123456789腺嘌呤（adenine,簡寫：A)NHNNNNH2OH鳥嘌呤（guanine,簡寫：G)返回下頁退出上頁 RNA和 DNA所含的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。NNONH2

51、H123456胞嘧啶（cytosine,簡寫：C)NONHHO123456尿嘧啶(uracil,簡寫：U)NONHCH3HO123456胸腺嘧啶thymine,簡寫：T)(返回下頁退出上頁OHHOHHOHCH2OHHNNNNNH2腺嘌 呤 核苷91NNNNH2NOHOHHOHHOHCH2OHH鳥 嘌 呤 核苷91NNHNOOHHOHHOHCH2OHH11胞嘧啶核苷NONHOOHHOHHOHCH2OHH11尿 嘧啶核苷RNA的四種核苷返回15.3.2核苷和酸核苷雜環(huán)堿雜環(huán)堿核苷核苷戊糖戊糖下頁退出上頁OHHHOHCH2OHHHNNNNNH291腺嘌 呤 脫氧 核苷NNNNH2NOHOHHHOHCH2OHHH91鳥 嘌 呤 脫氧 核苷NNHNOOHHHOHCH2OH