氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件

1、第十四章 氨基酸 蛋白質(zhì) 核酸 第一節(jié)： 氨基酸 第二節(jié)：多肽 第三節(jié)：蛋白質(zhì) 第四節(jié)：核酸第十四章 氨基酸 蛋白質(zhì) 核酸 第一節(jié)： 氨基酸第一節(jié) 氨基酸一、氨基酸的分類、命名和構(gòu)型1、分類：化學(xué)結(jié)構(gòu)鏈狀氨基酸碳環(huán)氨基酸雜環(huán)氨基酸氨基和羧基數(shù)目中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸第一節(jié) 氨基酸一、氨基酸的分類、命名和構(gòu)型化學(xué)結(jié)構(gòu)鏈狀氨基2、氨基酸的命名以羧酸為母體，氨基作為取代基，以阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母標(biāo)示氨基位次。俗名、中文、英文縮寫符號(hào)蛋白質(zhì)水解：20余種-氨基酸必需氨基酸2、氨基酸的命名氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件 20種氨基酸 20種氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件3、氨基酸的構(gòu)型除甘氨酸外，氨基酸均含有

2、一個(gè)手性-碳原子，因此都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)。氨基酸的構(gòu)型常用D、L標(biāo)記法。常見(jiàn)氨基酸都是L型的。常用以下通式表示： 3、氨基酸的構(gòu)型除甘氨酸外，氨基酸均含有一個(gè)手性-碳原子，二、 氨基酸的性質(zhì)（一） 氨基酸的離解性質(zhì)：兩性與等電點(diǎn)氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。1、兩性二、 氨基酸的性質(zhì)（一） 氨基酸的離解性質(zhì)：兩性與等電點(diǎn)氨基在不同的pH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。凈電荷 +1 0 -1

3、正離子 兩性離子 負(fù)離子 等電點(diǎn)PI在不同的pH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。2、氨基酸的等電點(diǎn)當(dāng)溶液濃度為某一pH值時(shí)，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為0。這一pH值即為氨基酸的等電點(diǎn)，簡(jiǎn)稱pI。在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動(dòng)，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。氨基酸在堿式電離和酸式電離程度相等時(shí)的pH值稱為氨基酸的等電點(diǎn)，用pI表示。2、氨基酸的等電點(diǎn)當(dāng)溶液濃度為某一pH值時(shí)，氨基酸分子中所含 側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性氨基酸，其等電點(diǎn)是它的pK1和pK2的算術(shù)平均值：pI = (pK1 + pK2 )/2 同樣，對(duì)于側(cè)鏈含有可解離基團(tuán)的氨基酸，其pI

4、值也決定于兩性離子兩邊的pK值的算術(shù)平均值。 酸性氨基酸：pI = (pK1 + pKR-COO- )/2 堿性氨基酸：pI = (pK2 + pKR-NH2 )/2 側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性氨基酸，其等電點(diǎn)是它的pK1和（二）與亞硝酸反應(yīng)范思萊克（Van Slyke)氨基測(cè)定法（二）與亞硝酸反應(yīng)（三）與茚三酮反應(yīng)-氨基酸反應(yīng)顯紫色茚三酮的還原產(chǎn)物羅曼氏紫(藍(lán)紫色)（三）與茚三酮反應(yīng)茚三酮的還原產(chǎn)物羅曼氏紫(藍(lán)紫色)(四)受熱反應(yīng)1、-氨基酸受熱脫水交酰胺(二酮吡嗪)H+或OH-(四)受熱反應(yīng)1、-氨基酸受熱脫水交酰胺(二酮吡嗪)H+或2、-氨基酸受熱脫氨 、-不飽和酸3、-氨基酸受熱脫氨2、-

5、氨基酸受熱脫氨 、-不飽和酸3、-氨基酸受熱脫4、氨基與羧基相隔5個(gè)或5個(gè)以上C原子氨基酸 受熱分子間脫水尼龍4、氨基與羧基相隔5個(gè)或5個(gè)以上C原子氨基酸尼龍第二節(jié) 多肽一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。一、多肽的結(jié)構(gòu) 由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。第二節(jié) 多肽一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基之間失水形氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的-氨基，稱為氨基端或N-端；在另一端含有一個(gè)游離的-

6、羧基，稱為羧基端或C-端。在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開(kāi)始，以C-端氨基酸殘基為終點(diǎn)的排列順序。如上述五肽可表示為： Ser-Val-Tyr-Asp-Gln絲-纈-酪-天-谷酰氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開(kāi)始，以C-端氨基酸殘基為 肽鍵肽鍵的特點(diǎn)是氮原子上的孤對(duì)電子與羰基具有明顯的共軛作用。組成肽鍵的原子處于同一平面。 肽鍵肽鍵的特點(diǎn)是氮原子上的孤對(duì)電子與羰基具有明顯的共軛作用肽鍵肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在。肽鍵肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。二、多肽的命

7、名以含有完整羧基的氨基酸為母體（即C端），從另一端（即N端）開(kāi)始，將形成肽鍵的氨基酸的“酸”字改為“?！弊?，依次列在母體名稱之前。簡(jiǎn)稱GSH二、多肽的命名以含有完整羧基的氨基酸為母體（即C端），從另一天然存在的重要多肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽。如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。天然存在的重要多肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO- Met-腦啡肽 +H3N-Tyr-Gly-Gly-

8、Phe-Leu-COO- Leu-腦啡肽 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-Val L-Orn L-Orn L-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leu 短桿菌肽S(環(huán)十肽)由細(xì)菌分泌的多肽，有時(shí)也都含有D-氨基酸和一些不常見(jiàn)氨基酸，如鳥(niǎo)氨酸（Ornithine, 縮寫為 Orn）。 第三節(jié) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程。Protein第三節(jié) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最木瓜蛋白酶（組織蛋白酶）木瓜蛋白

9、酶（組織蛋白酶）一、蛋白質(zhì)的組成和分類蛋白質(zhì)是一類含氮有機(jī)化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為： 碳 50- 55% 氫 6- 7.3% 氧 19% - 24 氮 13% - 19% 硫 0 - 4 其他 微 量一、蛋白質(zhì)的組成和分類蛋白質(zhì)是一類含氮有機(jī)化合物，除含有碳、(一)蛋白質(zhì)的含氮量氮占生物組織中所有含氮物質(zhì)的絕大部分。因此，可以將生物組織的含氮量近似地看作蛋白質(zhì)的含氮量。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于16%,即每克氮相當(dāng)于6.25克蛋白質(zhì),6.25稱為蛋白質(zhì)系數(shù)。所以，可以根據(jù)生

10、物樣品中的含氮量來(lái)計(jì)算蛋白質(zhì)的大概含量： 蛋白質(zhì)含量（克%）= 每克生物樣品中含氮的克數(shù) 6.25(一)蛋白質(zhì)的含氮量氮占生物組織中所有含氮物質(zhì)的絕大部分。因（二）蛋白質(zhì)的分類1、根據(jù)形狀分類按照蛋白質(zhì)的外形可分為球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)。（1）球狀蛋白質(zhì)：globular protein 外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。（2）纖維狀蛋白質(zhì)：fibrous protein 分子類似纖維或細(xì)棒。它又可分為可溶性纖維狀蛋白質(zhì)和不溶性纖維狀蛋白質(zhì)。（二）蛋白質(zhì)的分類2、依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類按照蛋白質(zhì)的組成，可以分為簡(jiǎn)單蛋白(simple protein) 和結(jié)合

11、蛋白(conjugated protein) 2、依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類按照蛋白質(zhì)的組成，可以分為二、 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽(polypeptide)鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。蛋白質(zhì)與多肽并無(wú)嚴(yán)格的界線，通常是將分子量在10000以上的多肽稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大.二、 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽(polypept（一） 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(Primary structure)指蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連接方式和排列順序。包括組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目.多肽鏈的氨基酸順序，以及多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，

12、它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。（一） 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(Primary s拆分多肽鏈間的二硫鍵拆分多肽鏈間的二硫鍵 （二）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)(Secondary)結(jié)構(gòu)是指肽鏈的主鏈在空間的排列。它只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。主要有-螺旋、-折疊。 （二）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)(Secondary)結(jié)（1）-螺旋在-螺旋中肽平面的鍵長(zhǎng)和鍵角一定；肽鍵的原子排列呈反式構(gòu)型；相鄰的肽平面構(gòu)成兩面角；（1）-螺旋在-螺旋中肽平面的鍵長(zhǎng)和鍵角一定；多肽鏈中的各個(gè)肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為0.54nm,含3.6個(gè)氨基酸殘

13、基；兩個(gè)氨基酸之間的距離為0.15nm;肽鏈內(nèi)形成氫鍵，氫鍵的取向幾乎與軸平行，第一個(gè)氨基酸殘基的酰胺基團(tuán)的-CO基與第四個(gè)氨基酸殘基酰胺基團(tuán)的-NH基形成氫鍵。蛋白質(zhì)分子為右手-螺旋。多肽鏈中的各個(gè)肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋一周，-螺旋-螺旋-折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過(guò)鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構(gòu)象。在-折疊中，-碳原子總是處于折疊的角上，氨基酸的R基團(tuán)處于折疊的棱角上并與棱角垂直，兩個(gè)氨基酸之間的軸心距為0.35nm。（2）-折疊-折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過(guò)鏈間的-折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；也

14、可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長(zhǎng)軸接近垂直。-折疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈的N-端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。-折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；也可以在同一肽氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件（三）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)(Tertiary Structure)是指在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，多肽鏈通過(guò)副鍵或范德華力在空間進(jìn)一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要有氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等。尤其是疏水鍵，在蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中起著重要作用。（三）蛋

15、白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)(Tertiary S氨基酸蛋白質(zhì)核酸課件（四）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)由多條各自具有一、二、三級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈(亞基)通過(guò)非共價(jià)鍵聚合成一定空間構(gòu)型的聚合體,這種空間構(gòu)象稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)包括:各個(gè)亞基在這些蛋白質(zhì)中的空間排列方式及亞基之間的相互作用關(guān)系。（四）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)由多條各自具有一、二、三級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈(三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)與多肽一樣，能夠發(fā)生兩性離解，也有等電點(diǎn)。在等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度最小，在電場(chǎng)中不移動(dòng)。在不同的pH環(huán)境下，蛋白質(zhì)的電學(xué)性質(zhì)不同。在等電點(diǎn)偏酸性溶液中，蛋白質(zhì)粒子帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)中向正極移動(dòng)；在等電點(diǎn)偏堿性溶液中，蛋白質(zhì)粒子帶正電荷，在電

16、場(chǎng)中向負(fù)極移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)電泳。（一）兩性電離與等電點(diǎn)三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)與多肽一樣，能夠發(fā)生兩性離解，也有等電（二）鹽析少量的鹽能促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解，但加入鹽溶液達(dá)到一定濃度時(shí)，蛋白質(zhì)溶解度開(kāi)始降低并逐漸從溶液中析出，這種作用稱為鹽析。析出的蛋白質(zhì)加水稀釋后仍能溶解，并不影響原來(lái)蛋白質(zhì)的性質(zhì)。多次鹽析和溶解可以分離提純蛋白質(zhì)。（二）鹽析少量的鹽能促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解，但加入鹽溶液達(dá)到一定濃某些物理或化學(xué)因素，能夠破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致生理活性喪失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。引起變性的主要因素是熱、紫外光、激烈的攪拌以及強(qiáng)酸和強(qiáng)堿等。臨床上解救重金屬(Cu2+P

17、b2+Hg2+)中毒，服用生雞蛋、牛奶或豆?jié){；用酒精、蒸煮、高壓和紫外線消毒殺菌；利用蛋白質(zhì)受熱凝固來(lái)檢驗(yàn)?zāi)蛞褐械牡鞍踪|(zhì)。（三）變性某些物理或化學(xué)因素，能夠破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，引起蛋白質(zhì)理化縮二脲反應(yīng)：蛋白質(zhì)在堿性溶液中與微量的硫酸銅溶液反應(yīng)呈現(xiàn)紫紅色。黃蛋白反應(yīng)：在蛋白質(zhì)溶液中加入濃硝酸就會(huì)有白色沉淀，加熱沉淀變黃色，冷卻后堿化，沉淀變橙色，這個(gè)反應(yīng)稱為黃蛋白反應(yīng)。茚三酮反應(yīng)：同氨基酸，生成藍(lán)紫色化合物米隆反應(yīng)：在蛋白質(zhì)溶液中加入米隆試劑(汞和亞汞的硝酸及亞硝酸鹽的混合物)，再加熱，沉淀變成磚紅色。（四）顏色反應(yīng)縮二脲反應(yīng)：蛋白質(zhì)在堿性溶液中與微量的硫酸銅溶液反應(yīng)呈現(xiàn)紫紅第四節(jié) 核酸Nuc

18、leic Acid第四節(jié) 核酸Nucleic Acid核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機(jī)體不可缺少的組成部分。核酸是生命遺傳信息的攜帶者和傳遞者，它不僅對(duì)于生命的延續(xù)，生物物種遺傳特性的保持，生長(zhǎng)發(fā)育，細(xì)胞分化等起著重要的作用，而且與生物變異，如腫瘤、遺傳病、代謝病等也密切相關(guān)。因此，核酸是現(xiàn)代生物化學(xué)、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)之一。核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機(jī)體不可缺少的組成部分。一、核酸的水解核酸水解核苷酸水解磷酸核苷水解戊糖雜環(huán)堿一、核酸的水解核酸水解核苷酸水解磷酸核苷水解戊糖雜環(huán)堿RNADNA含氮雜環(huán)堿（堿基）胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)鳥(niǎo)嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)腺嘌呤(A)鳥(niǎo)嘌呤(G)戊糖D-核糖D-2-脫氧核糖磷酸H3PO4H3PO4RNADNA含氮雜環(huán)堿（堿基）胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胞嘧啶二、核酸的化學(xué)組成核酸所含主要元素有C.H.O.N.P等，各種核酸分子含P均為