第17章++氨基酸和蛋白質(zhì)

第17章氨基酸和蛋白質(zhì)17.1氨基酸17.1.1α-氨基酸的分類、結(jié)構(gòu)和命名氨基酸可以按照氨基在碳鏈上的位置而分為α、β、γ、δ、ω-氨基酸；也可以根據(jù)氨基酸等電點(diǎn)大小將其分為酸性氨基酸、堿性氨基酸和中性氨基酸。

酸性氨基酸：羧基數(shù)目比氨基多，等電點(diǎn)PI<5(有2個(gè))。堿性氨基酸：氨基數(shù)目比羧基多，等電點(diǎn)PI>7(共有4個(gè))。中性氨基酸：堿性氨基與羧基數(shù)目相等，PI=5-7(共17個(gè))。氨基酸的構(gòu)型標(biāo)記采用D/L標(biāo)記法：自然界獲得氨基酸基本都是L-型。氨基酸的系統(tǒng)命名以羧酸作為母體，氨基作為取代基，不過(guò)由自然界蛋白質(zhì)水解得到氨基酸都是α-氨基酸，都有俗名。

2-氨基丙酸（俗名：丙氨酸）2-氨基-3-甲基戊酸（俗名：異亮氨酸）17.1.2α-氨基酸的性質(zhì)1.羧基的反應(yīng)

α-氨基酸具有羧酸化學(xué)性質(zhì)，可以與堿、五氯化磷、氨、醇、氫化鋁鋰等反應(yīng)?；罨然Ｗo(hù)羧基2.氨基的反應(yīng)α-氨基酸還具有典型的伯胺化學(xué)性質(zhì)；如能與酸、亞硝酸、烴基化試劑、?；噭?、甲醛、過(guò)氧化氫等反應(yīng)。氨基酸測(cè)定保護(hù)羧基3.氨基酸的兩性和等電點(diǎn)偶極離子（I）負(fù)離子(II)在強(qiáng)堿溶液中主要存在形式，在電場(chǎng)中移向正極正離子(III)在強(qiáng)酸溶液中主要存在形式，在電場(chǎng)中移向負(fù)極當(dāng)pH適中時(shí)，II和III的濃度相等，氨基酸凈電荷為零，在電場(chǎng)中不移動(dòng)，該pH值定義為該氨基酸的等電點(diǎn)。4.與水合茚三酮的顯色反應(yīng)用于氨基酸的定性與定量鑒定水合茚三酮藍(lán)紫色17.1.3多肽

一、多肽的組成和命名1．肽和肽鍵一分子氨基酸中的羧基與另一分子氨基酸分子的氨基脫水而形成的酰胺叫做肽，其形成的酰胺鍵稱為肽鍵。

由n個(gè)α-氨基酸縮合而成的肽稱為n肽，由多個(gè)α-氨基酸縮合而成的肽稱為多肽。一般把含100個(gè)以上氨基酸的多肽（有時(shí)是含50個(gè)以上）稱為蛋白質(zhì)。無(wú)論肽鏈有多長(zhǎng)，在鏈的兩端一端有游離的氨基（-NH2），稱為N端；鏈的另一端有游離的羧基（-COOH），稱為C端。2．肽的命名根據(jù)組成肽的氨基酸的順序稱為某氨酰某氨?！嘲彼幔ê?jiǎn)寫為某、某、某）。例如：二、多肽結(jié)構(gòu)的測(cè)定多肽結(jié)構(gòu)的測(cè)定主要是作如下工作：①了解某一多肽是由哪些氨基酸組成的。②各種氨基酸的相對(duì)比例。③確定各氨基酸的排列順序。多肽結(jié)構(gòu)測(cè)定工作步驟如下：1．測(cè)定分子量2．氨基酸的定量分析3．端基分析（測(cè)定N端和C端）（1）測(cè)定N端（有兩種方法）a2,4-=硝基氟苯法——桑格爾(Sanger-英國(guó)人)法

此法的缺點(diǎn)是所有的肽鍵都被水解掉了。b

異硫氰酸苯酯(Ph-N=C=S)法——艾德曼(Edman)降解法。（2）測(cè)定C端a

多肽與肼反應(yīng)b

羧肽酶水解法4．肽鏈的選擇性斷裂及鑒定部分水解法常用的蛋白酶有：

胰蛋白酶——只水解羰基屬于賴氨酸、精氨酸的肽鍵。

糜蛋白酶——水解羰基屬于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的肽鍵。

溴化氰———只能斷裂羰基屬于蛋氨酸的肽鍵。三、多肽的合成要使各種氨基酸按一定的順序連接起來(lái)形成多肽是一向十分復(fù)雜的化學(xué)工程，需要解決許多難題，最主要的是要解決四大問題。1．保護(hù)-NH2或-COOH2．活化反應(yīng)基團(tuán)（活化-NH2或-COOH）3．生物活性17.2蛋白質(zhì)17.2.1蛋白質(zhì)的分類和組成1.根據(jù)蛋白質(zhì)的形狀分為：（1）纖維蛋白質(zhì)如絲蛋白、角蛋白等；（2）球狀蛋白質(zhì)如蛋清蛋白、酪蛋白、血紅蛋白、γ-球代表蛋白（感冒抗體）等。2．根據(jù)組成分：?jiǎn)渭兊鞍踪|(zhì)——其水解最終產(chǎn)物是α-氨基酸。（2）結(jié)合蛋白質(zhì)——α-氨基酸+非蛋白質(zhì)（輔基）根據(jù)蛋白質(zhì)的功能分；（1）活性蛋白按生理作用不同又可分為；酶、激素、抗體、收縮蛋白、運(yùn)輸?shù)鞍椎?。?）非活性蛋白擔(dān)任生物的保護(hù)或支持作用的蛋白，但本身不具有生物活性的物質(zhì)。174.2.2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1．蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)由各氨基酸按一定的排列順序結(jié)合而形成的多肽鏈（50個(gè)以上氨基酸）稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。2．蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈中互相靠近的氨基酸通過(guò)氫鍵的作用而形成的多肽在空間排列（構(gòu)象）稱為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。3．蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)由蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)在空間盤繞、折疊、卷曲而形成的更為復(fù)雜的空間構(gòu)象稱為蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。4．蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)由一條或幾條多肽鏈構(gòu)成蛋白質(zhì)的最小單位稱為蛋白質(zhì)亞基，由幾個(gè)亞基借助各種副鍵的作用而構(gòu)成的一定空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。17.2.3蛋白質(zhì)的性質(zhì)

1．兩性及等電點(diǎn)多肽鏈中有游離的氨基和羧基等酸堿基團(tuán)，具有兩性。2．膠體性質(zhì)與沉淀作用（1）可逆沉淀（鹽析）

（2）不可逆沉淀蛋白質(zhì)與重金屬鹽作用，或在蛋白質(zhì)溶液中加入有機(jī)溶劑（如丙酮、乙醇等）則發(fā)生不可逆沉淀。3．蛋白質(zhì)的變性作用變性條件：物理因素：干燥、加熱、高壓、振蕩或攪拌、紫外線、X射線、超聲等等。化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、重金屬鹽、生物堿試劑（三氯乙酸、乙醇等等）。變性后的特點(diǎn)：①喪失生物活性

②溶解度降低

③易被水解（對(duì)水解酶的抵抗力減弱）。變性作用的利用：①消毒、殺菌、點(diǎn)豆腐等；

②排毒（重金屬鹽中毒的急救）；

③腫瘤的治療（放療殺死癌細(xì)胞）；變性作用的防治：①種子的貯存；

②人體衰老（緩慢變性）；

③防止紫外光灼傷皮膚。4．蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)（1）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)。（2）蛋白黃反應(yīng)蛋白質(zhì)中含有苯環(huán)的氨基酸，遇濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)而生成黃色硝基化合物的反應(yīng)稱為蛋白黃反應(yīng)。（3）米勒反應(yīng)蛋白質(zhì)中酪氨酸的酚基遇到硝酸汞的硝酸溶液。（4）茚三酮反應(yīng)蛋白質(zhì)與稀的茚三酮溶液共熱，即呈現(xiàn)藍(lán)色。17.2.4核酸一、核酸的組成1.核糖和2-脫氧核糖

2.堿基核苷酸中的堿基主要有五種，都是嘧啶或嘌呤的衍生物。它們是：胞嘧啶，脲嘧啶，胸腺嘧啶，腺嘌呤，鳥嘌呤。：

CUTAG3．核苷（1）核苷——（由RNA水解而得）

（2）2-脫氧核苷——（由DAN水解而得）4．核苷酸核糖C5上的羥基與磷酸酯化便得到核苷酸。17.2.5核酸的結(jié)構(gòu)1．核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)

RNA或DNA中的多核苷酸鏈，都按上圖方式表示，顯然太繁復(fù)了，所以現(xiàn)在都用簡(jiǎn)化了的示意法來(lái)表示。如上圖可簡(jiǎn)化如下：

其中R1、R2、R3、R4表示堿基，P表示磷酸基，一豎表示糖分子，2ˊ、3ˊ、5ˊ表示糖中C原子編號(hào)。還可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化成PA-C-G-UP。RNA與DNA的區(qū)別：核糖——RNA中為核糖，DNA中為2-脫氧核糖。堿基——RNA中為A、U、C、G；DNA中為A、T、2．核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)

DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)為右手雙股螺旋結(jié)構(gòu)。

3．核酸的三級(jí)結(jié)構(gòu)核酸