第三节蛋白质和核酸

1、一、氨基酸的存在和性质一、氨基酸的存在和性质 （一）分子结构特点（一）分子结构特点 氨基酸是含有氨基酸是含有氨基氨基（NH2）和）和羧基羧基的有机物。的有机物。天然氨基酸为天然氨基酸为 - -氨基酸，可用通式表示为氨基酸，可用通式表示为RCHCOOHNH2例：例： 甘氨酸甘氨酸H2NCH2COOH丙氨酸丙氨酸 CH3CHCOOHNH2苯丙氨酸苯丙氨酸CH2CHCOOHNH2谷氨酸谷氨酸 HOOCCH2CH2CHCOOHNH2注意：注意：氨基酸氨基酸与相同分子组成的与相同分子组成的硝基化合物硝基化合物互为同分异构体。互为同分异构体。 （氨基乙酸）氨基乙酸）（氨基丙酸）氨基丙酸）（ 氨基氨基苯基苯

2、基丙酸）丙酸）（氨基戊二酸氨基戊二酸 ） 氨基酸都是无色晶体，有特殊鲜甜味，一般能溶于水。氨基酸都是无色晶体，有特殊鲜甜味，一般能溶于水。 （二）氨基酸性质（二）氨基酸性质1、两性、两性 氨基酸分子结构中的氨基为碱性基，能与氨基酸分子结构中的氨基为碱性基，能与H+结合形成结合形成NH ，分子结构中的羧基为酸性基，能与碱反应生成分子结构中的羧基为酸性基，能与碱反应生成COO- -。3例：例：氨基酸分子结构中的氨基（ NH2）为碱性基，能与H+结合形成NH3+；分子结构中的羧基（-COOH）为酸性基，能与碱反应生成COO 。例如：又叫肽键键称酰胺键肽分子结构中的聚可以生成多肽若多个氨基酸分子间缩分

3、子间缩水成肽与醇发生酯化反应形成内盐)(CNH.（2）（3）（4）-盐酸氨基酸)(ClNHCOOHCHRHClCOOHCHR3|NH2|氨基酸钠)(OHNaNHCOOCHRNaOHCOOHCHR22|NH2|NHNHCOOCHRCOOHCHR32|催化剂OHCOORCHRRHOCOOHCHR2NH2|NH2|O例RRHOOHCCHNHCCHH2NROROHCCHNHHOHCCHH2N:| |O| |O| |O| |（=肽）（1） 两性氨基酸分子结构中的氨基（ NH2）为碱性基，能与H+结合形成NH3+；分子结构中的羧基（-COOH）为酸性基，能与碱反应生成COO 。例如：又叫肽键键称酰胺键肽分

4、子结构中的聚可以生成多肽若多个氨基酸分子间缩分子间缩水成肽与醇发生酯化反应形成内盐)(CNH.（2）（3）（4）-盐酸氨基酸)(ClNHCOOHCHRHClCOOHCHR3|NH2|氨基酸钠)(OHNaNHCOOCHRNaOHCOOHCHR22|NH2|NHNHCOOCHRCOOHCHR32|催化剂OHCOORCHRRHOCOOHCHR2NH2|NH2|O例RRHOOHCCHNHCCHH2NROROHCCHNHHOHCCHH2N:| |O| |O| |O| |（=肽）（1） 两性2、成肽反应、成肽反应氨基酸分子结构中的氨基（ NH2）为碱性基，能与H+结合形成NH3+；分子结构中的羧基（-CO

5、OH）为酸性基，能与碱反应生成COO 。例如：又叫肽键键称酰胺键肽分子结构中的聚可以生成多肽若多个氨基酸分子间缩分子间缩水成肽与醇发生酯化反应形成内盐)(CNH.（2）（3）（4）-盐酸氨基酸)(ClNHCOOHCHRHClCOOHCHR3|NH2|氨基酸钠)(OHNaNHCOOCHRNaOHCOOHCHR22|NH2|NHNHCOOCHRCOOHCHR32|催化剂OHCOORCHRRHOCOOHCHR2NH2|NH2|O例RRH2OOHCCHNHCCHH2NROROHCCHNHHOHCCHH2N:| |O| |O| |O| |（1） 两性（二肽）（二肽）氨基酸分子结构中的氨基（ NH2）为碱

6、性基，能与H+结合形成NH3+；分子结构中的羧基（-COOH）为酸性基，能与碱反应生成COO 。例如：又叫肽键键称酰胺键肽分子结构中的聚可以生成多肽若多个氨基酸分子间缩分子间缩水成肽与醇发生酯化反应形成内盐)(CNH.（2）（3）（4）-盐酸氨基酸)(ClNHCOOHCHRHClCOOHCHR3|NH2|氨基酸钠)(OHNaNHCOOCHRNaOHCOOHCHR22|NH2|NHNHCOOCHRCOOHCHR32|催化剂OHCOORCHRRHOCOOHCHR2NH2|NH2|O例RRH2OOHCCHNHCCHH2NROROHCCHNHHOHCCHH2N:| |O| |O| |O| |（1） 两

7、性NHC=O称酰胺键，又称肽键称酰胺键，又称肽键由多个氨基酸分子间缩水而形成的含有多个肽键的化合物叫由多个氨基酸分子间缩水而形成的含有多个肽键的化合物叫多肽多肽。二、蛋白质的结构和性质二、蛋白质的结构和性质 （一）蛋白质的组成和结构（一）蛋白质的组成和结构蛋白质主要由蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成。等元素组成。 蛋白质是由多种蛋白质是由多种氨基酸分子间缩水，以肽键构成的氨基酸分子间缩水，以肽键构成的高分子化合物。高分子化合物。 故氨基酸是构成蛋白质的基本单元。故氨基酸是构成蛋白质的基本单元。 注意：注意：1、天然蛋白质是由多种、天然蛋白质是由多种-氨基酸分子间缩水而成的。氨基酸分子间

8、缩水而成的。 2、在不同蛋白质分子中，参与构成的氨基酸的种类、数目、在不同蛋白质分子中，参与构成的氨基酸的种类、数目、缩水时连接方式均可能不同，故蛋白质也属于混合物。缩水时连接方式均可能不同，故蛋白质也属于混合物。3、蛋白质的一级、二级、三级结构、蛋白质的一级、二级、三级结构（二）蛋白质的性质（二）蛋白质的性质 1、两性、两性3、盐析、盐析 盐析为可逆过程，析出的蛋白质加水又会溶解，并不影响盐析为可逆过程，析出的蛋白质加水又会溶解，并不影响蛋白质的性质，因此，应用盐析方法可以蛋白质的性质，因此，应用盐析方法可以提纯提纯蛋白质。蛋白质。2、水解、水解 在酸、碱或酶的催化作用下最终水解生成多种在酸

9、、碱或酶的催化作用下最终水解生成多种氨基酸。氨基酸。 氨基酸多种多肽蛋白质水解水解（可用于氨基酸的制取）（可用于氨基酸的制取） 形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成的，在多肽链的两端必然脱水形成的，在多肽链的两端必然存在着自由的存在着自由的氨基与羧基氨基与羧基. 5、颜色反应、颜色反应 蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。 例：例：某些分子结构中含苯环的蛋白质能跟浓硝酸反应生成某些分子结构中含苯环的蛋白质能跟浓硝酸反应生成黄色不溶物。黄色不溶物。6、灼烧蛋白质会产生烧焦羽毛气味、灼烧蛋白质会产生烧焦羽毛气味 4、变性、变性 蛋白质

10、在酸、碱、重金属盐（蛋白质在酸、碱、重金属盐（Pb2+、Hg2+、Ag+、Cu2+等）、等）、甲醛、酒精、苯甲酸、加热、紫外线、甲醛、酒精、苯甲酸、加热、紫外线、X射线等作用下，使结构射线等作用下，使结构发生变化而凝聚析出。发生变化而凝聚析出。 注意：注意：变性后的蛋白质既失去原有的可溶性，又失去生理活性，变性后的蛋白质既失去原有的可溶性，又失去生理活性，为不可逆过程。为不可逆过程。 加水加水蛋白质溶液蛋白质溶液析出蛋白质（盐析）析出蛋白质（盐析）强酸强碱重金属盐加热强酸强碱重金属盐加热一些有机物如：醛、醇紫外线一些有机物如：醛、醇紫外线非重金属无机盐非重金属无机盐蛋白质溶液蛋白质溶液凝结凝结

11、( (变性）变性）1、误食重金属盐类时，喝大量牛奶、蛋清或豆浆来解、误食重金属盐类时，喝大量牛奶、蛋清或豆浆来解毒。毒。2、医院里用高温蒸煮来消毒。、医院里用高温蒸煮来消毒。3、在伤口处或打针时涂抹酒精溶液。、在伤口处或打针时涂抹酒精溶液。4、生物学中用福尔马林溶液保存生物标本。、生物学中用福尔马林溶液保存生物标本。5、消毒柜中安装紫外线灯。、消毒柜中安装紫外线灯。6、为什么衣服有汗渍时，不能用热水洗？为什么衣服有汗渍时，不能用热水洗？7 7、做化学实验时，有时候皮肤出现黄色斑痕。做化学实验时，有时候皮肤出现黄色斑痕。应应用用 松花皮蛋是我国人民的传统食品。由于它风味独特、口感极松花皮蛋是我国

12、人民的传统食品。由于它风味独特、口感极好、保质期长，很受人们喜爱。好、保质期长，很受人们喜爱。 同学们知道吗？其实，将鲜蛋加工成松花皮蛋的过程是一种同学们知道吗？其实，将鲜蛋加工成松花皮蛋的过程是一种比较复杂的化学过程。灰料中的比较复杂的化学过程。灰料中的强碱（氢氧化钠、氢氧化钾）强碱（氢氧化钠、氢氧化钾）从蛋壳外渗透到蛋黄和蛋清中，从蛋壳外渗透到蛋黄和蛋清中，与其中的蛋白质作用，致使蛋白与其中的蛋白质作用，致使蛋白质分解、凝固并放出少量的硫化氢气体质分解、凝固并放出少量的硫化氢气体。同时，。同时，渗入的碱进一步渗入的碱进一步与蛋白质分解出的氨基酸发生中和反应与蛋白质分解出的氨基酸发生中和反应

13、，生成的盐的晶体以漂亮，生成的盐的晶体以漂亮的外形凝结在蛋清中，像一朵一朵的的外形凝结在蛋清中，像一朵一朵的“松花松花”。而硫化氢气体则。而硫化氢气体则与与蛋黄和蛋清中的矿物质作用生成各种硫化物，于是蛋黄、蛋清的蛋黄和蛋清中的矿物质作用生成各种硫化物，于是蛋黄、蛋清的颜色发生变化，蛋黄呈墨绿色，蛋清呈特殊的茶绿色。食盐可使颜色发生变化，蛋黄呈墨绿色，蛋清呈特殊的茶绿色。食盐可使皮蛋收缩离壳，增加口感和防腐等。加入的铅丹可催熟皮蛋，促皮蛋收缩离壳，增加口感和防腐等。加入的铅丹可催熟皮蛋，促使皮蛋收缩离壳。而茶叶中的单宁和芳香油，可使蛋白质凝固着使皮蛋收缩离壳。而茶叶中的单宁和芳香油，可使蛋白质凝

14、固着色和增加皮蛋的风味。色和增加皮蛋的风味。松花皮蛋松花皮蛋（三）蛋白质的用途（三）蛋白质的用途蛋白质蛋白质动物的毛、动物的毛、蚕丝是很好蚕丝是很好的纺织原料的纺织原料动物的皮动物的皮革是衣服革是衣服的原料的原料驴皮熬制的驴皮熬制的胶是一种药胶是一种药材材阿胶阿胶牛奶中的蛋牛奶中的蛋白质与甲醛白质与甲醛制酪素塑料制酪素塑料各种生物酶各种生物酶均是蛋白质均是蛋白质人类的主要食品人类的主要食品 三、酶（三、酶（P91)四、核酸四、核酸催化作用特点：催化作用特点： 1、条件温和，不需加热、条件温和，不需加热2、具有高度专一性、具有高度专一性3、具有高效催化作用、具有高效催化作用1、一类含磷的生物高分

15、子化合物，相对分子量可达十几万、一类含磷的生物高分子化合物，相对分子量可达十几万 至几百万。至几百万。2、分类：、分类：脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA）：主要存在于细胞核中，决定生）：主要存在于细胞核中，决定生物体的繁殖、遗传及变异。物体的繁殖、遗传及变异。核糖核酸（核糖核酸（RNA）：主要存在于细胞质中，控制生物体）：主要存在于细胞质中，控制生物体内蛋白质的合成。内蛋白质的合成。讨论讨论：紫杉醇是一种新型抗癌药，其分子式为：紫杉醇是一种新型抗癌药，其分子式为C47H51O14N，它是由如下结构的酸它是由如下结构的酸A和醇和醇B生成的一种酯。生成的一种酯。（1）A在无机酸催化下水解的反应方程式为：在无机酸催化下水解的反应方程式为：（