氨基酸多肽和蛋白质课件

1、第十七章 氨基酸、多肽和蛋白质第十七章 氨基酸、多肽和蛋白质第一节 氨基酸第二节 肽第三节 蛋白质第一节 氨基酸第二节 肽第三节 蛋白质重点难点熟悉了解掌握氨基酸的分类；常见氨基酸的组成、名称、结构特点和主要理化性质；多肽的结构和命名、肽键的特征肽的端基分析方法；蛋白质的组成和性质多肽、蛋白质在生命活动中的重要意义；蛋白质的分类和结构重点难点熟悉了解掌握氨基酸的分类；常见氨基酸的组成、名称、结氨 基 酸第一节氨 基 酸第一节(1) 组成蛋白质的20种氨基酸，除脯氨酸为-亚氨基酸外，均属-氨基酸。氨基酸的结构(2) 除甘氨酸外，-氨基酸均为L-构型。-碳原子除半胱氨酸为R-构型外，其余皆为S-构

2、型。一、结构、分类和命名有机化学 （第9版）L-甘油醛L-glyceraldehydeL-氨基酸D-甘油醛D-glyceraldehydeD-氨基酸(1) 组成蛋白质的20种氨基酸，除脯氨酸为-亚氨基酸外，-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）(1) 根据生理pH范围内（pH=7.35）侧链R基团的极性及其所带电荷的不同，分为4类。中性氨基酸（具非极性R基团）：8个甘氨酸Gly丙氨酸Ala亮氨酸Leu异亮氨酸Ile一、结构、分类和命名-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）(1) 根据生理p-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）中性氨基酸（具非极性R基团）：8个缬氨酸Val脯氨酸Pro苯丙

3、氨酸Phe甲硫（蛋）氨酸Met一、结构、分类和命名-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）中性氨基酸（具非极-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）中性氨基酸（具极性侧链而不带电荷）：7个丝氨酸Ser苏氨酸Thr半胱氨酸Cys谷(氨)酰胺Gln一、结构、分类和命名-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）中性氨基酸（具极性-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）中性氨基酸（具极性侧链而不带电荷）：7个天冬酰胺Asn酪氨酸Tyr色氨酸Trp一、结构、分类和命名-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）中性氨基酸（具极性 -氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）酸性氨基酸 ：2个天冬氨酸Asp谷氨酸G

4、lu一、结构、分类和命名 -氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）酸性氨基酸 ： -氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）碱性氨基酸 ：3个赖氨酸Lys精氨酸Arg组氨酸His一、结构、分类和命名 -氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）碱性氨基酸 ：-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）(2) 营养必需氨基酸：人体内不能合成或合成数量不足，必须由食物补充才能维持机体正常生长发育。缬氨酸Val亮氨酸Leu异亮氨酸Ile苯丙氨酸 Phe苏氨酸 Thr色氨酸Try 蛋氨酸 (甲硫氨酸) Met赖氨酸Lys组氨酸His精氨酸Arg婴儿时期所需：早产儿所需：半胱氨酸Cys色氨酸Try 一、结构、分类

5、和命名-氨基酸的分类和名称有机化学 （第9版）(2) 营养必需氨 -氨基酸的分类和名称一、结构、分类和命名有机化学 （第9版）(3) 修饰氨基酸：在生物体内均无相应的遗传密码，往往在蛋白质生物合成前后，由相应氨基酸经加工修饰而成。(4) 非蛋白质氨基酸：以各种形式分布于植物、细菌和动物体内的非蛋白质氨基酸，多为-氨基酸的衍生物以及-、- 、-氨基酸及D-氨基酸。 -氨基酸的分类和名称一、结构、分类和命名有机化学 （第（一）酸碱性和等电点二、性质有机化学 （第9版）(1) 氨基酸在水溶液中总是以阳离子、阴离子和偶极离子三种结构形式呈平衡状态。(2) 氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，即

6、刚好以偶极离子形式存在时，此溶液的pH值称为该氨基酸的等电点（isoelectric point, pI）。偶极离子pH = pIpH pI阴离子阳离子pH pI（一）酸碱性和等电点二、性质有机化学 （第9版）(1) 氨基（一）酸碱性和等电点有机化学 （第9版）在甘氨酸的酸性溶液中缓慢加碱，至pH2.3时约一半甘氨酸转变为两性离子，至等电点时全部转变为两性离子。至pH9.6时约一半两性离子转变为负离子。甘氨酸等电点示意图二、性质（一）酸碱性和等电点有机化学 （第9版）在甘氨酸的酸性溶液（一）酸碱性和等电点有机化学 （第9版）(3) 电泳(electrophoresis)：带电颗粒在电场中总是向

7、其电荷相反的电极移动。pH = 6.0时二、性质（一）酸碱性和等电点有机化学 （第9版）(3) 电泳(ele（二）脱羧反应有机化学 （第9版）组氨酸histidine组胺histamine二、性质（二）脱羧反应有机化学 （第9版）组氨酸组胺二、性质（三）与亚硝酸反应有机化学 （第9版）-羟基酸van Slyke氨基氮测定法：释放的N2中一半的氮原子来自氨基酸。利用该反应可以测定蛋白质分子中的游离氨基或氨基酸分子中的氨基含量。二、性质（三）与亚硝酸反应有机化学 （第9版）-羟基酸van Sl（四）与茚三酮的显色反应有机化学 （第9版）(1) 生成罗曼紫（Ruhemanns purple），法医学

8、上被用于鉴定指纹；(2) 用于肽和蛋白质的鉴定或纸层析与薄层层析等的显色。二、性质（四）与茚三酮的显色反应有机化学 （第9版）(1) 生成罗曼二、性质有机化学 （第9版）（五）紫外吸收(1) 芳香族氨基酸具有紫外吸收特性，均在280nm处有最强的紫外吸收峰。(2) 对280nm波长的紫外吸光度的测量可对蛋白质溶液进行定量分析。二、性质有机化学 （第9版）（五）紫外吸收(1) 芳香族氨基肽第二节肽第二节一、结构和命名有机化学 （第9版）1.肽是氨基酸之间通过酰胺键（肽键，peptide bond）相连而成的一类化合物。2.命名：含C-端的氨基酸为母体称为某氨酸，其它氨基酸残基从N-端开始依次称某

9、氨酰。肽键peptide bondC-末端N-末端丙氨酰甘氨酸Ala-Gly甘氨酰丙氨酸Gly-Ala一、结构和命名有机化学 （第9版）1.肽是氨基酸之间通过酰胺二、肽键平面有机化学 （第9版）1.肽单元是平面结构；2.肽键具有局部双键性质，不能自由旋转；3.肽键呈反式构型。肽键平面示意图CONHCC二、肽键平面有机化学 （第9版）1.肽单元是平面结构；2.肽三、结构测定有机化学 （第9版）（一）氨基酸组成和含量分析1.利用全自动氨基酸分析仪测定多肽的组成。2.多肽氨基酸残基的排列顺序: 末端残基分析法和部分水解等方法进行测定。（二）肽末端氨基酸残基的分析1.Sanger反应2.Edman降解

10、法2,4-二硝基氟苯(Sanger试剂)异硫氰酸苯酯三、结构测定有机化学 （第9版）（一）氨基酸组成和含量分析1三、结构测定有机化学 （第9版）（二）肽末端氨基酸残基的分析多肽N-端氨基酸测定的Sanger方法 三、结构测定有机化学 （第9版）（二）肽末端氨基酸残基的分析有机化学 （第9版）（二）肽末端氨基酸残基的分析多肽N-端氨基酸测定的Edman降解法三、结构测定有机化学 （第9版）（二）肽末端氨基酸残基的分析多肽N-端氨有机化学 （第9版）（三）肽链的部分水解及其氨基酸顺序的确定1.蛋白酶酶切肽链的不同部位3.应用波谱技术：电喷雾电离(electrospray ionization, E

11、SI)质谱、基质辅助激光解吸电离(matrix -assisted laser desorption ionization, MALDI) 质谱等新型的软电离生物质谱技术。2.肽链顺序测定法三、结构测定有机化学 （第9版）（三）肽链的部分水解及其氨基酸顺序的确定四、生物活性肽有机化学 （第9版）1.1973年，Hughes：脑啡肽 (enkephaline)2.谷胱甘肽 (glutathione)3.催产素(oxytocin) 4.血管加压素(vasopressin)， 又称抗利尿激素甲硫氨酸脑啡肽Met-enkephalin亮氨酸脑啡肽1-5-b-Neoendorphin(human)-谷氨

12、酰半胱氨酰甘氨酸 (谷胱甘肽, GSH) 四、生物活性肽有机化学 （第9版）1.1973年，Hughe四、生物活性肽有机化学 （第9版）催产素oxytocin 血管加压素vasopressin四、生物活性肽有机化学 （第9版）催产素血管加压素蛋 白 质第三节蛋 白 质第三节一、分子结构有机化学 （第9版）（一）一级结构蛋白质的一级结构指氨基酸残基的连接顺序人胰岛素分子的一级结构一、分子结构有机化学 （第9版）（一）一级结构蛋白质的一级结一、分子结构有机化学 （第9版）（二）空间结构多肽链在空间进一步盘曲折叠形成二级结构、三级结构和四级结构。1. 二级结构 肽链以肽键平面为基本单位进行盘曲折叠，

13、维系二级结构的化学键主要是氢键、二硫键。二级结构的主要类型为-螺旋（-helix）和-折叠（-sheet），还有少量-转角及无规则卷曲。一、分子结构有机化学 （第9版）（二）空间结构多肽链在空间进一、分子结构有机化学 （第9版）（二）空间结构一、分子结构有机化学 （第9版）（二）空间结构一、分子结构有机化学 （第9版）（二）空间结构2. 三级结构拥有二级结构的肽链通过分子间作用力、氢键连接，进一步盘曲、折叠形成三级结构。3. 四级结构 两条以上亚基，或多条亚基与辅基之间通过非共价键作用结合形成四级结构。一、分子结构有机化学 （第9版）（二）空间结构2. 三级结构一、分子结构有机化学 （第9版）

14、（二）空间结构一级结构二级结构三级结构四级结构一、分子结构有机化学 （第9版）（二）空间结构一级结构二级结二、性质有机化学 （第9版）(1) 蛋白质是高分子化合物，属于胶体分散系，具有胶体溶液的特性。(2) 蛋白质和氨基酸一样，也具有两性解离和等电点的性质。(3) 蛋白质的变性（denaturation）：受物理因素或化学因素的影响，分子的肽链虽不裂解，但可改变或破坏蛋白质分子空间结构，导致蛋白质生物活性的丧失和其他的理化学性质的变化。(4) 蛋白质的复性（renaturation）：在变性因素去除以后，变性的蛋白质分子又可重新回复到变性前的天然结构的现象。二、性质有机化学 （第9版）(1) 蛋白质是高分子化合物，属 分子中既有氨基又有羧基的化合物称为氨基酸。组成蛋白质的氨基酸主要有20种-氨基酸。除甘氨酸外，相对构型均为L