第十五章-蛋白质和氨基酸

第十五章蛋白质和核酸

人体中含有十万种以上蛋白质，占45%.

生命过程与蛋白质密切相关.

细胞活动最终是通过蛋白质的介导表达和实现.

没有蛋白质就没有生命。α－氨基酸是组成各种蛋白质的基本单位第一节氨基酸

aminoacid

蛋白质和多肽由氨基酸组成,

研究蛋白质和多肽的结构和功能,

首先要从研究氨基酸的结构开始。一、氨基酸的结构二、氨基酸的分类和命名三、氨基酸的理化性质一、氨基酸的结构

组成蛋白质的基本单位氨基酸:20种

①化学结构上的共同特征

α-氨基酸(脯氨酸为α-亚氨基

)★

结构式：

②氨基酸的内盐基结构（即偶极离子）

X－射线衍射分析证明、固态氨基酸呈离子状态。③氨基酸构型标记法(D、L;R、S)

甘油醛为参考标准：（Fischer投影式）

★

L-氨基酸D-氨基酸L-氨基酸D-氨基酸

氨基酸构型特点：

生物体内具有旋光活性的氨基酸均为L型

甘氨酸

L-氨基酸唯一无手性碳,

无旋光活性的氨基酸

R、S标记法：

（α－碳为手性碳原子）

（其余氨基酸）

构型：

R-半胱氨酸

构型：S二、氨基酸的分类与命名：

命名：俗名为主

分类：两种方法

1.

2.根据氨基酸在生理PH范围，侧链R极性及其所带电荷。

第一类R基不带电荷（中性氨基酸）第二类R基带负电荷（酸性氨基酸）第三类R基带正电荷的氨基酸(碱性氨基酸)

（侧链含有碱性基团胍基、咪唑、吲哚）表15－1组蛋白质的20种氨基酸非极性氨基酸(中性氨基酸)中文名称结构式（偶极离子）甘氨酸丙氨酸亮氨酸＊异亮氨酸*缬氨酸*脯氨酸苯丙氨酸*甲硫(蛋)氨酸*R基团为极性且不带电荷氨基酸

丝氨酸苏氨酸*半胱氨酸天冬酰胺

酪氨酸色氨酸*酸性氨基酸天冬氨酸

谷氨酸碱性氨基酸

赖氨酸*精氨酸组氨酸

表15-2人体对必需氨基酸的需要量营养必需氨基酸（了解）氨基酸需要量（每日mg/kg体重）婴幼儿（4-6个月）儿童（10-12岁）成人赖氨酸色氨酸苯丙氨酸甲硫（蛋）氨酸苏氨酸亮氨酸异亮氨酸缬氨酸9921141496813583924442222284228251231610816124

要求记忆的几种氨基酸中文名称结构式（偶极离子）

★甘氨酸

★丙氨酸

★丝氨酸--

中文名称结构式（偶极离子）★半胱氨酸

★谷氨酸

-三、氨基酸的理化性质分六个问题：（一）氨基酸的等电点（二）脱羧反应（三）脱氧反应（四）与亚硝酸反应（五）显色反应（六）成肽反应具有内盐性质。一般为晶体,熔点较高，一般在200℃以上.

难溶于有机溶于、易溶于强酸、强碱等极性溶剂中。

表15－3氨基酸的物理常数氨基酸分解点（℃）溶解度(水)pI甘氨酸233255.97

丙氨酸29716.76.02

苯丙氨酸2833.05.48

半胱氨酸－－5.07

谷氨酸2470.863.22赖氨酸225很大9.74★

（一）氨基酸等电点在不同的pH值条件下，氨基酸带电荷的状态也不同

氨基酸以三种离子形式存在，

阳离子偶极离子阴离子说明:

1.

在水溶液中氨基酸的三种离子之间形成一动态平衡,主要以何种带电荷状态存在,主要取决于溶液的pH值和氨基酸本身的结构.

2.

氨基酸的等电点氨基酸正、负电荷相等，静电荷为零时,溶液的pH值称为该氨基酸的等电点，以pI表示。

pH=pI，

（I）正负电荷数相等，净电荷为零，呈电中性，在中电场中不泳动。

pH＜pI（II）中的－COO－接受质子平衡左移氨基酸主要以阳离子形式存在，在电场中向负极移动。

pH＞pI（II）中的给出质子，平衡右移，氨基酸主要以阴离子形式存在，在电场中向正极移动。（二）脱羧反应

α-氨基酸加热或在高沸点溶剂中回流，可发生脱羧反应，失去二氧化碳而得到胺：

肌球蛋白中的组氨酸在脱羧酶的存在下，可转变成组胺，过量组胺能在体内引起变态反应：

（三）脱氨反应氧化脱氨反应

酶★

（四）与亚硝酸反应

说明：

脯氨酸分子中含有亚氨基，亚氨基不能与亚硝酸反应放出氮气。测定反应定量释放N2，

常用于氨基酸和多肽的定量分析。（五）氨基酸的显色反应α-氨基酸与茚三酮的水合物在溶液中共热，

最终生成蓝紫色的化合物，称为罗曼紫（Ruhemann’spurple）。

但亚氨基酸（脯氨酸和羟脯氨酸）呈黄色.（六）成肽反应

两分子α-氨基酸受热脱水形成环状二酰胺环状二酰胺在浓HCl作用下形成二舦浓HCl第二节肽

★一、肽的结构和命名

肽：是氨基酸残基之间彼此通过酰胺键相连而成的一类化合物，肽键：肽分子中的酰胺键又称为肽键，－CO-NH－。二肽：二肽可视为一分子氨基酸中的－COO－与另一分子氨基酸中的－脱水缩合而成。肽的存在形式：两性离子。

例如：二肽一般可用通式表示：

寡肽：十肽以下称为寡肽。多肽：大于十肽称为多肽。

多肽一般可用通式表示：N-端：在肽链的一端仍保留着游离的－，C-端：保留着游离的－COO－，氨基酸残基：

氨基酸形成肽后，已不是完整的氨基酸。故将肽中的氨基酸单位称为氨基酸残基。（Ⅰ）

甘氨酰丙氨酸（Ⅱ）

丙氨酰甘氨酸

说明：相同的氨基酸组成不同的肽。如：丙氨酸、甘氨酸的连结顺序不同，形成两种异构体。多肽的命名；

以含C-端的氨基酸为母体称为某氨基酸，而肽链中其他的氨基酸残基从N-端开始依次称某氨酰，置于母体名称之前。γ－谷氨酰半胱氨酰甘氨酸（谷胱甘肽）

说明：三肽以上的多肽可发生缩二脲反应。谷氨酸残基半胱氨酸残基甘氨酸残基二、肽键平面多肽分子中构成多肽链的基本化学键是肽键，肽键与相邻两个α-碳原子所组成的基团（-Cα-CO-NH-Cα）称为肽单元。（1）肽单元是平面结构，组成肽单元的6个原子位于同一平面内，这个平面称为肽键平面，图15－1肽键平面图第三节核酸一、核酸的化学组成

（一）核酸的水解产物

核酸核苷酸

磷酸核苷戊糖碱基核糖2-脱氧核糖嘌呤碱嘧啶碱水解产物DNARNA酸戊糖嘌呤碱嘧啶碱

磷酸磷酸

2-脱氧核糖核糖腺嘌呤、鸟嘌呤腺嘌呤、鸟嘌呤胞嘧啶、胸腺嘧啶胞嘧啶、尿嘧啶、(二)

核苷酸的化学组成1.戊糖

D-呋喃核糖D-呋喃脱氧核糖2.碱基

胞嘧啶尿嘧啶

胸腺嘧啶

腺嘌呤鸟嘌呤3.核苷（1）DNA

脱氧腺苷脱氧鸟苷脱氧胞苷脱氧胸苷（2）RNA

腺苷鸟苷

胞苷尿苷4.核苷酸

腺苷酸脱氧胞苷酸核苷酸AMP,ADP,ATP的结构示意图：题解：（化学结构式推测分析）

6．化合物A(C5H８O２)在酸性水溶液中加热，生成化合物B(C5H10O3)，

B与NaHCO3作用放出无色气体，与CrO3作用生成C(C5H8O3)，

B在室温条件下不稳定，易失水又生成A。试写出A、B