第十七-十八章氨基酸蛋白质和核酸简介研究报告

第十七-十八章

氨基酸、蛋白质和核酸简介第一节氨基酸

羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代生成的化合物叫氨基酸。根据氨基和羧基的位置可分为α-氨基酸，β-氨基酸、γ-氨基酸等；在这些类氨基酸中，与人关系最为密切的是α-氨基酸，它是构成蛋白质的基本单元。最简单的甘氨酸(R=H)，不同的氨基酸只是R-不同(例外：脯氨酸)

R——CH—COOH

NH2通式为：

氨基酸在固态或在生理pH情况下，多以偶极离子

(zwitterion,两性离子)形式存在，是一种内盐。

R——*CH—COO－

NH3＋脯氨酸(

-亚氨基酸)

这20种氨基酸中，除甘氨酸外，所有的氨基酸分子的α-碳原子都是手性碳原子，因而都具有旋光性。

具有旋光性的氨基酸的构型通常采用D/L标记，构成蛋白质的氨基酸其构型均为L-型。若用R/S标记，除半胱氨酸为R-构型外，其余18种氨基酸的绝对构型均为S-构型

氨基酸的性质一、氨基的性质1.与亚硝酸的反应范斯莱克(VanSlyke)氨基氮测定法。脯氨酸和羟脯氨酸与HNO2反应生成N-亚硝基化合物。2.氧化脱氨基反应氨基酸经氧化剂或氨基酸氧化酶的作用，可脱去氨基生成酮酸这是生物体内氨基酸分解代谢的重要方式。3.与2,4-二硝基氟苯反应（烃基化反应）(不做要求)在室温和近中性条件下，氨基酸中的氨基(－NH2)可与2,4-二硝基氟苯反应生成稳定的二硝基苯基氨基酸(DNP-氨基酸)。

DNFBAADNP-AADNP-氨基酸呈黄色，使用纸层析与标准DNP-氨基酸比较，可用于氨基酸之检出。英国科学家桑格尔(Sanger)用此法首次阐明了组成胰岛素的氨基酸的种类、数目和排列顺序，为认识蛋白质的结构作出了重要的贡献。

亲核取代在生物体内，脱羧反应也可因某种酶作用而发生。例如，蛋白质腐败时，由鸟氨酸可生成腐胺，由赖氨酸可生成尸胺，由组氨酸可生成组胺1.脱羧反应二、羧基的反应谷氨酸 焦谷氨酸三、氨基酸的特性反应2分子甘氨酸 2,5-二嗪哌酮-2H2O-H2O

1.氨基酸的等电点(pI,isoelectricpoint)

负离子两性离子正离子pH＞pIpH＝pIpH＜pI电场中向正极移动不移动向负极移动中性氨基酸的等电点：pH=6.2~6.8酸性氨基酸的等电点：pH=2.8~3.2碱性氨基酸的等电点：pH=7.6~10.8不同的氨基酸有不同的等电点，所以可以通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸。等电点时，以两性离子形式存在的氨基酸浓度最大（在水溶液中），氨基酸的溶解度最小。

凡是有游离氨基的氨基酸都可以和茚三酮发生呈紫色的反应；用于氨基酸的定性与定量鉴定+紫色-CO2，-RCHO-3H2O互变异构

脯氨酸和羟脯氨酸等亚氨基酸(含亚氨基结构)与茚三酮反应生成黄色化合物。2.氨基酸的显色反应（1）茚三酮的反应+H2N-CHCOOHR（2）与丹酰氯的反应：丹酰氯(dansyl氯化物，DNS-Cl)——5-二甲氨基萘磺酰氯(不做要求)

产物丹酰基氨基酸，在紫外光下呈强烈的黄色荧光。反应极为灵敏，1nmol产物即可被检出，常用于微量氨基酸的定量测定及多肽的N-末端氨基酸分析。N(CH3)2SO2Cl

R-NH-CH-COOHSO2N(CH3)2+HCl（3）其它显色反应鉴别具有特殊R基团氨基酸的显色反应

反应名称 试 剂 颜 色 鉴别的氨基酸蛋白黄反应浓硝酸再加碱 深黄色或橙红色苯丙、酪、色Millon反应 红色 酪氨酸硝酸汞、亚硝酸汞和硝酸的混合物乙醛酸反应乙醛酸＋浓硫酸两液层界面处呈紫红色环色氨酸硝普鈉反应亚硝酰铁氰化钠 红色 半胱氨酸3.成肽反应在适当条件下，氨基酸分子间氨基与羧基相互脱水缩合生成的一类化合物，叫做肽。由二分子氨基酸缩合而成的肽叫二肽。肽分子中的酰胺键(－CO－NH－)叫做肽键。许多氨基酸分子通过多个肽键互相连接起来，便形成多肽。 O OH2N—CH—(

C—NH—CH)n—C—OH

R

RN-末端(N-terminalend)：保留游离NH2的一端，也叫氨基末端，一般写在肽链的左边。C-末端:保留游离COOH的一端，也叫羧基末端，通常写在肽链的右边。第二节多肽(peptide)和蛋白质(protein)蛋白质与多肽无本质区别，分子量大的为蛋白质，分子量小的是多肽。肽的结构不仅取决于组成肽链的氨基酸种类和数目，也与肽链中各氨基酸残基的排列顺序有关命名时以C-末端的氨基酸残基为母体，由N端叫起，依次称为某氨酰某氨酸。肽键的结构组成肽单元的6个原子共平面，此平面称为肽键平面肽键具有部分双键的性质。肽键一般呈反式构型。相邻的肽键平面可围绕

-C旋转，肽键骨架也可视为一系列通过

-

C原子衔接的肽键平面所组成。蛋白质的颜色反应：缩二脲反应：蛋白质与强碱和稀硫酸铜溶液反应，成紫色。蛋白黄色反应：含苯环氨基酸遇浓硝酸显黄色（皮肤遇硝酸显黄色），遇碱转为橙黄色。茚三酮反应：与氨基酸同米勒反应：遇硝酸汞的硝酸溶液变红色。一测定分子中是否存在二硫键

多肽或蛋白质分子中有二硫键，需要切断。其方法是用过酸氧化。二检测氨基酸的组成及其相对比例该工作由氨基酸自动分析仪完成多肽结构的测定(不做要求)：测定肽或蛋白质的一级结构需要进行下面几项工作

2,4-二硝基氟苯法和异硫氰酸苯酯法三测定肽或蛋白质中各氨基酸的排列顺序1.N-端氨基酸残基的分析2.C-末端氨基酸残基的测定肼解法：蛋白质（或多肽）与无水肼在100℃反应5-10h后，除C端氨基酸外，所有氨基酸都转变成相应氨基酸的酰肼，C端氨基酸则以游离氨基酸放出。羧肽酶水解法3.部分水解法——确定氨基酸残基连接次序D-2-脱氧核糖的核苷+磷酸第三节核酸D-核糖+碱基结构和组成核糖核苷酸核糖核酸D-核糖的核苷+磷酸核酸 脱氧核糖核酸脱氧核糖核甘酸D-2-脱氧核糖+碱基聚合聚合核酸的基本单位一、糖为区别碱基中碳原子的编号，戊糖中的碳以1’、2’等编号二、碱基C（胞嘧啶）U（脲嘧啶）T（胸腺嘧啶）A（腺嘌呤）G（鸟嘌呤）酮式-烯醇式的互变异构体中，以酮式为主氨基-亚氨基的互变异构体中，以氨基为主鸟苷（G）腺苷（A）胞苷（C）脲苷（U）核糖C1位上的-半缩醛羟基与嘌呤类碱基的N9或嘧啶类碱基的N1上的H原子脱水