03－蛋白质(1-2)1110.ppt

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1、第一节第一节 蛋白质的概念、分类和功能蛋白质的概念、分类和功能第二节第二节 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成第三节第三节 蛋白质分子的结构蛋白质分子的结构第四节第四节 蛋白质结构测定与多肽人工合成蛋白质结构测定与多肽人工合成第五节第五节 蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质第六节第六节 氨基酸及蛋白质的分析和分离氨基酸及蛋白质的分析和分离第一节第一节 蛋白质的概念、分类和功能蛋白质的概念、分类和功能一、蛋白质的概念一、蛋白质的概念二、蛋白质的分类二、蛋白质的分类三、蛋白质的功能三、蛋白质的功能一、蛋白质的概念一、蛋白质的概念蛋白质是生命的物质基础；蛋白质是生命的物质基础；蛋白质是由许多氨基酸通过肽

2、键相连形成的蛋白质是由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物；高分子含氮化合物； 英文名称英文名称protein，是，是“最原初的最原初的” 、“第第一重要的一重要的”意思，是由意思，是由20种种L型型 -氨基酸组成氨基酸组成的生物大分子；的生物大分子；二、蛋白质的分类二、蛋白质的分类1根据形状分类根据形状分类2根据组成成分分类根据组成成分分类3根据溶解度分类根据溶解度分类4根据生物学功能分类根据生物学功能分类二、蛋白质的分类二、蛋白质的分类蛋蛋白白质质功能功能 形状形状球蛋白：球形、易溶解。球蛋白：球形、易溶解。组成组成溶解性溶解性 纤维蛋白纤维蛋白：形似纤维、不溶于水形似纤维、不溶于

3、水单纯蛋白：只有单纯蛋白：只有氨基酸，多数蛋白。氨基酸，多数蛋白。清蛋白（白蛋白）：溶于水；清蛋白（白蛋白）：溶于水；球蛋白：微溶于水，溶于稀盐；球蛋白：微溶于水，溶于稀盐；醇蛋白：不溶于水，溶于乙醇；醇蛋白：不溶于水，溶于乙醇；缀合蛋白：与非蛋白质物质结合，如核蛋缀合蛋白：与非蛋白质物质结合，如核蛋白、糖蛋白和脂蛋白。白、糖蛋白和脂蛋白。活性蛋白：如酶、激素，受体、膜蛋白；活性蛋白：如酶、激素，受体、膜蛋白；非活性蛋白：胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白非活性蛋白：胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白三、蛋白质的功能三、蛋白质的功能1生物催化生物催化功能功能2结构结构功能功能3转运转运功能功能4运动运动功能功

4、能5营养和贮存营养和贮存功能功能6调控调控功能功能7保护和防御保护和防御功能功能8接受和传递接受和传递信息信息功能功能第二节第二节 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成多数蛋白质含多数蛋白质含: : 碳碳(C)50(C)5056%56%； 氢氢(H)6(H)68%8%； 氧氧(O)19(O)1924%24%； 氮氮(N)13(N)1319%19%； 硫硫(S)0(S)04%4%；有些蛋白质含有磷；有些蛋白质含有磷；少数含铁、铜、锰、锌、钴、钼等；少数含铁、铜、锰、锌、钴、钼等；个别还含有碘；个别还含有碘；各种蛋白质的含氮量平均为各种蛋白质的含氮量平均为1616。第二节第二节 蛋白质的分子组成蛋白质

5、的分子组成凯氏凯氏( (KjedahlKjedahl) )定氮法定氮法 每克样品含氮的克数每克样品含氮的克数 6.25 6.25100100 =100 =100克样品中蛋白质的含量克样品中蛋白质的含量( (克克%)%)第二节第二节 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成一、组成蛋白质分子的基本一、组成蛋白质分子的基本单位氨基酸单位氨基酸二、肽键与肽二、肽键与肽一、蛋白质分子的基本单位氨基酸一、蛋白质分子的基本单位氨基酸分解蛋白质获取氨基酸的方式：分解蛋白质获取氨基酸的方式：酸水解；酸水解；碱水解；碱水解；酶水解；酶水解；一、蛋白质分子的基本单位氨基酸一、蛋白质分子的基本单位氨基酸 常用方法：常用方法

6、：硫酸或盐酸处理硫酸或盐酸处理 浓度浓度: :盐酸为盐酸为6mol/L 硫酸为硫酸为4mol/L 条件条件: :回流煮沸回流煮沸20 h左右；左右； 优点优点: :不引起消旋作用，得到不引起消旋作用，得到L-氨基酸；氨基酸； 缺点缺点: :色氨酸完全被沸酸所破坏；色氨酸完全被沸酸所破坏； 羟基氨基酸（丝羟基氨基酸（丝,苏）部分被水解；苏）部分被水解； 天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被 水解下来。水解下来。 酸水解酸水解一、蛋白质分子的基本单位氨基酸一、蛋白质分子的基本单位氨基酸常用方法：常用方法：用氢氧化钠处理；用氢氧化钠处理；浓度浓度: : 5mol/L；条件条件:

7、:共煮共煮1020 h；优点优点: :色氨酸稳定；色氨酸稳定；缺点缺点: :多数氨基酸遭到不同程度的破坏，多数氨基酸遭到不同程度的破坏， 并且产生消旋现象；所得为并且产生消旋现象；所得为D型和型和 L型混合氨基酸；碱水解引起精氨型混合氨基酸；碱水解引起精氨 酸脱氨，生成鸟氨酸和尿素。酸脱氨，生成鸟氨酸和尿素。碱水解碱水解一、蛋白质分子的基本单位氨基酸一、蛋白质分子的基本单位氨基酸优点优点: :不产生消旋作用，也不破坏氨基酸；不产生消旋作用，也不破坏氨基酸；缺点缺点: :需要几种酶协同作用，酶水解所需时需要几种酶协同作用，酶水解所需时间较长。间较长。 酶水解酶水解一、蛋白质分子的基本单位氨基酸一

8、、蛋白质分子的基本单位氨基酸 氨基酸是含有氨基的酸氨基酸是含有氨基的酸C CH HR RCOOCOOH H3 3N N+一、蛋白质分子的基本单位氨基酸一、蛋白质分子的基本单位氨基酸除了甘氨酸以外，组成蛋白质的所有氨基酸除了甘氨酸以外，组成蛋白质的所有氨基酸都有都有手性碳原子手性碳原子。一、蛋白质分子的基本单位氨基酸一、蛋白质分子的基本单位氨基酸L氨基酸氨基酸D氨基酸氨基酸组成蛋白质的氨基酸大都为组成蛋白质的氨基酸大都为L L型。型。氨基酸的构型氨基酸的构型一、蛋白质分子的基本单位氨基酸一、蛋白质分子的基本单位氨基酸1氨基酸的分类氨基酸的分类2氨基酸的一般理化性质氨基酸的一般理化性质3氨基酸的化

9、学反应氨基酸的化学反应1氨基酸的分类氨基酸的分类（1 1）按侧链）按侧链R R基的化学结构特点基的化学结构特点（2 2）根据）根据R R基团的极性基团的极性 （3 3）根据酸碱性质）根据酸碱性质（4 4）按氨基酸是否能在人体内合成）按氨基酸是否能在人体内合成（1 1）按侧链）按侧链R R基的化学结构特点基的化学结构特点1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 2 2）芳香族氨基酸）芳香族氨基酸3 3）杂环氨基酸）杂环氨基酸一氨基一羧基氨基酸一氨基一羧基氨基酸1 1普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号甘氨酸甘氨酸氨基乙酸氨基乙酸 GlycineGly(G)甘甘1 1）脂肪族氨基酸）

10、脂肪族氨基酸 一氨基一羧基氨基酸一氨基一羧基氨基酸2 2H2NCH CCH3OHO普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号丙氨酸丙氨酸 - -氨基丙氨基丙酸酸AlanineAlanineAlaAla( (A A) )丙丙1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 H2NCH CCHOHOCH3CH3一氨基一羧基氨基酸一氨基一羧基氨基酸3 3普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号缬氨酸缬氨酸 - -氨基氨基异戊酸异戊酸ValineValineValVal(V)(V)缬缬1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 一氨基一羧基氨基酸一氨基一羧基氨基酸4 4普通名称普通名称化学名化

11、学名英文名英文名代号代号代号代号亮氨酸亮氨酸 - -氨基氨基异己酸异己酸LeucineLeucineLeuLeu( (L L) )亮亮H2NCH CCH2OHOCH CH3CH31 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 一氨基一羧基氨基酸一氨基一羧基氨基酸5 5普通名称普通名称 化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号异亮氨酸异亮氨酸 - -氨基氨基- - - -甲基戊酸甲基戊酸IleucineIleucine IleIle( (I I) )异亮异亮1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 含羟基氨基酸有丝氨酸和苏氨酸含羟基氨基酸有丝氨酸和苏氨酸1 1 普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号

12、代号丝氨酸丝氨酸 - -氨基氨基- - - -羟基丙羟基丙酸酸SerineSerineSerSer(S)(S)丝丝H2NCH CCH2OHOOH 1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 含羟基氨基酸有丝氨酸和苏氨酸含羟基氨基酸有丝氨酸和苏氨酸2 2 H2NCH CCHOHOOHCH3普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号苏氨酸苏氨酸 - -氨基氨基- - - -羟基丁羟基丁酸酸ThreonineThreonine ThrThr(T)(T)苏苏1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 含硫氨基酸有半胱氨酸和蛋氨酸（甲硫氨酸）含硫氨基酸有半胱氨酸和蛋氨酸（甲硫氨酸） 普通名称普通名称化学名

13、化学名英文名英文名代号代号代号代号半胱氨酸半胱氨酸 - -氨基氨基- - - -巯基丙巯基丙酸酸CysteineCysteine CysCys(C)(C)半胱半胱1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号 代号代号胱氨酸胱氨酸二二( ( - -氨基氨基- - - -巯基丙巯基丙酸酸) )CysteineCysteineCysCys- -CysCys胱胱1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 含硫氨基酸有半胱氨酸和蛋氨酸（甲硫氨酸）含硫氨基酸有半胱氨酸和蛋氨酸（甲硫氨酸） 2 2个半胱氨酸通过个半胱氨酸通过二硫键连接形成二硫键连接形成胱氨酸胱氨酸1 1）脂肪

14、族氨基酸）脂肪族氨基酸 含硫氨基酸有半胱氨酸和蛋氨酸（甲硫氨酸）含硫氨基酸有半胱氨酸和蛋氨酸（甲硫氨酸） H2NCHCCH2OHOCH2SCH3普通名称普通名称 化学名化学名英文名英文名代号代号 代号代号甲硫氨酸甲硫氨酸( (蛋氨酸蛋氨酸) ) - -氨基氨基- - - -甲甲硫基丁酸硫基丁酸MethionineMethionine Met Met ( (M M) )甲硫甲硫一氨基二羧基氨基酸有天冬氨酸和谷氨酸一氨基二羧基氨基酸有天冬氨酸和谷氨酸1 1 普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号天冬氨酸天冬氨酸 - -氨基氨基丁二酸丁二酸AspartateAspartateAsp

15、Asp( (D)D)天天1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 一氨基二羧基氨基酸有天冬氨酸和谷氨酸一氨基二羧基氨基酸有天冬氨酸和谷氨酸2 2 H2NCH CCH2OHOCH2COHO普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号谷氨酸谷氨酸 - -氨基氨基戊二酸戊二酸GlutamateGlutamate GluGlu(E)(E)谷谷1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 二氨基一羧基氨基酸有赖氨酸和精氨酸二氨基一羧基氨基酸有赖氨酸和精氨酸1 1 普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号精氨酸精氨酸 - -氨基氨基- - - -胍基戊胍基戊酸酸ArginineArginine

16、ArgArg(R)(R)精精H2NCHCCH2OHOCH2CH2NHCNH2NH1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号赖氨酸赖氨酸 ， - -二二氨基己酸氨基己酸LysineLysineLysLys(K)(K)赖赖H2NCH CCH2OHOCH2CH2CH2NH2二氨基一羧基氨基酸有赖氨酸和精氨酸二氨基一羧基氨基酸有赖氨酸和精氨酸2 21 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 含酰胺基氨基酸有天冬酰胺和谷氨酰胺含酰胺基氨基酸有天冬酰胺和谷氨酰胺1 1 普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号天冬酰胺天冬酰胺AsparagineAs

17、nAsn( (N)N)H2NCH CCH2OHOCNH2O1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 含酰胺基氨基酸有天冬酰胺和谷氨酰胺含酰胺基氨基酸有天冬酰胺和谷氨酰胺2 2 H2NCHCCH2OHOCH2CNH2O普通名称普通名称化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号谷氨酰胺谷氨酰胺GlutamineGlutamine GlnGln(Q)(Q)1 1）脂肪族氨基酸）脂肪族氨基酸 2 2）芳香族氨基酸）芳香族氨基酸芳香族氨基酸共芳香族氨基酸共3 3种种 苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸 2 2）芳香族氨基酸）芳香族氨基酸普通名称普通名称 化学名化学名英文名英文名代号代号代号代号苯丙

18、氨酸苯丙氨酸 - -氨基氨基- - - -苯基丙苯基丙酸酸PhenylalaPhenylalanineninePhePhe(F)(F)苯丙苯丙H2NCHCCH2OHO芳香族氨基酸共芳香族氨基酸共3 3种种1 12 2）芳香族氨基酸）芳香族氨基酸普通名称普通名称 化学名化学名英文名英文名代号代号 代号代号酪氨酸酪氨酸 - -氨基氨基- - - -对羟苯基丙对羟苯基丙酸酸TyrosineTyrosineTyrTyr(Y)(Y)酪酪H2NCHCCH2OHOOH芳香族氨基酸共芳香族氨基酸共3 3种种2 22 2）芳香族氨基酸）芳香族氨基酸H2NCHCCH2OHOHN普通名称普通名称 化学名化学名英文名

19、英文名代号代号 代号代号色氨酸色氨酸 - -氨基氨基- - - -吲哚基丙吲哚基丙酸酸TryptophanTryptophan TrpTrp(W)(W)色色芳香族氨基酸共芳香族氨基酸共3 3种种3 33 3）杂环氨基酸）杂环氨基酸杂环族氨基酸共杂环族氨基酸共2 2种种 组氨酸、脯氨酸组氨酸、脯氨酸 3 3）杂环氨基酸）杂环氨基酸H2NCH CCH2OHONNH普通名称普通名称 化学名化学名英文名英文名代号代号 代号代号组氨酸组氨酸 - -氨基氨基- - - -咪唑基丙咪唑基丙酸酸HistidineHistidineHisHis(H)(H)组组杂环族氨基酸共杂环族氨基酸共2 2种种1 13 3）

20、杂环氨基酸）杂环氨基酸普通名称普通名称 化学名化学名英文名英文名代号代号 代号代号脯氨酸脯氨酸四氢四氢吡咯吡咯-2-2- -羧酸羧酸ProlineProlineProPro(P)(P)脯脯HNCOHO亚亚氨基酸氨基酸杂环族氨基酸共杂环族氨基酸共2 2种种2 2（2 2）根据）根据R R基团的极性基团的极性非极性非极性R R基氨基酸基氨基酸 有丙氨酸、缬氨酸、有丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和脯氨酸等氨酸和脯氨酸等8 8种；种； 极性但不带电荷的极性但不带电荷的R R基氨基酸基氨基酸 有甘氨酸、有甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半

21、胱氨酸、天冬丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺等酰胺和谷氨酰胺等7 7种；种；带负电荷的带负电荷的R R基氨基酸基氨基酸 有天冬氨酸和谷有天冬氨酸和谷氨酸氨酸2 2种；种；带正电荷的带正电荷的R R基氨基酸基氨基酸 有赖氨酸、精氨有赖氨酸、精氨酸和组氨酸酸和组氨酸3 3种；种； 非极性非极性R R基氨基酸基氨基酸极性但不带电荷的极性但不带电荷的R R基氨基酸基氨基酸带负电荷的带负电荷的R R基氨基酸基氨基酸带正电荷的带正电荷的R R基氨基酸基氨基酸（3 3）根据酸碱性质）根据酸碱性质酸性氨基酸酸性氨基酸 一氨基二羧基氨基酸，有天一氨基二羧基氨基酸，有天冬氨酸、谷氨酸；冬氨酸、

22、谷氨酸；碱性氨基酸碱性氨基酸 二氨基一羧基氨基酸，有赖二氨基一羧基氨基酸，有赖氨酸、精氨酸、组氨酸；氨酸、精氨酸、组氨酸；中性氨基酸中性氨基酸 一氨基一羧基氨基酸，除上一氨基一羧基氨基酸，除上述酸性和碱性氨基酸外，其余述酸性和碱性氨基酸外，其余1515种氨基酸都种氨基酸都属于中性氨基酸。属于中性氨基酸。（4 4）按氨基酸是否能在人体内合成）按氨基酸是否能在人体内合成必需氨基酸必需氨基酸 指人体内不能合成的氨指人体内不能合成的氨基酸，必须从食物中摄取，有基酸，必须从食物中摄取，有8 8种：赖氨种：赖氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏

23、氨酸；酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸；半必需氨基酸半必需氨基酸 指人体内可以合成但指人体内可以合成但合成量不能满足人体需要（如发生代谢障合成量不能满足人体需要（如发生代谢障碍、婴幼儿生长时期）的氨基酸，有碍、婴幼儿生长时期）的氨基酸，有2 2种：种：组氨酸、精氨酸；组氨酸、精氨酸；非必需氨基酸非必需氨基酸 指人体内可以合成的指人体内可以合成的氨基酸。包括除了上述必需和半必需氨基氨基酸。包括除了上述必需和半必需氨基酸外，其余的酸外，其余的1010种氨基酸；种氨基酸；2氨基酸的一般理化性质氨基酸的一般理化性质（1）一般物理性质）一般物理性质（2）氨基酸的酸碱性质）氨基酸的酸碱性质（1）一般物理性质）

24、一般物理性质形状和味感形状和味感 - -氨基酸都是白色晶体，各氨基酸都是白色晶体，各种氨基酸结晶形状不同，滋味不同；种氨基酸结晶形状不同，滋味不同；溶解性和熔点溶解性和熔点 除胱氨酸和酪氨酸外，氨除胱氨酸和酪氨酸外，氨基酸一般都能溶于水中，但各种氨基酸在水中基酸一般都能溶于水中，但各种氨基酸在水中的溶解度差别很大。除脯氨酸和羟脯氨酸能溶的溶解度差别很大。除脯氨酸和羟脯氨酸能溶于乙醇或乙醚中以外，所有氨基酸易溶于稀酸于乙醇或乙醚中以外，所有氨基酸易溶于稀酸或稀碱溶液中。氨基酸的熔点很高，一般在或稀碱溶液中。氨基酸的熔点很高，一般在200200以上；以上；旋光性旋光性 除甘氨酸外，所有天然氨基酸含

25、除甘氨酸外，所有天然氨基酸含有至少一个手性有至少一个手性 - -碳原子，因此都具有旋光性。碳原子，因此都具有旋光性。（1）一般物理性质）一般物理性质光吸收性光吸收性 在可见在可见光区域，光区域，2020多种氨基酸多种氨基酸都没有光吸收，但在红都没有光吸收，但在红外区和远紫外区域（外区和远紫外区域（220 nm220 nm）均有光吸收。）均有光吸收。由于色氨酸、酪氨酸和由于色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸分子中苯丙氨酸分子中R R基含基含有苯环共轭有苯环共轭 键系统，键系统，故在近紫外区显示特征故在近紫外区显示特征性的吸收谱带。性的吸收谱带。（1）一般物理性质）一般物理性质酪氨酸的酪氨酸的 maxmax

26、275nm275nm苯丙氨酸的苯丙氨酸的 maxmax257nm257nm色氨酸的色氨酸的 maxmax280nm280nm（2）氨基酸的酸碱性质）氨基酸的酸碱性质氨基酸的两性解离氨基酸的两性解离氨基酸的等电点氨基酸的等电点氨基酸的甲醛滴定氨基酸的甲醛滴定氨基酸的两性解离氨基酸的两性解离氨基酸分子中既含有氨基酸分子中既含有氨基氨基又含有又含有羧基羧基，在，在晶体状态或在水溶液中主要是以兼性离子的晶体状态或在水溶液中主要是以兼性离子的形式存在：形式存在：CHRCOOH3N+氨基酸的两性解离氨基酸的两性解离兼性离子亦称偶极离子，是指在同一氨基酸兼性离子亦称偶极离子，是指在同一氨基酸分子上带有能放出

27、质子的分子上带有能放出质子的-NH3+正离子和能接正离子和能接受质子的受质子的-COO负离子，是两性离子。负离子，是两性离子。加酸时加酸时CHRCOOHH3N+H+H+总电荷总电荷 “+”氨基酸的两性解离氨基酸的两性解离加碱时加碱时CHRCOO-H2N总电荷总电荷 “”OHOH氨基酸的等电点氨基酸的等电点 当溶液为某一当溶液为某一pH值，氨基酸分子中所含的值，氨基酸分子中所含的-NH3+和和-COO-数目正好相等时数目正好相等时(净电荷为净电荷为0),这这一一pH值即为氨基酸的值即为氨基酸的等电点等电点，简称简称pI。在等在等电点时，氨基酸既不向正极也不向负极移动，电点时，氨基酸既不向正极也不

28、向负极移动，即氨基酸处于两性离子状态。即氨基酸处于两性离子状态。氨基酸的等电点氨基酸的等电点COOCHH3N+R+OH+H+COOCHH2NR+OH+H+在酸性溶在酸性溶液中液中（pH pI）在晶体状态或在晶体状态或水溶液中水溶液中（pH=pI）在碱性溶在碱性溶液中液中（pHpI）COOHCHH3N+R氨基酸的甲醛滴定氨基酸的甲醛滴定氨基酸不能直接用酸、碱滴定定量测定。氨基酸不能直接用酸、碱滴定定量测定。其原因是氨基酸的酸、碱滴定终点时其原因是氨基酸的酸、碱滴定终点时pH过过高（高（1213）或过低（）或过低（12），超出酸碱滴定），超出酸碱滴定指示剂的显色范围。指示剂的显色范围。氨基酸的甲醛

29、滴定氨基酸的甲醛滴定若向氨基酸溶液中加入过量的甲醛，由于甲若向氨基酸溶液中加入过量的甲醛，由于甲醛与氨基酸中的氨基（醛与氨基酸中的氨基（-NH2）反应生成羟甲）反应生成羟甲基化合物而降低氨基的碱性，反应向右进行，基化合物而降低氨基的碱性，反应向右进行，促进了氨基酸促进了氨基酸-NH3+的酸性解离，释放出的酸性解离，释放出H，使反应的终点使反应的终点pH从从1213下降至下降至9附近，可以附近，可以用酚酞作指示剂用标准用酚酞作指示剂用标准NaOH溶液加以滴定这溶液加以滴定这就是氨基酸的就是氨基酸的甲醛滴定法。甲醛滴定法。氨基酸的甲醛滴定氨基酸的甲醛滴定甲醛反应甲醛反应R CHNH3+COOHCH

30、OR CHNHCH2OHHCHOR CHN(CH2OH)2羟甲基氨基酸羟甲基氨基酸二羟甲基氨基酸二羟甲基氨基酸COOCOO4氨基酸的化学反应氨基酸的化学反应 C O O HCHH2NR巯基反应巯基反应颜色反应颜色反应茚三酮的反应茚三酮的反应成肽反应成肽反应与亚硝酸与亚硝酸酰基化酰基化烃基化烃基化形成西佛碱形成西佛碱脱氨基和转氨基脱氨基和转氨基成盐和成酯成盐和成酯成酰氯成酰氯叠氮叠氮脱羧脱羧4氨基酸的化学反应氨基酸的化学反应（1） -氨基参加的反应氨基参加的反应（2） -羧基参加的反应羧基参加的反应（3） -氨基和氨基和 -羧基共同参加羧基共同参加的反应的反应（4）侧链）侧链R基参加的反应基参加

31、的反应（1） -氨基参加的反应氨基参加的反应与亚硝酸反应与亚硝酸反应酰基化反应酰基化反应烃基化反应烃基化反应形成西佛碱反应形成西佛碱反应脱氨基和转氨基反应脱氨基和转氨基反应与亚硝酸反应与亚硝酸反应原理：原理：自由氨基能与亚硝酸反应释放出氮气，自由氨基能与亚硝酸反应释放出氮气，每克分子的自由氨基可生成一克分子氮气。每克分子的自由氨基可生成一克分子氮气。在生产上常用此法来测定蛋白质的在生产上常用此法来测定蛋白质的水解程度水解程度。RCHCOOHNH2+ HNO2R CHCOOHOH+ N2+ H2O酰基化反应酰基化反应氨基酸的氨基可与氨基酸的氨基可与酰化试剂酰化试剂，如酰氯或，如酰氯或酸酐在碱性溶

32、液中反应生成酰胺。酸酐在碱性溶液中反应生成酰胺。该反应在多肽和蛋白质的人工合成中可该反应在多肽和蛋白质的人工合成中可用于用于保护氨基保护氨基。常用的酰化试剂包括苄氧甲酰氯、对甲常用的酰化试剂包括苄氧甲酰氯、对甲苯磺酰氯、叔丁氧甲酰氯、邻苯二甲酸苯磺酰氯、叔丁氧甲酰氯、邻苯二甲酸酐、丹磺酰氯等。酐、丹磺酰氯等。 酰基化反应酰基化反应丹磺酰氯反应丹磺酰氯反应烃基化反应烃基化反应氨基酸氨基的一个氢原子可被烃基（包括氨基酸氨基的一个氢原子可被烃基（包括环烃及其衍生物）取代。环烃及其衍生物）取代。例例1，在，在弱碱性弱碱性溶液中，氨基酸的溶液中，氨基酸的 -氨基氨基很容易与很容易与2,4-二硝基氟苯二硝

33、基氟苯(DNFB)作用，生作用，生成稳定的成稳定的黄色黄色2，4-二硝基苯基氨基酸。二硝基苯基氨基酸。例例2，在弱碱性溶液中，氨基酸的，在弱碱性溶液中，氨基酸的 -氨基氨基很容易与很容易与苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯(PITC)作用，生成作用，生成苯乙内酰硫脲和多肽苯乙内酰硫脲和多肽。烃基化反应烃基化反应 AAAADNFB+DNFB+多肽多肽 蛋白蛋白+ HF+ HF DNP- AADNP- AA DNP- DNP-多肽多肽 DNP-DNP-蛋白蛋白在在弱碱性弱碱性溶液中，氨基酸的溶液中，氨基酸的-氨基很容易与氨基很容易与DNFB作用，生成稳定的黄色作用，生成稳定的黄色DNP-氨基酸（氨基酸（ 2

34、，4一二硝基苯氨基酸）一二硝基苯氨基酸）,多肽或蛋白质多肽或蛋白质N-末端氨基末端氨基酸的酸的-氨基也能与氨基也能与DNFB反应。反应。用途：用途：可以用来鉴定多肽或蛋白质可以用来鉴定多肽或蛋白质NH2末端氨末端氨基酸，亦称基酸，亦称Sanger反应反应。例例1：烃基化反应烃基化反应用途：用途：可以可以用来用来鉴定多肽或蛋白质鉴定多肽或蛋白质NHNH2 2末端末端氨基酸氨基酸, ,亦称亦称EdmanEdman反应反应。弱碱弱碱 AAAAPITC+ PITC+ 多肽多肽 蛋白蛋白 AAAAPTCPTC多肽多肽 蛋白蛋白HFPTH-AA + PTH-AA + 少一个少一个AAAA的多肽或蛋白的多肽

35、或蛋白苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯苯氨基硫甲酰苯氨基硫甲酰-苯乙内酰硫脲苯乙内酰硫脲例例2：烃基化反应烃基化反应NH2CHCOR2NCSNHCHCOR2NCHCOR1HHNHS:CCHCOR1HNNH CHCOR2SNHCNHOCR1CHNCOCHNHSCR1苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯苯乙内酰硫脲苯乙内酰硫脲例例2：NH2CHCOR2+形成西佛碱反应形成西佛碱反应氨基酸的氨基酸的 -氨基与醛类化合物反应，生氨基与醛类化合物反应，生成称为西佛碱成称为西佛碱(Schiffs base )的弱碱。的弱碱。赖氨酸的侧链氨基也能发生该反应。赖氨酸的侧链氨基也能发生该反应。醛醛氨基酸氨基酸西佛碱西佛碱脱氨基和转

36、氨基反应脱氨基和转氨基反应氨基酸在氧化剂或酶（如氨基酸氧化酶）氨基酸在氧化剂或酶（如氨基酸氧化酶）的催化作用下可脱去的催化作用下可脱去 -氨基，转变成相应氨基，转变成相应的的 -酮酸。酮酸。这是生物体内氨基酸分解代谢的重要方式这是生物体内氨基酸分解代谢的重要方式之一之一 。RCHNH2COOH+H2ORCOCOOH +NH3-氨基酸氨基酸-酮酸酮酸氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶FADFADFADHFADH2 2（2） -羧基参加的反应羧基参加的反应成盐和成酯反应成盐和成酯反应成酰氯反应成酰氯反应叠氮反应叠氮反应脱羧反应脱羧反应成盐和成酯反应成盐和成酯反应氨基酸与碱作用即生成盐，其中重金属盐氨基酸与碱

37、作用即生成盐，其中重金属盐不溶于水。不溶于水。CHNH2COOHCH2CH2COOH NaOHCHNH2COONaCH2CH2COOH H2OGlu味精味精成盐和成酯反应成盐和成酯反应氨基酸的羧基可与醇反应，生成相应的酯。氨基酸的羧基可与醇反应，生成相应的酯。R CHNH2COOHC2H5OHR CHNH2HClCOOC2H5 H2O乙醇乙醇成酰氯反应成酰氯反应将氨基酸的氨基用适当的保护基（如苄将氨基酸的氨基用适当的保护基（如苄氧甲酰基）保护以后，其羧基可与五氯化氧甲酰基）保护以后，其羧基可与五氯化磷或二氯亚砜作用生成酰氯。磷或二氯亚砜作用生成酰氯。该反应使氨基酸的羧基活化，使之易与该反应使氨

38、基酸的羧基活化，使之易与另一氨基酸的氨基结合，因此常用于多肽另一氨基酸的氨基结合，因此常用于多肽的人工合成。的人工合成。叠氮反应叠氮反应YNHCHCOOHRNH2NH2+2H2OYNHCHCO NH NHRHNO2YNHCHCON3R用途：用途：可活化羧基，常用于人工合成肽过程可活化羧基，常用于人工合成肽过程酰化氨基酸酰化氨基酸酰化氨基酸的肼衍生物酰化氨基酸的肼衍生物酰化氨基酸叠氮酰化氨基酸叠氮 氨基酸的氨基通过酰基化保护，羧基经酯化氨基酸的氨基通过酰基化保护，羧基经酯化后生成相应的酯，然后与肼和亚硝酸反应即变成后生成相应的酯，然后与肼和亚硝酸反应即变成叠氮化合物。叠氮化合物。脱羧反应脱羧反应

39、在氨基酸脱羧酶的催化下，生物体内的氨基酸可在氨基酸脱羧酶的催化下，生物体内的氨基酸可脱去羧基，放出二氧化碳并生成相应的一级胺。脱去羧基，放出二氧化碳并生成相应的一级胺。R CHNH3+COO-RCH2 NH2+CO2胺胺脱羧基作用脱羧基作用氨基酸氨基酸赖氨酸赖氨酸鸟氨酸鸟氨酸尸胺尸胺腐胺腐胺脱羧基作用脱羧基作用CO2 +CO2 +对人有害对人有害肉肉类类腐腐败败（3） -氨基和氨基和 -羧基共同参加的反应羧基共同参加的反应与水合茚三酮反应与水合茚三酮反应成肽反应成肽反应与水合茚三酮反应与水合茚三酮反应在弱酸性溶液中在弱酸性溶液中 -氨基酸与水合茚三酮共热，引起氨基酸与水合茚三酮共热，引起氨基酸

40、氧化脱氨、脱羧反应，生成相应的醛、氨和氨基酸氧化脱氨、脱羧反应，生成相应的醛、氨和二氧化碳，同时水合茚三酮被还原生成还原茚三酮二氧化碳，同时水合茚三酮被还原生成还原茚三酮，最后水合茚三酮与反应产物（氨和还原茚三酮），最后水合茚三酮与反应产物（氨和还原茚三酮）共同作用，生成兰紫色物质。共同作用，生成兰紫色物质。 用途：用途：由于反应非常灵敏，几微克氨基酸就能与由于反应非常灵敏，几微克氨基酸就能与水合茚三酮显色，故在分离氨基酸时，常用水合水合茚三酮显色，故在分离氨基酸时，常用水合茚三酮作显色剂，以茚三酮作显色剂，以定性和定量测定氨基酸定性和定量测定氨基酸。 与水合茚三酮反应与水合茚三酮反应一个氨基

41、酸的一个氨基酸的 -羧基和另一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的 -氨基脱水缩合而成的化合物叫肽，形成的氨基脱水缩合而成的化合物叫肽，形成的键叫肽键，又称为酰胺键，写作键叫肽键，又称为酰胺键，写作-CO-NH-。在蛋白质分子中，氨基酸借肽键连接起来，在蛋白质分子中，氨基酸借肽键连接起来，形成肽链。形成肽链。成肽反应成肽反应用途：用途：是多肽和蛋白质生物合成的基本是多肽和蛋白质生物合成的基本反应。反应。H2NCR1HCOHOH NHCCOOHR2H+H2ONHCCOOHR2HH2NCR1HCO-肽键成肽反应成肽反应（4）侧链）侧链R基参加的反应基参加的反应半胱氨酸侧链上巯基参与的反应半胱氨酸侧链上巯

42、基参与的反应侧链侧链R基参加的重要颜色反应基参加的重要颜色反应半胱氨酸侧链上巯基参与的反应半胱氨酸侧链上巯基参与的反应巯基很容易受空气或其它氧化剂氧化，巯基很容易受空气或其它氧化剂氧化，一种是半胱氨酸氧化形成二硫键一种是半胱氨酸氧化形成二硫键（disulfide bond），生成胱氨酸，），生成胱氨酸，-SH与与-S-S-自成一氧化还原体系，在机体氧化自成一氧化还原体系，在机体氧化还原作用中起一定作用。还原作用中起一定作用。 半胱氨酸侧链上巯基参与的反应半胱氨酸侧链上巯基参与的反应用途：用途：形成二硫键形成二硫键 + COOH H2N C H CH2 SH COOH H2N C H HS H2

43、C 氧化 还原 半胱氨酸 半胱氨酸 COOH H2N C H CH2 S COOH H2N C H S H2C 胱氨酸 巯基的氧化反应巯基的氧化反应半胱氨酸侧链上巯基参与的反应半胱氨酸侧链上巯基参与的反应二硫键：二硫键：是由二个半胱氨酸残基的侧链之间是由二个半胱氨酸残基的侧链之间形成的。即胱氨酸的残基中的二硫键。形成的。即胱氨酸的残基中的二硫键。二硫键类型：二硫键类型：可以使两条单独的肽链共价交可以使两条单独的肽链共价交联起来（链间二硫键）；也可以使一条链的联起来（链间二硫键）；也可以使一条链的某一部分形成环（链内二硫键）。某一部分形成环（链内二硫键）。二、肽键与肽二、肽键与肽肽是两个或两个以

44、上氨基酸通过肽键肽是两个或两个以上氨基酸通过肽键共价连接而成的聚合物，也常称为肽链。共价连接而成的聚合物，也常称为肽链。蛋白质是由一条或多条多肽链构成的蛋白质是由一条或多条多肽链构成的大分子。大分子。 二、肽键与肽二、肽键与肽1肽键与肽的结构肽键与肽的结构2肽的理化性质肽的理化性质3天然存在的活性肽天然存在的活性肽1肽键与肽的结构肽键与肽的结构CH3CHNH2COOH +CH2OHCHNH2COOHH2OCH3CHNH2COCH2OHCHNHCOOH(酰氨键酰氨键)N端端C端端C NOH肽键肽键1肽键与肽的结构肽键与肽的结构 肽键就是由氨基酸的肽键就是由氨基酸的-羧基与相羧基与相邻的氨基酸的邻

45、的氨基酸的-氨基脱水缩合起来氨基脱水缩合起来的键。的键。肽键肽键(酰氨键酰氨键)N端端C端端C NOHAAnAAn1肽键与肽的结构肽键与肽的结构肽肽: :氨基酸通过肽键连结起来的化合物。氨基酸通过肽键连结起来的化合物。二肽二肽: :两个氨基酸形成的肽。两个氨基酸形成的肽。三肽三肽: :三个氨基酸形成的肽。三个氨基酸形成的肽。多肽多肽: :许多氨基酸形成的肽。许多氨基酸形成的肽。蛋白质蛋白质: :多是组成氨基酸超过多是组成氨基酸超过100100个的多肽。个的多肽。氨基酸残基氨基酸残基: :氨基酸由于形成肽键而失去了一氨基酸由于形成肽键而失去了一分子水，因此表现出其分子的不完整。分子水，因此表现出

46、其分子的不完整。末端氨基和末端羧基：末端氨基和末端羧基：缩合后的氨基酸，只缩合后的氨基酸，只在肽的两端有自由的在肽的两端有自由的-氨基和氨基和-羧基，简称羧基，简称N-N-端和端和C-C-端。端。1肽键与肽的结构肽键与肽的结构肽链的命名：肽链的命名：根据组成的氨基酸残基来根据组成的氨基酸残基来确定。规定从肽链的确定。规定从肽链的N-N-端残基开始，依端残基开始，依次称为某氨基酰、氨基酰次称为某氨基酰、氨基酰某氨基酸。某氨基酸。如：如：丝丝氨酰氨酰甘甘氨酰氨酰酪酪氨酰氨酰丙丙氨酰氨酰亮亮氨酸氨酸NH2 Ser Gly Try Ala Leu COOHNH2 Ser Gly Try Ala Leu

47、 COOH1肽键与肽的结构肽键与肽的结构由于肽键不由于肽键不能自由旋转，能自由旋转，组成肽基的组成肽基的4个原子和与个原子和与之相连的之相连的2个个 -碳原子都碳原子都处于一个平处于一个平面内，此刚面内，此刚性结构的平性结构的平面称为面称为肽平肽平面或酰胺平面或酰胺平面面。 2肽的理化性质肽的理化性质许多短肽的晶体，均为离子晶格，熔点很许多短肽的晶体，均为离子晶格，熔点很高，在水溶液中以偶极离子存在；高，在水溶液中以偶极离子存在；肽的酸碱性质主要来自游离末端肽的酸碱性质主要来自游离末端 -NH2、 -COOH以及侧链以及侧链R基上可解离的基团；基上可解离的基团；小肽的很多性质与游离的氨基酸相似

48、；小肽的很多性质与游离的氨基酸相似；每一种肽也有其等电点，其中小肽的计算每一种肽也有其等电点，其中小肽的计算方法与氨基酸相同；方法与氨基酸相同；肽的游离肽的游离 -NH2、 -COOH以及侧链以及侧链R基也基也可以发生与氨基酸中相应的基团类似的反应。可以发生与氨基酸中相应的基团类似的反应。3天然存在的活性肽天然存在的活性肽谷胱甘肽（谷胱甘肽（GSHGSH）：）： 多肽类激素：催产素（多肽类激素：催产素（ Oxytocin ）等）等脑啡肽（脑啡肽（enkephalin ）：）： 多肽类抗生素：短杆菌肽多肽类抗生素：短杆菌肽S S（Gramicidin S ）等）等肽类毒素：肽类毒素： - -鹅膏蕈碱（鹅膏蕈碱（ - amanitin ） GSHOxytocin Enkephalin Gramicidin S - amanitin第三节第三节 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构