有机化学氨基酸ppt课件.ppt
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1、第十六章第十六章 氨基酸、多肽与蛋白质氨基酸、多肽与蛋白质一、结构、分类和命名一、结构、分类和命名、氨基酸、氨基酸1 1、结构:分子中含有氨基和羧基、结构:分子中含有氨基和羧基CCOOHNH2RH2 2、分类:、分类:- -氨基酸氨基酸- -氨基酸氨基酸- -氨基酸氨基酸CCOOHNH2RHCH2COOHCHNH2RCH2COOHCH2NH2CH2(1 1)根据氨基与羧基的位置分类)根据氨基与羧基的位置分类中性氨基酸中性氨基酸碱性氨基酸碱性氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸(2 2)链状氨基酸链状氨基酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸杂环氨基酸杂环氨基酸(3 3)3 3、命名、命名(1 1)系统命名法:)系统
2、命名法:羧酸为母体,氨基为取代基羧酸为母体,氨基为取代基NH2CH2COOHNH2CH2CH2COOH- -氨基乙酸氨基乙酸- -氨基丙酸氨基丙酸(2 2)俗名)俗名甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸二、氨基酸的构型二、氨基酸的构型HNH2COOHCH3HOHCOOHCH3L-L-乳酸乳酸L-L-丙氨酸丙氨酸- -碳原子的构型与碳原子的构型与L-L-丙氨酸相当,是丙氨酸相当,是L L型型含有多个手性碳原子,氨基酸的构型取决于含有多个手性碳原子,氨基酸的构型取决于- -碳原子碳原子HNH2OHHCOOHCH3HNH2COOHCH2OHL-L-苏氨酸苏氨酸L-L-丝氨酸丝氨酸三、物理性质三、物理性质无色结晶
3、,易溶于水而难溶于非极性有机溶剂,易分解无色结晶,易溶于水而难溶于非极性有机溶剂,易分解四、化学性质四、化学性质1 1、酸碱性、酸碱性CNH3RHCOO-+内盐内盐(偶极离子或两性离子)(偶极离子或两性离子)RCHCOOHNH2RCHCOOHNH3Cl-+HCl+RCHCOOHNH2RCHCOONH2Cl-NaOHNa+-+等电点:溶液中正离子和负离子的量相等时,溶液的等电点:溶液中正离子和负离子的量相等时,溶液的pHpH值就是氨基酸的等电点。值就是氨基酸的等电点。中性和酸性氨基酸的等电点都小于中性和酸性氨基酸的等电点都小于7 7碱性氨基酸的等电点都大于碱性氨基酸的等电点都大于7 7在酸性溶液
4、中,氨基酸正离子向阴极移动在酸性溶液中,氨基酸正离子向阴极移动在碱性溶液中,氨基酸负离子向阳极移动在碱性溶液中,氨基酸负离子向阳极移动在等电点时,氨基酸不移动在等电点时,氨基酸不移动在外电场作用下在外电场作用下CHCOONH2RCHCOOH3NRCHCOOHH3NROH-OH-H+H+-+ 负离子负离子 两性离子两性离子 正离子正离子 加碱达等电点加碱达等电点加酸达等电点加酸达等电点氨基酸在等电点时的溶解度最小,可分离氨基酸。氨基酸在等电点时的溶解度最小,可分离氨基酸。2 2、茚三酮反应、茚三酮反应OHOHOORCHCOOHNH2NOOOO2+兰紫色兰紫色用途:鉴别用途:鉴别-氨基酸氨基酸 水
5、合茚三酮水合茚三酮-氨基酸氨基酸1 大蒜的药用价值与氨基酸大蒜的药用价值与氨基酸现代抗生素问世之前,大蒜制剂被用来治疗霍乱,现代抗生素问世之前,大蒜制剂被用来治疗霍乱,痢疾,肺结核等疾病,大蒜制剂还能降低胆固醇,痢疾,肺结核等疾病,大蒜制剂还能降低胆固醇,阻止血小板聚集,对心血管有利,并有一定的阻止血小板聚集,对心血管有利,并有一定的抗抗菌菌作用。副作用:味道大作用。副作用:味道大H2C CHCNH2OHOSOOHSSSO蒜素蒜素2 谷氨酸谷氨酸 谷氨酸是难溶水的结晶。通常由面筋和豆饼的谷氨酸是难溶水的结晶。通常由面筋和豆饼的蛋白质酸水解而得,故名。谷氨酸蛋白质酸水解而得,故名。谷氨酸可用于抢
6、救肝可用于抢救肝昏病。昏病。 L - (-)- 谷氨酸的单钠盐就是谷氨酸的单钠盐就是味精味精,工业上,工业上可由糖类物质发酵或植物蛋白水解制取。可由糖类物质发酵或植物蛋白水解制取。 -氨基戊二酸氨基戊二酸HOO-CH2CH2CH-COOHNH2HOOC-CH2CH2CH-COONaNH29 20 20 世纪初,科学家在肌肉的提取物中发现了左旋肉世纪初,科学家在肌肉的提取物中发现了左旋肉碱,后来确认它是一种广泛存在于人体内的一种氨基酸,碱,后来确认它是一种广泛存在于人体内的一种氨基酸,参与人体的许多代谢过程,是体内脂肪氧化代谢的必须物参与人体的许多代谢过程,是体内脂肪氧化代谢的必须物质。肉碱有两
7、个光学异构体:左旋肉碱、右旋肉碱。在这质。肉碱有两个光学异构体:左旋肉碱、右旋肉碱。在这两种构型中,只有左旋肉碱有生物活性。两种构型中,只有左旋肉碱有生物活性。OOHONNOOHO肉碱肉碱右旋肉碱右旋肉碱左旋肉碱左旋肉碱3 3 肉碱肉碱4.4.遥年来我国对蚂蚁成分研究主要集中在对拟黑多遥年来我国对蚂蚁成分研究主要集中在对拟黑多刺蜕盼研究上刺蜕盼研究上 已检测出游离氨基酸已检测出游离氨基酸2626种,其中有人种,其中有人体必需氨基酸体必需氨基酸7 7种,种, 分剐是苏氨酸苯丙氨酸、领氨分剐是苏氨酸苯丙氨酸、领氨酸、异亮氨酸、亮氨酸,齄氨酸和蛋氨酸。含有徽酸、异亮氨酸、亮氨酸,齄氨酸和蛋氨酸。含有
8、徽量元素量元素2828种嗍。另外还含有维生素种嗍。另外还含有维生素B B 、Bl Bl、B12B12, E E等,等,矿物质有钙、硒、和蚊酸等。矿物质有钙、硒、和蚊酸等。僵尸真菌僵尸真菌在对巴西木匠蚁进行研究时,科学家发现这种可怜的蚂在对巴西木匠蚁进行研究时,科学家发现这种可怜的蚂蚁被蚁被4 4种不同的真菌感染,最后将它们变成僵尸。进入种不同的真菌感染,最后将它们变成僵尸。进入蚂蚁体内之后,这些真菌操控蚂蚁的行为,迫使它们四蚂蚁体内之后,这些真菌操控蚂蚁的行为,迫使它们四处游荡,直到来到适于它们传播孢子的地方。随后,这处游荡,直到来到适于它们传播孢子的地方。随后,这些真菌杀死宿主,将尸体变成培
9、养基。些真菌杀死宿主,将尸体变成培养基。穿山甲为哺乳纲鲮鲤科动物穿山甲的鳞甲穿山甲为哺乳纲鲮鲤科动物穿山甲的鳞甲, ,味咸味咸, ,微寒微寒, ,入肝、入肝、胃经胃经, ,其性善走窜其性善走窜, ,能祛瘀散结、攻坚排脓、搜风通络能祛瘀散结、攻坚排脓、搜风通络, ,能消痈疽能消痈疽于将成之际于将成之际, ,又能托疮痈于将溃之时又能托疮痈于将溃之时, ,且可通经下乳、通络利弊且可通经下乳、通络利弊, ,功效宏大功效宏大, ,多用于经闭、乳汁多用于经闭、乳汁不通不通、痈疮肿毒、关节痹痛、麻、痈疮肿毒、关节痹痛、麻木拘挛等。木拘挛等。本草纲目本草纲目记载记载: :“盖此物能盖此物能窜经络达于病所窜经络
10、达于病所故也故也”。主要的化学成分有多种氨基酸、锌、钾等微量元主要的化学成分有多种氨基酸、锌、钾等微量元素素 。穿山甲有极强的挖洞本领。穿山甲的鳞片不仅是挖洞时扒土的穿山甲有极强的挖洞本领。穿山甲的鳞片不仅是挖洞时扒土的有效工具有效工具, ,而且起到重要的防护作用。穿山甲鳞片具有一定的而且起到重要的防护作用。穿山甲鳞片具有一定的曲率变化曲率变化, ,外表面呈宏观非光滑形态外表面呈宏观非光滑形态, ,是典型的双向等强度的板是典型的双向等强度的板壳结构壳结构, ,有一定的回弹能力有一定的回弹能力, ,既坚固耐磨既坚固耐磨, ,又利于减粘脱土。因此又利于减粘脱土。因此, ,研究穿山甲鳞片的成分、组织
11、结构、力学和磨损特性研究穿山甲鳞片的成分、组织结构、力学和磨损特性, ,将研究将研究结果用于触土部件工作表面减粘抗磨的改形仿生结果用于触土部件工作表面减粘抗磨的改形仿生, ,对研制和开对研制和开发既耐磨又减阻的仿生功能材料和表面形态技术具有重要的指发既耐磨又减阻的仿生功能材料和表面形态技术具有重要的指导意义。导意义。5.5.穿山甲的应用穿山甲的应用COCNHC、多肽、多肽一、结构、分类及命名一、结构、分类及命名1 1、结构、结构-CH-COOHNH2+RHNH-CH-COOHR-CH-C-NHNH2R-CH-COOHR-H2OO肽键肽键N-端端C-端端C-N键具部分双键性质键具部分双键性质特点
12、:特点:肽键多为肽键多为反式反式双键构型双键构型; 不可自由旋转不可自由旋转六个原子处于同一平面六个原子处于同一平面肽类甜味剂肽类甜味剂天门酰苯丙氨酸甲酯天门酰苯丙氨酸甲酯应用于焙烤食品,果冻,化妆品,饮料中应用于焙烤食品,果冻,化妆品,饮料中比蔗糖甜比蔗糖甜150-200150-200倍,体类代谢不需胰岛素参与,倍,体类代谢不需胰岛素参与,是安全的食品添加剂,国际是安全的食品添加剂,国际A1A1级甜味剂级甜味剂 ,适用于肥胖,适用于肥胖,糖尿病,心血管疾病患者,代替蔗糖糖尿病,心血管疾病患者,代替蔗糖HOOCCH2CNH2NHCOCHCOOCH3HH2C 鹅膏菌鹅膏菌(Amanita)(Am
13、anita)是真菌门、担子菌亚门、担子菌是真菌门、担子菌亚门、担子菌纲、伞菌目、鹅膏菌科、鹅膏菌属中一类真菌的总纲、伞菌目、鹅膏菌科、鹅膏菌属中一类真菌的总称称, ,大部分是有毒的大部分是有毒的, ,据统计据统计, ,误食野生蘑菇的误食野生蘑菇的中毒中毒事件中事件中,95%,95%以上都是由鹅膏菌以上都是由鹅膏菌所致所致, ,因而对于鹅膏因而对于鹅膏菌毒素及其毒理的研究颇受毒理学、化学、生物学菌毒素及其毒理的研究颇受毒理学、化学、生物学和医学等研究人员的重视。人类致命蘑菇毒素中和医学等研究人员的重视。人类致命蘑菇毒素中, ,鹅膏毒肽是一类慢作用毒素鹅膏毒肽是一类慢作用毒素, ,误食后误食后8)
14、108)10小时才会小时才会有反应有反应, ,先是剧烈的上吐下泻先是剧烈的上吐下泻, ,之后有之后有3 3天左右的假天左右的假愈期愈期。其间。其间, ,鹅膏毒肽由于在胃肠道中存在肠肝循鹅膏毒肽由于在胃肠道中存在肠肝循环而反复在体内被吸收环而反复在体内被吸收, ,对肝脏及其它器官持续造对肝脏及其它器官持续造成危害成危害, ,若抢救不及时若抢救不及时, ,一般一般中毒后中毒后5-125-12天死亡天死亡. .路边的野路边的野生蘑生蘑菇不要采!菇不要采!3 3、命名、命名 以含有完整羧基的氨基酸为母体,将以羧基以含有完整羧基的氨基酸为母体,将以羧基参加形成肽链的氨基酸中的酸字改为参加形成肽链的氨基酸
15、中的酸字改为“酰酰”, ,依次依次加在母体前面加在母体前面CNHCH2COOHONH2CH2甘氨酰甘氨酸或甘甘氨酰甘氨酸或甘甘甘C NHONH2CHCH3CHCH2C6H5CONH CH2CONH CHCOOHCH2OH丙氨酰苯丙氨酰甘氨酰丝氨酸或丙丙氨酰苯丙氨酰甘氨酰丝氨酸或丙苯丙苯丙甘甘丝丝2 2、分类、分类二肽二肽 三肽三肽 多肽多肽CNHONH2CH2CHCOOHCNHONH2CHCH2COOHCH3CH3甘氨酰-丙氨酸甘氨酰-丙氨酸丙氨酰-甘氨酸丙氨酰-甘氨酸蜂毒肽简介蜂毒肽简介蜂毒蜂毒(beevenom)(beevenom)是工蜂毒腺分泌出来的一种具有芳香气是工蜂毒腺分泌出来的一种
16、具有芳香气味的透明毒液味的透明毒液, ,它是一种成分复杂的混合物它是一种成分复杂的混合物, ,主要含有蛋白主要含有蛋白质多肽类、酶类、生物胺类和其他物质质多肽类、酶类、生物胺类和其他物质. .蜂毒中研究较多的蜂毒中研究较多的是蜂毒溶血肽是蜂毒溶血肽, ,又称蜂毒肽又称蜂毒肽(melittin).(melittin).蜂毒肽占蜂毒干重的蜂毒肽占蜂毒干重的50%,50%,是蜂毒中主要发挥作用的物质。蜂毒肽可以是蜂毒中主要发挥作用的物质。蜂毒肽可以抗菌、抗抗菌、抗病毒、消炎、抗辐射,最近又有对其抗癌病毒、消炎、抗辐射,最近又有对其抗癌作用进行研究的作用进行研究的报道报道, ,受到抗癌研究人员的重视。
17、相对抗生素受到抗癌研究人员的重视。相对抗生素, ,抗菌肽具有抗菌肽具有抗菌谱广、低浓度下发挥作用、不易使微生物产生抗性以抗菌谱广、低浓度下发挥作用、不易使微生物产生抗性以及可以合成不同于天然肽的类似物等优势及可以合成不同于天然肽的类似物等优势 , ,所以其有望成所以其有望成为新一代抗生素。为新一代抗生素。 蝎毒蛋白简介蝎毒蛋白简介蝎蝎(scorpion)(scorpion)属原始肉食性蛛形纲蝎目、属原始肉食性蛛形纲蝎目、甘蝎科的节支动物。据统计甘蝎科的节支动物。据统计, ,目前全世界蝎目目前全世界蝎目分分6 6科、科、7070属属, ,约约600600种种, ,中国仅占其中中国仅占其中1515
18、种。种。东亚甘蝎在我国因分布广、种群大、药效好而东亚甘蝎在我国因分布广、种群大、药效好而成为蝎类药材的主要来源。蝎的疗效在于蝎毒成为蝎类药材的主要来源。蝎的疗效在于蝎毒, ,蝎毒具有广泛的药理学性质蝎毒具有广泛的药理学性质, , 全蝎的主要有效成份全蝎的主要有效成份蝎毒蛋白蝎毒蛋白具有抗肿瘤、镇痛、抗癫痫、抗栓、抗炎、抗风湿等药理作具有抗肿瘤、镇痛、抗癫痫、抗栓、抗炎、抗风湿等药理作用,用,蝎毒抗癌多肽蝎毒抗癌多肽是从东亚钳蝎蝎毒中提取分离的抗肿瘤有是从东亚钳蝎蝎毒中提取分离的抗肿瘤有效部位效部位, ,对人食管癌、胃癌、喉癌、鼻咽癌及直肠腺癌细胞对人食管癌、胃癌、喉癌、鼻咽癌及直肠腺癌细胞株等
19、有显著的细胞杀伤和细胞毒性作用株等有显著的细胞杀伤和细胞毒性作用, ,对肝癌、肺癌等有对肝癌、肺癌等有确切的疗效。确切的疗效。水蛭素多肽水蛭素多肽抗血栓分子药理抗血栓分子药理18841884年年HaycraftHaycraft首先发现新鲜医用水蛭首先发现新鲜医用水蛭HirudHirudmedicinalismedicinalis提取物含抗凝血物质提取物含抗凝血物质, ,但直至但直至19551955年年MarkMarkwardtwardt等从医用水蛭中才分离出水蛭素等从医用水蛭中才分离出水蛭素(hirudin,HV),(hirudin,HV),共有共有7 7种异构体。种异构体。19841984年
20、年DodtDodt首先测出其一级结构首先测出其一级结构, ,确认确认HVHV是是一条含一条含6565个左右氨基酸的多肽。个左右氨基酸的多肽。HVHV酶是血液凝固、止血过程酶是血液凝固、止血过程和血栓形成的中心酶之一。它专一性地水解纤维蛋白原上的和血栓形成的中心酶之一。它专一性地水解纤维蛋白原上的Agr-GlyAgr-Gly键键, ,使之转变成纤维蛋白使之转变成纤维蛋白; ;纤维蛋白相互作用会进一纤维蛋白相互作用会进一步形成血栓。步形成血栓。HVHV的的2 2个结构域通过不同的机制分别和凝血酶个结构域通过不同的机制分别和凝血酶相互作用相互作用, ,抑制其活性。其抑制其活性。其C C端长链通过和凝
21、血酶的纤维蛋白端长链通过和凝血酶的纤维蛋白原识别部位结合原识别部位结合, ,拮抗凝血酶对纤维蛋白原的识别。而拮抗凝血酶对纤维蛋白原的识别。而HVHV的的N N末端核心结构域末端核心结构域通过和凝血酶的活性部位结合而抑制它的催通过和凝血酶的活性部位结合而抑制它的催化活性。临床实验结果也表明化活性。临床实验结果也表明,HV,HV的抗栓作用不需要其它因的抗栓作用不需要其它因子的作用子的作用; ;又不会引起出血等副作用。其效果超过小分子肝又不会引起出血等副作用。其效果超过小分子肝素。素。因此被认为是因此被认为是20102010年前最强的可逆性凝血酶直接抑制剂。年前最强的可逆性凝血酶直接抑制剂。全球约有
22、全球约有2020亿美元亿美元市场销售量。市场销售量。、蛋白质、蛋白质一、定义一、定义相对分子量在相对分子量在10000以上的多肽以上的多肽二、结构二、结构1、蛋白质结构层次的内容包括哪些?如何定义各、蛋白质结构层次的内容包括哪些?如何定义各 个结构层次?个结构层次?2、蛋白质的二级结构有几种类型?它们是如何形、蛋白质的二级结构有几种类型?它们是如何形成的?成的?3、使蛋白质三级结构稳定的因素包括哪些?各因、使蛋白质三级结构稳定的因素包括哪些?各因素的特点是什么?素的特点是什么? C ONHCRCHONC OCHHCNHCRCHONHHNCOCHOCCHONHCRCHORR氢键氢键氢键氢键0.5
23、4nm蛋白质的二级结构(蛋白质的二级结构(-螺旋)螺旋)(2)(2)二级结构二级结构指肽键的主链在空间的排列指肽键的主链在空间的排列多肽链主链多肽链主链骨架中各个肽段所形成的规则的或无规则的构象称为蛋白质的骨架中各个肽段所形成的规则的或无规则的构象称为蛋白质的二级结构。多肽链主链骨架中形成的有规则的构象主要是依靠二级结构。多肽链主链骨架中形成的有规则的构象主要是依靠氢键维持的。最常见的二级结构是氢键维持的。最常见的二级结构是 - -螺旋结构和螺旋结构和 - -折叠结构。折叠结构。(1) 一级结构一级结构 指氨基酸的排列顺序指氨基酸的排列顺序 ONHONHRRONHONHRRONHONHRONH
24、ONHRRONHONHRRONHONHR氢键氢键蛋白质的二级结构(蛋白质的二级结构( -折叠角)折叠角) 折叠片:肽链伸展在褶纸形的平面上,相邻的肽链又通过折叠片:肽链伸展在褶纸形的平面上,相邻的肽链又通过维持作用力维持作用力:氢键氢键(3)(3)三级结构三级结构 在二级结构的基础上,多肽链间通过氨基酸残在二级结构的基础上,多肽链间通过氨基酸残基侧链的相互作用,在三维空间沿多个方向进行卷曲、折叠、基侧链的相互作用,在三维空间沿多个方向进行卷曲、折叠、盘绕形成紧密的球状结构称为蛋白质的三级结构。盘绕形成紧密的球状结构称为蛋白质的三级结构。蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构是其他次级键,如是其他次级
25、键,如SS(二硫(二硫键)、离子键、氢键)、离子键、氢键、疏水键、支链键、疏水键、支链等,共同作用的结等,共同作用的结果。果。 苍蝇时时出没于肮脏之地,一只苍蝇身上通常带有苍蝇时时出没于肮脏之地,一只苍蝇身上通常带有病菌病菌6060多种,计有多种,计有17001700万个,多的可达万个,多的可达5 5亿个,还带亿个,还带有很多病毒和寄生虫卵。苍蝇能传播伤寒、霍乱、痢疾等有很多病毒和寄生虫卵。苍蝇能传播伤寒、霍乱、痢疾等3030多种疾病。然而苍蝇自身却不会被病原物感染并能大量繁殖多种疾病。然而苍蝇自身却不会被病原物感染并能大量繁殖其后代。其奥秘是由于苍蝇体内含有一种殊的小分子蛋白质,其后代。其奥
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