蛋白质与核酸.ppt

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1、蛋白质与核酸现在学习的是第1页，共47页多糖、蛋白质和核酸是三种生物活性聚合物：多糖：储存能量、细胞表面生物化学标记或在植物中充当结构物质；核酸：储存和传递信息；蛋白质：酶和激素调节生物体内反应、血红蛋白传输氧、抗体抵御疾病、皮肤毛发保护功能、肌肉和腱的运动功能。现在学习的是第2页，共47页第一节、氨基酸的结构、名称及物理性质 氨基酸的化学性质 氨基酸的合成第二节、多肽的定义、命名和结构 多肽的合成 多肽结构的测定第三节、蛋白质第四节、核酸(自学)现在学习的是第3页，共47页羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代生成的化合物叫氨基酸。1.1.定义：定义：-氨基酸-氨基酸-氨基酸o-氨基苯

2、甲酸一、氨基酸的结构、分类与命名一、氨基酸的结构、分类与命名第一节、氨基酸第一节、氨基酸现在学习的是第4页，共47页蛋白质主要由20种氨基酸组成。按氨基与羧基的相对位置分：-氨基酸，-氨基酸；按氨基与羧基的数目来分：中性氨基酸（氨基与羧基数目相等）、酸性氨基酸（羧基数目多于氨基），碱性氨基酸（氨基数目多于羧基）。2.2.分类分类现在学习的是第5页，共47页现在学习的是第6页，共47页现在学习的是第7页，共47页现在学习的是第8页，共47页 3.3.氨基酸的氨基酸的构型和存在形式构型和存在形式构型（用D、L表示）L L 型型-氨基酸氨基酸 D D 型型-氨基酸氨基酸 L L-甘油醛甘油醛除甘氨酸

3、外，天然-氨基酸都是有旋光的，而且都是L型的。-氨基酸通式氨基酸通式现在学习的是第9页，共47页存在形式：固态氨基酸主要以存在形式：固态氨基酸主要以偶极离子偶极离子(内盐内盐)的形式存在。的形式存在。组氨酸组氨酸谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸现在学习的是第10页，共47页4.4.名称名称构成蛋白质的氨基酸都有俗名（根据来源或性质），并都用一个缩写符号表示（英文的前三各字母）。如：微具甜味的称甘氨酸（Gly)、最初从蚕丝中得到的氨基酸叫丝氨酸(Ser)、最初由一种叫天门冬的幼苗中发现的称天门冬氨酸(Asp)。现在学习的是第11页，共47页5.5.八个必需氨基酸八个必需氨基酸缬氨酸缬氨酸亮氨酸亮氨酸异亮

4、氨酸异亮氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苏氨酸苏氨酸蛋氨酸蛋氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸现在学习的是第12页，共47页1、两性2、等电点3、与茚三酮反应4、氨基酸金属盐络合物的形成5、与亚硝酸的反应6、与甲醛的反应7、氨基酸的热分解二、氨基酸的性质二、氨基酸的性质现在学习的是第13页，共47页氨基酸为含有氨基和羧基的双官能团化合物，因而既氨基酸为含有氨基和羧基的双官能团化合物，因而既具有胺的性质又具有羧酸的性质，同时还具有这两种具有胺的性质又具有羧酸的性质，同时还具有这两种官能团相互影响而赋予他们的某些特性。官能团相互影响而赋予他们的某些特性。1、两性分子中同时含有碱性的氨基和酸性的羧基既可以与强酸分子中

5、同时含有碱性的氨基和酸性的羧基既可以与强酸发生发生 反应，也可以和强碱发生反应，反应，也可以和强碱发生反应，现在学习的是第14页，共47页每个氨基酸总可以找到一个每个氨基酸总可以找到一个pH值，在该值，在该pH值下，值下，正、负离正、负离子的浓度完全相等子的浓度完全相等，此时向阳极移动和向阴极移动的离子彼，此时向阳极移动和向阴极移动的离子彼此抵消（即没有净的迁移），或者说，电场中不显示离子的此抵消（即没有净的迁移），或者说，电场中不显示离子的迁移。将迁移。将此时的此时的pH值值称为该氨基酸的等电点。称为该氨基酸的等电点。2、等电点现在学习的是第15页，共47页中性氨基酸的等电点：中性氨基酸的等

6、电点：pH=6.26.8 酸性氨基酸的等电点：酸性氨基酸的等电点：pH=2.83.2 碱性氨基酸的等电点：碱性氨基酸的等电点：pH=7.610.8 不同的氨基酸有不同的等电点，所以可以通过测定氨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。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。溶液中），氨基酸的溶解度最小。现在学习的是第16页，共47页3、与茚三酮的反应凡是有游离氨基的氨基酸都可以在凡是有游离氨基的氨基酸都可以在碱性溶液中碱性溶液中与茚三酮与茚三酮共热

7、共热发发生氧化，脱羧，生氧化，脱羧，呈紫色呈紫色的反应。用于鉴别。的反应。用于鉴别。茚茚 茚三酮茚三酮 水合茚三酮水合茚三酮现在学习的是第17页，共47页紫色紫色现在学习的是第18页，共47页4、氨基酸金属盐络合物的形成金属上有空轨道，金属上有空轨道，N上有未共用电子对。上有未共用电子对。5、与亚硝酸的反应该反应定量，可用于计算氨基酸中氨基的含量，称为该反应定量，可用于计算氨基酸中氨基的含量，称为Von Slyke测定法。测定法。现在学习的是第19页，共47页6、与甲醛的反应除除脯氨酸脯氨酸外，其他氨基酸都能与甲醛反应生成外，其他氨基酸都能与甲醛反应生成Schiff碱，用碱，用碱滴定游离羧基，

8、可以测定氨基酸的含量。碱滴定游离羧基，可以测定氨基酸的含量。脯氨酸现在学习的是第20页，共47页7、氨基酸的热分解与羟基酸类似：氨基酸受热分解，产物由氨基与羧基的相与羟基酸类似：氨基酸受热分解，产物由氨基与羧基的相对位置决定。对位置决定。-氨基酸:-氨基酸：,-氨基酸得环内酰胺：吡嗪酮现在学习的是第21页，共47页1、斯瑞克合成法-醛的氨氰化法2、-卤代酸的氨解3、盖布瑞尔法4、外消旋氨基酸的拆分三、氨基酸的合成三、氨基酸的合成现在学习的是第22页，共47页改进方法：改进方法：用用NHNH4 4CN or NHCN or NH4 4Cl+KCNCl+KCN代替代替HCN+NHHCN+NH3 3

9、应用：应用：合成比原料醛多一个碳的氨基酸合成比原料醛多一个碳的氨基酸氨基酸的来源：氨基酸的来源：（1 1）天然产物酸性水解天然产物酸性水解 （2 2）微生物发酵法微生物发酵法 （3 3）化学合成法化学合成法1、Strecker合成法(醛的氨氰化法)现在学习的是第23页，共47页应用盖布瑞尔法可以制备很纯的氨基酸。应用盖布瑞尔法可以制备很纯的氨基酸。2、-卤代酸的直接氨解3、Gabriel合成法现在学习的是第24页，共47页用盖布瑞尔法也可以合成多种氨基酸：用盖布瑞尔法也可以合成多种氨基酸：现在学习的是第25页，共47页4、外消旋氨基酸的拆分现在学习的是第26页，共47页一个氨基酸的羧基与另一分

10、子氨基酸的氨基通过失水反应，新生成的化合物称为肽，形成的酰氨键叫肽键。二分子氨基酸失水形成的肽叫二肽，多个分子氨基酸失水形成的肽叫多肽。第二节、多肽第二节、多肽1.1.定义定义现在学习的是第27页，共47页2.2.命名命名甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸 亮氨酸亮氨酸产物三肽的名称为：甘氨酰产物三肽的名称为：甘氨酰-丙氨酰丙氨酰-亮氨酸亮氨酸（甘（甘-丙丙-亮）（亮）（Gly-Ala-LeuGly-Ala-Leu）肽键肽键C-C-端残基端残基N N端残基端残基现在学习的是第28页，共47页测定肽或蛋白质的一级结构需要进行下面几项工作：1.检测氨基酸的组成及其相对比例2.测定肽或蛋白质中各氨基酸的排列顺

11、序一、多肽结构的测定一、多肽结构的测定现在学习的是第29页，共47页1 1、端基分析法：、端基分析法：现在学习的是第30页，共47页测测N N端：端：SangerSanger法法现在学习的是第31页，共47页测氮端：测氮端：Edman Edman 降解法（异硫氰酸苯酯）降解法（异硫氰酸苯酯）现在学习的是第32页，共47页测碳端测碳端：羧基多肽酶法：羧基多肽酶法现在学习的是第33页，共47页2 2、部分水解法：、部分水解法：各种蛋白水解酶能水解特定的肽键：各种蛋白水解酶能水解特定的肽键：多肽多肽 小肽，然后分析小肽，然后分析.现在学习的是第34页，共47页1、氨基的保护2、羧基的保护3、侧链的保

12、护4、接肽方法 1）混合酸酐法 2）活泼酯法 3）碳二亚胺法 4）固相接肽二、二、多肽的合成多肽的合成现在学习的是第35页，共47页保护基必须具备的条件：保护基必须具备的条件：（1 1）易在预定的部位引入）易在预定的部位引入（2 2）在某特定的条件下，保护基很易除去）在某特定的条件下，保护基很易除去（3 3）引入和除去保护基时，分子中的其它部位不会受到）引入和除去保护基时，分子中的其它部位不会受到 影响，特别是已接好的肽键。影响，特别是已接好的肽键。多肽合成必须解决下面四个问题1.氨基保护 2.羧基保护 3.侧链保护 4.接肽方法现在学习的是第36页，共47页1、氨基的保护1 1）用氯代甲酸苯

13、甲酯（或称苯甲氧基甲酰氯）保护用氯代甲酸苯甲酯（或称苯甲氧基甲酰氯）保护Benzoxycarbonyl（简写（简写Z）2 2）用氯代甲酸三级丁酯保护用氯代甲酸三级丁酯保护t-Butoxycarbonyl(简写简写BOC)现在学习的是第37页，共47页2.羧基的保护COOH的保护的保护 现在学习的是第38页，共47页3.接肽的方法1 1）混合酸酐法（活化羧基）混合酸酐法（活化羧基）接肽接肽混合酸酐混合酸酐现在学习的是第39页，共47页2 2）活泼酯法）活泼酯法现在学习的是第40页，共47页3 3）碳二亚胺法接肽）碳二亚胺法接肽Dicyclohexylcarbodimide(DCC)Dicyclo

14、hexylcarbodimide(DCC)接肽接肽去保护基去保护基现在学习的是第41页，共47页4 4）固相接肽）固相接肽19631963年年MerrifieldMerrifield发明发明,在不溶的高分子树脂的表面上进行在不溶的高分子树脂的表面上进行接肽反应称为固相接肽。解决了蛋白质和多肽的一些合成接肽反应称为固相接肽。解决了蛋白质和多肽的一些合成问题。问题。多肽合成是一项比较繁琐，复杂，艰巨的的工作。一般考虑几多肽合成是一项比较繁琐，复杂，艰巨的的工作。一般考虑几个问题：个问题：1 1 选择恰当的保护基。选择恰当的保护基。2 2 选择恰当的活化剂。选择恰当的活化剂。3 3 氨基酸的构型要保

15、持不变。氨基酸的构型要保持不变。4 4 反应条件要温和。反应条件要温和。因此，合成分子量较大，又具有与天然产物同样生理活性的因此，合成分子量较大，又具有与天然产物同样生理活性的多肽是极富挑战性的工作。多肽是极富挑战性的工作。现在学习的是第42页，共47页现在学习的是第43页，共47页D-2-D-2-脱氧核脱氧核糖的核苷糖的核苷+磷酸磷酸第四节第四节 核酸核酸D-D-核糖核糖+碱基碱基结构组成结构组成:核糖核核糖核苷酸苷酸核糖核酸核糖核酸D-D-核糖的核苷核糖的核苷+磷酸磷酸核核酸酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖脱氧核糖核甘酸核甘酸D-2-D-2-脱氧核糖脱氧核糖+碱基碱基聚合聚合聚合聚合现在学习的是第44页，共47页核酸的基本单位核酸的基本单位糖：糖：D-D-核糖核糖D-2-D-2-脱氧核糖脱氧核糖现在学习的是第45页，共47页碱基：碱基：C C（胞嘧啶）（胞嘧啶）U U（脲嘧啶）（脲嘧啶）T T（胸腺嘧啶）（胸腺嘧啶）A A（腺嘌呤）（腺嘌呤）G G（鸟嘌呤）（鸟嘌呤）现在学习的是第46页，共47页RNA的的组组成成鸟苷（鸟苷（G G）腺苷（腺苷（A A）胞苷（胞苷（C C）脲苷（脲苷（U U）现在学习的是第47页，共47页