第19章氨基酸蛋白质核酸.pptx

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1、2023/3/20二、化学性质官能团分析：羧基典型反应氨基典型反应相互影响的特性*1、与亚硝酸的反应测定反应中放出的氮气的体积，可以计算出氨基的含量范斯莱克氨基氮测定法第1页/共42页2023/3/20*2、与2,4-二硝基氟苯反应*3、氧化脱氨基反应(DNFB)(DNP-AA，黄色)第2页/共42页2023/3/204、与水合茚三酮反应（p453）含游离氨基的-氨基酸均反应显紫色（个别例外）水合茚三酮-氨基酸 罗曼氏紫 可用来鉴别-氨基酸第3页/共42页2023/3/205、受热后的反应（p453）-氨基酸：交酰胺-氨基酸：,-不饱和酸第4页/共42页2023/3/205、受热后的反应（p4

2、53）-或-氨基酸：-内酰胺其它氨基酸(m4)：聚酰胺第5页/共42页2023/3/20*6*6、脱羧反应、脱羧反应Ba(OH)2NH2RCHCOOHRCH2NH2+CO2*7、成肽反应二肽肽键 许多氨基酸分子通过肽键相互连接形成多肽第6页/共42页2023/3/207、两性和等电点负离子正离子两性离子或偶极离子溶液中的两性离子浓度最高，净电荷为零，对应的pH值。等电点时，溶液中氨基酸在电场中既不向正极也不向负极移动。pH pIpH=pIpH pI（等电点）强碱中的主要存在形式第7页/共42页2023/3/20说明几点：（i）不同氨基酸，PI不同中性：酸性：碱性：（i i）等电点的应用 A、作

3、缓冲试剂（利用其两性）B、鉴定或分离氨基酸（pI时偶极离子浓度最大，溶解度最小，可结晶析出。）(4.0pI7.0）(pI7.0）第8页/共42页2023/3/20现在有三个氨基酸：苯丙氨酸pI=5.5、脯氨酸pI=6.3、门冬氨酸pI=2.8请问在以下pH条件，各氨基酸的主要存在形式是什么？在外电场作用下，移向阳极还是阴极？苯丙氨酸 脯氨酸 门冬氨酸 pH=6.0负 阳极正 阴极负 阳极第9页/共42页2023/3/20*8、侧链R基的反应丝氨酸丝氨酸磷酸酯半胱氨酸胱氨酸第10页/共42页2023/3/20(可检验酪氨酸)含苯基的氨基酸浓硝酸黄色物质碱橙红色 米伦(Millon)反应含酚羟基的

4、氨基酸米伦试剂红色沉淀 乙醛酸的反应硝酸汞+硝酸亚汞+硝酸含吲哚环的氨基酸乙醛酸浓硫酸紫红环 蛋白黄反应蛋白黄反应(可检验苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸)(可检验色氨酸)第11页/共42页2023/3/2019-2 多肽多肽肽：氨基酸分子间通过肽键相连的一类化合物一、肽的组成和命名二肽（dipeptide）：2 个氨基酸残基寡肽（oligopeptide）：210个 氨基酸残基多肽（polypeptide）：10 个氨基酸残基蛋白质（protein）：分子量 610 3第12页/共42页2023/3/20多肽链残基N-端C-端甘氨酰丙氨酸丙氨酰甘氨酸(甘丙肽)(丙甘肽)缩写：Gly-Ala(G-A)

5、Ala-Gly(A-G)肽键第13页/共42页2023/3/20*二、肽键的结构肽键是构成肽和蛋白质分子的基本化学键 0.132nm0.147nm 肽键中的C-N键具有部分双键的性质 与肽键中C-N相连的6个原子处于同一平面上360。360。肽键平面中与C-N键相连的O和H或两个C呈反式分布第14页/共42页2023/3/2019-3 19-3 蛋白质蛋白质是一类存在于一切细胞中的含氮生物高分子化合物 样品中蛋白质百分含量(g%)=每克样品含氮量克数6.25100%蛋白质的元素组成：C(5055%),H(6.07.5%),O(1924%),N(1517%),S(04%),P(00.8%)部分还

6、含有微量的Fe,Cu,Mn,I,Zn等 蛋白质系数：6.25第15页/共42页2023/3/2020种氨基酸的平均相对分子质量：138较小的氨基酸占优势20种氨基酸的平均相对分子质量接近：128每形成一个肽键失去一分子水氨基酸残基的平均相对分子质量：110估算简单蛋白质的氨基酸残基的数目蛋白质相对分子质量/110蛋白质相对分子质量：6 103106第16页/共42页2023/3/20一、蛋白质的结构(一)一级结构(初级结构)核心：确定氨基酸残基在肽链中的排列顺序一级结构多肽链的数目每条链中氨基酸的种类、数目和排列顺序链与链间二硫键的位置第17页/共42页2023/3/20结晶牛胰岛素（crys

7、tallized bovine insulin）牛胰岛素的晶状体。牛胰岛素是牛胰脏中胰岛-细胞所分泌的一种调节糖代谢的蛋白质激素。其一级结构1955年由英国桑格（S.Sanger）测定。我国中科院生化研究所、北大化学系及中科院有机化学研究所通力合作，于1959年开始工作、1965年9月17日获得了用人工方法合成的、有生物活性的结晶牛胰岛素，实现了世界上首次人工合成蛋白质的壮举。第18页/共42页2023/3/20牛胰岛素的一级结构甘-异亮-缬-谷-谷-半胱-半胱-丙-丝-缬-半胱-丝-亮-酪-谷-亮-谷-天-酪-半胱-天12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

8、 17 18 19 20 21NH2SSNH2NH2苯丙-缬-天-谷-组-亮-半胱-甘-丝-组-亮-缬-谷-丙-亮-酪-亮-缬-半胱-甘-谷-精-甘-苯丙-苯丙-酪-苏-脯-赖-丙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30NH2H2NNH2SSS-SB链A链第19页/共42页2023/3/20结晶牛胰岛素人工合成牛胰岛素第20页/共42页2023/3/20(二)二级结构蛋白质分子多肽链本身的盘旋卷曲或折叠所形成的空间结构二级结构-螺旋结构-折叠结构无规卷曲结构-转角基本构象第2

9、1页/共42页2023/3/20氢键氢键疏水键盐键氢键二硫键氢键疏水键氢键-螺旋-折叠第22页/共42页2023/3/20(三)三级与四级结构 三级结构 蛋白质分子在二级结构的基础上进一步卷曲、折叠而构成的一种不规则的、特定的、更复杂的空间结构 四级结构 由两条和两条以上具有三级结构的多肽链缔合而成特定的蛋白质分子构象主键：肽键副键盐键、疏水键、氢键等共价键二硫键、酯键等非共价键第23页/共42页2023/3/20四级结构 第24页/共42页2023/3/20二、蛋白质的性质二、蛋白质的性质(一一)胶体性质胶体性质蛋白质分子颗粒的直径一般在1-100nm，具有胶体溶液的特征:在水中不易沉淀、布

10、朗运动、电泳现象、不能透过半透膜、吸附性质等。原因极性基团在一定的pH溶液中可电离而带有同性电荷极性基团吸引水分子在其表面定向排列而形成水化膜用途分离提纯蛋白质第25页/共42页2023/3/20NH2PrCHCOO(二二)两性和等电点两性和等电点NH3PrCHCOONH2PrCHCOOHHOHHOHPrCHCOOHNH3蛋白质大分子两性离子 pH=pI pH pI用途：分离和提纯蛋白质pH=pI：溶解度最小，容易聚集沉淀第26页/共42页2023/3/20(三三)变性变性变性：天然蛋白质因受物理或化学因素的影响，变性：天然蛋白质因受物理或化学因素的影响，结构发生了改变，从而导致性质的改变结构

11、发生了改变，从而导致性质的改变(一级结构未发生变化)变性可逆变性不可逆变性变性后可重新恢复原来性质变性后不能恢复原来性质改变到三级结构改变到二级结构第27页/共42页2023/3/20NH2PrCHCOOAg(四四)沉淀沉淀蛋白质的沉淀：改变条件，使蛋白质分子在溶液中蛋白质的沉淀：改变条件，使蛋白质分子在溶液中 发生凝聚，从而从溶液中析出发生凝聚，从而从溶液中析出1、盐析加入中性盐类(如NaCl、Na2SO4、(NH4)2SO4等)可逆沉淀2、有机溶剂沉淀加入极性有机溶剂(如甲醇、乙醇或丙酮等)3、重金属盐沉淀pH pI:NH2PrCHCOO+Ag+第28页/共42页2023/3/204、某些

12、酸类的沉淀pH pINH3+PrCHCOOH+CCl3COO-NH3+-OOCCl3PrCHCOOH(五)蛋白质的水解蛋白质H+or OH-or 酶H2O氨基酸第29页/共42页2023/3/20(六六)显色反应显色反应反应名称反应名称加入试剂加入试剂颜色变化颜色变化蛋白质蛋白质茚三酮反应茚三酮反应水合茚三酮水合茚三酮蓝紫色蓝紫色所有所有缩二脲反应缩二脲反应氢氧化钠、硫氢氧化钠、硫酸铜溶液酸铜溶液浅红浅红至至蓝紫蓝紫所有所有蛋白黄反应蛋白黄反应浓硝酸浓硝酸+氨水氨水黄色至橙色黄色至橙色含苯环含苯环米伦反应米伦反应米伦试剂米伦试剂红色红色含酪氨酸含酪氨酸三、蛋白质的分类（p 458：自学）第30

13、页/共42页2023/3/20核糖核酸脱氧核糖核酸Ribonucleic acid RNA Deoxyribonucleic acid DNA核酸19-4 核核 酸酸第31页/共42页2023/3/20核酸的水解核酸的水解一、核酸的化学组成一、核酸的化学组成核酸水解核苷酸水解核苷磷酸含氮有机碱戊糖嘌呤嘧啶核糖脱氧核糖第32页/共42页2023/3/201、核酸水解的最终产物水解产物类型水解产物类型RNARNADNADNA酸酸 戊糖戊糖嘌呤碱嘌呤碱嘧啶碱嘧啶碱磷 酸磷 酸核 糖脱氧核糖腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)第33

14、页/共42页2023/3/20二、核酸的化学组成(一)核苷脱氧鸟苷脱氧胞苷腺嘌呤核苷尿嘧啶核苷氮苷键核糖或脱氧核糖以C1上的羟基与嘌呤碱的9位或嘧啶碱的1位氮上的氢原子脱水缩合而生成的糖苷2、核苷第34页/共42页2023/3/203 3、核苷酸核苷的磷酸酯腺嘌呤核苷腺苷酸脱氧胸苷脱氧胸苷酸(两性化合物)5-腺嘌呤核苷酸或腺嘌呤核苷-5-磷酸5-胸腺嘧啶脱氧核苷酸或胸腺嘧啶核苷-5-磷酸第35页/共42页2023/3/20二、核酸的结二、核酸的结构构（一）核酸的一级结构1、一级结构的概念组成核酸的各核苷酸之间按照一定的种类、数量和排列顺序彼此相连而成的长链3,5 -磷酸二酯键第36页/共42页

15、2023/3/202 2、一级结构的表示、一级结构的表示 简图式 字符式 线条式第37页/共42页2023/3/201、DNA的二级结构（二）核酸分子的空间结构DNA的双螺旋结构主链第38页/共42页2023/3/201、DNA的二级结构碱基对胸腺嘧啶腺嘌呤胞嘧啶鸟嘌呤第39页/共42页2023/3/20双螺旋结构的稳定因素双螺旋结构的稳定因素1、DNA的二级结构 横向稳定性：靠碱基对形成的氢键 纵向稳定性：主要依靠碱基堆积力结构参数 双螺旋直径为2.0nm 螺旋周期为10个核苷酸 螺距为3.4nm，相邻碱基对平面间的距离为0.34nm第40页/共42页2023/3/202 2、RNA的二级结构的二级结构第41页/共42页2023/3/2042感谢您的观看！第42页/共42页