《氨基酸及蛋白质新.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氨基酸及蛋白质新.ppt（46页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第十五章 氨基酸、多肽与蛋白质,主要内容氨基酸的基本结构；氨基酸性质：等电点、氨基酸氨基端和羧基端的典型化学反应；肽和肽键；,15.1 氨基酸(amino acid)15.1.1 氨基酸概述定义:分子结构中含氨基和羧基的化合物;命名:普通命名依据氨基与羧基的位置分-、-、-、-、-等,系统命名用数字指明氨基位置；,-氨基戊酸,-氨基戊酸,-氨基戊酸,氨基酸的分类：依据所连碳链分芳香族及脂肪族;,根据氨基和羧基的相对数目分为:中性氨基酸:氨基和羧基的数目相等;碱性氨基酸:氨基数多于羧基;酸性氨基酸:氨基的数目少于羧基;,15.1.2 氨基酸的构型用L-、D-标记的构型来源于甘油醛；,DL标记法以
2、氨基酸结构中距离羧基最近的手性碳为基准;,组成蛋白质的天然氨基酸主要有20 种,除甘氨酸外,均有手性且都为L型;氨基酸是形成蛋白质的基本单元;,氨基酸密码,15.1.3 氨基酸的性质15.1.3.1 氨基酸的两性氨基酸在固态时主要以内盐形式存在,具有高熔点,难溶于非极性有机溶剂;,氨基酸在水溶液中为两性离解；,在水溶液中氨基酸离解为正离子和负离子的量是不相等的,一般负离子的量要多,为使正负离子的量相等,需要加入适量的酸,此时溶液的PH值称为氨基酸的等电点;,等电点即IP(isoelectric point):表示氨基酸处于电中性时的pH值;中性氨基酸:IP7;酸性氨基酸:IP3;碱性氨基酸:I
3、P7;,在等电点时氨基酸以两性离子存在,处于电中性,在电场中不移动;在等电点时氨基酸溶解度最小,易结晶析出;,15.1.3.2 氨基酸的氨基端的反应与亚硝酸反应:能定量放出氮气,是范氏(van Slyke)氨基测定法的原理;,与甲醛的反应:使碱性消失,用于羧基含量的测定;,15.1.3.3 氨基酸的羧基端的反应；氨基酸的羧基具有羧酸的反应；,15.1.3.4 氨基酸与水合茚三酮的反应,该反应用于-氨基酸的显色及鉴定,15.1.3.5 氨基酸的络合反应氨基酸能与金属离子形成络合物,氨基酸与铜离子能形成蓝色结晶,用于分离及鉴定;,15.1.3.6 氨基酸的受热反应氨基酸的热反应随氨基与羧基位置而不
4、同;-氨基酸受热分子间脱水为环:,-氨基酸受热分子内脱氨为,-不饱和酸:,4-氨基酸和5-氨基酸受热发生分子内失水形成内酰胺:,更远位置的氨基酸受热得聚合物:,氨基酸受热还能失羧得胺:,在酶作用下某些氨基酸能同时失去羧基及氨基；,15.2 多肽(polypeptide)15.2.1 肽的结构特征肽的定义:由氨基酸的氨基和羧基分子间缩水形成的酰胺称为肽;,二 肽,肽键,C-端,N-端,其中酰胺键也称肽键;通常把肽链含氨基的一端称为氨基端或N-端,而含羧基的另一端称为羧基端或C-端;,一般把分子量小于10000的肽链称为肽类;把分子量大于10000的肽链称为蛋白质；在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺
5、序排列，这种排列顺序称为氨基酸顺序;,肽键的特点:氮上的孤对电子与羰基共轭,组成肽键的原子处于同一平面:,肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转:肽键大多以反式结构存在;,缩合试剂,15II-2 多肽的合成,15II-3 天然存在的重要多肽,在生物体中,多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位.但是也有许多分子量比较小的多肽以游离状态存在,这类多肽通常都具有特殊的生理功能,常称为活性肽.,15III 蛋白质,蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基本的结构和功能物质.蛋白质是生命活动的物质基础,它参与了几乎所有的生命活动过程:氨基酸是构成蛋白质的基石;,任一种蛋白质的所有分子在氨
6、基酸的组成和顺序以及肽链的长度方面都应该是相同的,即所谓均一的蛋白质;,蛋白质的一级结构,蛋白质的一级结构(Primary structure)包括组成蛋白质的多肽链数目.多肽链的氨基酸顺序，以及多肽链内或链间二硫键的数目和位置。其中最重要的是多肽链的氨基酸顺序，它是蛋白质生物功能的基础。,蛋白质的二级(Secondary)结构是指肽链的主链在空间的排列,或规则的几何走向、旋转及折叠。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。主要有-螺旋、-折叠、-转角。在-螺旋（Helix）中肽平面的键长和键角一定，肽键的原子排列呈反式构型，相邻的肽平面构成两面角；多肽链的各个肽平面绕同一轴旋转，形成螺
7、旋结构，沿轴上升的距离即螺距为0.54nm，含20.6个氨基酸残基，两个氨基酸之间的距离为0.15nm；肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平行，第一个氨基酸残基的酰胺基团的-CO基与第四个氨基酸残基酰胺基团的-NH基形成氢键。蛋白质分子为右手-螺旋。,蛋白质的二级结构,a-螺旋(a-helix),-折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿桩折叠构象在-折叠中，-碳原子总是处于折叠的角上，氨基酸的R基团处于折叠的棱角上并与棱角垂直，两个氨基酸之间的轴心距为0.35nm；,-折叠（pleated sheet）,-折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形
8、成的；也可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都参与链内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。-折叠有两种类型。一种为平行式，即所有肽链的N-端都在同一边。另一种为反平行式，即相邻两条肽链的方向相反。00,b-折迭(b-pleated sheet),-转角（-turn）,在-转角部分，由四个氨基酸残基组成;弯曲处的第一个氨基酸残基的-C=O 和第四个残基的 N-H 之间形成氢键，形成一个不很稳定的环状结构。这类结构主要存在于球状蛋白分子中。,蛋白质的三级结构,蛋白质的三级结构(Tertiary Structure)是指在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折
9、叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。尤其是疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用。,蛋白质的四级结构,蛋白质的四级结构(Quaternary Structure)是指由多条各自具有一、二、三级结构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式；各个亚基在这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相互作用关系。这种蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基或亚单位Subunit，它一般由一条肽链构成，无生理活性；维持亚基之间的作用力主要是疏水力。由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为寡聚蛋白；,四级结构的结构模型,练习题3:a;5:a,b,c,d,e,j,k,l;6;,
