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1、第二十章 氨基酸、蛋白质,(一)氨基酸(二)多肽(三)蛋白质,(一)氨基酸,氨基酸的结构和命名(2)氨基酸的制法(甲)蛋白质水解(乙)-卤代酸的氨解(丙)Gabrial法(丁)Strecker合成,(3)氨基酸的性质(甲)羧基的反应(乙)氨基的反应(丙)两性和等电点(丁)与水合茚三酮的反应,第二十章 氨基酸、蛋白质,(一)氨基酸,结构特点：AA分子中既含有氨基，又含有羧基。,(1)氨基酸的结构和命名,命名：通常用俗名来称呼氨基酸。（P504-505 表201）有时，可采用系统命名法，将氨基作为取代基来命名氨基酸。,分类和结构：,根据NH2和COOH的相对位置分为：、等。,由蛋白质水解得到的氨基
2、酸都是-氨基酸。,根据NH2和COOH的相对数目：,由蛋白质获得的氨基酸，除甘氨酸外，分子中的-C都是手性碳，且都是L-构型。它们与L-甘油醛之间的关系如下：,(2)氨基酸的制法,(甲)蛋白质水解,(乙)-卤代酸的氨解,(丙)Gabrial法,例1：,例2：,(丁)Strecker合成,(3)氨基酸的性质,物性、物态：AA均为无色晶体，易溶于水，难溶于有机溶剂，m.p较高（同时分解）。旋光性：除甘氨酸外，所有天然存在的AA都含有*C，且*C的构型均为L型（若以R/S法标记，则为S型）。化性：分别具有NH2、COOH的性质；NH2、COOH的相互影响，两性、等电点；特殊反应。,(甲)羧基的反应,
3、(乙)氨基的反应,(丙)两性和等电点,两性 氨基酸既含有NH2，又含有COOH 它既能与酸成盐：,又能与碱成盐：,实际上，氨基酸分子以内盐形式存在：,等电点,当AA溶于水时，COOH与NH2都可电离：,但COOH和NH2的电离程度不同。通常，电离程度：COOHNH2,加酸或加碱于氨基酸水溶液中，可调节COOH和NH2的电离程度，使COOH和NH2的电离程度相同，此时溶液的pH值称为氨基酸的等电点：,等电点的定义：氨基酸溶液中羧基与氨基的电离程度相同时溶液的pH值。氨基酸在溶液中以偶极离子存在时，溶液的pH值。在电场中，氨基酸既不向阴极移动，也不向阳极移动时，氨基酸溶液的pH值。,不同的氨基酸，
4、其等电点不同,等电点时，AA溶解度最小，最容易从溶液中析出。利用等电点，可分离各种不同的氨基酸。,(丁)与水合茚三酮的反应,什么是水合茚三酮？,茚三酮反应：,其他AA，包括N-取代-AA，均无此反应。用茚三酮反应可鉴别AA，也可用于AA的比色分析及色谱分析。,(二)多肽,多肽的分类和命名(2)多肽结构的测定(自学)(甲)肽的水解(乙)氨基酸顺序的测定(3)多肽的合成(自学)(甲)传统合成(乙)固相合成和组合合成,(二)多肽,多肽的分类和命名 肽-AA分子间失水，以(酰胺键、肽键)相连而成的化合物。由两个-AA分子间失水而成的肽称为二肽；由三个-AA分子间失水而成的肽称为三肽；由多个-AA分子间
5、失水而成的肽称为多肽。组成多肽的-AA可以相同，也可不同。,例如，由甘氨酸和丙氨酸所形成的二肽：,A与B结构不同，是不同的化合物。A：N端甘氨酸，C端丙氨酸；B：N端丙氨酸，C端甘氨酸。,命名：,以C端为母体。例：,多肽在自然界中广泛存在，在生物体中起着各种不同的作用。例如，胰岛素可控制碳水化合物的正常代谢。牛胰岛素是由51个AA组成。,(2)多肽结构的测定(自学),为了确定肽的结构，通常必须进行如下测定：组成肽的氨基酸的种类；每种氨基酸的数目；这些氨基酸在肽链中的排列顺序。,(甲)肽的水解,(乙)氨基酸顺序的测定,B端基分析法：,A部分水解法：,用特殊试验鉴定肽链的C-端或N-端。端基分析有
6、酶解法和化学法。,酶解法：,用羧肽酶处理多肽，水解只发生在C-端；用氨肽酶处理多肽，水解只发生在N-端；例如，某三肽结构的测定：,因此，原三肽是：半胱赖色肽,化学法：,利用某些有效的化学试剂，与多肽中的游离氨基或游离羧基发生反应，然后将反应产物水解，其中与试剂结合的氨基酸容易与其它部分分离和鉴定。例如：,此法称为Edman降解法，其原理已被现代氨基酸自动分析仪所采用。,(3)多肽的合成(自学),(甲)传统合成,采用保护羧基，活化氨基的方法也可合成多肽。此法操作步骤繁琐，需经多次分离提纯，最后产率不高。1965年，中国科学家首次合成牛胰岛素。,(乙)固相合成和组合合成,固相合成的一般方法：,组合
7、合成法：参见高P514-515。,(三)蛋白质,蛋白质的组成和分类(2)蛋白质的性质(甲)溶液性质(乙)盐析(丙)两性和等电点(丁)变性(戊)显色反应(3)蛋白质的结构,(三)蛋白质,蛋白质和多肽都是由AA组成的，它们之间没有严格的区别。一般M1万，叫蛋白质；M1万，叫多肽。蛋白质的组成和分类 组成元素：C：5055%，H：6.57.5%，O：1924%，N：1519%，S：0.232.4%，Fe、I、P等微量。分类：蛋白质结构复杂，只能根据形状、组成、生理作用、溶解度分类。,(2)蛋白质的性质,(甲)溶液性质蛋白质分子量高，其溶液具有亲水胶体的性质，不能透过半透膜。据此可分离、提纯蛋白质。(
8、乙)盐析向蛋白质溶液中加入无机盐（如(NH4)2SO4、MgSO4、NaCl等），蛋白质可从溶液中析出。盐析为可逆过程。（但若蛋白质在浓的无机盐溶液中久置会变性）不同蛋白质盐析时所需盐的最低浓度不同。据此可分离蛋白质。,(丙)两性和等电点与AA相似，蛋白质也是两性物质：蛋白质与强酸或强碱都能成盐；在强酸性介质中，蛋白质以正离子形式存在，在电场中向阴极运动；在强碱性介质中，蛋白质以负离子形式存在，在电场中向阳极运动。调节蛋白质溶液的pH值，总会在某一pH值下使蛋白质以偶极离子形式存在，所以蛋白质也有等电点。不同蛋白质具有不同的等电点，据此可分离蛋白质。如梯度pH电泳法。(丁)变性蛋白质受热、紫外
9、线及某些化学试剂（如HNO3、Cl3CCOOH、苦味酸、单宁酸、重金属盐Cr3+、Hg2+、As3+等）作用时，蛋白质的结构、性质发生变化，失去生理活性。如煮鸡蛋、生皮鞣制等。蛋白质的变性一般为不可逆的。,(戊)显色反应,A.水合茚三酮反应,B.缩二脲反应,C.黄色反应,可利用颜色反应来鉴别蛋白质。如临床分析中尿蛋白的检验。,(3)蛋白质的结构,蛋白质是最复杂的天然高分子，其结构可用四级结构来描述。一级结构指AA的排列顺序。,(动画，肽平面),二级结构指蛋白质的空间构象。由于氢键的作用使肽链（蛋白质）呈-螺旋或-折叠片结构。,螺旋：肽链呈右手螺旋状。(动画1、动画2)每圈3.6个AA单位，螺距
10、0.54nm。,折叠片：肽链伸展在褶纸形的平面上，相邻的肽链又通过氢键缔合。(动画),很多蛋白质常常是在分子链中既有-螺旋，又有-折叠，并且多次重复这两种空间结构：,螺旋：肽链呈左手螺旋状。,每圈3个AA单位，螺距2.86nm。,螺旋存在于胶朊纤维中。由于脯氨酸和羟脯氨酸的环状结构，与其他氨基酸缩合成肽链后，不再存在NH，不利于形成-螺旋。,三级结构在二级结构的基础上再进一步卷曲、褶叠、盘绕。（多条肽链扭成“麻花”。）,蛋白质的三级结构是其他次级键，如SS（二硫键）、离子键、氢键、疏水键、支链等，共同作用的结果。,四级结构在三级结构的基础上，各亚基再进一步形成特定的空间结构。四级结构与蛋白质的生理活性有关。,例如，马血红蛋白由四个独立的亚基组成。两个各含141个氨基酸残基的a-蛋白和两个各含146个氨基酸残基的b-蛋白。,使蛋白质亚基聚集的主要因素是疏水基团之间的作用力。当把各个亚基分开时，其三维形状使极性侧链露在外围适应水溶液环境，而把非极性侧链保护在内部避免接触水，但是在分子表面仍有一小片疏水区与水接触。当两个或更多个亚基聚集在一起时，这些疏水区互相接触而避免与水接触，从而维持各亚基之间的聚合。,肽平面,-螺旋1,-螺旋2,-折叠,
