22 第二十二章 氨基酸、多肽、蛋白质、酶和核酸.pptx

第1页：第二十二章氨基酸、多肽、蛋白质

第二十二章氨基酸、多肽、蛋白质、酶和核酸

第2页：氨基酸的性质

第一节氨基酸的结构、名称及物理性质第二节氨基酸的性质第三节氨基酸的合成第四节多肽的定义、命名和结构第五节多肽的合成第六节多肽结构的测定第七节蛋白质的结构和特性第八节酶第九节核酸本章提纲

第3页：氨基酸的结构、名称和物性羧酸

蛋白质、碳水化合物、脂肪(甘油醇的脂肪酸酯)是人所需营养中的三种要素。；第一节氨基酸的结构、名称和物性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。；一定义

第4页：按氨基与羧基的相对位置分

按氨基与羧基的相对位置分

α-氨基酸，β-氨基酸按氨基与羧基的数目来分：中性氨基酸、酸性氨基酸，碱性氨基酸三氨基酸的构型和存在形式构型（用D、L表示）α-氨基酸通式L型α-氨基酸D型α-氨基酸L-甘油醛除甘氨酸，天然α-氨基酸都是有旋光的，而且都是L型的。

二分类

第5页：氨基酸的性质

存在形式

氨基酸都以偶极离子的形式存在。

组氨酸谷氨酸丙氨酸

第6页：每一个光学纯的氨基酸都有旋光值

四名称和物理性质名称氨基酸的α碳原子（除甘氨酸外）都是手性碳原子。；其构型的表示方法与糖一样，用D或L表示。；每个氨基酸都有俗名，并都用一个缩写符号表示。；物理性质大部分的氨基酸在水中有一定的溶解度；酸性的氨基酸在水中的溶解度较差；氨基酸在200度以下都是稳定的；氨基酸的pKa为2左右；每一个光学纯的氨基酸都有旋光值。

第7页：五八个必需氨基酸、缬氨酸、亮氨酸

五八个必需氨基酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸苯丙氨酸苏氨酸蛋氨酸赖氨酸色氨酸

第8页：氨基酸的性质

一等电点二与茚三酮反应三氨基酸金属盐络合物的形成第二节氨基酸的性质

第9页：谷氨酸焦谷氨酸总述

谷氨酸焦谷氨酸总述

具有胺和羧酸的共性。

例如形成酰胺2分子甘氨酸2,5-二嗪哌酮-2H2O-H2O

第10页：氨基酸的特殊性质一等电点

一个氨基酸总可以找到一个pH值，在该pH值下，正、负离子的浓度完全相等，此时向阳极移动和向阴极移动的离子彼此抵消（即没有净的迁移），或者说，电场中不显示离子的迁移。；将此时的pH值称为该氨基酸的等电点。；氨基酸的特殊性质一等电点

第11页：中性氨基酸的等电点

中性氨基酸的等电点

pH=6.2~6.8酸性氨基酸的等电点：pH=2.8~3.2碱性氨基酸的等电点：pH=7.6~10.8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。

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。

第12页：二与茚三酮的反应凡是有游离氨

二与茚三酮的反应凡是有游离氨基的氨基酸都可以和茚三酮发生呈紫色的反应。；茚茚三酮水合茚三酮+紫色-CO2，-RCHO-3H2O互变异构

第13页：三氨基酸金属盐络合物的形成金属上

三氨基酸金属盐络合物的形成金属上有空轨道，N上有未共用电子对！氨基酸金属盐络合物具有很好的结晶形状,该反应可用来沉淀和鉴别某些氨基酸。

第14页：氨基酸的合成

一斯瑞克合成法--醛的氨氰化法二赫尔--乌尔哈--泽林斯基α-溴化法三盖布瑞尔法四丙二酸酯法第三节氨基酸的合成

第15页：氨基酸的合成

改进方法

用NH4CN or NH4Cl+KCN代替HCN+NH3应用：合成比原料醛多一个碳的氨基酸氨基酸的来源：

• （1）天然产物酸性水解
• （2）微生物发酵法
• （3）化学合成法一斯瑞克合成法--醛的氨氰化法RCHO + HCN +NH3H3+Oτ

第16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。；二赫尔--乌尔哈--泽林斯基α-溴化法RCH2COOHNH3Br2P在封管或高压釜内进行三盖布瑞尔法H3O+

第17页：通过酰基丙二、酸酯法四丙二、酸酯法

• 1.通过酰基丙二酸酯法四丙二酸酯法+ NC-CH=CH2H3+OH2/Pt醋酸麦克尔加成碱H2/催加热-CO2

第18页：OH-丝氨酸的合成+CH

OH-丝氨酸的合成+ CH2=OH3+O-CO2τ丝氨酸（65%）

第19页：2.通过溴代丙二酸酯法合成C

• 2.通过溴代丙二酸酯法合成CH2(COOEt)2BrCH(COOEt)2ClCH2CH2SCH3HClBr2CCl4NaNaOH蛋氨酸（50%）烷基化τ

第20页：谷氨酸的合成+CH

谷氨酸的合成+ CH2=CHCOOEt麦克尔加成NaOEtH3+Oτ谷氨酸（70%）

第21页：脯氨酸的合成H3+ONaOE

脯氨酸的合成H3+ONaOEtBr(CH2)3BrEtOHNaOH脯氨酸70%分子内亲核取代Δ

第22页：多肽的定义、命名和结构

一个氨基酸的羧基与另一分子氨基酸的氨基通过失水反应，形成一个酰氨键，新生成的化合物称为肽，肽分子中的酰氨键叫肽键。；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。；第四节多肽的定义、命名和结构一定义

第23页：二命名甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸

二命名甘氨酸丙氨酸亮氨酸产物三肽的名称为：甘氨酰-丙氨酰-亮氨酸（甘-丙-亮）（Gly-Ala-Leu）-2H2O肽键C-端N端

第24页：NH2SS牛催产素

• 1.肽键和肽的几何形状三结构
• 2.二硫键Na +液NH3空气氧化Cys-Tyr-Ile-Glu-Arg-Cys-Pro-Leu-Gly
• •NH2SS牛催产素

第25页：多肽的合成

一氨基的保护二羧基的保护三侧链的保护四接肽方法1混合酸酐法2活泼酯法、3碳二亚胺法4环酸酐法、5固相接肽第五节多肽的合成

第26页：保护基必须具备的条件

保护基必须具备的条件

• （1）易在预定的部位引入
• （2）在某特定的条件下，保护基很易除去
• （3）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。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

第27页：用氯代甲酸苯甲酯

C6H5CH2OH+COCl2（光气)一氨基的保护

• 1.用氯代甲酸苯甲酯（或称苯甲氧基甲酰氯）保护Benzoxycarbonyl（简写Z）

第28页：上保护基、接肽去保护基、反应过程

H2Pd/C+NH3CH2CO2-OH-H+SOCl2+NH3CH2CO2-, OH-H+H+CF3COOH（1mol）上保护基接肽去保护基反应过程：

第29页：2用氯代甲酸三级丁酯保护t

2用氯代甲酸三级丁酯保护t-Butoxycarbonyl简写BOC在多肽中的应用：CF3COOH HOAc-OH, 25oC上保护基接肽（过程略）去保护基

第30页：.若氨基酸中有多个氨基

• *1.催化氢化和稀碱都不能除去BOC，通常用温和的酸性水解法除去。
• *2.若氨基酸中有多个氨基，在接肽前均需保护。
• *3.用Z保护还是用BOC保护，视实际情况而定。

第31页：二羧基的保护使用的酸为

二羧基的保护使用的酸为

CF3COOH HBr / HOAcA代表：HClCH3OH接肽Na2CO3接肽Pd / H2(CH3)2C=CH2接肽H3+O去保护基去保护基上保护基上保护基上保护基去保护基AAA

第32页：多肽的合成

例如

三侧链的保护当氨基酸的侧链带有某些官能团时，在合成多肽时，有时也需要加以保护，保护的方法，要视具体情况而定。

巯基经常用苯甲基保护，保护基可以在钠、液氨作用下除去。；上保护基去保护基空气中氧化Na, NH3(l)

第33页：四接肽的方法1混合酸酐法

四接肽的方法1混合酸酐法（活化羧基）-OH, 25oCN(C2H5)3-5-0oC-(C2H5)3N

• •HClH2/Pd-C接肽C6H5CH2OCOCl

第34页：活泼酯法N

2活泼酯法N(C2H5)3H+

第35页：3.碳二亚胺法接肽dicyc

• 3.碳二亚胺法接肽dicyclohexylcarbodimide (DCC)接肽H2/ Pd-C去保护基

第36页：失水机制二环己基脲

失水机制二环己基脲

第37页：1.保护氨基和活化羧基同时完

• 1.保护氨基和活化羧基同时完成
• 2.氨基甲酸不稳定
• 4.环酸酐法接肽-CO2二肽环状酸酐21

第38页：固相接肽麦尔德发明

• 5.固相接肽麦尔德发明；

解决了蛋白质和多肽的一些合成问题。；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。

第39页：多肽结构的测定

测定肽或蛋白质的一级结构需要进行下面几项工作：一测定分子中是否存在二硫键二检测氨基酸的组成及其相对比例三测定肽或蛋白质中各氨基酸的排列顺序第六节多肽结构的测定

第40页：一测定分子中是否存在二硫键多

一测定分子中是否存在二硫键多肽或蛋白质分子中有二硫键，需要切断。；其方法是用过酸氧化。；二检测氨基酸的组成及其相对比例该工作由氨基酸自动分析仪完成

第41页：N-端氨基酸单元的分析

在N-端引入具有特定基团的标记化合物，这种标记基团有颜色、荧光、紫外吸收等性质，然后分离鉴定具有这种基团的氨基酸衍生物。三测定肽或蛋白质中各氨基酸的排列顺序

• 1. N-端氨基酸单元的分析

第42页：N-端氨基酸单元的分析（续）

DNFB + Gly-Ala-PheDNFB-Gly-Ala-PheDNFB-Gly Ala PheH+水解105oCpH=8-9室温二硝基氟苯法（桑格尔法）

第43页：多肽结构的测定

肼解法

当蛋白质（或多肽）与无水肼在100℃反应5-10h后，除C端氨基酸外，所有氨基酸都转变成相应氨基酸的酰肼，C端氨基酸则以游离氨基酸放出。

• 2. C-末端测定NH2-NH2100oC 5-10hGly-Ala-PheGlyNHNH2AlaNHNH2Phe

第44页：蛋白质的结构和特性

第七节蛋白质的结构和特性相对分子质量超过1万的多肽称为蛋白质。

蛋白质有两个重要的性质

盐析、变性

第45页：蛋白质有四级结构肽链中各种氨

蛋白质有四级结构肽链中各种氨基酸相互联接的顺序是蛋白质的初级结构，也叫一级结构。；多肽链主链骨架中的若干肽段，通过氢键，形成有规则的构象，这称为二级结构。；α-螺旋β-折叠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而进行盘旋和折叠，因而产生的特定的三维空间结构，这称为三级结构，也称为蛋白质的亚基。；各个亚基在低聚蛋白中的空间排布及相互作用，称为蛋白质的四级结构。；蛋白质的生理活性是由二级、三级、四级结构来决定的。

第46页：酶酶：酶是一类在生物体内

第八节酶酶

酶是一类在生物体内有催化活性的蛋白质。

辅酶

与酶蛋白松弛地结合的辅助因子称为辅酶。

辅基

与酶蛋白紧密地结合的辅助因子称为辅基。

全酶

酶蛋白与辅助因子结合后形成的复合物称为全酶。

第47页：核酸

D-2-脱氧核糖的核苷+磷酸第九节核酸D-核糖+碱基结构组成核糖核苷酸核糖核酸D-核糖的核苷+磷酸核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核甘酸D-2-脱氧核糖+碱基聚合聚合

第48页：核酸的基本单位一糖D-核糖D

核酸的基本单位一糖D-核糖D-2-脱氧核糖

第49页：核酸

二碱基C（胞嘧啶）U（脲嘧啶）T（胸腺嘧啶）A（腺嘌呤）G（鸟嘌呤）

第50页：RNA的组成鸟苷

RNA的组成鸟苷（G）腺苷（A）胞苷（C）脲苷（U）

第51页：RNA的作用

将遗传密码翻译变成特异的蛋白质，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状。；RNA的作用

第52页：DNA的组成2-脱氧胸腺苷d

DNA的组成2-脱氧胸腺苷dT2-脱氧胞苷dC2-脱氧腺苷dA2-脱氧鸟苷dG

第53页：DNA的作用

携带全部遗传密码。；DNA所携带的全部遗传信息都记载在DNA所包含的全部核苷酸的排列顺序中。；DNA虽然只有四种类型的核苷酸，但它的相对分子质量极大，这四种核苷酸在DNA分子中的排列方式近乎无穷，一个含1000个核苷酸的DNA分子，有41000种排列方式，这是一个天文数字，这就是生物界多样性的原因。；DNA的作用

第54页：关于DNA和RNA在生物的生

关于DNA和RNA在生物的生长、繁殖、遗传、变异中的功能和具体作用，是生物学的研究范畴。