第二十章 蛋白质和核酸.

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1 第二十章 蛋白质和核酸

2 第一节 氨基酸 一、分类、命名和构型 1．分类： 按烃基类型可分为脂肪族氨基酸，芳香族氨基酸，含杂环氨 基酸。
第一节 氨基酸 一、分类、命名和构型 1．分类： 按烃基类型可分为脂肪族氨基酸，芳香族氨基酸，含杂环氨 基酸。 按分子中氨基和羧基的数目分为中性氨基酸，酸性氨基酸， 碱性氨基酸。 2．命名： 多按其来源或性质而命名。 3．构型： 用D/ L体系表示——在费歇尔投影式中氨基位于横键右边的 为D型，位于左边的为L型。 例如：

3 二、氨基酸的性质 1．氨基酸的酸-碱性——两性与等电点 （1）两性

4 （2）等电点 在氨基酸水溶液中加入酸或碱，至使羧基和氨基的离子化程度相等 （即氨基酸分子所带电荷呈中性——处于等电状态）时溶液的pH值称 为氨基酸的等电点。常以pI表示。

5 2．氨基酸氨基的反应 （1）氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺。 （2）氨基的烃基化 氨基酸与RX作用则烃基化成N-烃基氨基酸：

6 （3）与亚硝酸反应 反应是定量完成的，衡量的放出N2，测定N2的体积便可计算出氨基酸 只氨基的含量。 （4）与茚三酮反应 α-氨基酸在碱性溶液中与茚三酮作用，生成显蓝色或紫红色的有色物 质，是鉴别α-氨基酸的灵敏的方法。

7 3．氨基酸羧基的反应 氨基酸分子中羧基的反应主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性质。 这里值得特别提出的是将氨基酸转化为叠氮化合物的方法（氨基酸酯 与肼作用生成酰肼，酰肼与亚硝酸作用则生成叠氮化合物）。

8 三、氨基酸的制备 氨基酸的制取主要有三条途径：即蛋白质水解、有机合成和发酵法。 氨基酸的合成方法主要有三种： 1．由醛制备 醛在氨存在下加氢氰酸生成α-氨基腈，后者水解生成 α-氨基酸。 例如：

9 2．α- 卤代酸的氨化 此法有副产物仲胺和叔胺生成，不易纯化。因此，常用盖伯瑞尔法 代替上法。 盖伯瑞尔法生成的产物较纯，适用于实验室合成氨基酸。

10 此法应用的方式多种多样，其基本合成路线是：
3．由丙二酸酯法合成 此法应用的方式多种多样，其基本合成路线是： D，L-苯丙氨酸

11 第二节 多 肽 一、多肽的组成和命名 1． 肽和肽键 一分子氨基酸中的羧基与另一分子氨基酸分子的氨基脱水而形成的
第二节 多 肽 一、多肽的组成和命名 1． 肽和肽键 一分子氨基酸中的羧基与另一分子氨基酸分子的氨基脱水而形成的 酰胺叫做肽，其形成的酰胺键称为肽键。 由n个α-氨基酸缩合而成的肽称为n肽，由多个α-氨基酸缩合而成的 肽称为多肽。 一般把含100个以上氨基酸的多肽（有时是含50个以上）称为蛋白质。

12 无论肽脸有多长，在链的两端一端有游离的氨基（-NH2），称为
N端；链的另一端有游离的羧基（-COOH），称为C端。

13 2．肽的命名 根据组成肽的氨基酸的顺序称为某氨酰某氨酰…某氨酸（简写为某、 某、某）。 例如：

14 二、多肽结构的测定 多肽结构的测定主要是作如下工作： ① 了解某一多肽是由哪些氨基酸组成的。 ② 各种氨基酸的相对比例。 ③ 确定各氨基酸的排列顺序。 多肽结构测定工作步骤如下： 1．测定分子量 2．氨基酸的定量分析

15 3．端基分析（测定N端和C端） （1）测定N端（有两种方法） a 2,4- = 硝基氟苯法——桑格尔(Sanger-英国人)法 此法的缺点是所有的肽键都被水解掉了。

16 b 异硫氰酸苯酯(Ph-N=C=S)法——艾德曼(Edman)降解法。

17 4．肽链的选择性断裂及鉴定 部分水解法常用的蛋白酶有： 胰蛋白酶——只水解羰基属于赖氨酸、精氨酸的肽键。 糜蛋白酶——水解羰基属于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的肽键。 溴化氰———只能断裂羰基属于蛋氨酸的肽键。

18 三、多肽的合成 要使各种氨基酸按一定的顺序连接起来形成多肽是一向十分复杂的 化学工程，需要解决许多难题，最主要的是要解决四大问题。 1．保护-NH2或-COOH 2．活化反应基团（活化-NH2或-COOH） 3．生物活性

19 第三节 蛋 白 质 一、蛋白质的分类 1.根据蛋白质的形状分为： （1）纤维蛋白质 如丝蛋白、角蛋白等；
第三节 蛋 白 质 一、蛋白质的分类 1.根据蛋白质的形状分为： （1）纤维蛋白质 如丝蛋白、角蛋白等； （2）球状蛋白质 如蛋清蛋白、酪蛋白、血红蛋白、γ-球代表蛋白 （感冒抗体）等。 2．根据组成分： 单纯蛋白质——其水解最终产物是α- 氨基酸。 （2） 结合蛋白质——α- 氨基酸 + 非蛋白质（辅基） 根据蛋白质的功能分； （1） 活性蛋白 按生理作用不同又可分为；酶、激素、抗体、收缩蛋 白、运输蛋白等。 （2）非活性蛋白 担任生物的保护或支持作用的蛋白，但本身不具有 生物活性的物质。

20 二 蛋白质的结构 1．蛋白质的一级结构 由各氨基酸按一定的排列顺序结合而形成的多肽链（50个以上氨基 酸）称为蛋白质的一级结构。 2．蛋白质的二级结构 多肽链中互相靠近的氨基酸通过氢键的作用而形成的多肽在空间排 列（构象）称为蛋白质的二级结构。 3．蛋白质的三级结构 由蛋白质的二级结构在空间盘绕、折叠、卷曲而形成的更为复杂的 空间构象称为蛋白质的三级结构。 4．蛋白质的四级结构 由一条或几条多肽链构成蛋白质的最小单位称为蛋白质亚基，由几 个亚基借助各种副键的作用而构成的一定空间结构称为蛋白质的四级 结构。

21 三、蛋白质的性质 1．两性及等电点 多肽链中有游离的氨基和羧基等酸碱基团，具有两性。

22 2．胶体性质与沉淀作用 （1）可逆沉淀（盐析） （2）不可逆沉淀 蛋白质与重金属盐作用，或在蛋白质溶液中加入有机溶剂（如丙 酮、乙醇等）则发生不可逆沉淀。

23 3．蛋白质的变性作用 变性条件： 物理因素：干燥、加热、高压、振荡或搅拌、紫外线、X射线、超声等等。
化学因素：强酸、强碱、尿素、重金属盐、生物碱试剂（三氯乙酸、乙醇 等等）。 变性后的特点： ① 丧失生物活性 ② 溶解度降低 ③ 易被水解（对水解酶的抵抗力减弱）。 变性作用的利用：① 消毒、杀菌、点豆腐等； ② 排毒（重金属盐中毒的急救）； ③ 肿瘤的治疗（放疗杀死癌细胞）； 变性作用的防治：① 种子的贮存； ② 人体衰老（缓慢变性）； ③ 防止紫外光灼伤皮肤。

24 4．蛋白质的颜色反应 （1）缩二脲反应 蛋白质与新配置的碱性硫酸铜溶液反应，呈 紫色，称为缩二脲反应。 （2）蛋白黄反应 蛋白质中含有苯环的氨基酸，遇浓硝酸发生 硝化反应而生成黄色硝基化合物的反应称为蛋白黄反应。 （3）米勒反应 蛋白质中酪氨酸的酚基遇到硝酸汞的硝酸溶液。 （4）茚三酮反应 蛋白质与稀的茚三酮溶液共热，即呈现蓝色。

25 第四节 酶 一、酶的组成 辅酶的种类颇多，按其化学组成可分两类： 1．无机的金属元素，如铜、锌、锰。
第四节 酶 一、酶的组成 辅酶的种类颇多，按其化学组成可分两类： 1．无机的金属元素，如铜、锌、锰。 2．相对分子质量低的有机物，如血红素、叶绿素、肌醇、烟酰胺、 维生素B1、B2、B6、B12等等。

26 二、酶催化反应的特异性 1．催化效率高（比一般催化剂高108~1010倍）。 2．选择性强 （1）化学选择性——能从混合物中挑选特殊的作用物。例如，麦芽糖 酶只能使α-葡萄糖苷键断裂，而不能使β-葡萄糖苷键断裂。 （2） 立化学选择性——辨别对映体，酵母中的酶只能使天然D型糖发 酵，而不能使相应的L型糖发酵。 3.反应条件温和——一般是在常温常压和pH 7左右进行的。 人体内如果缺少某种酶，就会引起疾病或死亡。

27 三、酶的分类和命名 1．分类 按催化反应的类型，可把酶分为六大类： (1)氧化还原酶 (2)转移酶 (3)水解酶 (4)裂解酶 (5)异构酶 (5)连接酶（合成酶） 2．酶的命名

28 第五节 核 酸 简 介 一、核酸的组成

29 1.核糖和2-脱氧核糖 2.碱基 核苷酸中的碱基主要有五种，都是嘧啶或嘌呤的衍生物。它们是： 胞嘧啶，脲嘧啶，胸腺嘧啶，腺嘌呤，鸟嘌呤。： C U T A G

30 3．核苷 （1）核苷——（由RNA水解而得） （2） 2-脱氧核苷——（由DAN水解而得）

31 4．核苷酸 核糖C5上的羟基与磷酸酯化便得到核苷酸。

32 二、核酸的结构 1．核酸一级结构

33 RNA或DNA中的多核苷酸链，都按上图方式表示，显然太繁复了，所
以现在都用简化了的示意法来表示。如上图可简化如下： 其中R1、R2、R3、R4表示碱基，P表示磷酸基，一竖表示糖分子， 2ˊ、3ˊ、5ˊ表示糖中C原子编号。 还可以进一步简化成PA-C-G-UP。 RNA与DNA的区别： 核糖——RNA中为核糖，DNA中为2-脱氧核糖。 碱基——RNA中为A、U、C、G； DNA中为A、T、

34 2．核酸的二级结构 DNA的二级结构为右手双股螺旋结构。 3．核酸的三级结构 核酸的三级结构是在二级结构的基础上进一步紧缩、扭曲成闭链状环 或开链状环以及麻花状的一定空间关系的结构。

35 三、核酸的生物功能 根据在蛋白质合成中所起的作用，RNA分为三类： 1．信使核酸（mRNA）——传递DNA的遗传信息，合成模板。 2．核糖体核酸（rRNA）——合成蛋白质的场所。 3．转移核糖核酸（tRNA）——搬运工具

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