第二十章节蛋白质和核酸.docVIP

第二十章 蛋白质和核酸 一、教学目的和要求 （1）掌握α-氨基酸的结构及性质（偶极离子、等电点、氨基反应、羧基反应）。 （2）掌握蛋白质的性质及应用。 （3）了解蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构的结构特点及生理作用。 （4）了解多肽的合成方法。 （5）了解酶的组成及其催化原理。 （6）了解核酸结构及其生物功能。 二、教学重点与难点 （1）α-氨基酸的结构及性质（偶极离子、等电点、氨基反应、羧基反应）。 （2）蛋白质的性质。 三、教学方法和教学学时 1、教学方法：以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合。 2、教学学时：6学时 四、教学内容 第一节 氨基酸 一、氨基酸的结构、命名和分类 二、氨基酸的构型 三、氨基酸的性质 四、氨基酸的制法 第二节 多肽 一、肽和肽键 二、多肽结构测定和端基分析 三、多肽的合成 第三节 蛋白质 一、蛋白质的分类 二、蛋白质的结构 三、蛋白质的性质 第四节 酶 一、酶的组成 二、酶催化反应的特异性 三、酶的分类和命名 第五节 核酸 一、核酸的组成 二、核酸的结构 三、核酸的生物功能 四、DNA重组技术和 基因工程 五、人类基因组计划 五、课后作业、思考题 习题：1、3、4、6。 蛋白质和核酸都是天然高分子化合物，是生命物质的基础。我们知道，生命活动的基本特征就是蛋白质的不断自我更新。蛋白质是一切活细胞的组织物质，也是酶、抗体和许多激素中的主要物质。所有蛋白质都是α-由氨基酸构成的，因此，α-由氨基酸是建筑蛋白质的砖石。要讨论蛋白质的结构和性质，首先要研究α-由氨基酸的化学。 §20~1 氨基酸 一、分类、命名和构型 组成蛋白质的氨基酸（天然产氨基酸）都是α-氨基酸，即在α-碳原子上有一个氨基，可用下式表示： 天然产的各种不同的α-由氨基酸只R不同而已。 氨基酸目前已知的已超过100种以上，但在生物体内作为合成蛋白质的原料只有二十种（见P616表20-1）。 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。国际上有通用的符号（见P616表20-1）。 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： D-氨基酸 L-氨基酸 天然氨基酸（出甘氨酸外）其他所有α-碳原子都是手性的，都有旋光性，而且发现主要是L型的（也有D型的，但很少）。 二、氨基酸的性质 1．氨基酸的酸-碱性——两性与等电点P612~615 氨基酸分子中的氨基是碱性的，而羧基是酸性的，因而氨基酸既能与酸反应，也能与碱反应，是一个两性化合物。 （1）两性 氨基酸在一般情况下不是以游离的羧基或氨基存在的，而是两性电离，在固态或水溶液中形成内盐。 （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。 溶液pH等电点 等电点(pI) 溶液pH等电点 注：1°等电点为电中性而不是中性（即pH=7），在溶液中加入电极时其电荷迁移为零。 中性氨基酸 pI = 4.8~6.3 酸性氨基酸 pI = 2.7~3.2 碱性氨基酸 pI = 7.6~10.8 2°等电点时，偶极离子在水中的溶解度最小，易结晶析出。 2．氨基酸氨基的反应 氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺。 乙酰氯、醋酸酐、苯甲酰氯邻苯二甲酸酐等都可用作酰化剂。在蛋白质的合成过程中为了保护氨基则用苄氧甲酰氯作为酰化剂。 选用苄氧甲酰氯这一特殊试剂，是因为这样的酰基易引入，对以后应用的种种试剂较稳定，同时还能用多种方法把它脱下来。 （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： 氟代二硝基苯在多肽结构分析中用作测定N端的试剂。 （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。 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