3蛋白质经典案例.ppt

第 3 章 蛋 白 质 氨基酸、多肽和蛋白质 氨基酸 多肽 多肽的性质 蛋白质 蛋白质的结构 概 述 分 类 理化性质 生物功能 分析分离 内 容 提 要 （第三讲） ? 蛋白质结构层次 聚合体 球状分子 氨基酸顺序 二级结构 超二级结构 结构域 ? 蛋白质结构层次图示 催化功能 酶 代谢调节作用 激素 收缩作用 肌球蛋白 运载工具 血红蛋白 免疫功能 抗体 接受传递信息作用 感觉蛋白 甜 苦 咸 咸 酸 酸 主动免疫 （抗原） 被动免疫 （抗体） 蛋白质的生物学功能 3.1 氨基酸、多肽和蛋白质 C：50～55% H：6 ～8% O：20 ～23% S：0 ～4% N：15 ～17% 含氮量平均16% 视色素 视网膜 舌头 味蕾 100/16=6.25 即蛋白质换算系数 粗蛋白质%=N% ×6.25 蛋白质→ 多肽→ 寡肽→ 二肽→ 氨基酸 氨基酸是蛋白质的 基本组成单位 3.2氨基酸 3.2.1氨基酸的结构和分类 ? * 可变部分 不变部分（L-构型） 如R≠H，则具有不对 称C原子，有光学活性 构成天然蛋白质 的20种氨基酸除甘 氨酸外，其所含的 -C原子均为不对 称C原子，都有D、 L型二种立体异构 体。 L-（-）甘油醛 L-氨基酸 天然蛋白质中的 氨基酸都是L型 氨基酸结构 的共同点： ⑵除甘氨酸外，都 是L-型氨基酸，有 光学活性。 ⑴都是 -氨基酸。 ? 结构 20种氨基酸的结构 按酸碱性分类 中性氨基酸（一氨一羧） 甘、丙、丝、半胱、苏、甲硫、缬、亮、异亮、酪、脯、色、苯丙、谷酰胺、天冬酰胺 15种 酸性氨基酸（一氨二羧） 谷氨酸、天冬氨酸 2种 碱性氨基酸（二氨一羧） 精氨酸、赖氨酸、组氨酸 3种 必需氨基酸： 赖、 异亮、 组、 苯丙、 蛋、 缬、 色、 苏、 （精） 亮 谐音： 来一组笨蛋鞋色书晾 为无色结晶。 熔点极高，一般在200-300℃。 各种氨基酸在水中溶解度差别大，能溶于稀酸、稀碱溶液，但不溶于有机溶剂。 3.2.2氨基酸的解离性质 分类 OH- H+ 晶体或水溶液 碱性溶液 酸性溶液 AA AA - AA + pH=pI pH﹥pI pH﹤pI pH pI时，氨基酸带负电荷，-COOH解离成 -COO-，向正极移动。 pH = pI时，氨基酸净电荷为零。 pH pI时，氨基酸带正电荷，-NH2解离成 -NH3+，向负极移动。 等电点： 使氨基酸分子所带正负电荷相等， 净电荷为零的环境pH。 用pI表示。 中性氨基酸的等电点： pI= pk1+pk2 2 二氨一羧氨基酸： 二羧一氨氨基酸： 取二个氨基的pK值 取二个羧基的pK值 （碱性氨基酸） （酸性氨基酸） 请思考：某氨基酸的等电点等于4，它在pＨ=2、 pＨ=5的缓冲溶液中电泳时，分别向电场的哪 个方向移动？ 氨基酸在等电点时，溶解度最小，容易沉淀析出， 可利用此性质分离纯化氨基酸。 等电点 等电点时， 两性电解质 在电场中不 移动。 侧链不含解 离基团的中 性氨基酸， 其等电点是 它的pK1和 pK2的算术 平均值。 甘氨酸的解离曲线 pI=（2.34+9.60） 2 =5.97 谷氨酸的解离曲线 组氨酸的解离曲线 3.2.3氨基酸的化学性质 1. -氨基参与的反应 ? 可发生亲核加成或取代反应 ⑴与甲醛反应（甲醛滴定法） （N-羟甲基氨基酸） （N，N-二羟甲基氨基酸） 中和 OH- 反应放出的H+使pH很快下降，用酚酞作指示剂,标准NaOH溶液滴定。 应用:测定氨基酸的量或蛋白质的水解程度。 ⑵与亚硝酸反应（Van Slyke定氮法） N2一半来自氨基酸 一半来自亚硝酸 -氨基在室温下3-4分钟即反应完全，脯、精、组、色氨酸环中结合的N，皆不与亚硝酸作用。 α ⑶酰化反应 OH- 应用：测定游离的氨基氮，计算氨基酸的量，监控蛋白质水解。 应用：是多肽合成的基本反应，可用于保护氨基或测定 肽链N-端氨基酸。 + + + + ⑷烃基化反应 烃基化氨基酸 氨基酸 ⑸生成西佛碱的反应 醛 氨基酸 西佛碱 应用：西佛碱是氨基酸的中间产物。 环硫鎓盐 + （芥子气） -氯代烷基硫醚 β 应用：鉴定肽链N-末端氨基酸。 + （DNFB） 2，4-二硝基氟苯 DNP-氨基酸（黄色） +HF 2. -羧基的反应 ? ⑴成盐反应 + 谷氨酸 味精 ⑵成酯反应 + 干燥HCl + + 活性酯 应用：是合成氨基酸酰基衍生物的重要中间体。 应用：是制备甲、乙酯的常用方法。 ⑶形成酰卤的反应 + 酰化氨基酰氯 应用：是使氨基酸羧基活化的重要反应，用于多肽人工合成。 ⑷叠氮化反应 ⑸脱羧反应 脱羧