化学生物学导论蛋白质化学12PPT课件.ppt

本章内容 第一节 蛋白质的组成 (Protein composition) 第二节 多肽 (Polypeptide) 第三节 蛋白质的结构 (Protein structure) 第四节 蛋白质的分类 (Protein classification) 主要知识点 熟练掌握构成蛋白质的20种氨基酸的基本结构、分类和简写方式； 熟练掌握氨基酸的结构特点和物理化学性质（光学性质、两性电解质性质）； 掌握蛋白质一级结构的基本测定方法和高级结构的定义； 掌握二级结构类型和特征，三级结构和四级结构的特性和区别。 熟练掌握蛋白质的理化性质及其应用； 了解多肽的合成方法。 第一节 蛋白质组成 一、蛋白质的元素组成 二、蛋白质的基本单位-氨基酸 三、氨基酸的性质 二、蛋白质基本单位-氨基酸 除甘氨酸外，组成蛋白质结构单元氨基酸均属于 L-α-氨基酸，具有旋光性 [左旋（-）或右旋（+）] 天然蛋白质由20种氨基酸组成; 天然蛋白质含有若干种不常见的氨基酸衍生物; 氨基酸是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白质的基本单位。 20种氨基酸的侧链结构及极性迥然不同 按R基和氨基酸性质的不同可分为 脂肪族氨基酸 芳香族氨基酸 碱性氨基酸 含羟基或含硫氨基酸 环氨基酸以及酸性氨基酸及其酰胺 此类氨基酸由丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸和脯氨酸六个或称为疏水性氨基酸 此类氨基酸在水溶液中溶解度小。 (二)侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸 此类氨基酸有甘氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺； 半胱氨酸侧链的巯基失去质子的倾向较此类其他氨基酸为大，其极性最强。 （三）侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸 此类氨基酸有苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸； 其侧链分别由苯基、酚基和吲哚基； 苯基的疏水较强；酚基和吲哚基在一定的条件下可解离。 （四）侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸 此类氨基酸有天冬氨酸、谷氨酸； 其侧链都含有羧基，均可解离而带负电荷； （五）侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸 此类氨基酸有赖氨酸、精氨酸和组氨酸； 其侧链分别含有氨基、胍基、和咪唑基，均可发生质子化，使之带正电荷。 必须氨基酸共八种： 蛋氨酸(Met)，苏氨酸(Thr)，色氨酸(Trp)，缬氨酸(Val)，赖氨酸(Lys) ，苯丙氨酸(Phe),异亮氨酸(Ile)，亮氨酸(Leu) 。 非必须氨基酸共两种： 组氨酸（His），精氨酸（Arg），体内合成效率较低，尤其婴幼儿时期可体外补充。 三、氨基酸的性质 氨基酸是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白质的基本单位。 从蛋白质水解物中分离出来的氨基酸有二十种，除脯氨酸和羟脯氨酸外，这些天然氨基酸具有共同或特异的理化性质。 α氨基酸为无色晶体，不同氨基酸晶体形状不相同 酪氨酸的?max＝275nm 色氨酸的?max＝280nm 苯丙氨酸的?max＝257nm 从结构上看，氨基酸分子中含有羧基（-COOH)和氨基（-NH2） 从物理化学性质上看，氨基酸具有盐的某些属性：白色晶体、熔点很高（200℃以上分解），不同程度溶于水，水溶液具有较高的介电常数；不同一般的羧酸和胺； 氨基酸在结晶形态或水溶液中，并不是以游离的羧基或氨基形式存在； 氨基酸以解离成两性离子，氨基以质子化（-NH3+)形式存在，羧基以离解状态（-COO-）存在。 由甘氨酸（Gly）的两性解离和滴定曲线可以看出，在pH2.34和pH9.60处，Gly具有缓冲能力。 氨基酸分子的氨基、羧基和一些侧链活性官能团发生多种化学反应： ?-氨基参与的反应 ?-羧基参与的反应 ?-氨基和羧基共同参与的反应 不同侧链基团性质决定的化学反应 1）?-氨基参与的反应 成盐反应 形成酯的反应 形成酰卤的反应 叠氮化反应 脱羧反应 例1.与Ba(OH)2共热失去羧基形成相应的胺 例2.人体内通过脱羧酶发生脱羧反应  与茚三酮反应:氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，其最大的吸收峰在570 nm处。由于最大吸收峰值与氨基酸的含量存在正比例关系，因此，可作为氨基酸的含量定量分析； 成肽反应：一个氨基酸的羧基可与另一个氨基酸的氨基反应成肽。 肽链的异构体 由两种氨基酸组成的如A和B形成的二肽，有两种异构体； 有三种氨基酸组成的三肽，有六种异构体； 四肽有24个异构体； 五肽有120种异构体，以此类推， n个氨基酸的异构体，从理论上就有 1×2×3×4……×n个异构体。 即它们的结构不同，性质相似，但却也不尽相同。 4）不同侧链基团性质决定的化学反应 巯基的性质 羟基的性质 咪唑基的性质 甲硫基的性质 芳香环的性质 第二节 多肽(peptide) 一、多肽的结构 二、肽键 三、多肽的性质 四、天然存在的重要多肽 五、多肽的合成 一分子氨