蛋白质化学氨基酸和多肽.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,05 十一月 2026,蛋白质化学氨基酸和多肽,概 述,生命是蛋白体的存在方式。,恩格斯反杜林论1878,蛋白质是生命的表征，哪里有生命活动哪里就有蛋白质。,如果说基因是构建生命的图纸，那么蛋白质就是组成生命的主要材料，是生命活动的物质基础。,2,概 述-,蛋白质的生物学功能,蛋白质结构复杂种类繁多功能各异，是构建生命，行使生命活动最主要的功能分子。,3,1、催化作用,酶有两类：一类是蛋白质（蛋白酶），另一类为核酸（核酶）,4,2、运输作用：,血红蛋白、Na,+,-K,+,-ATPase、葡萄糖运输载体、脂蛋白、电子传递体,5,3、运动作用,动物的肌肉收缩,（肌球蛋白、肌动蛋白）,、细菌的鞭毛运动,6,4、防御作用,抗体、补体、干扰素、凝血酶和血纤维蛋白原等,7,5、激素的调节作用：,蛋白质或多肽类激素，胰岛素、生长素,6、接受和传递信息的受体作用：,受体蛋白、,味觉蛋白,8、控制细胞生长、分化：,生长因子、阻遏蛋白,9、结构成分和机械支持物：,角蛋白、,结缔组织的胶原蛋白、血管和皮肤的弹性蛋白,10、异常功能：,毒蛋白：生物体攻击或自卫的武器。,贝类分泌的胶质蛋白，能将贝壳粘在岩石上；,朊病毒(一种特殊的蛋白质病毒),8,概 述-,蛋白质的化学组成,1、元素组成,2、蛋白质的基本结构单元,9,1、元素组成,主要元素：,C、H、O、N、S,微量元素：,P、Fe、Cu、Zn、Mo、I、Se等,碳：50 氢：7 氧：23,氮：16%,硫：03 其他：微量,蛋白质平均含N量为16,这是凯氏定氮法测定蛋白质含量的理论依据：,蛋白质含量蛋白质含N量6.25,10,2、蛋白质的基本结构单元,蛋白质的基本结构单元是,氨基酸（20种）,多个氨基酸首尾连结形成长而不分支的多聚物,多肽链,多肽链再折叠卷曲，形成,蛋白质,蛋白质的定义：,由20种L-氨基酸按一定的序列通过酰胺键（肽键）缩合而成的，具较稳定构象并具一定生物功能的生物大分子。,11,3.1,蛋白质的基本构件单位,氨基酸 AA,Amino acids the building block of protein,3.1.1 蛋白质氨基酸的,结构及分类,3.1.2 氨基酸的,理化性质,12,(1)蛋白质氨基酸的,结构特点,：,3.1.1,蛋白质氨基酸的,结构及分类,可变部分,除脯氨酸为-亚氨基酸外，均为,a-氨基酸,。,各种蛋白质氨基酸的区别在于,侧链R基的不同,。,除R为H（甘氨酸）外，均具有,旋光性,，均为,L-型,。,13,D型 与 L型,D-(+)-甘油醛,L-(-)-甘油醛,15,据R基团化学结构分类,脂肪族,（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）,芳香族,A(Phe、Tyr、Trp),杂环,(His、Pro),极性R基团,AA,据R基团极性分类,非极性R基团,AA（种）,不带电荷（种）,带电荷：正电荷（种）负电荷（种）,据营养学分类,必需,(8种),半必需,(2种),Ile Met Val Leu Trp Phe Thr Lys,一 家 写 两 三 本 书 来,非必需,Arg，His,（疏水氨基酸）,（亲水氨基酸）,Ile Leu Trp Thr Phe Lys Met Val 一 两色素本来淡些,(2)蛋白质氨基酸的,分类（常见的有20种）,16,(3)20种蛋白质氨基酸的,结构,及,三字符,中性脂肪族,氨基酸,(5个),甘氨酸 （Gly,G）,丙氨酸 （Ala,A）,缬氨酸 （Val,V）,亮氨酸 （Lue,L）,异亮氨酸 （Ile,I）,17,含羟基或硫,氨基酸,(4个),丝氨酸,(Ser,S）,苏氨酸,(Thr,T）,半胱氨酸 (Cys,C）,甲硫氨酸 (Met,M）,巯基,羟基,羟基,甲硫基,18,酸性氨基酸及酰胺(4个),天冬氨酸 （Asp,D）,谷氨酸 （Glu,E）,天冬酰胺 （Asn,N）,谷氨酰胺 （Gln,Q）,羧基,酰胺基,酰胺基,羧基,19,碱性氨基酸(3个),赖氨酸 （Lys,K）,精氨酸 （Arg,R）,组氨酸 （His,H）,胍基,咪唑基,氨基,20,杂环氨基酸,(2个),组氨酸 （His,H）,脯氨酸 （Pro,P）,碱性氨基酸,吡咯烷基,21,芳香族氨基酸(3个),苯丙氨酸 （Phe,F）,酪氨酸 （Tyr,Y）,色氨酸,（Trg,W）,吲哚基,22,非极性R基团氨基酸,23,不带电荷极性R基团氨基酸,24,带电荷R基团氨基酸,25,(一)蛋白质中几种重要的稀有氨基酸,在少数蛋白质含有一些,不常见蛋白质氨基酸。,这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。,其中重要的有,4-羟基脯氨酸,、,5-羟基赖氨酸,、,6-N-甲基赖氨酸,等。,补充：,不常见的蛋白质氨基酸,和,非蛋白质氨基酸,26,几种不常见蛋白质氨基酸的结构,锁链素由4个Lys组成(弹性蛋白中),27,广泛存在于各种细胞和组织中，呈游离或结合态，但并不存在蛋白质中的一类氨基酸，大部分也是蛋白质氨基酸的衍生物。如：,-丙氨酸,、,鸟氨酸,、,胍氨酸,、,-氨基丁酸,等。,(二)非蛋白氨基酸,28,几种,非蛋白氨基酸,的结构,H,2,N-CH,2,-CH,2,-COOH H,2,N-CH,2,-CH,2,-CH,2,-COOH,-,丙氨酸,-氨基丁酸,29,精氨酸 （Arg,R）,胍基,30,非蛋白氨基酸存在的意义：,1.作为细菌细胞壁中肽聚糖的组分：D-Glu D-Ala,2.作为一些重要代谢物的前体或中间体:,-丙氨酸（,V,B3,）、鸟氨酸、胍氨酸(,尿素,).,3.作为神经传导的化学物质：,-氨基丁酸,4.有些氨基酸只作为一种N素的转运和贮藏载体.,5.调节生长,杀虫防御作用等。,绝大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。,31,3.1.2 氨基酸的,理化性质,3.1.2.1,AA的,物理性质,3.1.2.2,AA的,两性解离,和,等电点,3.1.2.3,AA的,光学性质,3.1.2.4,AA的重要,化学反应,32,3.1.2.1,氨基酸的物理性质,氨基酸在常温下为白色固体，熔点很高（约为200300），大部分尚未到达熔点时已开始分解。一般均能溶于水，但是溶解度大小不一，差异较大，其中亮氨酸和酪氨酸难溶于冷水，其余均可溶。氨基酸易溶于酸性或碱性溶液中，微溶于乙醇，不溶于乙醚。,氨基酸的味感与其构型有关,。D型氨基酸一般具有甜味，D-色氨酸的甜度是蔗糖的,40倍,。L氨基酸具有鲜、甜、苦、酸四种味感。,甘氨酸,因具有甜味而得名，,精氨酸,有苦味，,谷氨酸,的钠盐有鲜味，是味精的主要成分。,33,3.1.2.2,氨基酸的两性解离性质及等电点（,pI,）,pH=pI,净电荷=0,pH,pI,净电荷为负,CH,R,COOH,NH,3,+,CH,R,COO,NH,2,CH,R,COO,NH,3,+,+,H,+,+,OH,-,+,H,+,+,OH,-,(pK,1,),(pK,2,),当氨基酸溶液在某一定pH值时，使,某特定氨基酸分子,上所带正负电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值即为该氨基酸的,等电点,(,pI,isoelectric point)。,简单讲，,使氨基酸净电荷为零时的溶液pH值,，称为该氨基酸的,等电点。,34,等电点的实验测定方法,等电聚焦法：,一种特殊的电泳，其载体上铺有连续的PH梯度的缓冲液，然后将氨基酸点样，只要该处的PH与氨基酸的PI不同，则氨基酸就会带电，PH值PI时，aa带-电；PH值pI时，aa带电为+/-？,当溶液的pH值、=、=、8?,39,3.1.2.3,氨基酸光学性质,1、,旋光性,：除,甘氨酸,外，其它所有天然-氨基酸都有不对称碳原子，因此它们都具有旋光性。,2、,紫外吸收光谱,：,色氨酸(Trp),、,酪氨酸(Tyr),和,苯丙氨酸(Phe),的R基团中含有苯环共轭双键系统，在紫外光区有较强的光吸收。组氨酸(His)具有较短共轭双键系统，其在紫外光区也有较弱的光吸收。由于大多数蛋白质都含有这些氨基酸残基，一般最大吸收峰在,=,280nm处，因此用紫外分光光度法可测定蛋白质含量,。,40,TryTyrPhe的 紫外吸收光谱,摩尔吸收系数,波长,朗伯比尔定律：,AlgTL c,41,3.1.2.4,AA的重要,化学反应,与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应,（sanger反应）:用于蛋白质N-端测定.,与苯异硫氰酸酯（PITC）的反应,（Edman反应）：用于蛋白N-端测定，蛋白质顺序测定仪设计原理的依据。,与茚三酮反应,:用于氨基酸定量定性测定,成肽反应,：氨基酸合成肽的反应基础,42,1、氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNF)的反应,（sanger反应）,用途：,用于测定肽链的N-末端AA,少一个AA的肽链,43,2、氨基酸与苯异硫氰酸酯（PITC）的反应,（Edman反应），,用途：,氨基酸的序列分析,PITC（phenylisothiocyanate）,+,弱碱中,(40,0,C),(硝基甲烷 40,0,C),H,+,苯氨基硫甲酰衍生物(,PTC-AA,),苯乙内酰硫脲(PTH，,phenylthiohydantion）,衍生物(,PTH-AA,),通过层析法分离鉴定AA,44,3、氨基酸与茚三酮反应,+,3H,2,0,水合茚三酮(无色),NH,3,CO,2,RCHO,+,还原性茚三酮,紫色化合物,(弱酸),加热,+,2NH,3,+,还原性茚三酮,水合茚三酮,3,45,脯氨酸不含游离的-氨基，与水合茚三酮反应不产生蓝色，而产生黄色。,46,AA重要化学反应总览,反应基团,试剂 主要产物 应用,-NH2 茚三酮 紫色、红色物 对氨基酸显色,NH2 茚三酮 黄色物 Pro的鉴定-NH2 DNFB(,Sanger试剂,)DNP-aa黄色物 蛋白质N端测定-NH2 PITC(,Edman试剂,)PTC-aa、PTH-aa 蛋白质N端测定,-NH2 甲醛 羟甲基-aa和二羟甲基-aa 甲醛滴定aa含量,Arg的胍基 -萘酚次溴酸钠(,坂口试剂,)桃红色物 鉴定Arg Cys的-SH 碘代乙酸、过甲酸 肽链拆分二硫键 His的咪唑基 重氮苯磺酸(,Pauly试剂,)樱红色物 鉴定His,Tyr的酚基 重氮苯磺酸(,Pauly试剂,)桔黄色物 鉴定Tyr Trp的吲哚基 对二甲基氨基苯甲醛 兰色物质 鉴定Trp,47,4、氨基酸的成肽反应,48,3.2 肽,3.2.1 概念：,肽（多肽）、肽键、AA残基、N端或C端,3.2.2,肽链中AA的排列顺序和命名,3.2.3,重要的天然寡肽（生物活性肽）,49,基本概念：,1、肽键,和,肽：,一个AA的羧基与另一个AA的氨基之间脱水形成的酰胺键称为,肽键,，,所形成的化合物称为,肽,。,3.2.1,肽、肽键和肽链,50,基本概念：,2、二肽、多肽、氨基酸残基：,两个AA组成的肽称为,二肽,，多个AA组成的肽称为,多肽(或多肽链),；组成多肽的AA单元称为,氨基酸残基,。,51,3.2.2,肽链中AA的排列顺序和命名,命名：,Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu(丝氨酰,甘氨酰,酪氨酰,丙氨酰,亮氨酸,),肽链具有方向性!,肽链中一端含游离,-氨基,，称为,氨基端,或N-端,；另一端含游离的,-羧基,，称为,羧基端,或C-端,。,AA残基,从,N-端到C-端,的排列顺序，称为,氨基酸序列。,肽链命名：,从,N-端,到,C-端,命名。,52,3.2.3,生物活性肽,1.概念：,在生物体中以游离方式存在的一类小分子多肽，具有很强的生物活性,统称为,生物活性肽,。,53,2.已发现的重要的生物活性肽：,谷胱甘肽,(glutathione),54,谷胱甘肽的主要生理作用,某些氧化还原酶的辅酶,抗氧化剂和,自由基,清除剂,还原型谷胱甘肽本身易受某些物质氧化，保护蛋白质和酶分子中的巯基不被自由基氧化。,55,其它,读法？,56,