《蛋白質(zhì)和核酸》PPT課件

第十九章 蛋白質(zhì)和核酸,第一節(jié) 氨基酸,一、分類、命名和構(gòu)型 1分類： 按烴基類型可分為脂肪族氨基酸，芳香族氨基酸，含雜環(huán)氨 基酸。 按分子中氨基和羧基的數(shù)目分為中性氨基酸，酸性氨基酸， 堿性氨基酸。 2命名： 多按其來源或性質(zhì)而命名。 3構(gòu)型： 用D/ L體系表示在費歇爾投影式中氨基位于橫鍵右邊的 為D型，位于左邊的為L型。 例如：,二、氨基酸的性質(zhì),1氨基酸的酸-堿性兩性與等電點 （1）兩性,（2）等電點 在氨基酸水溶液中加入酸或堿，至使羧基和氨基的離子化程度相等 （即氨基酸分子所帶電荷呈中性處于等電狀態(tài)）時溶液的pH值稱 為氨基酸的等電點。常以pI表示。,2氨基酸氨基的反應(yīng),（1）氨基的?；?氨基酸分子中的氨基能?；甚０?。 （2）氨基的烴基化 氨基酸與RX作用則烴基化成N-烴基氨基酸：,（3）與亞硝酸反應(yīng),反應(yīng)是定量完成的，衡量的放出N2，測定N2的體積便可計算出氨基酸 只氨基的含量。 （4）與茚三酮反應(yīng) -氨基酸在堿性溶液中與茚三酮作用，生成顯藍(lán)色或紫紅色的有色物 質(zhì)，是鑒別-氨基酸的靈敏的方法。,3氨基酸羧基的反應(yīng),氨基酸分子中羧基的反應(yīng)主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性質(zhì)。 這里值得特別提出的是將氨基酸轉(zhuǎn)化為疊氮化合物的方法（氨基酸酯 與肼作用生成酰肼，酰肼與亞硝酸作用則生成疊氮化合物）。,三、氨基酸的制備,氨基酸的制取主要有三條途徑：即蛋白質(zhì)水解、有機(jī)合成和發(fā)酵法。 氨基酸的合成方法主要有三種： 1由醛制備 醛在氨存在下加氫氰酸生成-氨基腈，后者水解生成 -氨基酸。 例如：,2- 鹵代酸的氨化 此法有副產(chǎn)物仲胺和叔胺生成，不易純化。因此，常用蓋伯瑞爾法 代替上法。 蓋伯瑞爾法生成的產(chǎn)物較純，適用于實驗室合成氨基酸。,3由丙二酸酯法合成 此法應(yīng)用的方式多種多樣，其基本合成路線是：,D，L-苯丙氨酸,第二節(jié) 多 肽,一、多肽的組成和命名 1 肽和肽鍵 一分子氨基酸中的羧基與另一分子氨基酸分子的氨基脫水而形成的 酰胺叫做肽，其形成的酰胺鍵稱為肽鍵。 由n個-氨基酸縮合而成的肽稱為n肽，由多個-氨基酸縮合而成的 肽稱為多肽。 一般把含100個以上氨基酸的多肽（有時是含50個以上）稱為蛋白質(zhì)。,無論肽臉有多長，在鏈的兩端一端有游離的氨基（-NH2），稱為 N端；鏈的另一端有游離的羧基（-COOH），稱為C端。,2肽的命名,根據(jù)組成肽的氨基酸的順序稱為某氨酰某氨酰某氨酸（簡寫為某、 某、某）。 例如：,二、多肽結(jié)構(gòu)的測定,多肽結(jié)構(gòu)的測定主要是作如下工作： 了解某一多肽是由哪些氨基酸組成的。 各種氨基酸的相對比例。 確定各氨基酸的排列順序。 多肽結(jié)構(gòu)測定工作步驟如下： 1測定分子量 2氨基酸的定量分析,3端基分析（測定N端和C端） （1）測定N端（有兩種方法） a 2,4- = 硝基氟苯法桑格爾(Sanger-英國人)法 此法的缺點是所有的肽鍵都被水解掉了。,b 異硫氰酸苯酯(Ph-N=C=S)法艾德曼(Edman)降解法。 （2）測定C端 a 多肽與肼反應(yīng) b 羧肽酶水解法,4肽鏈的選擇性斷裂及鑒定 部分水解法常用的蛋白酶有： 胰蛋白酶只水解羰基屬于賴氨酸、精氨酸的肽鍵。 糜蛋白酶水解羰基屬于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的肽鍵。 溴化氰只能斷裂羰基屬于蛋氨酸的肽鍵。,三、多肽的合成,要使各種氨基酸按一定的順序連接起來形成多肽是一向十分復(fù)雜的 化學(xué)工程，需要解決許多難題，最主要的是要解決四大問題。 1保護(hù)-NH2或-COOH 2活化反應(yīng)基團(tuán)（活化-NH2或-COOH） 3生物活性,第三節(jié) 蛋 白 質(zhì),一、蛋白質(zhì)的分類 1.根據(jù)蛋白質(zhì)的形狀分為： （1）纖維蛋白質(zhì) 如絲蛋白、角蛋白等； （2）球狀蛋白質(zhì) 如蛋清蛋白、酪蛋白、血紅蛋白、-球代表蛋白 （感冒抗體）等。 2根據(jù)組成分： 單純蛋白質(zhì)其水解最終產(chǎn)物是- 氨基酸。 （2） 結(jié)合蛋白質(zhì)- 氨基酸 + 非蛋白質(zhì)（輔基） 根據(jù)蛋白質(zhì)的功能分； （1） 活性蛋白 按生理作用不同又可分為；酶、激素、抗體、收縮蛋 白、運(yùn)輸?shù)鞍椎取?（2）非活性蛋白 擔(dān)任生物的保護(hù)或支持作用的蛋白，但本身不具有 生物活性的物質(zhì)。,二 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),1蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 由各氨基酸按一定的排列順序結(jié)合而形成的多肽鏈（50個以上氨基 酸）稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。 2蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 多肽鏈中互相靠近的氨基酸通過氫鍵的作用而形成的多肽在空間排 列（構(gòu)象）稱為蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)。 3蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 由蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)在空間盤繞、折疊、卷曲而形成的更為復(fù)雜的 空間構(gòu)象稱為蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)。 4蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu) 由一條或幾條多肽鏈構(gòu)成蛋白質(zhì)的最小單位稱為蛋白質(zhì)亞基，由幾 個亞基借助各種副鍵的作用而構(gòu)成的一定空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的四級 結(jié)構(gòu)。,三、蛋白質(zhì)的性質(zhì),1兩性及等電點 多肽鏈中有游離的氨基和羧基等酸堿基團(tuán)，具有兩性。,2膠體性質(zhì)與沉淀作用 （1）可逆沉淀（鹽析） （2）不可逆沉淀 蛋白質(zhì)與重金屬鹽作用，或在蛋白質(zhì)溶液中加入有機(jī)溶劑（如丙 酮、乙醇等）則發(fā)生不可逆沉淀。,3蛋白質(zhì)的變性作用,變性條件： 物理因素：干燥、加熱、高壓、振蕩或攪拌、紫外線、X射線、超聲等等。 化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、重金屬鹽、生物堿試劑（三氯乙酸、乙醇 等等）。 變性后的特點： 喪失生物活性 溶解度降低 易被水解（對水解酶的抵抗力減弱）。 變性作用的利用： 消毒、殺菌、點豆腐等； 排毒（重金屬鹽中毒的急救）； 腫瘤的治療（放療殺死癌細(xì)胞）； 變性作用的防治： 種子的貯存； 人體衰老（緩慢變性）； 防止紫外光灼傷皮膚。,4蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng),（1）縮二脲反應(yīng) 蛋白質(zhì)與新配置的堿性硫酸銅溶液反應(yīng)，呈 紫色，稱為縮二脲反應(yīng)。 （2）蛋白黃反應(yīng) 蛋白質(zhì)中含有苯環(huán)的氨基酸，遇濃硝酸發(fā)生 硝化反應(yīng)而生成黃色硝基化合物的反應(yīng)稱為蛋白黃反應(yīng)。 （3）米勒反應(yīng) 蛋白質(zhì)中酪氨酸的酚基遇到硝酸汞的硝酸溶液。 （4）茚三酮反應(yīng) 蛋白質(zhì)與稀的茚三酮溶液共熱，即呈現(xiàn)藍(lán)色。,第四節(jié) 酶,一、酶的組成 輔酶的種類頗多，按其化學(xué)組成可分兩類： 1無機(jī)的金屬元素，如銅、鋅、錳。 2相對分子質(zhì)量低的有機(jī)物，如血紅素、葉綠素、肌醇、煙酰胺、 維生素B1、B2、B6、B12等等。,二、酶催化反應(yīng)的特異性,1催化效率高（比一般催化劑高1081010倍）。 2選擇性強(qiáng) （1）化學(xué)選擇性能從混合物中挑選特殊的作用物。例如，麥芽糖 酶只能使-葡萄糖苷鍵斷裂，而不能使-葡萄糖苷鍵斷裂。 （2） 立化學(xué)選擇性辨別對映體，酵母中的酶只能使天然D型糖發(fā) 酵，而不能使相應(yīng)的L型糖發(fā)酵。 3.反應(yīng)條件溫和一般是在常溫常壓和pH 7左右進(jìn)行的。 人體內(nèi)如果缺少某種酶，就會引起疾病或死亡。,三、酶的分類和命名,1分類 按催化反應(yīng)的類型，可把酶分為六大類： (1)氧化還原酶 (2)轉(zhuǎn)移酶 (3)水解酶 (4)裂解酶 (5)異構(gòu)酶 (5)連接酶（合成酶） 2酶的命名,第五節(jié) 核 酸 簡 介,一、核酸的組成,1.核糖和2-脫氧核糖 2.堿基 核苷酸中的堿基主要有五種，都是嘧啶或嘌呤的衍生物。它們是： 胞嘧啶，脲嘧啶，胸腺嘧啶，腺嘌呤，鳥嘌呤。： C U T A G,3核苷 （1）核苷（由RNA水解而得） （2） 2-脫氧核苷（由DAN水解而得）,4核苷酸 核糖C5上的羥基與磷酸酯化便得到核苷酸。,二、核酸的結(jié)構(gòu),1核酸一級結(jié)構(gòu),RNA或DNA中的多核苷酸鏈，都按上圖方式表示，顯然太繁復(fù)了，所 以現(xiàn)在都用簡化了的示意法來表示。如上圖可簡化如下： 其中R1、R2、R3、R4表示堿基，P表示磷酸基，一豎表示糖分子， 2、3、5表示糖中C原子編號。 還可以進(jìn)一步簡化成PA-C-G-UP。 RNA與DNA的區(qū)別： 核糖RNA中為核糖，DNA中為2-脫氧核糖。 堿基RNA中為A、U、C、G； DNA中為A、T、,2核酸的二級結(jié)構(gòu) DNA的二級結(jié)構(gòu)為右手雙股螺旋結(jié)構(gòu)。 3核酸的三級結(jié)構(gòu) 核酸的三級結(jié)構(gòu)是在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步緊縮、扭曲成閉鏈狀環(huán) 或開鏈狀環(huán)以及麻花狀的一定空間關(guān)系的結(jié)構(gòu)。,三、核酸的生物功能,根據(jù)在蛋白質(zhì)合成中所起的作用，RNA分為三類： 1信使核酸（mRNA）傳遞DNA的遺傳信息，合成模板。 2核糖體核酸（rRNA）合成蛋白質(zhì)的場所。 3轉(zhuǎn)移核糖核酸（tRNA）搬運(yùn)工具,