蛋白质化学课件.ppt

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1、30.11.2022,1,第一章蛋白质化学,第一节：概论第二节：氨基酸第三节：蛋白质一级结构及测序第四节：蛋白质空间结构第五节：蛋白质结构与功能的关系第六节：蛋白质的性质第七节：蛋白质的分离与纯化,30.11.2022,2,第一节概述,生物学功能元素组成蛋白质的水解,30.11.2022,3,一、蛋白质的生物学功能1.催化功能2.调节功能 3. 运动功能 4. 运输和跨膜转运功能5. 保护和防御功能 6. 信息传递与识别功能 7. 贮存功能 8. 结构功能,30.11.2022,4,二、蛋白质的元素组成,含量% ： 5055 67 2023 1517 0.33 微量或无,元素组成 ： C H

2、O N S 其它,蛋白质中N是特征元素，且含量恒定，为16%左右 每克样品含氮量6.25=样品蛋白质含量（克）。凯氏（Kjedahl）定氮法的理论基础,其他微量元素：P、Fe、Cu、Mn、Zn、Co、Mo、I 等。,30.11.2022,5,三、蛋白质的水解1.酸水解 特点：酸水解不引起氨基酸的消旋，缺点:但Trp完全被破坏，Ser和Thr部分破坏，Asn和Gln的酰胺基被水解2.碱水解 特点：碱水解使氨基酸消旋，许多氨基酸被破坏，但色氨酸不被破坏。Arg可脱氨生成鸟氨酸及尿素。常用于测定色氨酸含量3.酶水解 酶水解既不破坏氨基酸，也不引起消旋。但酶水解时间长，反应不完全,30.11.2022

3、,6,第二节：氨基酸,一、氨基酸的结构与分类二、氨基酸的性质,30.11.2022,7,（一）基本结构：L氨基酸,结构特点：1.都是L-氨基酸（除脯氨酸外）2. R侧链不同3.天然氨基酸都是L-构型的，（与标准甘油醛的构型参照得出的）。,30.11.2022,8,（二）氨基酸的分类,1.常见的蛋白质氨基酸2.不常见蛋白质氨基酸3.非蛋白质氨基酸,30.11.2022,9,2.根据侧链的化学结构分为3大类脂肪族 15种芳香族 3种杂环（亚氨基酸） 2种,A.组成蛋白质的氨基酸:有22种1.根据侧链的极性分为2大类非极性氨基酸 9 种极性氨基酸极性不带电荷的 6种极性带电荷的 5种,3.根据侧链酸

4、碱性分为3大类酸性氨基酸 2 种碱性氨基酸3种中性氨基酸15种,硒代Cys 吡咯赖氨酸 Stuture?,30.11.2022,10,30.11.2022,11,30.11.2022,12,30.11.2022,13,30.11.2022,14,加各种氨基酸的功能,30.11.2022,15,总结：二十种氨基酸的结构特点支链氨基酸：缬氨酸、亮氨酸，异亮氨酸含羟基的氨基酸：丝氨酸、苏氨酸含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巯基）、 甲硫氨酸（含硫甲基）含苯环的氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸含胍基的氨基酸：精氨酸含咪唑基的氨基酸：组氨酸亚氨基酸：脯氨酸含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺含吲哚基的氨基酸：色

5、氨酸含-氨基的氨基酸：赖氨酸,30.11.2022,16,不常见蛋白质氨基酸,30.11.2022,17,非蛋白质氨基酸,30.11.2022,18,30.11.2022,19,二、氨基酸的性质,物理性质酸碱性质化学性质,30.11.2022,20,（一）物理性质,1.溶解性：多为白色晶体，除胱氨酸和Tyr外，一般都溶于水，不溶或微溶于醇(Pro和Pro oH能溶于乙醇或乙醚中)不溶于丙酮，稀酸和稀碱中溶解性好。氨基酸的熔点一般都比较高，一般都大于200,2.旋光性：除甘氨酸外的氨基酸均有旋光性。,3.光谱性质：含苯环氨基酸大键吸收紫外光Tyr:275nm;Phe:257nm;Trp280nm

6、蛋白质的最大光吸收在280nm,30.11.2022,21,30.11.2022,22,（二）酸碱性质,氨基酸的两性电离及等电点：,30.11.2022,23,氨基酸的等电点（isoelectric pointPI）可以定义为：氨基酸所带正负电荷相等时的溶液pH。,30.11.2022,24,左图是甘氨酸的电离酸碱滴定曲线，第一个拐点:pK1 :羧基解离50%的状态，第二个拐点:等电点，第三个拐点pK2 :氨基解离50%的状态。,30.11.2022,25,中性氨基酸：PI,中性氨基酸PI=(pK1 + pK2)/2,30.11.2022,26,酸性氨基酸：,pI=(pK1 + pK2)/2,

7、加电离图,酸性氨基酸pI=(pK1 + pK2)/2,30.11.2022,27,碱性氨基酸pI=(pK2 + pK3)/2,30.11.2022,28,1.-氨基参加的反应2.-羧基参加的反应：3. 侧链参加的反应4.-氨基与-羧基共同参加的反应,（三）化学性质,30.11.2022,29,(1) 与亚硝酸反应：,(2) 与甲醛的反应：,1.-氨基参加的反应：,(3) 与2,4-二硝基氟苯（2,4-DNFB）的反应（Sanger反应）：,(4) 与苯异硫氰酸酯（PITC）反应（Edman反应）：,(5) 与丹磺酰氯（DNS-Cl）的反应：,(7) 形成Schiff碱,(6) 与荧光胺反应,3

8、0.11.2022,30,(1) 与亚硝酸反应：,此法也是VanSlyke法测氨基氮的理论基础。该反应也用来判断蛋白质的水解程度。N2一半来自氨基酸,除-NH3外，-NH3亦可以发生反应，但速度不如-NH3快 ，前者3-4min即可完成,30.11.2022,31,(2) 与甲醛的反应：,（主要是因为没有合适的指示剂。封闭氨基后使氨基酸的滴定范围变小，易于判断滴定终点。） 此法可以作为氨基酸含量测定的依据,30.11.2022,32,(3) 与2,4-二硝基氟苯（2,4-DNFB）的反应（Sanger反应）：,DNP-氨基酸为黄色，它溶于乙酸乙酯；可用之抽提并与标准的DNP-氨基酸作比较。,-

9、NH3、酚羟基也可以有此反应，但反应慢，且生成的DNP-氨基酸不溶于乙酸乙酯，而是保留在水相里。,30.11.2022,33,分离过程： 这些衍生物是无色的，酸性条件下极稳定，可溶于乙酸乙酯，经高压液相即可分析出其N端的氨基酸组成。,(4) 与苯异硫氰酸酯（PITC）反应（Edman反应）：,生成的肽链比原来少一个氨基酸，可以进行下一轮反应，而不需要彻底水解掉 ，此法是自动氨基酸分析仪的基本原理,30.11.2022,34,酸水解生成的DNS氨基酸（具有荧光），用乙酸乙酯抽提，可得到DNS氨基酸，用色谱法分析之，亦可不用分离，直接用纸电泳或薄层层析法鉴定,(5) 与丹磺酰氯（DNS-Cl）的反

10、应：,30.11.2022,35,(6)与荧光胺反应,1ng即可测出。激发波长：390nm，发射波长475nm 可以用荧光分光光度计进行定量检测,30.11.2022,36,(7) 形成Schiff碱,30.11.2022,37,2.由-羧基参加的反应：(1)与碱反应成盐 (2)与醇反应成酯(3)与酰化试剂反应成酰氯(4)脱羧基生成胺,30.11.2022,38,30.11.2022,39,30.11.2022,40,3.蛋白质侧链的反应,OH,N,反应名称,30.11.2022,41,Tyr的酚基还可以与重氮化合物结合生成桔黄色化合物(Pauly反应)。His的咪唑基亦可发生相似的反应，生成

11、棕红色化合物。,侧链反应： Tyr的酚基在3，5位易发生亲电取代反应,30.11.2022,42,Arg的侧链胍基在硼酸缓冲液(PH8 9 25 35 )与1,2环已二酮反应生成缩合物，但此反应可逆Cys 在体内多生成胱氨酸，形成二硫键,30.11.2022,43,Cys侧链上的SH，反应性能高，在微碱条件下可解离成硫醇阴离子，(-CH2-S-)能与卤化烷剂如碘乙酸、碘乙酸胺、甲基碘等反应生成稳定的烷基衍生物可与二硫硝基苯甲酸(dithionitrobenzoic acid DTNB)或Ellman试剂发生硫醇-二硫化物交换反应,30.11.2022,44,胱氨酸中的二硫键在稳定蛋白质的构象上起很大的作用，氧化剂和还原剂都可以打开二硫键,30.11.2022,45,30.11.2022,46,（2）成肽反应,3.-氨基与-羧基共同参加的反应,30.11.2022,47,30.11.2022,48,谢谢！,供娄浪颓蓝辣袄驹靴锯澜互慌仲写绎衰斡染圾明将呆则孰盆瘸砒腥悉漠堑脊髓灰质炎(讲课2019)脊髓灰质炎(讲课2019),