第二十章蛋白质和核酸名师编辑PPT课件.ppt
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1、Honghe University Prof Guo Ya-li,第二十章 蛋白质和核酸,第一节 氨基酸第二节 多 肽第三节 蛋 白 质第四节 酶第五节 核 酸 简 介,课优昔哀往骑救分如衰崇议航荷嚎阻分旋仟晨绿旬芽虾墅簧拳戚色刺勺星第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,第一节 氨基酸,一、分类、命名和构型1分类:按烃基类型可分为:脂肪族氨基酸;芳香族氨基酸;含杂环氨基酸;按分子中氨基和羧基的数目分为:中性氨基酸;酸性氨基酸;碱性氨基酸。2命名:天然产氨基酸多用习惯名称,即按其来源或性质命名。例如门冬氨基酸最初是由天门冬的幼
2、苗中发现的;甘氨酸是因为具有甜味而得名。天然产的氨基酸目前知道的已超过一百种。但在生物体内作为合成蛋白质原料的只有二十种(其中8种为必须氨基酸),这二十种氨基酸象无机符号一样,都有国际通用的符号来表示,见P616表20-1。,徒淖拌封逛璃卸呀尹崔钢绒豹囚炮晋啡满魂拱趁赋峦灭肝抛城栋蓑碰都遁第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,3构型:用D/L体系表示在费歇尔投影式中氨基位于横键右边的为D构型,位于左边的为L构型。例如:用酸或酶使蛋白质水解时,得到氨基酸,除甘氨酸以外,都是旋光的,并且都属于L构型。D构型氨基酸也存在于自然界,
3、例如存在于某些抗生素中。,卿屈悠胞啡赁羚秤东垂阀灵摆菱磺携蚀漫巢税渴逃嗜纶孜嘎诅昭豁只战书第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,二、氨基酸的性质,1氨基酸的酸-碱性两性与等电点(1)两性:氨基酸分子中的氨基是碱性的,而羧基则是酸性的但它们的酸碱解离常数比起一般的 羧基-COOH和氨基-NH2 来都低。例如:甘氨酸:Ka=1.610-10,Kb=2.510-12。大多数的羧酸:Ka=10-5 这说明氨基酸在一般情况下不是以游离态的羧基和氨基存在的,而是以内盐的形式存在(内盐:偶极离子):H3N+CHRCOO-,枢治娘貉郊技霄磨
4、辽魂师铂碴末反韧糕润追缆帐加抚揉崇比搁抠瑞厘奖浆第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,(2)等电点 在氨基酸水溶液中加入酸或碱,至使羧基和氨基的离子化程度相等(即氨基酸分子所带电荷呈中性处于等电状态)时溶液的pH值称为氨基酸的等电点。常以pI表示。一般来说,氨基酸含氨基多,pI值较高,含羧基多者pI值较低。,孙唱价脖兵业陀轧奉笆恫荷肌画堰扮闯涯淄咎笋考员咬杖菩遏招沁霞靳矫第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,1等电点为电中性而不是pH中性(即pH=7),在
5、溶液中加入电极时其电荷迁移为零。中性氨基酸 pI=4.86.3 酸性氨基酸 pI=2.73.2 碱性氨基酸 pI=7.610.8 可以利用电泳的方法,通过调整体系的PH值,利用不同氨基酸带电性的不同,在电场中移动方向不同,进行电泳分离氨基酸。2在等电点时,氨基酸的溶解度最小,因而用调节等电点的方法可 以从氨基酸的混合物中分离出某些氨基酸。,然椎憨笼龙隅爵醋娥剃柑扼畸毯盖抚矽张恋锦驳眨圆镀棠传囚飘传志堪微第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,2氨基酸氨基的反应,(1)氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺。(2)氨基的
6、烃基化 氨基酸与RX作用则烃基化成N-烃基氨基酸:,F被氨基亲核取代。可用于肽链N-端测定(反应厚度Pr链进行水解时,DNP-AA不发生水解,其他肽键均水解生成游离氨基酸。,DNFB DNP-AA,垣丛艘班掠慰消沫荡啡囱堑估峡台存模快簿咳莉避弟疼颠淡西号鹏悸外帜第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,(3)与HCHO的反应产物中无氨基H,可以用标准NaOH溶液进行滴定COOH中的H+,间接定量测定AA。,荫揩厩告冻盏母倾搏雏缺趴饱吕哟裤分化坍却肇因染芋吗缀沙多姬尘煮饮第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe Un
7、iversity Prof Guo Ya-li,(4)与亚硝酸反应(Van Slyke 氨基氮测定法),反应是定量完成的,衡量的放出N2,测定N2的体积便可计算出氨基酸中氨基的含量。NH2反应快,其他氨基不产生干扰。不适用于脯氨酸,溃虚卿诧谚胺蛮弛缺伐正重锡喊阿虽赃釜轩鄙蔷肌浴载厢驼镊辽驳字刘许第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,(5)与茚三酮反应-氨基酸在碱性溶液中与茚三酮作用,生成显蓝色或紫红色的有色物质,是鉴别-氨基酸的灵敏的方法。,谎拭鞠粮庭潞祟鬃啡茁企抠锌炽殆焚易伦渴宏亮井蔼糊犬剑苍湃郸匹垮蛾第二十章蛋白质和核酸
8、第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,3氨基酸羧基的反应,(1)叠氮法合成肽 氨基酸分子中羧基的反应主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性质。这里值得特别提出的是将氨基酸转化为叠氮化合物的方法(氨基酸酯与肼作用生成酰肼,酰肼与亚硝酸作用则生成叠氮化合物)。,这个叠氮化合物与另一氨基酸酯作用即能缩合成二肽,此法可称为叠氮法,用此法合成的肽能保持光学纯度。,布届威相电纶它疏册究画俘戈壁杖走孟折尸异应篱嘛唯欧喷判涅陈蛆詹湾第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,(2)脱羧反应 氨基酸在脱
9、羧酶或Ba(OH)2的作用下,可以发生脱羧反应。氨基酸在脱羧酶的作用下,产生的CO2通过呼吸放出,生成的胺再在生物体内进行降解放出NH3,通过尿液排除体外。,械苞稚镑皿保监啼蹲窑供病磊衍簿害王逼基预薛翔懂据韭的绊弯耽坡悄冶第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,三、氨基酸的制备,氨基酸的制取主要有三条途径:即蛋白质水解、有机合成和发酵法。氨基酸的合成方法主要有三种:1由醛制备 醛在氨存在下加氢氰酸生成-氨基腈,后者水解生成-氨基酸。例如:,午当宝躇阎炼躺呐胞层佣洱坐木坯毅结颁套蔽蒂整臣膏巡札储岩钱甫抨况第二十章蛋白质和核酸第二
10、十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,2.-卤代酸的氨化 此法有副产物仲胺和叔胺生成,不易纯化。3.盖伯瑞尔法伯胺合成法 盖伯瑞尔法生成的产物较纯,适用于实验室合成氨基酸。,啼预离耸兆坪即葬务侣最墙盐抵魁置福郝坎亥奈灿轮改寡秽激责促辐诗产第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,3由丙二酸酯法合成 此法应用的方式多种多样,其基本合成路线是:,D,L-苯丙氨酸,沙不衷甲巧蜒笑液鸿津嘶舶辞龟翱科阔愿涅拎搞丑概哀析述纬毫吊队家呛第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe Uni
11、versity Prof Guo Ya-li,第二节 多 肽,一、多肽的组成和命名1 肽和肽键 一分子氨基酸中的羧基与另一分子氨基酸分子的氨基脱水而形成的酰胺叫做肽,其形成的酰胺键称为肽键。由n个-氨基酸缩合而成的肽称为n肽,由多个-氨基酸缩合而成的肽称为多肽。一般把含100个以上氨基酸的多肽(有时是含50个以上)称为蛋白质。,笔淬顿慰竭数凡皱勘暴饰啥艺蹿昔距奠谚痪辕盗谦殴耳帐懂南戎畜邑冒剖第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,无论肽链有多长,在链的两端一端有游离的氨基(-NH2),称为N端;链的另一端有游离的羧基(-COO
12、H),称为C端。,箕遗敬璃候站匝素腊丝投盾泛涨戮她檄杏篱蠕癌榆啪式饭肪枚抬械辅海腮第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,2肽的命名,根据组成肽的氨基酸的顺序称为:某氨酰某氨酰某氨酸简写为:某某某例如:甘缬亮,很多多肽都采用俗名,如催产素、胰岛素等。,符砰贪奋汽驾接丑容钩德迷犁滩埔咙鸣磷萧洽痴窝渊碳悼萝锨酗曼菌窿菠第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,二、多肽结构的测定,多肽结构的测定主要是作如下工作:了解某一多肽是由哪些氨基酸组成的。各种氨基酸的相对比例。
13、确定各氨基酸的排列顺序。多肽结构测定工作步骤如下:1测定分子量2氨基酸的定量分析,牧肚逞充钡粗驱衫吧哺表阀蒂挫妮屁缅滓钥汾圭侵环刮剑闸疹奏订晃阑非第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,3端基分析(测定N端和C端)(1)测定N端(有两种方法)a 2,4-=硝基氟苯法桑格尔(Sanger-英国人)法 此法的缺点是所有的肽键都被水解掉了。,嗓瞅专楞顾凹冠萧拒孟陶颠突款变根票崭睹酶榷衔嗅抡寂撮秀泰尤典素恃第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,b 异硫氰酸苯酯(Ph
14、-N=C=S)法艾德曼(Edman)降解法。(2)测定C端a 多肽与肼反应b 羧肽酶水解法,恭艇艘威抖油芜谣酗霓鞘叼嘛惧硅疲坪瑰涨谊涩茸讯嫉屁责楚造挣邱盯闻第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,4肽链的选择性断裂及鉴定部分水解法常用的蛋白酶有:胰蛋白酶只水解羰基属于赖氨酸、精氨酸的肽键。糜蛋白酶水解羰基属于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的肽键。溴化氰只能断裂羰基属于蛋氨酸的肽键。,例如:假定有一个多肽,将之与6NHCl在110度加热48小时使其完全水解。经过分离,鉴定水解产物含有8种氨基酸:丙、亮、赖、苯丙、脯、丝、酪、缬,其含量
15、都是1:1。多肽的分子量测定也证明它是由上述8种氨基酸组成的八肽。从端基分析知道N-端为丙,C-端为亮,还必须测定中间的六个氨基酸单位的排列顺序。蛋白水解酶对肽键的水解有催化作用,每一种蛋白的水解酶只能水解一定类型的肽键,例如,糜蛋白酶主要使羰基属于色氨酸,苯丙氨酸或酪氨酸的肽键水解。,蜀韵垃雌皱疤性案漠栋唁罩臼膝孝绍慷渣碱惺盅恿咨酌恿健邑批岳迭溅曲第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,挽智咒而捻烃女蜘薪骑猾敏侩豢孩孽脉猾告窿共汝吨塞雕抹洒蛙绩氨溜饰第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University
16、 Prof Guo Ya-li,三、多肽的合成,要使各种氨基酸按一定的顺序连接起来形成多肽是一向十分复杂的化学工程,需要解决许多难题,最主要的是要解决四大问题。1保护-NH2或-COOH2活化反应基团(活化-NH2或-COOH)3生物活性催产素:9肽,1954年由Cornell药学院的Vincent Vigneaud合成,因 此获得1955年的Nobel奖。胰岛素:51肽,1956年我国科学家首次完全人工合成。,磁池嗓葬戒防奄酋虑短僳想他昌祟傣征官酒务擂虱看唇透镍袁晃冉余著耙第二十章蛋白质和核酸第二十章蛋白质和核酸,Honghe University Prof Guo Ya-li,合成多肽必须
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