第15章氨基酸肽和蛋白质2016

1.氨基酸的两性电离和等电点
在水中，氨基酸的 -NH2 与 -COOH 互相反应形成内
盐（两性离子）。
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应用：分离 提纯
NH 3+ R —C — H COOH
NH 2 R —C — H COOH
+ NH 3
氨基酸所带的正、带负 电荷相等，呈电中性， 此溶液的pH值称为该氨 基酸的等电点
H+
OH
-
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2. 命名
（1）俗名：按其来源或性质命名。
CH2COOH NH2
CH2-CH-COOH OH NH 2
HOOC-CH2-CH-COOH NH2
甘氨酸
丝氨酸
天冬氨酸 （天门冬植物）
（有甜味） （存在于蚕丝中）
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（ 2 ）系统命名法：以羧酸为母体，氨基当作
取代基，称为“氨基某酸”。氨基的位置习惯上
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四、氨基酸的物理性质（了解）
α- 氨基酸均为无色晶体，熔点都很高，一般在
200~300℃之间，多数氨基酸受热易分解放出CO2。
α-氨基酸大多难溶于有机溶剂，而易溶于强酸、强碱，
在水中的溶解度也各异。
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五、氨基酸的化学性质（5条 重点掌握）
氨基酸具有-NH2和-COOH的一般性质，由于这些 官能团的相互影响，还具有一些特殊性质。
F O2N DNFB NO2 O O + H2N CH C NH CH C NH CH COOH n R R R 碱性介质 O O HN CH C NH CH C NH CH COOH n R R R NO2 HCl, H2O O HN CH C OH R NO2 DNP-N-端氨基酸(黄色）
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O2N
肽键（酰胺键）
H2N-CH-C-N-CH-COOH+ H2O R1 R2
二肽
二肽还存在NH3+和COO-，它可与另一分子氨基酸
脱水形成三肽，依次形成四肽、五肽…。
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第二节 肽
肽是一类具有生物活性的低分子量的化合物，在神
经传导、代谢调节方面起着重要重要作用。
一．肽的结构和命名
O O O + H3N CH C NH CH C NH CH C OR R R n
H N C C C O
C O 氢键
H N
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（1）α-螺旋：蛋白质中的多肽链围绕中心轴作有 规律的顺时针螺旋式上升，即称为α-螺旋 ， 绝大多数蛋白质是形成右螺旋。 毛发中的角蛋白，肌肉中的 肌球蛋白、皮肤的表皮蛋白 等纤维状蛋白，都呈α-螺旋 ， 数条螺旋缠绕在一起形成缆 索状，从而增强其机械强度 并使其具有弹性。
① 羧肽酶法 （选择性）
O O 羧肽酶 C NH CH C NH CH COOH + H2O R' R O O C NH CH C OH + H2N CH COOH R' R 余肽 C-端氨基酸
② 部分水解法 肽
水解 酸或酶
碎片
端基分析
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第三节 蛋白质
蛋白质是构成一切细胞的生物高分子化合物。
一、蛋白质的元素组成和分类
R —C — H COO
两性离子
OH
-
NH 2 R —C — H COO
-
H+
正离子(向负极移动)
负离子(向正极移动)
pH＜pI
pH = pI 等电点
pH＞pI
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电泳法分离氨基酸
电泳：带电离子在电场中向其电荷相反的电极移动。
天冬氨酸 pI=2.98 丙氨酸 pI=6.02 精氨酸 pI=10.76 pH=6.02
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三、氨基酸的结构特点和构型
α R— CH— COOH 或 NH2 α — — CH COO R NH3+
偶极离子结构为主
1）各种α-氨基酸都具有酸性的羧基，羧基的邻位碳上都有碱性 的氨基。
2）各种α-氨基酸的区别在于R基团结构的不同，有些在烃基上
还连有其他官能团如-OH,-COOH,-SCH3或-NH2等。
确定组成这个多肽的氨基酸的种类和数目； 确定出这些氨基酸在肽链中的连接顺序。
1.测定相对分子质量
可以用化学方法、物理方法测定：渗透压法、X射线衍射法、超离心法等。
2.氨基酸种类及含量的测定
多肽
水解
H+/OH-
氨基酸化合物
分离 电泳等
各氨基酸含量
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3.氨基酸排列顺序的确定
（1）N端分析法
①桑格法（Sanger）
S S
O
HO
C OO
H3N+
蛋白质三级结构中的相互作用力
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4. 四级结构
蛋白质分子含有两条或 多条肽链，其中每一个 具有三级结构的多肽链 称为亚基，各个亚基的 空间排布及亚基接触部 位的布局和相互作用， 称为蛋白质的四级结构 。
血红蛋白的四级结构
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三、蛋白质的性质
1.两性电离与等电点
NH3 P COOH OH H NH3 P COO OH H NH2 P COO
B链 H2N－苯丙－缬－天冬酰－谷酰－组－亮－半胱－甘－丝－组－亮－缬－谷－丙－亮－酪－亮－缬－半胱－甘－谷－ 精－甘－苯丙－苯丙－酪－苏－脯－赖－丙－COOH
猪胰岛素蛋白质分子的一级结构
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2. 二级结构
多肽链的主链的骨架原子（氨基氮，α-碳原子，羰基 碳 ）的相对空间位置，不涉及侧链R基团的构象。 肽键中的羰基氧和亚氨基氢间通过氢键的作用， 使得肽链可以形成α-螺旋型、 -折叠等空间关系， 这些被称为是蛋白质的二级结构。
蛋白质分子的元素组成为： C：50%-55% H：6.0%-7.3% O：19%-24% S：0-4% N：13%-19%
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大多数蛋白质的含氮量近似为16%，即每克氮相 当于6.25克蛋白质。通过测定生物样品中的含氮量即 可以推算出该样品中的蛋白质含量-定氮法。
2008年中国毒奶粉事件——三聚氰胺事件 三聚氰胺——蛋白精、密胺
O2N
+ 其它各种氨基酸
②爱德曼（Edman）降解法
O O C6H5N C S + H2NCHCNHCHC R R' O N CH R + H2NCHC C NH R' S 肽链其余部分 O C S O O C6H5NHCNHCHCNHCHC R R'
HCl 有机溶剂
C6H5
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（2）C端分析法
正离子 pH<pI
两性离子 pH＝pI
负离子 pH>pI
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调节溶液的pH值，蛋白质以偶极离子形式存在， 在电场中既不向阴极也不向阳极移动，此时溶液的 pH值称为该蛋白质的等电点（pI）。在等电点时 ，蛋白质的溶解度最小，因此可以通过调节溶液的 pH值，使蛋白质从溶液中析出，从而达到分离或 提纯的目的。
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3）除甘氨酸外, 其他19种氨基酸的α–碳原子都是 手性碳，都具有旋光性:
COO
+ -
COOH R NH 3+
NH 3 R
H
L -型
氨基酸的D、L构型标记法：
D -型
α -NH3+在碳链右边的为D型，在左边的为L型。
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生物体内具有旋光活性的19种α-氨基酸：
若用D、L标记法，均为L构型。
若用R、S标记法，除半胱氨酸为R构型外， 其余皆为S构型。
氨基末端（N-端） 羧基末端 （C-端）
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肽的结构取决于组成肽链的氨基酸种类和数目 及排列顺序。
例如：由2种不同的氨基酸可形成2种二肽
O H3N+ CH2 C NHCHCO2CH3 O H3 N+ CHC NHCH2 CO2CH3
甘氨酰丙氨酸
丙氨酰甘氨酸
许多种氨基酸按照不同的排列顺序，构成了自然 界中种类繁多的多肽和蛋白质。
O =N— O
O + RCHO + CO2 + 3H2O OH
蓝紫色化合物
应用:颜色强度与参与反应的氨基酸的量成正比。可用来定性 或者定量测定各种氨基酸；测定在电泳等试验中各种氨基酸的
位置及大概浓度。
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5.氨基酸的脱水成肽反应
H O H2N-CH-C-OH+ H-N-CH-COOH △ R1 R2 OH
第十五章 氨基酸、肽和蛋白质
第一节 氨基酸（Amino acid）
一、氨基酸是组成蛋白质的基本单位
蛋白质
酸、碱或酶水解
多肽
－氨基酸 最终产物
NH2 R CH COOH
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几个概念
氨基酸：羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代生成
的化合物
肽：两分子及两分子以上的氨基酸脱水生成的酰胺 寡肽：由10个以内氨基酸残基相连而成的肽 多肽：由较多氨基酸残基相连而成的肽 蛋白质：相对分子质量在一万以上的多肽
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多肽的命名：从左到右，即从N-端开始将酰基名称按顺 序排列，有游离羧基的C-端氨基酸作为母体。
O H O H -O CCHCH CH C N CHC N CH CO 2 2 2 2 2 N+H3 CH2SH
谷氨酰-半胱氨酰-甘氨酸
简称：Glu-Cys-Gly； 谷-半胱-甘
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二、多肽中氨基酸顺序的测定
二级以上的结构：空间结构
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1. 一级结构
一级结构指肽键连接起来的多肽链中氨基酸的排列次
序。 任何特定的蛋白质都有其特定的氨基酸排列次序。有 的由一条肽链组成；有的由二条或多条肽链组成。
S S S S S
A链 H2N－甘－异亮－缬－谷－半胱－半胱－苏－丝－异亮－半胱－丝－亮－酪－谷酰－亮－谷－天冬酰－酪－半胱－天 冬酰－COOH S
+