第十四章蛋白质和核酸.doc

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1、第十四章蛋白质和核酸一、学习要求1．掌握氨基酸的分类、结构、命名和中、英文缩写。2．掌握氨基酸的构型和化学性质。3．掌握肽的结构和命名，肽分子中C―端和N―端的分析方法。4．了解蛋白质的组成元素，熟悉蛋白质的一级结构及空间结构，掌握蛋白质的化学性质。5．熟悉核酸的分类、基本结构，掌握核酸分子的碱基及其配对规律二、本章要点（一）氨基酸1.氨基酸的结构氨基酸是分子中含有氨基和羧基的化合物。组成蛋白质的氨基酸有20种，均为α-氨基酸L-构型，除甘氨酸外，都是手性分子，除半胱氨酸为R-构型外，其余均为S-构型。2.氨基酸的分类根据烃基的不同可把氨基酸分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸；根据分

2、子中氨基和羧基的数目，还可将氨基酸分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。3.氨基酸的命名天然氨基酸常使用俗名，也可用中文名称、英文缩写和单字符号来表示。在氨基酸的系统名命法中，是以羧酸为母体，将氨基作为取代基而称为“氨基某酸”，氨基的位次用希腊字母α、β、γ等表示。4.氨基酸的性质（1）物理性质：α-氨基酸为无色晶体，熔点较高(200─300℃),在熔化时分解放出二氧化碳。溶解于水，而难溶于乙醇、醚、苯等有机溶剂中。除甘氨酸外，均有旋光性。（2）氨基酸的化学性质1）.两性电离和等电点：11氨基酸分子是两性化合物；与酸、碱可反应生成盐；本身还可生成内盐。氨基酸晶体溶解于纯水中时，可发生酸式电

3、离和碱式电离。中性、酸性氨基酸在纯水中带净负电荷，水溶液显酸性，碱性氨基酸在纯水中，其水溶液呈碱性，氨基酸本身带净正电荷。氨基酸净电荷为零时溶液的pH值称为氨基酸的等电点(isoelectricpoint)用pI表示。氨基酸的存在形式与溶液pH值的关系可表示如下：等电点时，氨基酸的溶解度最小，可从水溶液中析出，所以可以利用等电点分离提纯氨基酸。2).显色反应:α-氨基酸与水合茚三酮在水溶液中加热反应能形成蓝紫色化合物，可用于α-氨基酸的定量和定性分析。3).与HNO2反应:α-氨基酸与亚硝酸作用时定量放出氮气,该反应可测定氨基酸、蛋白质及肽分子中的自由氨基。4).脱羧反应：氨基酸在脱羧酶或与

4、氢氧化钡共热可发生脱羧反应，生成少一个碳原子的伯胺。5）.成肽反应:当两分子α-氨基酸受热时，氨基和羧基之间交叉脱水，生成环状的交酰胺（二酮吡嗪），二酮吡嗪在浓盐酸的作用下，可以水解断开一个酰胺键生成二肽。（二）肽1.肽的结构和命名由氨基酸残基通过肽键(酰胺键)连接而形成的化合物叫做肽。由多个氨基酸形成的肽称为多肽。肽的命名是从N-端开始，由左至右依次将每一个氨酸残基写成“某氨酰”，处于C-端的最后一个氨基酸为母体称为某氨酸。肽的名称也常用中文或英文的缩写符号来表示，符号之间用短线隔开：丙氨酰甘氨酰丝氨酸(丙甘氨丝肽)丙-甘-丝或Ala-Gly-Ser。2.肽链结构测定可配合使用端基分析(N

5、-端分析、C-端分析)和部分水解的方法来加以确定。3.活性肽在生物体内有着重要的功能的游离肽，如：γ-谷胱甘肽、催产素和加压素、神经肽等。（三）蛋白质1.蛋白质的元素组成和分类11（1）元素组成：天然蛋白质均含有碳(50-55％)、氢（6.7-7.3％）、氧（19-24％）、氮（13-19％），硫（0-4％）等元素。此外，蛋白质中还含有磷、碘、铁、锰、铜、锌等元素。生物样品中1克氮相当于6.25克蛋白质。（2）分类：蛋白质按分子形状可分为球状蛋白质和纤维状蛋白；按分子组成可分为单纯蛋白和结合蛋白质；按功能可分为活性蛋白质和结构蛋白质。2.蛋白质的结构（1）蛋白质的一级结构：蛋白质的一级结构是

6、指多肽链中氨基酸残基的排列顺序及其连接方式。肽键是一级结构中连接氨基酸残基的化学键。（2）蛋白质的二级结构：蛋白质的二级结构是指肽链按一定的方式折叠、盘曲形成的空间构象，氢键是主要的副键，蛋白质的二级结构主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲等。(3)蛋白质的三级结构：具有二级结构的蛋白质，可以进一步按一定方式折叠、盘曲形成更复杂的三维空间排布，即形成蛋白质的三级结构。维持三级结构的力来自氨基酸侧链之间的相互作用。主要包括盐键、二硫键、氢键、配位键、酯键、疏水基之间的亲和力(疏水键)和vanderwaals力等。这些作用总称为副键。（4）蛋白质的四级结构是由两条以上具有三级结构的多肽

7、链组成的更大、更复杂的分子。每一条三级结构多肽链称为一个亚基，几个亚基通过氢键、疏水键或静电吸引缔合而构成一定的空间结构。亚基的种类、数目和空间排列都有特定的模式。3.蛋白质的化学性质（1）胶体性质：蛋白质是高分子化合物，相对分子质量可高达几千万，其分子颗粒的直径一般在103pm~105pm之间，属于胶体粒子，呈现胶体的性质：电泳扩散速度慢，不能透过半透膜。（2）两性电离和等电点：在蛋白质分子中，肽链的侧链中