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1、第十六章 氨基酸、多肽与蛋白质,一、结构、分类和命名,、氨基酸,1、结构：分子中含有氨基和羧基,2、分类：,-氨基酸,-氨基酸,-氨基酸,（1）根据氨基与羧基的位置分类,中性氨基酸,碱性氨基酸,酸性氨基酸,（2）,链状氨基酸,芳香族氨基酸,杂环氨基酸,（3）,3、命名,（1）系统命名法：,羧酸为母体，氨基为取代基,-氨基乙酸,-氨基丙酸,（2）俗名,甘氨酸,丙氨酸,二、氨基酸的构型,L-乳酸,L-丙氨酸,-碳原子的构型与L-丙氨酸相当，是L型,含有多个手性碳原子，氨基酸的构型取决于-碳原子,L-苏氨酸,L-丝氨酸,三、物理性质,无色结晶，易溶于水而难溶于非极性有机溶剂，易分解,四、化学性质,1
2、、酸碱性,内盐（偶极离子或两性离子）,等电点：溶液中正离子和负离子的量相等时，溶液的 pH值就是氨基酸的等电点。,中性和酸性氨基酸的等电点都小于7,碱性氨基酸的等电点都大于7,负离子 两性离子 正离子,加碱达等电点,加酸达等电点,氨基酸在等电点时的溶解度最小，可分离氨基酸。,2、茚三酮反应,兰紫色,用途：鉴别-氨基酸,水合茚三酮,-氨基酸,1 大蒜的药用价值与氨基酸,现代抗生素问世之前，大蒜制剂被用来治疗霍乱，痢疾，肺结核等疾病，大蒜制剂还能降低胆固醇，阻止血小板聚集，对心血管有利，并有一定的抗菌作用。副作用：味道大,蒜素,2 谷氨酸,谷氨酸是难溶水的结晶。通常由面筋和豆饼的蛋白质酸水解而得，
3、故名。谷氨酸可用于抢救肝昏病。 L - （-）- 谷氨酸的单钠盐就是味精，工业上可由糖类物质发酵或植物蛋白水解制取。,-氨基戊二酸,9,20 世纪初，科学家在肌肉的提取物中发现了左旋肉碱，后来确认它是一种广泛存在于人体内的一种氨基酸，参与人体的许多代谢过程，是体内脂肪氧化代谢的必须物质。肉碱有两个光学异构体：左旋肉碱、右旋肉碱。在这两种构型中，只有左旋肉碱有生物活性。,肉碱,右旋肉碱,左旋肉碱,3 肉碱,4.遥年来我国对蚂蚁成分研究主要集中在对拟黑多 刺蜕盼研究上 已检测出游离氨基酸26种，其中有人 体必需氨基酸7种， 分剐是苏氨酸苯丙氨酸、领氨 酸、异亮氨酸、亮氨酸，齄氨酸和蛋氨酸。含有徽
4、量元素28种嗍。另外还含有维生素B 、Bl、B12， E等， 矿物质有钙、硒、和蚊酸等。,僵尸真菌 在对巴西木匠蚁进行研究时，科学家发现这种可怜的蚂蚁被4种不同的真菌感染，最后将它们变成僵尸。进入蚂蚁体内之后，这些真菌操控蚂蚁的行为，迫使它们四处游荡，直到来到适于它们传播孢子的地方。随后，这些真菌杀死宿主，将尸体变成培养基。,穿山甲为哺乳纲鲮鲤科动物穿山甲的鳞甲,味咸,微寒,入肝、胃经,其性善走窜,能祛瘀散结、攻坚排脓、搜风通络,能消痈疽于将成之际,又能托疮痈于将溃之时,且可通经下乳、通络利弊,功效宏大,多用于经闭、乳汁不通、痈疮肿毒、关节痹痛、麻木拘挛等。本草纲目记载:“盖此物能窜经络达于病
5、所故也”。主要的化学成分有多种氨基酸、锌、钾等微量元素 。 穿山甲有极强的挖洞本领。穿山甲的鳞片不仅是挖洞时扒土的有效工具,而且起到重要的防护作用。穿山甲鳞片具有一定的曲率变化,外表面呈宏观非光滑形态,是典型的双向等强度的板壳结构,有一定的回弹能力,既坚固耐磨,又利于减粘脱土。因此,研究穿山甲鳞片的成分、组织结构、力学和磨损特性,将研究结果用于触土部件工作表面减粘抗磨的改形仿生,对研制和开发既耐磨又减阻的仿生功能材料和表面形态技术具有重要的指导意义。,5.穿山甲的应用,、多肽,一、结构、分类及命名,1、结构,肽键,N-端,C-端,C-N键具部分双键性质,特点：,肽键多为反式双键构型;,不可自由
6、旋转,六个原子处于同一平面,肽类甜味剂天门酰苯丙氨酸甲酯 应用于焙烤食品，果冻，化妆品，饮料中,比蔗糖甜150-200倍，体类代谢不需胰岛素参与， 是安全的食品添加剂，国际A1级甜味剂 ，适用于肥胖，糖尿病，心血管疾病患者，代替蔗糖,鹅膏菌(Amanita)是真菌门、担子菌亚门、担子菌纲、伞菌目、鹅膏菌科、鹅膏菌属中一类真菌的总称,大部分是有毒的,据统计,误食野生蘑菇的中毒事件中,95%以上都是由鹅膏菌所致,因而对于鹅膏菌毒素及其毒理的研究颇受毒理学、化学、生物学和医学等研究人员的重视。人类致命蘑菇毒素中,鹅膏毒肽是一类慢作用毒素,误食后8)10小时才会有反应,先是剧烈的上吐下泻,之后有3天左
7、右的假愈期。其间,鹅膏毒肽由于在胃肠道中存在肠肝循环而反复在体内被吸收,对肝脏及其它器官持续造成危害,若抢救不及时,一般中毒后5-12天死亡.,路边的野生蘑菇不要采！,3、命名,以含有完整羧基的氨基酸为母体，将以羧基参加形成肽链的氨基酸中的酸字改为“酰”,依次加在母体前面,甘氨酰甘氨酸 或甘甘,丙氨酰苯丙氨酰甘氨酰丝氨酸 或丙苯丙甘丝,2、分类,二肽,三肽,多肽,蜂毒肽简介 蜂毒(beevenom)是工蜂毒腺分泌出来的一种具有芳香气味的透明毒液,它是一种成分复杂的混合物,主要含有蛋白质多肽类、酶类、生物胺类和其他物质.蜂毒中研究较多的是蜂毒溶血肽,又称蜂毒肽(melittin).蜂毒肽占蜂毒干
8、重的50%,是蜂毒中主要发挥作用的物质。蜂毒肽可以抗菌、抗病毒、消炎、抗辐射，最近又有对其抗癌作用进行研究的报道,受到抗癌研究人员的重视。相对抗生素,抗菌肽具有抗菌谱广、低浓度下发挥作用、不易使微生物产生抗性以及可以合成不同于天然肽的类似物等优势 ,所以其有望成为新一代抗生素。,蝎毒蛋白简介 蝎(scorpion)属原始肉食性蛛形纲蝎目、 甘蝎科的节支动物。据统计,目前全世界蝎目 分6科、70属,约600种,中国仅占其中15种。 东亚甘蝎在我国因分布广、种群大、药效好而 成为蝎类药材的主要来源。蝎的疗效在于蝎毒, 蝎毒具有广泛的药理学性质, 全蝎的主要有效成份蝎毒蛋白具有抗肿瘤、镇痛、抗癫痫、
9、抗栓、抗炎、抗风湿等药理作用，蝎毒抗癌多肽是从东亚钳蝎蝎毒中提取分离的抗肿瘤有效部位,对人食管癌、胃癌、喉癌、鼻咽癌及直肠腺癌细胞株等有显著的细胞杀伤和细胞毒性作用,对肝癌、肺癌等有确切的疗效。,水蛭素多肽抗血栓分子药理 1884年Haycraft首先发现新鲜医用水蛭Hirud medicinalis提取物含抗凝血物质,但直至1955年Mark wardt等从医用水蛭中才分离出水蛭素(hirudin,HV),共有 7种异构体。1984年Dodt首先测出其一级结构,确认HV是 一条含65个左右氨基酸的多肽。HV酶是血液凝固、止血过程和血栓形成的中心酶之一。它专一性地水解纤维蛋白原上的Agr-Gl
10、y键,使之转变成纤维蛋白;纤维蛋白相互作用会进一步形成血栓。HV的2个结构域通过不同的机制分别和凝血酶相互作用,抑制其活性。其C端长链通过和凝血酶的纤维蛋白原识别部位结合,拮抗凝血酶对纤维蛋白原的识别。而HV的N末端核心结构域通过和凝血酶的活性部位结合而抑制它的催化活性。临床实验结果也表明,HV的抗栓作用不需要其它因子的作用;又不会引起出血等副作用。其效果超过小分子肝素。因此被认为是2010年前最强的可逆性凝血酶直接抑制剂。全球约有20亿美元市场销售量。,、蛋白质,一、定义,相对分子量在10000以上的多肽,二、结构,1、蛋白质结构层次的内容包括哪些？如何定义各 个结构层次？ 2、蛋白质的二级
11、结构有几种类型？它们是如何形成的？ 3、使蛋白质三级结构稳定的因素包括哪些？各因素的特点是什么？,蛋白质的二级结构（-螺旋）,(2)二级结构指肽键的主链在空间的排列多肽链主链 骨架中各个肽段所形成的规则的或无规则的构象称为蛋白质的二级结构。多肽链主链骨架中形成的有规则的构象主要是依靠氢键维持的。最常见的二级结构是-螺旋结构和-折叠结构。,(1) 一级结构,指氨基酸的排列顺序,蛋白质的二级结构（ -折叠角）,折叠片：肽链伸展在褶纸形的平面上，相邻的肽链又通过,维持作用力:氢键,(3)三级结构 在二级结构的基础上，多肽链间通过氨基酸残基侧链的相互作用，在三维空间沿多个方向进行卷曲、折叠、盘绕形成紧
12、密的球状结构称为蛋白质的三级结构。,蛋白质的三级结构是其他次级键，如SS（二硫键）、离子键、氢键、疏水键、支链等，共同作用的结果。,苍蝇时时出没于肮脏之地，一只苍蝇身上通常带有 病菌60多种，计有1700万个，多的可达5亿个，还带 有很多病毒和寄生虫卵。苍蝇能传播伤寒、霍乱、痢疾等30多种疾病。然而苍蝇自身却不会被病原物感染并能大量繁殖其后代。其奥秘是由于苍蝇体内含有一种殊的小分子蛋白质，称抗菌活性蛋白，就是这种抗菌活性蛋白成为蝇蛆本身各种病菌的克星。据测定，这种抗菌蛋白(抗菌肤)只需要万分之一的浓度就可杀死多种病菌，其效力超过青霉素。近年来日本学者从麻蝇幼虫的体液中分离出一种具生物活性的物质
13、凝聚素，有极强的抗癌作用，这是一种极有前景的有待开发的治疗肿瘤的新型药物。苍蝇吸附吸附于物体表面时，会产生某种特殊的液体，传递到乳附垫的底部，最近的实验证实了苍蝇脚部豁附垫分泌特殊液体的现象，段从这些动物及昆虫脚部除去此液体后，它们几乎失去了吸附的能力.,苍蝇的奥秘,美洲大蠊是世界上生命力最强,最古老，至今繁衍最成功的昆虫类群之一，俗称蟑螂,主要分布于热带,亚热带地区的室内或野外，美洲大蠊是传统的中药材，常以干燥或鲜成虫入药，其性寒味咸，有毒，有辛辣味,有散瘀,消积,解毒,利水,消肿等功能，主治儿童疳积,扁桃腺炎,身体包块,痈疮肿痛和蜈蚣叮咬等,目前国内已批准上市的美洲大蠊制剂主要有康复新,肝
14、龙胶囊,心脉隆,消症益肝片等，各制剂不良反应小，在临床上的应用也越来越广泛，特别是美洲大蠊在抗肿瘤,治疗心力衰竭及免疫调节等方面的作用已引起人们的广泛关注，,蟑螂的药用价值,明胶 来源于动物的骨、腱、软骨、皮肤等结缔组织 中的胶原蛋白。作为一种重要的高分子生物材 料，明胶具有许多优良的物理化学性质，如亲水性强、 在水中形成高黏度的溶液、溶液冷却后具有形成凝胶 的能力、溶胶与凝胶间可发生可逆性转化、成膜性好、 侧链基团反应活性高等特点，广泛应用于食品、医药、 照相、化工等领域。目前商业明胶原料主要来源于哺 乳动物猪、牛等的皮和骨。按照制备方法不同,明胶可分为两类,即A型明胶和B型明胶:A型明胶是
15、用酸水解猪皮得到的,可塑性和弹性较好。B型明胶是碱水解骨头及动物皮肤得到的,硬度较好。明胶是一种能够成膜和成球的好材料，将其制备成药物微胶囊，既可降低药物的毒副作用，并使之具有良好的组织靶向性，达到控制释放的目的.,眼镜蛇毒化学成分简介 眼镜蛇毒是由眼镜蛇的毒腺分泌的一种天然毒蛋白, 其化学成分非常复杂,含有多种蛋白质、多肽、酶类和其他小分子物质,具有广泛的生物学活性， 应用于理论研究和临床应用。 蛇运动的驱动力来自于蛇体与地面的相互作用。腹鳞直接与地面接触，在蛇的运动中起着非常重要的作用。腹鳞由角蛋白构成，属于柔性微观非光滑表面，表面具有疏水性，表面的疏水性比陆生蛇类爬行动物就更大，其表面就
16、更不容易因沾水而粘上泥土. 在蛇的运动过程中，有降低运动阻力的作用动时的摩擦阻力很小，并且表面越粗糙摩擦因数越小。,蜘蛛是昆虫的重要捕食性天敌,蜘蛛都有一对毒腺,常位于头部螯肢末端,其开口常位于螯爪末端。当蜘蛛捕食时,通过螯爪把毒液注入猎物的体内,起到麻醉或杀死猎物的作用。但大多数蜘蛛毒素对人类无害。蜘蛛毒素分为两大类:一类是蛋白质与多肽类毒素;蜘蛛毒素成分复杂,多呈酸性,主要含有蛋白质、酶、多胺、氨基酸和核苷酸另一类是分子量较小的非肽类毒素.由于蜘蛛毒素从虎纹捕鸟蛛毒中分解出一种多肽神经毒素,发现其有很强的镇痛作用,命名为虎纹镇痛肽.其作用机制是通过钙通道与抑制阻断痛觉传递,由于其作用机制不同于吗啡,因而没有吗啡类镇痛药的成瘾性等毒副作用，已从虎纹捕鸟蛛、海南捕鸟蛛和广西六疣蛛毒中分离出多种杀虫肽,它们能使蟑螂等昆虫迅速麻痹致死.这些杀虫肽对农林业的生物防治有重要应用前景。,刚毛与物体表面接触的粘着力是通过分子间的范德华作用力实现的。纳米级刚
