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1、第十七章第十七章 思考题思考题1.组成蛋白质的组成蛋白质的20种氨基酸具有哪些结构特征？种氨基酸具有哪些结构特征？2.营养必需氨基酸有哪些？营养必需氨基酸有哪些？3.什么是氨基酸的等电点？中性氨基酸的等电点是否为什么是氨基酸的等电点？中性氨基酸的等电点是否为7？4.氨基酸分子间以何种方式连接形成肽？氨基酸分子间以何种方式连接形成肽？5.什么是蛋白质的一级结构？什么是蛋白质的一级结构？6.氨基酸、肽、蛋白质，各有哪些显色反应？氨基酸、肽、蛋白质，各有哪些显色反应？第十七章第十七章 氨基酸、多肽和蛋白质氨基酸、多肽和蛋白质主要内容：主要内容：氨基酸的命名、结构、性质；氨基酸的命名、结构、性质； 多
2、肽、蛋白质的基本知识。多肽、蛋白质的基本知识。蛋白质：蛋白质：由氨基酸通过肽键组成的在空间盘绕折叠的多肽链由氨基酸通过肽键组成的在空间盘绕折叠的多肽链多肽：多肽：-氨基酸以肽键连接在一起而形成的大分子化合物氨基酸以肽键连接在一起而形成的大分子化合物种类繁多、结构复杂、生物功能各异种类繁多、结构复杂、生物功能各异蛋白质代谢的中间产物；生物体内的重要活性肽蛋白质代谢的中间产物；生物体内的重要活性肽取代羧酸取代羧酸包括包括卤代酸、羟基酸、羰基酸、氨基酸卤代酸、羟基酸、羰基酸、氨基酸氨基酸：氨基酸：分子中既含有氨基又含有羧基的化合物分子中既含有氨基又含有羧基的化合物第一节第一节 氨基酸氨基酸 ( (a
3、mino acid) )一、一、结构、分类和命名结构、分类和命名-氨基酸氨基酸 L - - 构型构型（一）结构一）结构p.235问题问题17-1：D-苏氨酸苏氨酸 L-苏氨酸苏氨酸 L-苏氨酸苏氨酸 D-苏氨酸苏氨酸 *(2R,3R) (2S,3S) (2S,3R) (2R,3S)（二）（二）分类：分类：1. . 根据烃基结构不同分为：根据烃基结构不同分为： 脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。2. 医学上根据医学上根据 R 基团的极性及其所带电荷不同分为：基团的极性及其所带电荷不同分为：中性氨基酸中性氨基酸( ( R 基团为非极性；基团为非极性；R
4、 基团为极性但不带电荷基团为极性但不带电荷 ) )酸性氨基酸酸性氨基酸( ( R 基团带负电基团带负电 ) )碱性氨基酸碱性氨基酸( ( R 基团带正电基团带正电 ) )。参见。参见 p.243-244表表17-1 （三）命名三）命名系统命名法：以羧酸作为母体，氨基作为取代基，称为系统命名法：以羧酸作为母体，氨基作为取代基，称为“氨基氨基某酸某酸”。碳链编号常用。碳链编号常用、等表示。等表示。 俗名（普遍采用）：根据其来源或性质来命名。俗名（普遍采用）：根据其来源或性质来命名。-氨基乙酸氨基乙酸( (甘氨酸甘氨酸) -) -氨基丙酸氨基丙酸( (丙氨酸丙氨酸) )-氨基氨基-苯基丙酸苯基丙酸
5、-氨基氨基-胍基戊酸胍基戊酸 （苯丙氨酸）（苯丙氨酸） （精氨酸）（精氨酸） GlyAlaPheArgSerCys -氨基氨基-羟基丙酸羟基丙酸 -氨基氨基-巯基巯基丙酸丙酸 （丝氨酸）（丝氨酸） ( (半胱氨酸）半胱氨酸） 八种必需氨基酸：缬、亮、异亮、赖、苏、蛋、苯丙、色氨酸八种必需氨基酸：缬、亮、异亮、赖、苏、蛋、苯丙、色氨酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸人体不能合成或合成不足，必须从外界食物摄取以维持机体正人体不能合成或合成不足，必须从外界食物摄取以维持机体正常生长发育的氨基酸。常生长发育的氨基酸。修饰氨基酸和非蛋白质氨基酸修饰氨基酸和非蛋白质氨基酸在在蛋白质合成前后，由其中相应氨基酸加
6、工修饰形成的氨基酸叫蛋白质合成前后，由其中相应氨基酸加工修饰形成的氨基酸叫修饰氨基酸或衍生氨基酸修饰氨基酸或衍生氨基酸，连接在蛋白质结构中有其特殊功能。，连接在蛋白质结构中有其特殊功能。非非蛋白氨基酸蛋白氨基酸：以游离或结合形式分布于植物、细菌和动物体内：以游离或结合形式分布于植物、细菌和动物体内,并不参与构成蛋白质的氨基酸。是重要的代谢物前体或中间体。并不参与构成蛋白质的氨基酸。是重要的代谢物前体或中间体。二、氨基酸的性质二、氨基酸的性质物理性质：物理性质：熔点较高，易溶于极性溶剂而难溶于有机溶剂。熔点较高，易溶于极性溶剂而难溶于有机溶剂。化学性质：化学性质：（一）氨基酸的酸碱性和等电点一）
7、氨基酸的酸碱性和等电点1. 氨基酸的酸碱两性氨基酸的酸碱两性氨基酸中具有酸性的基团：氨基酸中具有酸性的基团：2. 氨基酸的氨基酸的 等电点等电点阳离子阳离子 pH pI两性离子两性离子阴离子阴离子等电点：等电点：氨基酸的酸式电离与碱式电离趋势相等并处于等电状氨基酸的酸式电离与碱式电离趋势相等并处于等电状态时溶液的态时溶液的pH 值称为氨基酸的等电点值称为氨基酸的等电点。用符号。用符号 pI 表示表示。中性氨基酸的中性氨基酸的 pI = = 5.0 6.5酸性氨基酸的酸性氨基酸的 pI = = 2.8 3.2碱性氨基酸的碱性氨基酸的 pI = = 7.5 10.8思考：思考：某氨基酸的某氨基酸的
8、pI值为值为6.02，试问该氨基酸的水溶，试问该氨基酸的水溶液液 pH 7, , pH 7 还是还是pH = =7？p.238问题问题17-2在在pH 7.59的缓冲溶液中，采用电泳技术分离的缓冲溶液中，采用电泳技术分离Val、Glu、His三种氨基酸的混合物，指出三者的带电状况和泳动方向。三种氨基酸的混合物，指出三者的带电状况和泳动方向。查阅查阅p.235表表17-1 Val (缬氨酸缬氨酸)，pI = 5.96； Glu (谷氨酸谷氨酸)，pI = 3.22；His (组氨酸组氨酸)，pI = 7.59 向正极泳动向正极泳动 速率：速率：缬氨酸缬氨酸 pIpH = pI（二）氨基酸的脱羧反
9、应二）氨基酸的脱羧反应（三）氨基酸与亚硝酸反应三）氨基酸与亚硝酸反应应用：氨基酸、多肽的定量分析。应用：氨基酸、多肽的定量分析。（四）氨基酸的显色反应（四）氨基酸的显色反应应用：比色分析测定氨基酸含量应用：比色分析测定氨基酸含量(罗曼紫在罗曼紫在570 nm有强吸收有强吸收) 。-氨基酸氨基酸 + + 水合茚三酮水合茚三酮 蓝紫色化合物蓝紫色化合物共热共热乙醇或丙酮乙醇或丙酮(罗曼紫罗曼紫)习题讨论：习题讨论：(p.248) 17-7( (五）芳香族氨基酸的紫外吸收性质五）芳香族氨基酸的紫外吸收性质含苯环的蛋白质在含苯环的蛋白质在280nm有吸收，用于测定样品中蛋白质的含量有吸收，用于测定样品
10、中蛋白质的含量Lys(赖氨酸赖氨酸)、Asp(天冬氨酸天冬氨酸) 、Ser(丝氨酸丝氨酸)结构式分别为：结构式分别为：(1) 酸性酸性写出写出Lys、Asp、Ser与下列试剂反应后的产物？与下列试剂反应后的产物？ (1) NaOH (2) HCl (3) CH3OH/H+ (4) (CH3CO)2O (5) NaNO2 + HCl(2) 碱性碱性(3) 羧基与醇羟基的酯化反应羧基与醇羟基的酯化反应(5) 氨基与亚硝酸的反应氨基与亚硝酸的反应 (4) 醋酐的氨解和醇解反应醋酐的氨解和醇解反应(p.249)习题习题17-9将甘氨酸将甘氨酸(pI = 5.97)、谷氨酸、谷氨酸(pI = 3.22)
11、、赖氨酸、赖氨酸(pI = 9.74)溶于水溶于水(1) 水溶液呈酸性还是碱性？水溶液呈酸性还是碱性？ (2) 氨基酸带何种电荷？氨基酸带何种电荷？(3) 欲调节溶液欲调节溶液pH至等电点，需加酸或加碱？至等电点，需加酸或加碱？解：解：pH = pI时各氨基酸的结构式分别为时各氨基酸的结构式分别为甘氨酸甘氨酸 谷氨酸谷氨酸 赖氨酸赖氨酸(1) 弱酸性弱酸性 酸性酸性 碱性碱性(2) 负电荷负电荷 负电荷负电荷 正电荷正电荷(3) 加酸加酸 加酸加酸 加碱加碱第二节第二节 肽肽一、一、肽的结构和命名肽的结构和命名结构：氨基酸之间通过肽键相互连接而成。结构：氨基酸之间通过肽键相互连接而成。 氨基末
12、端氨基末端( (N - -端端) )在左，羧基末端在左，羧基末端( (C- -端端) )在右。在右。命名：以含有命名：以含有C- -端的氨基酸为母体，其它氨基酸残基作为端的氨基酸为母体，其它氨基酸残基作为 取代基放在母体名称前，称取代基放在母体名称前，称“某氨酰某酸某氨酰某酸”。例如，由甘氨酸和丙氨酸组成的二肽（有两种）：例如，由甘氨酸和丙氨酸组成的二肽（有两种）：甘氨酰丙氨酸甘氨酰丙氨酸丙氨酰甘氨酸丙氨酰甘氨酸(p.240) 17-3一种从奶制品中发现的三肽类化合物，可用作血管紧缩素转换酶一种从奶制品中发现的三肽类化合物，可用作血管紧缩素转换酶抑制剂。其结构为异亮氨酸抑制剂。其结构为异亮氨酸
13、-脯氨酸脯氨酸-脯氨酸，试写出其化学结构。脯氨酸，试写出其化学结构。异亮氨酸异亮氨酸(Ile) 脯氨酸脯氨酸(Pro) 异亮氨酸异亮氨酸-脯氨酸脯氨酸-脯氨酸脯氨酸异亮氨酰脯氨酰脯氨酸异亮氨酰脯氨酰脯氨酸或者或者肽单元：肽单元：二、肽键平面二、肽键平面1. 肽单元是平面结构肽单元是平面结构2. 肽键具有局部双键的性质肽键具有局部双键的性质3. 肽键一般呈反式构型肽键一般呈反式构型三、生物活性肽三、生物活性肽存在于生物体内具有活性的肽类。存在于生物体内具有活性的肽类。含量少、结构多样、生理作用明显且重要。含量少、结构多样、生理作用明显且重要。如如脑啡肽、谷胱甘肽、非蛋白质来源多肽脑啡肽、谷胱甘肽
14、、非蛋白质来源多肽等等 ( p.243245 )第三节第三节 蛋蛋 白白 质质蛋白质主要含有碳、氢、氧、氮、硫，少数还含有磷、碘、铁锰、蛋白质主要含有碳、氢、氧、氮、硫，少数还含有磷、碘、铁锰、锌、铜等元素。锌、铜等元素。蛋白质中几种主要元素的含量分别为：蛋白质中几种主要元素的含量分别为：C 50 55%， H 6.0 7.0%, O 19 24%, N 15 17%, S 0 4%一、蛋白质的分子结构一、蛋白质的分子结构（一）一）蛋白质分子中的化学键蛋白质分子中的化学键1主键（肽键）主键（肽键）2副键（次级键）：副键（次级键）： 氢键；二硫键；疏水键；盐键氢键；二硫键；疏水键；盐键（二）二）
15、蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构多肽链中氨基酸残基的排列顺序。多肽链中氨基酸残基的排列顺序。胰岛素由胰岛素由A、B两个肽链组成。两个肽链组成。A链有链有11种共种共21个氨基酸，个氨基酸，N-端为甘氨酸，端为甘氨酸，C-端为天冬酰胺；端为天冬酰胺；B链有链有15种共种共30个氨基酸，个氨基酸，N-端为苯丙氨酸，端为苯丙氨酸，C-端为苏氨酸端为苏氨酸胰岛素：胰岛素：(p.246)图图17-4 人胰岛素分子的一级结构人胰岛素分子的一级结构（三）三）蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构二级结构：二级结构：具一级结构的多肽链中各肽键平面通过具一级结构的多肽链中各肽键平面通过 -C的旋转形成的构象的旋转形成
16、的构象由胰岛由胰岛B细胞受葡萄糖、胰高血糖素等的剌激而分泌的蛋白质激素细胞受葡萄糖、胰高血糖素等的剌激而分泌的蛋白质激素胰岛素（胰岛素（猪胰岛素、牛胰岛素、人胰岛素及甘精胰岛素、猪胰岛素、牛胰岛素、人胰岛素及甘精胰岛素、赖脯胰岛素、门冬胰岛素赖脯胰岛素、门冬胰岛素等等）是临床上治疗糖尿病的药物是临床上治疗糖尿病的药物个别氨基酸残基的变化不影响胰岛素分子结构的形成和稳定，个别氨基酸残基的变化不影响胰岛素分子结构的形成和稳定，因而其功能相同因而其功能相同多钛链在空间进一步卷曲折叠形成的构象多钛链在空间进一步卷曲折叠形成的构象由三级结构的多肽链聚合成具有特定构象的蛋白质分子称为由三级结构的多肽链聚合
17、成具有特定构象的蛋白质分子称为蛋白质的四级结构。蛋白质的四级结构。在二级结构中，主要以氢键维持它的稳定性。在二级结构中，主要以氢键维持它的稳定性。包括包括- -螺旋、螺旋、- -折叠、折叠、 - -转角和无规卷曲等类型。转角和无规卷曲等类型。在二级结构的基础上，进一步扭曲折叠，构成具有特定构象在二级结构的基础上，进一步扭曲折叠，构成具有特定构象的紧密结构，称为三级结构。的紧密结构，称为三级结构。三、三、蛋白质的性质蛋白质的性质（一）一）两性解离和等电点两性解离和等电点阴离子阴离子 两性离子两性离子 阳离子阳离子pH pI pH = = pI pH pI 时：时： pH pI 时：时： 1缩二脲
18、反应缩二脲反应 蛋白质蛋白质 + + 强碱强碱 + + 硫酸铜溶液硫酸铜溶液 紫红色紫红色 2水合茚三酮反应水合茚三酮反应 蛋白质蛋白质 + + 水合茚三酮水合茚三酮 显蓝紫色显蓝紫色 3黄色反应黄色反应 蛋白质蛋白质 + + 浓浓HNO3 显黄色显黄色（四）（四）蛋白质的颜色反应蛋白质的颜色反应讨论讨论(p.249)习题习题17-12某三肽某三肽A用亚硝酸处理后并经部分水解得用亚硝酸处理后并经部分水解得-羟基羟基-苯基丙酸和苯基丙酸和二肽二肽B。将。将B用酸水解可得两种产物用酸水解可得两种产物C和和D，其中，其中C无旋光活性，无旋光活性，D用亚硝酸处理后得到乳酸。若用亚硝酸处理后得到乳酸。若C不处在不处在A的的N-端和端和C-端，试写出端，试写出A的名称和三字母缩写结构。的名称和三字母缩写结构。(p.249)17-12解答解答解：解： A(三肽三肽)+ B(二肽二肽) + HNO2 部分水解部分水解两个氨基酸两个氨基酸C和和DB+ H2O/H+乳酸乳酸C无旋光活性，为甘氨酸；无旋光活性，为甘氨酸；D + HNO2D是丙氨酸是丙氨酸苯丙氨酰甘氨酰丙氨酸苯丙氨酰甘氨酰丙氨酸Phe Gly Ala
