大学有机化学第十四章蛋白质

第十四章氨基酸、蛋白质第一节α-氨基酸第二节蛋白质第一节α-氨基酸一、概述1.通式：NaOHNaH2ONH2CHRCOOH+++NH2CHRCOO组成蛋白质的20种基本氨基酸，大都是α-氨基酸2.分类根据侧链R基的结构分为：①脂肪族氨基酸②芳香族氨基酸③杂环族氨基酸根据氨基酸分子中氨基和羧基数目分为:①中性氨基酸:氨基和羧基数目相等②酸性氨基酸:羧基数目多于氨基③碱性氨基酸:碱性基数目多于羧基★这里所指的中性，并不是指pH＝73.命名：多用俗名4.符号：国际上通用的符号是由氨基酸英文名字的前三个字母组成的，有时也仅用一个英文字母表示，我国也用中文缩写。5.必需氨基酸：组成蛋白质的20多种氨基酸中，有些是人和动物不能自身合成的，必须从食物中直接摄取，这些氨基酸称为必需氨基酸。如赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和苏氨酸是人体必需氨基酸。6.α-氨基酸的构型组成蛋白质的α-氨基酸，除甘氨酸外，α-碳原子都是手性的，都有旋光性。高等动物蛋白质中的氨基酸绝大多数是属于L-型的α-氨基酸。在分子中含有一个以上手性碳原子的氨基酸的构型都以α-碳原子为准。HOH2NCOOHCCH3RL-(+)-乳酸HCHOHOCCH2OHL-(—)-甘油醛HCOOHCCH3L-(+)-丙氨酸HH2NCOOHCL-丙氨酸HL-氨基酸二、氨基酸的化学性质1.两性及等电点NaOHNaH2ONH2CHRCOOH+++NH2CHRCOOHClNH3Cl+NH2CHRCOOH+CHRCOOHNH3+NH2CHRCOOHCHRCOO内盐(偶极离子)H2O+H2ONH2CHRCOOH+++NH2CHRCOONH3+NH2CHRCOOH+CHRCOOHH3OOH（酸式电离）（碱式电离）酸式电离和碱式电离相等时溶液的pH为该氨基酸的等电点，用pI表示。等电点时氨基酸以偶极离子形式存在，所带净电荷为零。NH2CHRCOONH3+CHRCOOHOHNH3+CHRCOOOHH+H+带电离子在电场中的运动称为电泳。某α-氨基酸pI＝6.6，在水中进行＿＿＿式电离，带＿＿＿电荷，在电场中向＿＿极移动。某氨基酸溶于pH=7的纯水中，所得氨基酸的溶液pH=6，问此氨基酸的等电点是大于6，等于6，还是小于6？2.与水合茚三酮的反应：α－氨基酸与水合茚三酮在加热的条件下，生成蓝紫色化合物，并放出CO2，此反应灵敏，因此是鉴定氨基酸迅速而简便的方法之一。多肽和蛋白质也发生此反应。3.成肽反应NH2CHROH+NHHCHROHH2O-NH2CHRNHCHROH肽键OCOCOCOCα-氨基酸α-氨基酸二肽由两个氨基酸通过一个肽键连接而成的肽叫二肽；由三个氨基酸通过两个肽键连接而成的肽叫三肽；由多个氨基酸组成的肽叫多肽。分子量在10000以上的多肽一般看作是蛋白质。第二节蛋白质一、蛋白质的结构二、蛋白质的理化性质一、蛋白质的结构1.蛋白质的一级结构（肽链结构）蛋白质是由很多α-氨基酸残基通过肽键结合而成的多肽链，肽键是蛋白质分子的主键。书写肽链时，习惯上把N-端写在左边，C-端写在右边。R1R2R3RnCHNHCHOCOCNHCHCHOCOCNHOHH2N肽键肽键肽键N-端C-端肽的命名是以C-端氨基酸作为母体称为某氨酸，其它氨基酸残基视为取代基，称为某氨酰，从N-端氨基酸开始依次排列于母体名称前面。CH2OHCHNHCHOCOCHCH3NHCHOCOHH2N甘氨酰丙氨酰丝氨酸(甘丙丝肽)COOHCH2SHNHCHOCOCNHCHOCOHCH2CH2CHH2NH谷氨酰半胱氨酰甘氨酸(谷胱甘肽)(GSH)组成肽键的氨基酸数目增多，理论上的排列方式也增多。蛋白质多肽链中氨基酸的种类、数目以及排列顺序，是蛋白质的基本结构，通常称为蛋白质的一级结构(又称初级结构)。①②丙-甘肽甘-丙肽CHNHCHOHOCOCHCH3CHNHCHOHOCOCHCH3H2NH2N2.蛋白质的空间结构⑴二级结构：蛋白质多肽长链的空间构象，称为蛋白质的二级结构。二级结构主要有α-螺旋和β-折叠两种。⑵三级结构：多肽链再进一步卷曲、折叠即是蛋白质的三级结构。每条肽链都有各自的一、二、三级结构，这些肽链称为蛋白质亚基。⑶四级结构：由多条肽链组成的蛋白质中各个亚基在空间的排列方式称为蛋白质的四级结构。3.维持蛋白质构象的作用力：⑴氢键⑵二硫键⑶酯键⑷盐键⑸疏水交互作用（疏水“键”）二、蛋白质的理化性质1.蛋白质的两性及等电点NH2COOHNH3+-COOOH-H+OH-H+NH2-COOCOOHNH3+PrPrPrPrNH2COOHNH3+-COOOH-H+OH-H+NH2-COOCOOHNH3+PrPrPrPr酸式电离碱式电离蛋白质正离子偶极离子蛋白质负离子pHpIpH=pIpHpI总电荷：+总电荷：0总电荷：—+蛋白质离子在电场中电泳的方向取决于蛋白质颗粒所带电性，速度取决于蛋白质颗粒所带电荷量的多少和质点的大小。例：蛋白质A、B、C、D、E，其分子量和等电点如下：蛋白质ABCDE分子量2500030000250004000050000等电点(pI)3.88.06.53.87.3当在pH＝6.8的缓冲溶液中进行电泳分离，请在下图中画出其移动方向和顺序原点ADCEB反应名称试剂起反应的基团产生的颜色茚三酮反应水合茚三酮α-氨基酰基蓝(紫)缩二脲反应NaOH稀CuSO4两个以上的肽键浅红色至紫蓝色黄蛋白反应浓HNO3苯环黄醋酸铅反应Pb(OAc)2NaOH硫棕黑色沉淀2.颜色反应