氨基酸的分類、命名、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備；

肽的結(jié)構(gòu)和肽鍵，多肽結(jié)構(gòu)的測定；

蛋白質(zhì)的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；

酶的組成、分類及催化反應(yīng)的特性。

氨基酸的結(jié)構(gòu)、構(gòu)型、性質(zhì)和制備；

肽的結(jié)構(gòu)和肽鍵，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。第十六章氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)１

氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類和命名

結(jié)構(gòu)：組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，都是α-氨基酸。除甘氨酸外，都有旋光性，且都是L型的。

L-乳酸

L-丙氨酸

L-蘇氨酸

§16-1氨基酸命名：天然氨基酸常采用習(xí)慣名稱。

構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸，有一套通用的符號，這些符號象元素符號一樣，是國際通用的。

分類：

①氨基酸可按分子中氨基和羧基的相對數(shù)目，分為中性氨基酸(含1個氨基1個羧基)、酸性氨基酸(含1個氨基2個羧基)和堿性氨基酸(含2個氨基1個羧基)。

②也可按烴基的結(jié)構(gòu)分為脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和雜環(huán)氨基酸。

２氨基酸的性質(zhì)(1)α-氨基酸的物理性質(zhì)

α-氨基酸都是高熔點固體，多數(shù)在熔化時分解。

甘氨酸：262℃(分解)

酪氨酸：310℃(分解)但α-氨基酸的N-?；衔锖王０返娜埸c卻較低。C6H5CONHCH2COOH：190℃；H2NCH2CONH2：67~68℃。α-氨基酸不溶于乙醚等非極性溶劑，在水里的溶解度大小不一，但都比在乙醚中的大。

丙氨酸

谷氨酸

α-氨基酸的偶極矩比分子量相近的羧酸或胺都大得多。是以偶極離子形式存在的。(2)

酸堿性氨基酸既能和酸反應(yīng)生成銨鹽，也能和堿反應(yīng)生成羧酸鹽，是兩性化合物。

氨基酸在溶液中存在下列平衡：

K1K2低pH高pH(4)

氨基的反應(yīng)和亞硝酸反應(yīng)

反應(yīng)是定量完成的，根據(jù)放出氮氣的量，算出樣品中氨基的含量。稱為Vanslyke氨基測定法。

脫羧反應(yīng)

α-氨基酸在Ba(OH)2存在下加熱或在酶作用下，可發(fā)生脫羧反應(yīng)，生成胺類化合物與茚三酮的顯色反應(yīng)水合茚三酮

紫色

可以用于氨基酸的比色測定和紙上層析的顯色。３氨基酸的制法氨基酸的生產(chǎn)：

蛋白質(zhì)水解法，從蛋白質(zhì)水解液中利用等電點沉淀分離氨基酸；化學(xué)合成法，得到的氨基酸都是外消旋產(chǎn)物。發(fā)酵法，如味精(谷氨酸鈉)的生產(chǎn)等；用Gabriel法代替，可得較純的氨基酸。

鹵代酸氨解丙二酸酯法

蛋氨酸

１肽和肽鍵一分子α-氨基酸中的羧基和另一分子α-氨基酸的氨基，通過失水形成酰胺鍵而連結(jié)成的化合物叫做肽。肽分子中的酰胺鍵稱為肽鍵。

根據(jù)肽分子中氨基酸的數(shù)目，稱作二肽、三肽……青霉素G

半胱氨酸纈氨酸§16-2多肽氨基酸殘基肽鍵

(1)

肽的結(jié)構(gòu)特征酰胺平面和肽單元：sp2雜化

肽鍵：一分子氨基酸的羧基和另一分子氨基酸的氨基失去一分子水形成的酰胺鍵。肽單元

酰胺平面

肽單元

1肽單元

2肽鏈中的酰胺平面(2)

肽鏈的氨基酸順序與命名氮端

碳端

丙氨酰甘氨酰丙氨酸

Ala—Gly—Ala丙—甘—丙２多肽結(jié)構(gòu)的測定測定多肽的結(jié)構(gòu)，是走向合成蛋白質(zhì)的第一步，要弄清一個多肽的結(jié)構(gòu)，必須要知道：①它是由哪些氨基酸組成的，②這些氨基酸是按什么次序結(jié)合的。多肽分子中氨基酸的排列情況非常復(fù)雜，例如由8種氨基酸組成定的八肽就有8!=40320種排列方式。(1)

氨基酸組分分析目的是確定組成多肽的氨基酸的種類和數(shù)目。將多肽在6mol·l-1的HCl中，加熱至100℃，維持24小時，使多肽完全水解，然后使水解后獲得的氨基酸混合液通過離子交換柱，不同的氨基酸因通過離子交換柱的速度不同而分離，用自動檢測儀器鑒定和記錄。氨基酸分析儀(2)

氨基酸的順序分析

氮端分析：Edman降解法

碳端分析：羧肽酶法

羧肽酶A能水解不是精氨酸(Arg)和賴氨酸(Lys)的碳端氨基酸，羧肽酶B則只能水解碳端為精氨酸和賴氨酸的多肽。肽鏈的選擇性水解部分水解法常用的蛋白酶：胰蛋白酶，只水解羰基屬于賴氨酸、精氨酸的肽鍵；

糜蛋白酶，水解羰基屬于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的肽鍵。溴化氰，只能斷裂羰基屬于蛋氨酸的肽鍵。

最后，把選擇性水解得到的各個肽段的分析結(jié)果，用重疊法得出整條肽鏈的氨基酸順序。胃蛋白酶，只水解苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸氨基上的肽鍵；3幾種重要的多肽

谷胱甘肽δ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸作為還原劑，保護蛋白質(zhì)或酶的巰基免遭氧化；清除體內(nèi)的H2O2；保護核酸和蛋白質(zhì)免遭毒物損害。肽類激素促甲狀腺素釋放激素

焦谷氨酸

組氨酸

脯氨酰胺

催產(chǎn)素

肽鏈中的二硫鍵胰島素1965年9月，中國在世界上首次合成牛胰島素。１

蛋白質(zhì)的分類

按蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：單純蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)。輔基：脂肪、糖、核酸等。按蛋白質(zhì)的形狀：纖維蛋白和球蛋白。

按蛋白質(zhì)的功能：活性蛋白質(zhì)和非活性蛋白質(zhì)?；钚缘鞍踪|(zhì)，如酶、激素、抗體等；

非活性蛋白質(zhì)，如膠原蛋白、角蛋白、彈性蛋白等。

§16-3蛋白質(zhì)２

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

(1)

一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中以共價鍵相連的氨基酸的排列次序。由幾條肽鏈組成的蛋白質(zhì)，每條肽鏈稱為亞基，在肽鏈中每個氨基酸單位稱為氨基酸殘基，如牛胰島素有兩條亞基，共51個氨基酸殘基。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的研究方法：研究多肽結(jié)構(gòu)的端基分析、部分水解等方法。(2)

蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)

是多肽鏈主鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。穩(wěn)定蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的因素是氫鍵。

多肽鏈主鏈骨架中的若干肽段，通過氫鍵，形成有規(guī)則的構(gòu)象，這稱為二級結(jié)構(gòu)。α螺旋：蛋白質(zhì)的一條肽鏈中有規(guī)律的螺旋結(jié)構(gòu)，每一圈含3.6個氨基酸殘基。β折疊：兩條肽鏈或一條肽鏈的兩段平行排列。β轉(zhuǎn)角：肽鏈的180o回折的角。無規(guī)則卷曲：沒有規(guī)律性的肽鏈構(gòu)象。

三級結(jié)構(gòu)：是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的空間位置，也就是整條肽鏈所有原子在三維空間的排布位置。

依靠疏水作用、氫鍵、鹽鍵、范得華力維持。

肌紅蛋白四級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的生理活性是由三級、四級結(jié)構(gòu)來決定的。

蛋白質(zhì)分子中每一個具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱為亞基，不少蛋白質(zhì)是由兩個以上的多肽鏈組成的；

蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指各條亞基的空間排布，及亞基接觸部位的布局和相互作用。

亞基之間的結(jié)合力主要是氫鍵和離子鍵。

３

蛋白質(zhì)的性質(zhì)

(1)

等電點和膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)分子顆粒的直徑在0.1~0.001μm，形成膠體溶液，具有一定穩(wěn)定性。①蛋白質(zhì)分子中含有許多親水基，如羧基、氨基、羥基等。②蛋白質(zhì)是兩性化合物，顆粒表面都帶有電荷。原因：(2)

蛋白質(zhì)的變性破壞三級結(jié)構(gòu)、打開二硫鍵，引起可逆變性。破壞二級結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致不可逆變性。蛋白質(zhì)在一定的物理或化學(xué)因素的影響下，其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致性質(zhì)改變，稱為蛋白質(zhì)的變性。研究蛋白質(zhì)變性的意義：掌握變性條件，防止蛋白質(zhì)變性；利用變性，把蛋白質(zhì)拆成亞基，進行研究；研究維持蛋白質(zhì)二、三級結(jié)構(gòu)的作用力。１酶的組成單純酶：催化活性僅由蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定；結(jié)合酶：催化活性除蛋白質(zhì)部分外，還需要非蛋白質(zhì)物質(zhì)，稱為輔酶。輔酶主要有兩類：金屬離子如Cu2+、Zn2+、Mn2+等；低分子量的有機化合物如葉綠素、血紅素、維生素等?！?6-4酶２酶的特性(1)酶的催化反應(yīng)

酶底物復(fù)合物酶·產(chǎn)物的復(fù)合物產(chǎn)物(2)酶和一般催化劑的共性

能加快反應(yīng)速度，在反應(yīng)前后它本身沒有質(zhì)和量的變化；

能夠改變反應(yīng)速度，但不能改變化學(xué)平衡；

能夠穩(wěn)定底物形成的過渡狀態(tài)，降低反應(yīng)的活化能。

(3)

酶催化作用特性

高效性：比一般催化劑高107~1013倍。專一性：條件溫和：pH=5~8、20~40℃。

麥芽糖酶只能使α-葡萄糖苷鍵水解，對β-葡萄糖苷鍵無效；

酵母中的乳酸脫氫酶，只催化L-乳酸脫氫生成丙酮酸，而不影響D-乳酸。(4)

酶作用專一性的原因

酶的活性中心示意圖３酶的分類和命名

(1)

分類

六大類：氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂解酶、異構(gòu)酶、合成酶。

(2)

命名

習(xí)慣命名法：根據(jù)兩個原則

①根據(jù)催化的底物；②根據(jù)催化反應(yīng)的性