有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 Email:2008年秋年秋化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系1 1、掌握常見、掌握常見氨基酸的名稱，理解其結構；氨基酸的名稱，理解其結構；2 2、掌握氨基酸的兩性和反應；、掌握氨基酸的兩性和反應；3 3、了解氨基酸的合成方法；、了解氨基酸的合成方法；4 4、掌握多肽的一般結構，理解多肽的測定法；、掌握多肽的一般結構，理解多肽的測定法；5 5、了解多肽的一般合成法。、了解多肽的一般合成法。6 6、掌握蛋白質的分類、分子結構，了解其四級結構；、掌握蛋白質的分類、分子結構，了解其四級結構；7 7、掌握蛋白質的性質。、掌握蛋白質的性質?；疽蠡疽?有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸(3(3學時學時)第一節(jié)第一節(jié) 氨基酸氨基酸第二節(jié)第二節(jié) 多肽多肽第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質蛋白質第四節(jié)第四節(jié) 酶酶第五節(jié)第五節(jié) 核核 酸酸 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系第一節(jié)第一節(jié) 氨基酸（氨基酸（amino acids）一、一、氨基酸的定義、分類、結構和命名氨基酸的定義、分類、結構和命名 二、二、氨基酸的性質氨基酸的性質三、三、氨基酸的制備氨基酸的制備 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系1、氨基酸的定義：、氨基酸的定義：分子中既含有氨基，又含有羧基的化合物統(tǒng)稱為氨基酸。分子中既含有氨基，又含有羧基的化合物統(tǒng)稱為氨基酸。CH3CH COOHNH2一、氨基酸的定義、分類、結構和命名一、氨基酸的定義、分類、結構和命名 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 1)按氨基與羧基的相對位置分：按氨基與羧基的相對位置分：-氨基酸氨基酸、-氨基酸氨基酸等。等。2、氨基酸的分類：、氨基酸的分類：CH3CH COOHNH2CH2CH2COOHNH2CH2CH2-CH2COOHNH2-氨基酸氨基酸-氨基酸氨基酸-氨基酸氨基酸 天然氨基酸都是天然氨基酸都是-氨基酸氨基酸 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 2)2)按烴基類型可分為脂肪氨基酸、芳香氨基酸、按烴基類型可分為脂肪氨基酸、芳香氨基酸、雜環(huán)氨基酸。雜環(huán)氨基酸。H3CCHCOOHNH2NH2COOHNHCH2CH COOHNH2脂肪氨基酸脂肪氨基酸芳香氨基酸芳香氨基酸雜環(huán)氨基酸雜環(huán)氨基酸 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系CH2COOHNH2HOOC CH2CH COOHNH2H2N CH2CH COOHNH2中性氨基酸中性氨基酸堿性氨基酸堿性氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸 中性氨基酸并非為中性物質，這里的中性氨基酸并非為中性物質，這里的中性是指氨基酸中性是指氨基酸分子中氨基與羧基的數目相等分子中氨基與羧基的數目相等。3）按氨基與羧基的數目來分：中性氨基酸、酸性氨）按氨基與羧基的數目來分：中性氨基酸、酸性氨基酸、堿性氨基酸基酸、堿性氨基酸 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 3、氨基酸的構型、氨基酸的構型HCNH2COOHRCHCOOHRNH2L-氨基酸氨基酸D-氨基酸氨基酸 用用D/L體系表示體系表示在費歇爾投影式中氨基位于橫在費歇爾投影式中氨基位于橫鍵右邊的為鍵右邊的為D型，位于左邊的為型，位于左邊的為L型。型。天然產氨基酸，天然產氨基酸，主要是主要是L-型的型的。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 4、氨基酸的命名、氨基酸的命名 氨基酸的命名與其它取代酸相似，以羧酸為母體，將氨基酸的命名與其它取代酸相似，以羧酸為母體，將-NH-NH2 2看作取代基即可。但是看作取代基即可。但是天然產氨基酸多按其來源或性天然產氨基酸多按其來源或性質而命名。質而命名。國際上有通用的符號。國際上有通用的符號。纈氨酸纈氨酸Val亮氨酸亮氨酸Leu3-3-甲基甲基-2-2-氨基丁酸氨基丁酸4-4-甲基甲基-2-2-氨基戊酸氨基戊酸(CH3)2CHCH(NH2)COOH(CH3)2CHCH2CH(NH2)COOHCH3CHCH(NH2)COOHOH蘇氨酸蘇氨酸Thr2-2-氨基氨基-3-3-羥基丁酸羥基丁酸 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系苯丙氨酸苯丙氨酸Phe蛋氨酸蛋氨酸Met賴氨酸賴氨酸LysC6H5CH2CH(NH2)COOHCH3S(CH2)2CH(NH2)COOHH2N(CH2)4CH(NH2)COOHCH2CH(NH2)COOHNH色氨酸色氨酸Trp3-3-苯基苯基-2-2-氨基丙酸氨基丙酸2,6-2,6-二氨基己酸二氨基己酸2-2-氨基氨基-4-4-甲硫基丁酸甲硫基丁酸3-(3-(-吲哚基吲哚基)-)-2-2-氨基丙酸氨基丙酸 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 二、二、氨基酸的性質氨基酸的性質1 1、-氨基酸的物理性質氨基酸的物理性質2 2、-氨基酸的化學性質氨基酸的化學性質 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系1 1、-氨基酸的物理性質氨基酸的物理性質1）溶解性）溶解性 大多數氨基酸為無色晶體，除胱氨酸、酪氨酸外，大多數氨基酸為無色晶體，除胱氨酸、酪氨酸外，都可溶于水；除脯氨酸、半胱氨酸外，都難溶于有機都可溶于水；除脯氨酸、半胱氨酸外，都難溶于有機溶劑。溶劑。2）旋光性）旋光性 除甘氨酸外，其它氨基酸都具有旋光性。除甘氨酸外，其它氨基酸都具有旋光性。比旋光度比旋光度是氨基酸的重要物理常數之一，是鑒別各種氨基酸的是氨基酸的重要物理常數之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據。重要依據。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系3 3）熔點）熔點 氨基酸的熔點遠高于其異構體羥基酰胺，這是因為氨基酸的熔點遠高于其異構體羥基酰胺，這是因為-氨基酸是以內鹽形式存在。氨基酸是以內鹽形式存在。H2N CH2COOHH3N CH2COOHOCH2C NH2Om.p 232 118返回返回 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 2 2、-氨基酸的化學性質氨基酸的化學性質1 1）氨基酸中氨基的反應氨基酸中氨基的反應 2 2）氨基酸中羧基的反應氨基酸中羧基的反應 3 3）氨基和羧基同時參與的反應氨基和羧基同時參與的反應 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 （1 1）氨基酰化）氨基?；?1 1）氨基酸中氨基的反應）氨基酸中氨基的反應RNH2CHCOOHRCOClRCONHCHCOOHRHCl 乙酰氯、醋酸酐、苯甲酰氯、鄰苯二甲酸酐等等都可以乙酰氯、醋酸酐、苯甲酰氯、鄰苯二甲酸酐等等都可以用作酰化劑，得到相應的氨基衍生物。用作?；瘎玫较鄳陌被苌?。芐氧甲酰氯芐氧甲酰氯作為酰作為酰基化劑，可以保護氨基?；瘎梢员Ｗo氨基。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系NH2CHRCOOH+CH2O C ClOC NHOCHRCOOHCH2OBenzoxycarbonyl（簡寫（簡寫Z）有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系(2)氨基的烴基化：氨基的烴基化：RXNH2CHCOOHR NH CHCOOHRHClR 氨基酸的二硝基苯衍生物，用非極性溶劑抽提出來，氨基酸的二硝基苯衍生物，用非極性溶劑抽提出來，再用層析法分離鑒定。再用層析法分離鑒定。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系NH2CHCOOHR NH CHCOOHRHClNO2NO2FNO2NO2 2，4-二硝基氟苯首先被英國的二硝基氟苯首先被英國的桑格桑格（Sanger）用來）用來鑒定多肽或氨基酸的末端氨基，曾經廣泛應用于測定氨基鑒定多肽或氨基酸的末端氨基，曾經廣泛應用于測定氨基酸在多肽或蛋白質中的排列順序。酸在多肽或蛋白質中的排列順序。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系(3)與亞硝酸反應：與亞硝酸反應：除亞氨基除亞氨基(脯氨酸等脯氨酸等)外外,-氨基酸都能與亞硝酸反應。氨基酸都能與亞硝酸反應。RCH COOHNH2HNO2RCHCOOHOHN2H2O 反應是定量完成的，衡量地放出反應是定量完成的，衡量地放出N2，測定，測定N2的體積的體積便可計算出氨基酸只氨基的含量。這稱為便可計算出氨基酸只氨基的含量。這稱為范斯萊克范斯萊克（Van slyke ）氨基測定法。）氨基測定法。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系2）、氨基酸中羧基的反應：）、氨基酸中羧基的反應：氨基酸的反應主要是指成酯、成酐、成酰胺等反應。氨基酸的反應主要是指成酯、成酐、成酰胺等反應。CH3SO3HCH2OHNH2CHRCOOHNH2CHRCOOCH2 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 （1）氨基酸的兩性氨基酸的兩性3 3）氨基和羧基同時參與的反應）氨基和羧基同時參與的反應CH3CH COOHNH2+H+CH3CH COOHNH3CH3CH COOHNH2+OH-CH3CH COONH2CH3CH COONH3CH3CH COOHNH2 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 氨基酸分子中的氨基是堿性的，而羧基是酸性的，因氨基酸分子中的氨基是堿性的，而羧基是酸性的，因而氨基酸既能與酸反應而氨基酸既能與酸反應生成鹽生成鹽，也能與堿反應，也能與堿反應生成鹽生成鹽，是，是一個兩性化合物。一個兩性化合物。而且自身可發(fā)生中和反應生成而且自身可發(fā)生中和反應生成內鹽內鹽（inner salt ：內鹽分子中既有正電荷，又有負電荷，內鹽分子中既有正電荷，又有負電荷，稱之為偶極離子或兩性離子）。稱之為偶極離子或兩性離子）。氨基酸在結晶狀態(tài)時，主要氨基酸在結晶狀態(tài)時，主要不是以游離態(tài)的羧基和氨不是以游離態(tài)的羧基和氨基存在的，而是以內鹽的形式存在?；嬖诘?，而是以內鹽的形式存在。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 在氨基酸水溶液中加入酸或堿，至使氨基酸所帶正電在氨基酸水溶液中加入酸或堿，至使氨基酸所帶正電荷的數目與負電荷的數目正好相等，即荷的數目與負電荷的數目正好相等，即凈電荷為零凈電荷為零，此此時溶液的時溶液的 pH 值稱為該氨基酸的等電點。值稱為該氨基酸的等電點。常以常以pI表示表示。（2）氨基酸的等電點氨基酸的等電點 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 若若pH pI，氨基酸氨基酸以負離子形式存在以負離子形式存在；若；若pH pI，氨基酸氨基酸以正離子形式存在。例如：苯丙氨酸在以正離子形式存在。例如：苯丙氨酸在pH=10時的時的主要存在形式？主要存在形式？有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 不同的氨基酸有不同的等電點，所以可以通過測定氨不同的氨基酸有不同的等電點，所以可以通過測定氨基酸的等電點來基酸的等電點來鑒別氨基酸鑒別氨基酸。酸性氨基酸的等電點：酸性氨基酸的等電點：pH=2.83.2中性氨基酸的等電點：中性氨基酸的等電點：pH=6.26.8堿性氨基酸的等電點：堿性氨基酸的等電點：pH=7.610.8 等電點時，氨基酸幾乎全部以兩性離子的形式存在等電點時，氨基酸幾乎全部以兩性離子的形式存在,此時偶極離子在水中的此時偶極離子在水中的溶解度最小溶解度最小，易結晶析出。因而，易結晶析出。因而可通過調節(jié)等電點的方法，可以從氨基酸的混合物中可通過調節(jié)等電點的方法，可以從氨基酸的混合物中分分離和提純出某些氨基酸離和提純出某些氨基酸。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系(3)與水合茚三酮反應與水合茚三酮反應（鑒別反應）（鑒別反應）-氨基酸與水合茚三酮溶液作用，生成藍紫色氨基酸與水合茚三酮溶液作用，生成藍紫色的有色物的有色物質質，鑒別鑒別-氨基酸的靈敏方法氨基酸的靈敏方法。CCCOOOHOHRCHCOOHNH2CCCOOCCCONHO+RCHOCO2H2O32藍紫色藍紫色 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系H3CNH2COOHHOONH2CH3+HNNHOOH3CCH3+2 H2O(4)加熱分子間失水加熱分子間失水 -氨基酸胺熱時可發(fā)生分子間脫水，生成交酰胺。氨基酸胺熱時可發(fā)生分子間脫水，生成交酰胺。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系三、氨基酸的制備三、氨基酸的制備 1、由醛和酮制備、由醛和酮制備C6H5CH2CHONH3,HCNC6H5CH2CHCNNaOH,H2OH3O(1)(2)NH2C6H5CH2CHCO2NH3苯丙氨酸74%氨基酸的制備主要有三種途徑：蛋白質的水解；有機氨基酸的制備主要有三種途徑：蛋白質的水解；有機合成；發(fā)酵法。有機合成又主要有三種方法：合成；發(fā)酵法。有機合成又主要有三種方法：有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 2、-鹵代酸的氨解：鹵代酸的氨解：R CH COOH +NH3XR CH COOH +HXNH2 此反應有叔胺和仲胺副產物，所以常用此反應有叔胺和仲胺副產物，所以常用蓋布爾法蓋布爾法代替，代替，可得較純的氨基酸?？傻幂^純的氨基酸。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系R CHXCOORRCHNH2COOHH2OCCNHOOCCNOOCHRCOORCOOHCOOH 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系C6H5CH2CHNH2COOHH2OH+CCNOOCCH2C6H5COOC2H5COOC2H5NaOC2H5C6H5CH2Cl/CCNOOCHCH2C6H5COOHNH2NH2CCNHNHOOCCONKO+BrCHCOOC2H5COOC2H5KOHEtOHCCNOOCCH2C6H5COOC2H5H3、由丙二酸酯合成：、由丙二酸酯合成：有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系第二節(jié)第二節(jié) 多多 肽肽一、一、多肽的組成、命名和結構多肽的組成、命名和結構二、二、多肽的合成多肽的合成三、三、多肽結構的測定多肽結構的測定 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系一、多肽的組成、命名和結構一、多肽的組成、命名和結構1、多肽的組成多肽的組成2、多肽的命名、多肽的命名 3、多肽的結構、多肽的結構 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系H2NCCOHHR1ONHCCOOHHR2HH2NCCHR1OHNCCOOHHR2peptide bondH2O1、多肽的組成、多肽的組成 兩分子兩分子-氨基酸發(fā)生反應，氨基酸發(fā)生反應，一個氨基酸的羧基與另一一個氨基酸的羧基與另一分子氨基酸的氨基分子氨基酸的氨基脫去一分子水，生成以酰胺鍵相連的脫去一分子水，生成以酰胺鍵相連的化合物叫做肽?；衔锝凶鲭摹ｕ０锋I在蛋白質化學中又稱為肽鍵酰胺鍵在蛋白質化學中又稱為肽鍵。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 二分子氨基酸失水形成的肽叫二肽，二分子氨基酸失水形成的肽叫二肽，10個以上氨基個以上氨基酸分子失水形成的肽叫多肽。酸分子失水形成的肽叫多肽。組成多肽的氨基酸單元稱組成多肽的氨基酸單元稱為為氨基酸殘基氨基酸殘基。一般把相對分子質量超過一般把相對分子質量超過1萬萬分子量在分子量在1000以上，構以上，構型復雜的多肽稱為蛋白質。型復雜的多肽稱為蛋白質。在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序列順序稱為氨基酸順序,通常在多肽鏈的一端含有一個游通常在多肽鏈的一端含有一個游離的離的-氨基，稱為氨基端或氨基，稱為氨基端或N-端端；在另一端含有一個游；在另一端含有一個游離的離的-羧基，稱為羧基端或羧基，稱為羧基端或C-端端。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽鍵 氨基酸的順序是從氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以端的氨基酸殘基開始，以C-端端氨基酸殘基為終點的排列順序。如上述五肽可表示為：氨基酸殘基為終點的排列順序。如上述五肽可表示為：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系2、多肽的命名、多肽的命名 根據組成肽的氨基酸的順序稱為某氨酰某氨酰根據組成肽的氨基酸的順序稱為某氨酰某氨酰某氨某氨酸（簡寫為某酸（簡寫為某-某某-某）。例如：某）。例如：NH2CHCH3CONHCONHCHCH2C6H5COOHCHCH2OH丙 氨 酰 絲 氨 酰 苯 丙 氨 酸（丙 絲 苯 丙）“N”端端 “C”端端 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系H2N-CH2-COH +H2N-CH-COH +H2N-CH-COHCH3CH2CH(CH3)2OOO甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸亮氨酸亮氨酸H2N-CH2-C-NH-CH-C-NH-CH-COHCH3CH2CH(CH3)2OOO產物三肽的名稱為：甘氨酰產物三肽的名稱為：甘氨酰-丙氨酰丙氨酰-亮氨酸亮氨酸 （甘（甘-丙丙-亮）（亮）（Gly-Ala-Leu）肽鍵肽鍵C-端端N端端 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 3、多肽的結構、多肽的結構 1 1）肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有明）肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的顯的共軛共軛作用。肽鍵中的作用。肽鍵中的C-NC-N鍵具有部分雙鍵性質，不能鍵具有部分雙鍵性質，不能自由旋轉，組成肽鍵的原子自由旋轉，組成肽鍵的原子及與之相連的及與之相連的-C處在同一平處在同一平面上，這六個原子所在的平面叫面上，這六個原子所在的平面叫酰胺平面酰胺平面。2 2）在大多數情況下，以反式結構存在。）在大多數情況下，以反式結構存在。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系NCCNCCNCCHHHHHRRRHOOO 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系四肽的結構四肽的結構 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系二、二、多肽的合成多肽的合成1、氨基的保護氨基的保護2、羧基的保護羧基的保護3、接肽方法接肽方法 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系1 氨基的保護氨基的保護 常常用氯代甲酸苯甲酯（或稱苯甲氧基甲酰氯）保用氯代甲酸苯甲酯（或稱苯甲氧基甲酰氯）保護護，使生成酰胺，使生成酰胺C6H5CH2OCClOBenzoxycarbonyl（簡寫（簡寫Z）C6H5CH2OH+COCl2（光氣（光氣)有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系H2 Pd/C +NH3CH2CO2-C6H5CH2OCClOOH-OC6H5CH2OC-NHCH2COO-H+SOCl2OC6H5CH2OC-NHCH2CClO+NH3CH2CO2-,OH-H+OC6H5CH2OC-NHCH2C-NHCH2COOHOH+CF3COOHOC6H5CH3 +CO2 +H3N+CH2C-NHCH2COO-OC6H5CH2OCOOH +H3N+CH2C-NHCH2COO-C6H5CH2OCOOH +2 H3N+CH2COO-（1mol）上保護基上保護基接肽接肽去保護基去保護基反應過程：反應過程：有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系2、羧基的保護羧基的保護Pd/H2CH3SO3HCH2OHNH2CHRCOOHNH2CHRCOOCH2NH2CHRCOOH 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系1).混合酸酐法（活化羧基）混合酸酐法（活化羧基）3、接肽方法接肽方法2).活潑酯法活潑酯法4).碳二亞胺法接肽碳二亞胺法接肽3).環(huán)酸酐法接肽環(huán)酸酐法接肽5).固相接肽固相接肽麥爾德發(fā)明；麥爾德發(fā)明；解決了蛋白質和多肽的一些合成問題。解決了蛋白質和多肽的一些合成問題。在不溶的高分子樹脂的表面上進行接肽反應稱在不溶的高分子樹脂的表面上進行接肽反應稱為固相接肽為固相接肽 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系ZNHCHCNHCHCOCH2C6H5RROORROONH3CHCNHCHCO-+脫水脫水H2/Pd-C去保護基去保護基ZNHCHCOOH +DCC +NH2CHCOOCH2C6H5RRN=C=N 二二環(huán)己基碳二酰亞胺環(huán)己基碳二酰亞胺 (DCC)4).碳二亞胺法接肽碳二亞胺法接肽 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系1、檢測氨基酸的組成及其相對比例檢測氨基酸的組成及其相對比例2、測定肽中各氨基酸的排列順序測定肽中各氨基酸的排列順序三、多肽結構的測定三、多肽結構的測定 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系三三.多肽結構的測定多肽結構的測定測定肽或蛋白質的一級結構需要進行下面幾項工作：測定肽或蛋白質的一級結構需要進行下面幾項工作：1 測定分子中是否存在二硫鍵測定分子中是否存在二硫鍵2 檢測氨基酸的組成及其相對比例檢測氨基酸的組成及其相對比例3 測定肽或蛋白質中各氨基酸的排列順序測定肽或蛋白質中各氨基酸的排列順序 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系1 測定分子中是否存在二硫鍵測定分子中是否存在二硫鍵 多肽或蛋白質分子中有二硫鍵，需要切斷。多肽或蛋白質分子中有二硫鍵，需要切斷。其方法是用過酸氧化。其方法是用過酸氧化。2 檢測氨基酸的組成及其相對比例檢測氨基酸的組成及其相對比例該工作由氨基酸自動分析儀完成該工作由氨基酸自動分析儀完成 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系3 測定肽或蛋白質中各氨基酸的排列順序測定肽或蛋白質中各氨基酸的排列順序 在在N-端引入具有特定基團的標記化合物，這種端引入具有特定基團的標記化合物，這種標記基團有顏色、熒光、紫外吸收等性質，然后標記基團有顏色、熒光、紫外吸收等性質，然后分離鑒定具有這種基團的氨基酸衍生物。分離鑒定具有這種基團的氨基酸衍生物。（1）.N-端氨基酸單元的分析端氨基酸單元的分析 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系（2）.C-末端測定末端測定肼解法：肼解法：當蛋白質（或多肽）與無水肼在當蛋白質（或多肽）與無水肼在100反應反應5-10h后，除后，除C端氨基酸外，所有氨基酸都轉變成相應端氨基酸外，所有氨基酸都轉變成相應氨基酸的酰肼，氨基酸的酰肼，C端氨基酸則以游離氨基酸放出。端氨基酸則以游離氨基酸放出。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質蛋白質 一、一、蛋白質的組成蛋白質的組成 二、二、蛋白質的分類蛋白質的分類 三、三、蛋白質的結構蛋白質的結構 四、四、蛋白質的性質蛋白質的性質 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 蛋白質存在于所有的生物細胞中，是構成生物體最基蛋白質存在于所有的生物細胞中，是構成生物體最基本的結構物質和功能物質。因此，蛋白質是生命活動的物本的結構物質和功能物質。因此，蛋白質是生命活動的物質基礎，它參與了幾乎所有的生命活動過程。質基礎，它參與了幾乎所有的生命活動過程。一般把相對分子質量超過一般把相對分子質量超過1萬萬分子量在分子量在1000以上，構以上，構型復雜的多肽稱為蛋白質。型復雜的多肽稱為蛋白質。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系一一.蛋白質的組成蛋白質的組成 蛋白質是一類含氮有機化合物，蛋白質是一類含氮有機化合物，除含有碳、氫、氧除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質還含有其他一些外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、碘、鋅和銅等。這些元素元素，主要是磷、鐵、碘、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質中的組成百分比約為：在蛋白質中的組成百分比約為：碳碳5050 ,氫氫7 7,氧氧2323,氮氮16%,16%,硫硫 0 03 3,其他微其他微量量1.蛋白質的元素組成：蛋白質的元素組成：有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 完全水解得到各種氨基酸的混合物，部分水解通常完全水解得到各種氨基酸的混合物，部分水解通常得到多肽片段。所以，氨基酸是蛋白質的基本結構單元。得到多肽片段。所以，氨基酸是蛋白質的基本結構單元。大多數的蛋白質都是由大多數的蛋白質都是由2020種氨基酸組成。這種氨基酸組成。這2020種氨基酸種氨基酸被稱為基本氨基酸。被稱為基本氨基酸。2、蛋白質的化學組成：、蛋白質的化學組成：有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 1）纖維蛋白質纖維蛋白質：如絲蛋白、角蛋白等；如絲蛋白、角蛋白等；2）球狀蛋白質球狀蛋白質：如蛋清蛋白、酪蛋白、血紅蛋白、如蛋清蛋白、酪蛋白、血紅蛋白、-球代表蛋白（感冒抗體）等。球代表蛋白（感冒抗體）等。1、根據蛋白質的形狀分為：根據蛋白質的形狀分為：二、蛋白質的分類二、蛋白質的分類 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 1）單純蛋白質單純蛋白質：其水解最終產物是：其水解最終產物是-氨基酸。氨基酸。2）結合蛋白質結合蛋白質：-氨基酸氨基酸+非蛋白質（輔基），非蛋白質（輔基），輔基為糖時稱為糖蛋白；輔基為核酸時稱為核蛋白；輔輔基為糖時稱為糖蛋白；輔基為核酸時稱為核蛋白；輔基為血紅素時稱為血紅素蛋白等。基為血紅素時稱為血紅素蛋白等。2、根據組成成分分為：、根據組成成分分為：有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 1）活性蛋白活性蛋白：按生理作用不同又可分為：酶、激素：按生理作用不同又可分為：酶、激素、抗體、收縮蛋白、運輸蛋白等。、抗體、收縮蛋白、運輸蛋白等。2）非活性蛋白非活性蛋白：擔任生物的保護或支持作用的蛋白：擔任生物的保護或支持作用的蛋白，但本身不具有生物活性的物質。例如：貯存蛋白（清蛋，但本身不具有生物活性的物質。例如：貯存蛋白（清蛋白、酪蛋白等），結構蛋白（角蛋白、彈性蛋白膠原等）白、酪蛋白等），結構蛋白（角蛋白、彈性蛋白膠原等）等等。等等。3、根據蛋白質的功能分為：、根據蛋白質的功能分為：有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系三、蛋白質的結構三、蛋白質的結構1、蛋白質的一級結構蛋白質的一級結構2、穩(wěn)定蛋白質的次級鍵、穩(wěn)定蛋白質的次級鍵3、蛋白質的空間結構蛋白質的空間結構 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 1、蛋白質的一級結構蛋白質的一級結構 由一定種類、一定數目的氨基酸按一定的排列順序結由一定種類、一定數目的氨基酸按一定的排列順序結合而形成的多肽鏈（合而形成的多肽鏈（50個以上氨基酸）稱為蛋白質的一級個以上氨基酸）稱為蛋白質的一級結構，也叫初級結構。結構，也叫初級結構。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 對某一蛋白質，若結構順序發(fā)生改變，則可引起疾病對某一蛋白質，若結構順序發(fā)生改變，則可引起疾病或死亡。例如，血紅蛋白或死亡。例如，血紅蛋白N-6為谷氨酸，若換為纈氨酸，為谷氨酸，若換為纈氨酸，則造成紅血球附聚，即由球狀變成鐮刀狀，若得了這種病則造成紅血球附聚，即由球狀變成鐮刀狀，若得了這種?。ㄧ牭缎呜氀Y）不到十年就會死亡。（鐮刀形貧血癥）不到十年就會死亡。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 2.穩(wěn)定蛋白質構象的副鍵穩(wěn)定蛋白質構象的副鍵 多肽鏈上都存在有氨基酸殘基多肽鏈上都存在有氨基酸殘基(R)，常見的氨基酸，常見的氨基酸殘基有殘基有-SH、-COOH、-NH2、-OH等，這些基團之間等，這些基團之間也可以相互作用，形成了分子的立體結構。這種分子也可以相互作用，形成了分子的立體結構。這種分子中原子團間中原子團間非鍵合非鍵合的相互作用，要比共價鍵弱得多，的相互作用，要比共價鍵弱得多，稱為次級鍵或副鍵，主要有以下幾種：稱為次級鍵或副鍵，主要有以下幾種：有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系1).氫鍵氫鍵(-OH與與-OH、-OH與與-NH2、-OH與與-COOH、-NH2與與-COOH等）等）;2).酯鍵酯鍵（-COOH與與-OH、-COOH與與-SH等）、二硫鍵等）、二硫鍵（-SH與與-SH）;3).鹽鍵鹽鍵（-COOH與與-NH2）4).疏水鍵疏水鍵，又叫疏水作用力，它是由于多肽鏈中極性，又叫疏水作用力，它是由于多肽鏈中極性基團都在分子內部，而非極性基團（如：烷基、苯基基團都在分子內部，而非極性基團（如：烷基、苯基等）被排斥在多肽鏈外部，這些非極生疏基團對極性等）被排斥在多肽鏈外部，這些非極生疏基團對極性溶劑水有疏遠的傾向，故稱為疏水作用力。溶劑水有疏遠的傾向，故稱為疏水作用力。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 3、蛋白質的空間結構、蛋白質的空間結構 蛋白質的二級蛋白質的二級(Secondary)(Secondary)結構：肽鏈的主鏈結構：肽鏈的主鏈通過氫通過氫鍵的作用而形成的多肽在空間排列稱為蛋白質的二級結構。鍵的作用而形成的多肽在空間排列稱為蛋白質的二級結構。主要有主要有-螺旋、螺旋、-折疊、折疊、無規(guī)則卷曲無規(guī)則卷曲三種形式三種形式。蛋白質的一級結構也叫初級結構，蛋白質的二、蛋白質的一級結構也叫初級結構，蛋白質的二、三、四級結構統(tǒng)稱為空間結構或高級結構三、四級結構統(tǒng)稱為空間結構或高級結構（1）、蛋白質的二級結構）、蛋白質的二級結構 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 1）-螺旋：螺旋：一一條肽鏈通過條肽鏈通過氫鍵饒成螺旋氫鍵饒成螺旋型，型，右螺旋。右螺旋。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 2）-折疊折疊由兩條幾乎完全伸展的肽鏈（也可以由兩條幾乎完全伸展的肽鏈（也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成）反平行排列，通過鏈間在同一肽鏈的不同部分之間形成）反平行排列，通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構象，氫的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構象，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。鍵與鏈的長軸接近垂直。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系（2）、）、蛋白質的三級結構蛋白質的三級結構 蛋白質的三級結構：在二級結構的基礎上，蛋白質的三級結構：在二級結構的基礎上，肽鏈肽鏈的不的不同區(qū)段的側鏈基團通過氫鍵、疏水鍵、離子鍵和同區(qū)段的側鏈基團通過氫鍵、疏水鍵、離子鍵和共價鍵共價鍵（如（如-S-S-S-S-）等相互作用，在空間進一步盤繞、折疊形成等相互作用，在空間進一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側鏈構象在內的特征三維結構。的包括主鏈和側鏈構象在內的特征三維結構。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系我國科學工作者合成的結晶牛島素我國科學工作者合成的結晶牛島素 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系（3）、蛋白質的四級結構）、蛋白質的四級結構 由一條或幾條多肽鏈構成蛋白質的最小單位稱為蛋由一條或幾條多肽鏈構成蛋白質的最小單位稱為蛋白質亞基，由白質亞基，由幾個亞基幾個亞基借助各種副鍵的作用而構成的借助各種副鍵的作用而構成的一定空間結構稱為蛋白質的四級結構。一定空間結構稱為蛋白質的四級結構。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 四、四、蛋白質的性質蛋白質的性質 1、蛋白質的兩性和等電點、蛋白質的兩性和等電點2、蛋白質的膠體性質、蛋白質的膠體性質3、蛋白質的沉淀作用、蛋白質的沉淀作用4、蛋白質的變性、蛋白質的變性 5、蛋白質的紫外吸收、蛋白質的紫外吸收6、蛋白質的顏色反應、蛋白質的顏色反應 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 1、蛋白質的兩性和等電點、蛋白質的兩性和等電點 與氨基酸相似，在等電點時蛋白質的溶解度最小。因與氨基酸相似，在等電點時蛋白質的溶解度最小。因此，可通過調節(jié)蛋白質溶液的此，可通過調節(jié)蛋白質溶液的pH值來值來分離和提純蛋白質分離和提純蛋白質。PCOONH2PCOONH3PCOOHNH3P=ProtinpH pHpIpHpI蛋白質H2OH2O+H3O+HO-+有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 蛋白質是高分子化合物，其分子顆粒的大小在蛋白質是高分子化合物，其分子顆粒的大小在1-100nm之間，己在膠體范圍內，因此，蛋白質溶液具有膠之間，己在膠體范圍內，因此，蛋白質溶液具有膠體溶液的典型性質，如丁達爾現象、布郎運動等性質。體溶液的典型性質，如丁達爾現象、布郎運動等性質。2、蛋白質的膠體性質、蛋白質的膠體性質 1）粒子形成水化膜）粒子形成水化膜 因氨基酸殘基上有因氨基酸殘基上有-OH、-NH2、-COOH等極性基等極性基團，這些基團可以與水形成氫鍵而使蛋白質分子高度水團，這些基團可以與水形成氫鍵而使蛋白質分子高度水化，因此，在其周圍形成一層水化膜，水化膜對蛋白質化，因此，在其周圍形成一層水化膜，水化膜對蛋白質分子具有保護作用，水分子具有保護作用，水化膜使分子不易集聚而沉淀?；な狗肿硬灰准鄱恋?。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 2 2）蛋白質粒子帶同性電荷）蛋白質粒子帶同性電荷 處于非等電點的蛋白質分子，必然帶有相同的電荷處于非等電點的蛋白質分子，必然帶有相同的電荷（正或負電荷），同性電荷之間的排斥作用也使蛋白質分（正或負電荷），同性電荷之間的排斥作用也使蛋白質分子不易聚集而沉淀。子不易聚集而沉淀。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 3、蛋白質的沉淀作用：、蛋白質的沉淀作用：1）可逆沉淀（）可逆沉淀（非變性沉淀非變性沉淀）：）：蛋白質的鹽析蛋白質的鹽析：向蛋白質溶液中加入大量的無機鹽，向蛋白質溶液中加入大量的無機鹽，如如Na2SO4、(NH4)2SO4、NH4Cl、NaCl等，則蛋白質可沉等，則蛋白質可沉淀下來，這種方法稱為鹽析。在鹽析過程中，淀下來，這種方法稱為鹽析。在鹽析過程中，結構和性質結構和性質都沒有發(fā)生變化都沒有發(fā)生變化，在適當的條件下，可以重新溶解形成溶，在適當的條件下，可以重新溶解形成溶液。利用蛋白質的鹽析作用可提純具有生理活性的蛋白質。液。利用蛋白質的鹽析作用可提純具有生理活性的蛋白質。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 無機鹽能使蛋白質發(fā)生沉淀，是由于無機鹽為強電解質，在無機鹽能使蛋白質發(fā)生沉淀，是由于無機鹽為強電解質，在溶液中以離子狀態(tài)存在，而這些離子的水合能力遠遠大于氨基酸溶液中以離子狀態(tài)存在，而這些離子的水合能力遠遠大于氨基酸殘基中的極性基團（如殘基中的極性基團（如-OH、-COOH、-NH2等），它們可剝去蛋等），它們可剝去蛋白質分子外圍的水化膜；同時這些離子所帶的電荷，也能削弱蛋白質分子外圍的水化膜；同時這些離子所帶的電荷，也能削弱蛋白質分子所帶的電荷，即無機鹽可消除穩(wěn)定蛋白質膠體穩(wěn)定存在白質分子所帶的電荷，即無機鹽可消除穩(wěn)定蛋白質膠體穩(wěn)定存在的二個因素，而使蛋白質分子聚集而沉淀。的二個因素，而使蛋白質分子聚集而沉淀。蛋白質溶液堿金屬鹽或銨鹽沉淀溶解（蛋白質）H2O 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系（1）有機溶劑（如乙醇、丙酮等）有機溶劑（如乙醇、丙酮等）：2）不可逆沉淀（）不可逆沉淀（變性沉淀）變性沉淀）這些溶劑與水親合力大于蛋白質，而可剝去其水化膜這些溶劑與水親合力大于蛋白質，而可剝去其水化膜使蛋白質沉淀下來。該沉淀在短時間內可逆，如時間延長，使蛋白質沉淀下來。該沉淀在短時間內可逆，如時間延長，則為不可逆。則為不可逆。在強烈沉淀條件下，不僅破壞了蛋白質膠體溶液的穩(wěn)在強烈沉淀條件下，不僅破壞了蛋白質膠體溶液的穩(wěn)定性，而且也定性，而且也破壞了蛋白質的結構和性質破壞了蛋白質的結構和性質，產生的蛋白質，產生的蛋白質沉淀不可能再重新溶解于水。沉淀不可能再重新溶解于水。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系（2 2）重金屬鹽（）重金屬鹽（Pb2+、Hg2+等）：等）：H2N Pr COOH+Pb2+(NH2-Pr-COO)2Hg（3 3）加生物堿試劑（如苦味酸、三氯乙酸等）：）加生物堿試劑（如苦味酸、三氯乙酸等）：H2N Pr COOH+HOOC-CCl3OOC-CCl3HOOC Pr NH3 有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 在加熱、加壓、紫外線等物理因素作用下，蛋白質的在加熱、加壓、紫外線等物理因素作用下，蛋白質的構象也會被破壞而發(fā)生不可逆沉淀。構象也會被破壞而發(fā)生不可逆沉淀。（4 4）物理因素：）物理因素：有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系 4、蛋白質的變性：、蛋白質的變性：蛋白質的變性：蛋白質的性質與它們的結構密切相關。蛋白質的變性：蛋白質的性質與它們的結構密切相關。某些物理或化學因素，能夠破壞蛋白質的結構狀態(tài)，引起某些物理或化學因素，能夠破壞蛋白質的結構狀態(tài)，引起蛋白質理化性質改變并導致其蛋白質理化性質改變并導致其生理活性喪失生理活性喪失。變性條件：變性條件：物理因素：干燥、加熱、高壓、振蕩或攪拌、紫外線、物理因素：干燥、加熱、高壓、振蕩或攪拌、紫外線、X射線、超聲等等。射線、超聲等等?；瘜W因素：強酸、強堿、尿素、重金屬鹽、生物堿試化學因素：強酸、強堿、尿素、重金屬鹽、生物堿試劑（三氯乙酸、乙醇等等）。劑（三氯乙酸、乙醇等等）。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系變性后的特點：變性后的特點：喪失生物活性喪失生物活性 變性蛋白質通常都是固體狀態(tài)物質，變性蛋白質通常都是固體狀態(tài)物質，不溶于水和其它溶劑，也不可能恢復原有蛋白質所具有的不溶于水和其它溶劑，也不可能恢復原有蛋白質所具有的性質。所以，蛋白質的變性通常都伴隨著不可逆沉淀。性質。所以，蛋白質的變性通常都伴隨著不可逆沉淀。溶溶解度降低解度降低 易被水解（對水解酶的抵抗力減易被水解（對水解酶的抵抗力減弱）。弱）。變性作用的利用：變性作用的利用：消毒、殺菌、點豆腐等；消毒、殺菌、點豆腐等；排毒（重金屬鹽中毒的急救）；排毒（重金屬鹽中毒的急救）；腫瘤的治療（放療殺死癌細胞）；腫瘤的治療（放療殺死癌細胞）；有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系變性作用的防治變性作用的防治：種子的貯存；種子的貯存；人體衰老（緩慢變性）；人體衰老（緩慢變性）；防止紫外光灼傷皮膚。防止紫外光灼傷皮膚。有機化學重點課程有機化學重點課程 有機化學重點課程有機化學重點課程 第十二章第十二章 蛋白質和核酸蛋白質和核酸 化學及環(huán)境科學系化學及環(huán)境科學系5、蛋白質的紫外吸收：