第十四章、
氨基酸和蛋白质恩格斯,
,生命是蛋白质的存在形式。,
蛋白质是生物体的基本物质之一。
蛋白质的存在,自我更新及各种复杂变化就构成生命。
第一节,α—氨基酸一,α- 氨基酸的结构,分类和命名,
二、物理性质三、化学性质四、多肽第二节、蛋白质一、蛋白质的分类,
二、蛋白质的组成和结构三、蛋白质的性质,(Protein)
第三节、核酸一、核酸的元素组成二、核酸的完全水解产物三、核苷及单核苷酸四、核酸的结构复官能团化合物,重点 α- 氨基酸
Amino Acid(简称 A A)
通式 R - CH -COOH
NH2
α—氨基酸
L型
H2N
R
COOH
H
*
一,α- 氨基酸的分类和命名,
1.分类,
(1)以 R - 分类,22个中性 17个 ;
酸性 2个 ;
碱性 3个 ;
(2)以构型分类,D,L,自然界大多为 L型 ;
(3)必需氨基酸 *,8个。
2.命名,一般使用俗名。
3.存在,生物体内。
二、物理性质,
无色、无味晶体,m.p 高,有旋光性。
例,CH3COOH m.p 16.5℃ ;
H2NCH2COOH m.p 232℃ 。
味精,谷氨酸钠 (monosodium glutamate)
？
NH2
*CHHOOCCH2CH2 COONa
三、化学性质复官能团
-COOH
-NH2
酸性 ;
可与碱成盐 ;
可与醇成酯 ;
碱性 ;
可酰化 ;
可与 HNO2作用。
可生成内盐 ;
1.两性及等电点,
(1)成盐反应,
与碱,
NH2
COOHCHR + OH-
NH2
COO-CHR + H2O
氨基酸负离子 （共轭碱）
与酸,
NH2
COOHCHR + H+
NH3+
COOHCHR
氨基酸正离子 （共轭酸）
内盐：
NH2
COOHCHR
(2)等电点,pI (Isoelectric Point)
NH2
COO-CHR
（共轭碱）
NH3+
COOHCHR
（共轭酸）
NH3+
COO-CHR
（偶极离子）
NH3+
COO-CHR
（偶极离子）
讨论,AA 水溶液中
A+ A± A-OH-
OH-
H+H+
① 平衡时 [A+] ≠ [A-]
电场行为
[A+]大 移向 负极 (－ )
[A-]大 移向 正极 (＋ )
②加入 HCl,则 [H+]增大,pH减小,平衡向左移动。
解释,加酸抑制共轭碱,平衡向生成共轭酸方向移动。
即 pH越小,酸性越强,则 [A+]越大,在电场中 (如电泳仪中 ) AA 移向负极。
A+ A± A-OH-
OH-
H+H+
③加入 NaOH,则 [OH-]增大,pH增大,
平衡向右移动。
解释,加碱抑制共轭酸,平衡向生成共轭碱方向移动。
即 pH越大,碱性越强,则 [A-]越大,在电场中
(如电泳仪中 ) AA 移向正极。
A+ A± A-OH-
OH-
H+H+
④当某 一 pH值时,[A+]＝ [A-] ﹤﹤ [A± ]
此时之 pH记为 pI,称为 等电点 。
定义,如果调节溶液的 pH至某一 pH值,氨基酸主要以偶极离子形式存在,净电荷为 0,(在电场中,既不向正极
‘ +’,也不向负极 ‘ 一 ’ 移动。 )此时溶液的 pH值,特称为该氨基酸的 等电点,记为 pI。
一般而言,中性 AA pI 5.5-6.0
酸性 AA pI 3左右碱性 AA pI 9—11
小结,对一特定之氨基酸,有其一定的 pI值。
例如：
丙氨酸滴定曲线：
<6.0区间称为丙氨酸的酸側 ;
>6.0区间称为丙氨酸的碱側。
丙氨酸滴定曲线：
<6.0区间称为丙氨酸的酸側 ; >6.0区间称为丙氨酸的碱側。
注意一,酸侧、碱侧是以 pI为标准,不是以 pH＝ 7
为标准；
注意二,中性氨基酸的水溶液 pH≠7；
注意三、任何氨基酸,溶于水中,pH ≠ pI；
注意四,在相同 pH值时,不同 pI值的 AA,其主要存在形 式不同。
应用,根据不同 pI,可设计 AA分离提纯方法。
③ 电泳法,纸电泳，凝胶电泳 ;分析电泳、制备电泳等在一定的 pH,一定的电压条件下,每种特定离子的迁移速率是一定的。 pI不同,离子体积质量不同,迁移速率则不同,从而达到分离、鉴定的目的。
④ 液相色谱分离法,利用不同固定相、流动相，即采用不同色谱柱和不同色谱分离条件来分离 AA。
① 分步沉淀法,利用 AA在 pI时溶解度最小 。
② 离子交换柱分离法,利用 AA可转变为不同电荷离子 。
NH2
COOH
CHR
2.氨基的反应,HNO2
OH
COOH
CHR + N2 + H2O
HCHO
亲核加成 N
COOH
CHR CH
2
CH2
OH
OH（定量分析）
O2N
NO2
F
（ DNFB） O2N
NO2
N COOHCH
R
H（黄色，可吸收紫外）
[O]
（氧化脱氨）
NH
COOHCR H2O-NH
3
O
COOHCR
（ CH3CO） 2O NH
COOH
CHR C
O
CH3
3、羧基的反应,
NH2
COOHCHR
Ba（ OH） 2 /△
或酶催化 NH2 CO2CH2R
+
Li AlH 4
还原
NH2
CH2OHCHR
C2H5OH
H+/酯化
NH2
COOCHR C2H5
NH3
氨解
NH2
CONCHR H2
P Cl 5
NH2
C- ClCHR
O
4、与亚硝酸反应 ——范斯莱克（ Van slyke） 氨基测定法,
5、甲醛中和滴定法,指示剂,酚酞； NaOH间接滴定法 。
6、与水合茚三酮的反应,
（ *反应式不作要求，只记现象）
C
OH
O
C
O
OHC
CO2 RCHONH3
C
H
O
C
O
OHC
+++
NH2
COOHCHR+
2NH3
6、与水合茚三酮的反应,
CHO
O
C
O
HO CC
H
O
C
O
OHC
3 H2O+
+
产物呈 兰紫色 在 570nm有最大吸收,可用于 AA定性定量分析 。
但羟脯氨酸和脯氨酸呈黄色 （ 因无 － NH2基团 ）。
N
O
O
NH4+ O
O
+ - 2H2OC
OH
O
C
O
OHC
C
O
C
O
C N COOHCH
R
- CO2
N COOHCH
R
H
H
C
O
C
O
C N
H
CH
R
重排
C
O
C
O
CH N CH
R H
2O
-RCHO
C
O
C
O
CH NH2
-2H2O
C
O
C
O
CH NH2
C
O
C
O
C
OH
OH
N
O
O
O
O
N
O H
O
O
O
+H 转移烯醇重排
（兰紫色）
- NH
4+
7、失羧,（生物体内脱羧酶亦可发生此反应）
8、形成配合物：
Ba(OH)2
四、多肽
1、肽的结构和性质肽键,酰胺键,蛋白质的连接方式。
(1)分类,小 肽,10个以内 AA,
如二肽、三肽,......；
多 肽,10个 — 50个 AA；
蛋白质,50个以上 AA 。
(2)结构与数目,
甘、丙二种 AA 可组成 22＝ 4
甘 - 丙肽、丙 - 甘肽、甘 - 甘肽、丙 - 丙肽。
前者称 N端,后者称 C端。
如果 20种 AA,构成五十肽,共有 2050种。
(3)肽的形成,
NH2
COOHCHR + NH2 COOHCH
R’
NH2
CCHR N COOHCH
R’O H
酰胺键 —肽键 （ peptide linkage）
-H2O
C,N均 sp2杂化，构成 O,C、
N p-?共轭体系。
C
O
N
H
C C
H
H 酰胺键 —肽键平面。
H2N CH
R1
C
O
HN CH
R2
C
O
HN CH
R3
C
O …………
HN CH
Rn
C
O
OH
N-端 C-端多肽的形成,
多个酰胺键 —肽键 （ peptide linkage） 逐个将多个?-氨基酸联结起来，就形成多肽及蛋白质。
#,有多少个酰胺键 —肽键，就有多少个酰胺键 —肽键平面。
(4)命名,
小肽,以 C端为词尾,从 N端开始依次将其它氨基酸 称酰基作为词头。
如,赖 - 甘 - 丙三肽称,
赖氨酰甘氨酰丙氨酸。
多肽,多用俗名。
如,催产素 (环状八肽 )
1955年 V,维格诺德 （美国人）因 确定并合成了含硫的生物体物质（特别是后叶催产素和增压素）而获得诺贝尔化学奖。
如,催产素 (环状八肽 )
如,牛胰岛素 (五十一肽 ) M,5734.
AB两条长肽链以两个二硫键相连 。
我国科学家于 1965年成功合成牛胰岛素。
(4)γ谷 - 胱 - 甘肽
(5)肽的结构测定,
①末端分析,以 DNFB进行 N端分析 ;
以羧肽酶进行 C端分析。
②酸性条件水解,使肽生成若干分子片段。
例,某五肽经分析知,由缬 (2个 )、亮、组、苯丙组成。
DNFB法确认 N端为缬,羧肽酶法确认 C端为亮。 酸性条件部分水解得组一缬、缬一组、苯丙一亮、缬一苯丙等二肽。
求此五肽结构查重迭点,
缬 ─ 组组 ─ 缬缬 ─ 苯丙苯丙 ─ 亮此五肽为,缬 ─ 组 ─ 缬 ─ 苯丙 ─ 亮 五肽。
缬 ─ 组 ─ 缬 ─ 苯丙 ─ 亮 五肽结构式,
H2N CH
CH
CH3 CH3
C
O
HN CH
CH
CH3 CH3
C
O
NH CH
CH2
HN N
C
O
NH CH
CH2
C
O
OHHN CH
CH
CH3 CH3
C
OCH2
N-端 C-端第二节,蛋白质一、概述：
1.天然高分子化合物。
2.元素分析,(%)
H
6-7.5
C
50-55
O
19-24
N
15-17
S
0-4
P
0-8
Fe,Cu,Mn,Zn,I
（微量）
3.粗蛋白含量推算法,N 15— 17%为基准
100克蛋白质 16克 N
X克蛋白质 1克 N
X=6.25 称为粗蛋白换算系数粗蛋白 %=N%× 6.25
4.天然高分子的 几个概念,
(1)单节、结构单位、单元、结构单元,组成天然高 分子的最小单位。
如,多糖中的单糖,蛋白质中的氨基酸，核酸中的单核苷酸。
经彻底水解后,称为××残基或××单位。
(2)主键,连接单节的化学键 (如 苷键,肽键,磷酸二酯键 )
多糖 蛋白质 核 酸
(3)结构,
一级结构,
组成天然高分子的单元种类、数目和排列顺序；
二级结构高分子长链的稳定空间构象；
三、四级结构,
三维立体高级结构。
(4)副键,维持二级结构稳定性的化学键 。
副键包括氢键、二硫键、酯键、盐键等，与范氏力和疏水键共同构成分子支架。
2.蛋白质的构象,
(1)二级结构,
意义,肽链一级结构基础上的空间构象基础,酰胺键平面与氢键酰胺键平面
α-螺旋体：
β–折叠片：
二,蛋白质的性质,(Protein)
1.蛋白质的两性性质,
(1)蛋白质的 两性性质,
酸性基团,羧基、酚羟基等碱性基团,氨基、咪唑基等
Pr,呈两性亦有 pI 酸性基团多 pI<7
碱性基团多 pI>7
大多数 Pr.pI≌ 5,而生物体 pH≌ 7
因此,大多数蛋白质在生物体内水溶态时为阴离子。
因此,大多数蛋白质在生物体内水溶态时为阴离子。
①蛋白质的缓冲能力,
生理,Pr± /Pr-构成一组缓冲对,可在生物体内调节代谢产生的酸碱物质,以维持正常的 pH值。
OH-
H+
Pr
NH3+
COO–
Pr
NH2
COO–
②利用 pH可以进行纯化、分离以及检测。
如,沉淀、电泳等。
2、蛋白质 (Pr.)的胶体性质
+ + + ++
+
++
++
+
--
--
--
- -
-
--
---
--
+
+
+
++
+
++
++
+
脱水作用脱水作用脱水作用
-
--
--
- -
-
--
---
--
-OH－ H+
OH－
H+
OH－
H+
pI点沉淀?
有水膜、
+电荷的
Pr.胶粒有水膜、
-电荷的
Pr.胶粒
3、蛋白质 (Pr.)的沉淀作用
（ 1）蛋白质 (Pr.)的可逆沉淀：
①蛋白质 (Pr.)的盐析：
加入碱金属或碱土金属中性盐或硫酸铵作用：脱水、中和；（破坏 Pr.稳定条件）
结果,蛋白质 (Pr.)胶粒聚集沉淀。
※,加水稀释后,蛋白质 (Pr.)胶粒恢复原状。
应用,分段 盐析，分离蛋白质。
②加入乙醇,时间短，可逆； ※,只脱水，
时间长，不可逆。 无中和。
3、蛋白质的沉淀作用
（ 2）蛋白质的不可逆沉淀：
蛋白质的变性：
特征,
①溶解度降低,因憎水基团外露；
②易受蛋白酶催化水解；
③失去生物活性,如抗体、激素、酶等 。
副键 (-)断开，构象破坏。
结果：疏水键外露，蛋白质沉淀；
蛋白质失去生理活性。
物理因素,UV,X光、加热等；
化学因素：生物硷、重金属盐等。
蛋白质胶粒：
(4)应用
② 防止 变性,制备或保存蛋白质制剂。
如,酶、疫苗、免疫血清等。
① 促使 变性,如酒精、蒸煮灭菌；波尔多液；
热凝固法检验尿蛋白；
做豆腐点卤；
食物煮熟易消化等等。
4.蛋白质水解作用,
彻底水解 生成各种 α— AA;
谨慎水解 眎 → 胨 → 肽 → α— AA
5.蛋白质呈色反应,
缩二脲反应（ CuSO4/OH-,呈现 紫红色 ）；
茚三酮反应（水合茚三酮，呈现 蓝紫色 ） 。
三、蛋白质的分类,
1、根据蛋白质的形状分类：
① 纤维蛋白质,呈细长形、纤维状，一般不溶于水，如丝蛋白、角蛋白、胶原蛋白等。
② 球蛋白,呈球形或椭圆形，一般可溶于水，如蛋清蛋白、酪蛋白、胰岛素、
酶等。
三、蛋白质的分类,
结合蛋白单蛋白 → α— AA
蛋白质
-AA
辅基色素；
糖；
核酸；
磷酸酯。
2、根据蛋白质的化学组成分类：
三、蛋白质的分类,
3、根据蛋白质的新陈代谢功能分类：
① 酶 生物催化剂；
② 激素 生命活动调节剂；
③ 抗体 生命活动保障剂（起免疫作用）；
④ 输送蛋白 生命活动运输器（起输送作用）；
⑤ 收缩蛋白 机体运动协调器；
⑥ 营养和储存蛋白质 提供营养（起储藏作用）；
⑦ 结构蛋白质 生物体的框架（起支撑作用）；
⑧ 防御蛋白质 生物体的武器装备（起防御作用）。
例,血红蛋白,（四级结构示意图）
亚基含
2个 α－
141肽，
2个 β－
146肽；
辅基为由卟吩环络合三价铁离子生成的血红素。
健康血红细胞衰老血红细胞第三节,核酸核糖核酸 RNA (Ribonucleic Acid)
脱氧核糖核酸 DNA (Deoxyribonucleic Acid)
一、核酸的元素组成,C H O N P
五种含 P较稳定 100克核酸 含 P 9.5%
换算系数 10.5克核酸 /1克 P
二、核酸的完全水解产物,三大类
H3PO4
H3PO4
1、核酸分步谨慎水解：
核苷,环状戊糖半缩醛羟基与含氮嘌呤碱或嘧啶碱组成的含氮糖苷。
三、核苷及单核苷酸,
核酸核苷酸的混合物 (单节 )
核苷的混合物 磷酸碱基 戊糖主要核苷
RNA:腺苷 (A),乌苷 (G),胞苷 (C),尿苷 (U)
DNA：脱氧腺苷 (dA),脱氧乌苷 (dG)、
脱氧胞苷 (dC),脱氧胸腺苷（ dT）。
1'
2'3'
4'
5'
N
N
N
N
OHOCH2
OH OH
H
NH2
1
2
3
4
56
7
8
9
H
核苷酸：
P
O
OH
OH
HO
生成核苷磷酸酯
3′,5′位均可生成核苷磷酸酯键。
N
N
N
N
OHOCH2
OH OH
H
NH2
磷酸二酯键磷酸的二个 -OH可分别与二个核苷成酯键。
OH
H
水解
ATP ADP＋ H3PO4＋ 3× 104KJ
合成
P OO
OH
O
P OH
OH
O
～腺苷P OH
OH
O
P OO
OH
O
P O
OH
O
～～腺苷
ATP(三磷酸腺苷 ) ADP(焦磷酸腺苷 )
生物体中的磷酸酯,,～,表示高能键。
四、核酸的结构
1,DNA,RNA的一级结构
RNA片段 DNA片段磷酸二酯键
2、核酸的二级结构,
⑴ DNA的二级结构,双螺旋结构
1953年,Watson和 Crick提出,Wilkins修改,
要点,
① 两条多核苷链反平行，右手螺旋方式；
② 两条链的碱基位于内侧，并以氢键构成互补碱基对；
③ 10个一圈，螺距 0.34nm。
⑵ 碱基对作用及形成原因,
① 维持 DNA空间构象 ；
② 链穴直径一定 ；
③ 嘌呤 + 嘧啶 =1085pm。
故 A -T,C – G 构成互补碱基对 。
D
N
A
双螺旋结构,
A+T=G+C=1085pm=DNA穴径
⑶ DNA复制与遗传基因,碱基排列次序 。
DNA复制,
①细胞合成好各种核苷酸原件；
② DNA螺旋自一端解开，按互补原则分别逐个拚接；
③形成两条完全相同的 DNA双螺旋，每条新 DNA双螺旋均有一条 DNA链来自母体。
遗传基因,
基因就是包含有指令蛋白质合成所必须之 DNA片断（ 碱基排列次序 ）。
⑷ DNA的多样性,
4种碱基,假设一条 DNA由 1000
个碱基组成,
则可能有 41000=10600
三叶草式 RNA：
发 夹式 RNA：
特点：
①有互补碱基螺旋区；
②有不精确互补突环部分；
③蛋白质合成的模板。
RNA的空间构象,
单条核苷酸链。
氨基酸和蛋白质恩格斯,
,生命是蛋白质的存在形式。,
蛋白质是生物体的基本物质之一。
蛋白质的存在,自我更新及各种复杂变化就构成生命。
第一节,α—氨基酸一,α- 氨基酸的结构,分类和命名,
二、物理性质三、化学性质四、多肽第二节、蛋白质一、蛋白质的分类,
二、蛋白质的组成和结构三、蛋白质的性质,(Protein)
第三节、核酸一、核酸的元素组成二、核酸的完全水解产物三、核苷及单核苷酸四、核酸的结构复官能团化合物,重点 α- 氨基酸
Amino Acid(简称 A A)
通式 R - CH -COOH
NH2
α—氨基酸
L型
H2N
R
COOH
H
*
一,α- 氨基酸的分类和命名,
1.分类,
(1)以 R - 分类,22个中性 17个 ;
酸性 2个 ;
碱性 3个 ;
(2)以构型分类,D,L,自然界大多为 L型 ;
(3)必需氨基酸 *,8个。
2.命名,一般使用俗名。
3.存在,生物体内。
二、物理性质,
无色、无味晶体,m.p 高,有旋光性。
例,CH3COOH m.p 16.5℃ ;
H2NCH2COOH m.p 232℃ 。
味精,谷氨酸钠 (monosodium glutamate)
？
NH2
*CHHOOCCH2CH2 COONa
三、化学性质复官能团
-COOH
-NH2
酸性 ;
可与碱成盐 ;
可与醇成酯 ;
碱性 ;
可酰化 ;
可与 HNO2作用。
可生成内盐 ;
1.两性及等电点,
(1)成盐反应,
与碱,
NH2
COOHCHR + OH-
NH2
COO-CHR + H2O
氨基酸负离子 （共轭碱）
与酸,
NH2
COOHCHR + H+
NH3+
COOHCHR
氨基酸正离子 （共轭酸）
内盐：
NH2
COOHCHR
(2)等电点,pI (Isoelectric Point)
NH2
COO-CHR
（共轭碱）
NH3+
COOHCHR
（共轭酸）
NH3+
COO-CHR
（偶极离子）
NH3+
COO-CHR
（偶极离子）
讨论,AA 水溶液中
A+ A± A-OH-
OH-
H+H+
① 平衡时 [A+] ≠ [A-]
电场行为
[A+]大 移向 负极 (－ )
[A-]大 移向 正极 (＋ )
②加入 HCl,则 [H+]增大,pH减小,平衡向左移动。
解释,加酸抑制共轭碱,平衡向生成共轭酸方向移动。
即 pH越小,酸性越强,则 [A+]越大,在电场中 (如电泳仪中 ) AA 移向负极。
A+ A± A-OH-
OH-
H+H+
③加入 NaOH,则 [OH-]增大,pH增大,
平衡向右移动。
解释,加碱抑制共轭酸,平衡向生成共轭碱方向移动。
即 pH越大,碱性越强,则 [A-]越大,在电场中
(如电泳仪中 ) AA 移向正极。
A+ A± A-OH-
OH-
H+H+
④当某 一 pH值时,[A+]＝ [A-] ﹤﹤ [A± ]
此时之 pH记为 pI,称为 等电点 。
定义,如果调节溶液的 pH至某一 pH值,氨基酸主要以偶极离子形式存在,净电荷为 0,(在电场中,既不向正极
‘ +’,也不向负极 ‘ 一 ’ 移动。 )此时溶液的 pH值,特称为该氨基酸的 等电点,记为 pI。
一般而言,中性 AA pI 5.5-6.0
酸性 AA pI 3左右碱性 AA pI 9—11
小结,对一特定之氨基酸,有其一定的 pI值。
例如：
丙氨酸滴定曲线：
<6.0区间称为丙氨酸的酸側 ;
>6.0区间称为丙氨酸的碱側。
丙氨酸滴定曲线：
<6.0区间称为丙氨酸的酸側 ; >6.0区间称为丙氨酸的碱側。
注意一,酸侧、碱侧是以 pI为标准,不是以 pH＝ 7
为标准；
注意二,中性氨基酸的水溶液 pH≠7；
注意三、任何氨基酸,溶于水中,pH ≠ pI；
注意四,在相同 pH值时,不同 pI值的 AA,其主要存在形 式不同。
应用,根据不同 pI,可设计 AA分离提纯方法。
③ 电泳法,纸电泳，凝胶电泳 ;分析电泳、制备电泳等在一定的 pH,一定的电压条件下,每种特定离子的迁移速率是一定的。 pI不同,离子体积质量不同,迁移速率则不同,从而达到分离、鉴定的目的。
④ 液相色谱分离法,利用不同固定相、流动相，即采用不同色谱柱和不同色谱分离条件来分离 AA。
① 分步沉淀法,利用 AA在 pI时溶解度最小 。
② 离子交换柱分离法,利用 AA可转变为不同电荷离子 。
NH2
COOH
CHR
2.氨基的反应,HNO2
OH
COOH
CHR + N2 + H2O
HCHO
亲核加成 N
COOH
CHR CH
2
CH2
OH
OH（定量分析）
O2N
NO2
F
（ DNFB） O2N
NO2
N COOHCH
R
H（黄色，可吸收紫外）
[O]
（氧化脱氨）
NH
COOHCR H2O-NH
3
O
COOHCR
（ CH3CO） 2O NH
COOH
CHR C
O
CH3
3、羧基的反应,
NH2
COOHCHR
Ba（ OH） 2 /△
或酶催化 NH2 CO2CH2R
+
Li AlH 4
还原
NH2
CH2OHCHR
C2H5OH
H+/酯化
NH2
COOCHR C2H5
NH3
氨解
NH2
CONCHR H2
P Cl 5
NH2
C- ClCHR
O
4、与亚硝酸反应 ——范斯莱克（ Van slyke） 氨基测定法,
5、甲醛中和滴定法,指示剂,酚酞； NaOH间接滴定法 。
6、与水合茚三酮的反应,
（ *反应式不作要求，只记现象）
C
OH
O
C
O
OHC
CO2 RCHONH3
C
H
O
C
O
OHC
+++
NH2
COOHCHR+
2NH3
6、与水合茚三酮的反应,
CHO
O
C
O
HO CC
H
O
C
O
OHC
3 H2O+
+
产物呈 兰紫色 在 570nm有最大吸收,可用于 AA定性定量分析 。
但羟脯氨酸和脯氨酸呈黄色 （ 因无 － NH2基团 ）。
N
O
O
NH4+ O
O
+ - 2H2OC
OH
O
C
O
OHC
C
O
C
O
C N COOHCH
R
- CO2
N COOHCH
R
H
H
C
O
C
O
C N
H
CH
R
重排
C
O
C
O
CH N CH
R H
2O
-RCHO
C
O
C
O
CH NH2
-2H2O
C
O
C
O
CH NH2
C
O
C
O
C
OH
OH
N
O
O
O
O
N
O H
O
O
O
+H 转移烯醇重排
（兰紫色）
- NH
4+
7、失羧,（生物体内脱羧酶亦可发生此反应）
8、形成配合物：
Ba(OH)2
四、多肽
1、肽的结构和性质肽键,酰胺键,蛋白质的连接方式。
(1)分类,小 肽,10个以内 AA,
如二肽、三肽,......；
多 肽,10个 — 50个 AA；
蛋白质,50个以上 AA 。
(2)结构与数目,
甘、丙二种 AA 可组成 22＝ 4
甘 - 丙肽、丙 - 甘肽、甘 - 甘肽、丙 - 丙肽。
前者称 N端,后者称 C端。
如果 20种 AA,构成五十肽,共有 2050种。
(3)肽的形成,
NH2
COOHCHR + NH2 COOHCH
R’
NH2
CCHR N COOHCH
R’O H
酰胺键 —肽键 （ peptide linkage）
-H2O
C,N均 sp2杂化，构成 O,C、
N p-?共轭体系。
C
O
N
H
C C
H
H 酰胺键 —肽键平面。
H2N CH
R1
C
O
HN CH
R2
C
O
HN CH
R3
C
O …………
HN CH
Rn
C
O
OH
N-端 C-端多肽的形成,
多个酰胺键 —肽键 （ peptide linkage） 逐个将多个?-氨基酸联结起来，就形成多肽及蛋白质。
#,有多少个酰胺键 —肽键，就有多少个酰胺键 —肽键平面。
(4)命名,
小肽,以 C端为词尾,从 N端开始依次将其它氨基酸 称酰基作为词头。
如,赖 - 甘 - 丙三肽称,
赖氨酰甘氨酰丙氨酸。
多肽,多用俗名。
如,催产素 (环状八肽 )
1955年 V,维格诺德 （美国人）因 确定并合成了含硫的生物体物质（特别是后叶催产素和增压素）而获得诺贝尔化学奖。
如,催产素 (环状八肽 )
如,牛胰岛素 (五十一肽 ) M,5734.
AB两条长肽链以两个二硫键相连 。
我国科学家于 1965年成功合成牛胰岛素。
(4)γ谷 - 胱 - 甘肽
(5)肽的结构测定,
①末端分析,以 DNFB进行 N端分析 ;
以羧肽酶进行 C端分析。
②酸性条件水解,使肽生成若干分子片段。
例,某五肽经分析知,由缬 (2个 )、亮、组、苯丙组成。
DNFB法确认 N端为缬,羧肽酶法确认 C端为亮。 酸性条件部分水解得组一缬、缬一组、苯丙一亮、缬一苯丙等二肽。
求此五肽结构查重迭点,
缬 ─ 组组 ─ 缬缬 ─ 苯丙苯丙 ─ 亮此五肽为,缬 ─ 组 ─ 缬 ─ 苯丙 ─ 亮 五肽。
缬 ─ 组 ─ 缬 ─ 苯丙 ─ 亮 五肽结构式,
H2N CH
CH
CH3 CH3
C
O
HN CH
CH
CH3 CH3
C
O
NH CH
CH2
HN N
C
O
NH CH
CH2
C
O
OHHN CH
CH
CH3 CH3
C
OCH2
N-端 C-端第二节,蛋白质一、概述：
1.天然高分子化合物。
2.元素分析,(%)
H
6-7.5
C
50-55
O
19-24
N
15-17
S
0-4
P
0-8
Fe,Cu,Mn,Zn,I
（微量）
3.粗蛋白含量推算法,N 15— 17%为基准
100克蛋白质 16克 N
X克蛋白质 1克 N
X=6.25 称为粗蛋白换算系数粗蛋白 %=N%× 6.25
4.天然高分子的 几个概念,
(1)单节、结构单位、单元、结构单元,组成天然高 分子的最小单位。
如,多糖中的单糖,蛋白质中的氨基酸，核酸中的单核苷酸。
经彻底水解后,称为××残基或××单位。
(2)主键,连接单节的化学键 (如 苷键,肽键,磷酸二酯键 )
多糖 蛋白质 核 酸
(3)结构,
一级结构,
组成天然高分子的单元种类、数目和排列顺序；
二级结构高分子长链的稳定空间构象；
三、四级结构,
三维立体高级结构。
(4)副键,维持二级结构稳定性的化学键 。
副键包括氢键、二硫键、酯键、盐键等，与范氏力和疏水键共同构成分子支架。
2.蛋白质的构象,
(1)二级结构,
意义,肽链一级结构基础上的空间构象基础,酰胺键平面与氢键酰胺键平面
α-螺旋体：
β–折叠片：
二,蛋白质的性质,(Protein)
1.蛋白质的两性性质,
(1)蛋白质的 两性性质,
酸性基团,羧基、酚羟基等碱性基团,氨基、咪唑基等
Pr,呈两性亦有 pI 酸性基团多 pI<7
碱性基团多 pI>7
大多数 Pr.pI≌ 5,而生物体 pH≌ 7
因此,大多数蛋白质在生物体内水溶态时为阴离子。
因此,大多数蛋白质在生物体内水溶态时为阴离子。
①蛋白质的缓冲能力,
生理,Pr± /Pr-构成一组缓冲对,可在生物体内调节代谢产生的酸碱物质,以维持正常的 pH值。
OH-
H+
Pr
NH3+
COO–
Pr
NH2
COO–
②利用 pH可以进行纯化、分离以及检测。
如,沉淀、电泳等。
2、蛋白质 (Pr.)的胶体性质
+ + + ++
+
++
++
+
--
--
--
- -
-
--
---
--
+
+
+
++
+
++
++
+
脱水作用脱水作用脱水作用
-
--
--
- -
-
--
---
--
-OH－ H+
OH－
H+
OH－
H+
pI点沉淀?
有水膜、
+电荷的
Pr.胶粒有水膜、
-电荷的
Pr.胶粒
3、蛋白质 (Pr.)的沉淀作用
（ 1）蛋白质 (Pr.)的可逆沉淀：
①蛋白质 (Pr.)的盐析：
加入碱金属或碱土金属中性盐或硫酸铵作用：脱水、中和；（破坏 Pr.稳定条件）
结果,蛋白质 (Pr.)胶粒聚集沉淀。
※,加水稀释后,蛋白质 (Pr.)胶粒恢复原状。
应用,分段 盐析，分离蛋白质。
②加入乙醇,时间短，可逆； ※,只脱水，
时间长，不可逆。 无中和。
3、蛋白质的沉淀作用
（ 2）蛋白质的不可逆沉淀：
蛋白质的变性：
特征,
①溶解度降低,因憎水基团外露；
②易受蛋白酶催化水解；
③失去生物活性,如抗体、激素、酶等 。
副键 (-)断开，构象破坏。
结果：疏水键外露，蛋白质沉淀；
蛋白质失去生理活性。
物理因素,UV,X光、加热等；
化学因素：生物硷、重金属盐等。
蛋白质胶粒：
(4)应用
② 防止 变性,制备或保存蛋白质制剂。
如,酶、疫苗、免疫血清等。
① 促使 变性,如酒精、蒸煮灭菌；波尔多液；
热凝固法检验尿蛋白；
做豆腐点卤；
食物煮熟易消化等等。
4.蛋白质水解作用,
彻底水解 生成各种 α— AA;
谨慎水解 眎 → 胨 → 肽 → α— AA
5.蛋白质呈色反应,
缩二脲反应（ CuSO4/OH-,呈现 紫红色 ）；
茚三酮反应（水合茚三酮，呈现 蓝紫色 ） 。
三、蛋白质的分类,
1、根据蛋白质的形状分类：
① 纤维蛋白质,呈细长形、纤维状，一般不溶于水，如丝蛋白、角蛋白、胶原蛋白等。
② 球蛋白,呈球形或椭圆形，一般可溶于水，如蛋清蛋白、酪蛋白、胰岛素、
酶等。
三、蛋白质的分类,
结合蛋白单蛋白 → α— AA
蛋白质
-AA
辅基色素；
糖；
核酸；
磷酸酯。
2、根据蛋白质的化学组成分类：
三、蛋白质的分类,
3、根据蛋白质的新陈代谢功能分类：
① 酶 生物催化剂；
② 激素 生命活动调节剂；
③ 抗体 生命活动保障剂（起免疫作用）；
④ 输送蛋白 生命活动运输器（起输送作用）；
⑤ 收缩蛋白 机体运动协调器；
⑥ 营养和储存蛋白质 提供营养（起储藏作用）；
⑦ 结构蛋白质 生物体的框架（起支撑作用）；
⑧ 防御蛋白质 生物体的武器装备（起防御作用）。
例,血红蛋白,（四级结构示意图）
亚基含
2个 α－
141肽，
2个 β－
146肽；
辅基为由卟吩环络合三价铁离子生成的血红素。
健康血红细胞衰老血红细胞第三节,核酸核糖核酸 RNA (Ribonucleic Acid)
脱氧核糖核酸 DNA (Deoxyribonucleic Acid)
一、核酸的元素组成,C H O N P
五种含 P较稳定 100克核酸 含 P 9.5%
换算系数 10.5克核酸 /1克 P
二、核酸的完全水解产物,三大类
H3PO4
H3PO4
1、核酸分步谨慎水解：
核苷,环状戊糖半缩醛羟基与含氮嘌呤碱或嘧啶碱组成的含氮糖苷。
三、核苷及单核苷酸,
核酸核苷酸的混合物 (单节 )
核苷的混合物 磷酸碱基 戊糖主要核苷
RNA:腺苷 (A),乌苷 (G),胞苷 (C),尿苷 (U)
DNA：脱氧腺苷 (dA),脱氧乌苷 (dG)、
脱氧胞苷 (dC),脱氧胸腺苷（ dT）。
1'
2'3'
4'
5'
N
N
N
N
OHOCH2
OH OH
H
NH2
1
2
3
4
56
7
8
9
H
核苷酸：
P
O
OH
OH
HO
生成核苷磷酸酯
3′,5′位均可生成核苷磷酸酯键。
N
N
N
N
OHOCH2
OH OH
H
NH2
磷酸二酯键磷酸的二个 -OH可分别与二个核苷成酯键。
OH
H
水解
ATP ADP＋ H3PO4＋ 3× 104KJ
合成
P OO
OH
O
P OH
OH
O
～腺苷P OH
OH
O
P OO
OH
O
P O
OH
O
～～腺苷
ATP(三磷酸腺苷 ) ADP(焦磷酸腺苷 )
生物体中的磷酸酯,,～,表示高能键。
四、核酸的结构
1,DNA,RNA的一级结构
RNA片段 DNA片段磷酸二酯键
2、核酸的二级结构,
⑴ DNA的二级结构,双螺旋结构
1953年,Watson和 Crick提出,Wilkins修改,
要点,
① 两条多核苷链反平行，右手螺旋方式；
② 两条链的碱基位于内侧，并以氢键构成互补碱基对；
③ 10个一圈，螺距 0.34nm。
⑵ 碱基对作用及形成原因,
① 维持 DNA空间构象 ；
② 链穴直径一定 ；
③ 嘌呤 + 嘧啶 =1085pm。
故 A -T,C – G 构成互补碱基对 。
D
N
A
双螺旋结构,
A+T=G+C=1085pm=DNA穴径
⑶ DNA复制与遗传基因,碱基排列次序 。
DNA复制,
①细胞合成好各种核苷酸原件；
② DNA螺旋自一端解开，按互补原则分别逐个拚接；
③形成两条完全相同的 DNA双螺旋，每条新 DNA双螺旋均有一条 DNA链来自母体。
遗传基因,
基因就是包含有指令蛋白质合成所必须之 DNA片断（ 碱基排列次序 ）。
⑷ DNA的多样性,
4种碱基,假设一条 DNA由 1000
个碱基组成,
则可能有 41000=10600
三叶草式 RNA：
发 夹式 RNA：
特点：
①有互补碱基螺旋区；
②有不精确互补突环部分；
③蛋白质合成的模板。
RNA的空间构象,
单条核苷酸链。
