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第十三章 氨基酸 蛋白质和核酸. 蛋白质是构成生物体最重要的一类复杂天然高分子化合物，它是一切生命活动的主要承担者。蛋白质的重要生物功能主要有两个方面：一是作为生物体的结构物质；二是作为生命活动的调节物质。蛋白质彻底水解的产物是 α- 氨基酸， α- 氨基酸是建筑蛋白质结构的基石。. 核酸的主要功能是储存、翻译、复制、转录和转译基因信息以及指导和管理蛋白质的合成。一定结构的蛋白质和核酸才能反映一定的生物功能。. 脂肪族氨基酸芳香族氨基酸杂环族氨基酸. 中性氨基酸 : 含 1 个 —COOH ， 1 个 —NH 2 。
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第十三章 氨基酸 蛋白质和核酸 蛋白质是构成生物体最重要的一类复杂天然高分子化合物，它是一切生命活动的主要承担者。蛋白质的重要生物功能主要有两个方面：一是作为生物体的结构物质；二是作为生命活动的调节物质。蛋白质彻底水解的产物是α-氨基酸， α-氨基酸是建筑蛋白质结构的基石。 核酸的主要功能是储存、翻译、复制、转录和转译基因信息以及指导和管理蛋白质的合成。一定结构的蛋白质和核酸才能反映一定的生物功能。
脂肪族氨基酸芳香族氨基酸杂环族氨基酸 中性氨基酸:含1个—COOH ，1个—NH2 。 酸性氨基酸:含2个—COOH ，1个—NH2 。 碱性氨基酸:含1个—COOH ，2个—NH2 。 第一节 氨基酸 自然界存在的氨基酸超过200种，但组成蛋白质的氨基酸只有20多种，而且都是L-α-氨基酸。 一、氨基酸的分类、结构和命名 1、分类 （1）、根据烃基的不同 （2）、根据羧基和氨基的数目不同
2、结构 存在于生物细胞中的氨基酸有上百种，组成蛋白质的氨基酸只有二十多种，它们都是具有 L 构型的α-氨基酸 L-α-氨基酸 二、氨基酸的性质 1、物理性质 无色结晶。 熔点高。如：氨基乙酸的熔点是292°C，乙酸的熔点是17 °C 一般能溶于水，不溶于非极性溶剂。
2、化学性质 氨基酸具有氨基和羧基的典型性质，也有氨基和羧基相互影响产生的特殊性质 （1）、羧基的反应 α-氨基酸分子中的羧基具有典型羧基的性质，如：能与碱、五氯化磷、氨、醇、氢化铝锂等反应。 （2）、氨基的反应 α-氨基酸分子中的氨基具有典型氨基的性质，如：能与酸、亚硝酸、烃基化试剂、酰基化试剂、甲醛、过氧化氢等反应。
H2O2 + + + H2O + + 测定放出氮气的量，便可计算分子中氨基的含量。 氨基的碱性消失，这样就可用碱滴定羧基的含量
（3）、两性和等电点 氨基酸既能与碱又能与酸反应，是两性化合物。其分子内的羧基和氨基也能反应生成盐，这种盐称为内盐。 内盐分子中既有正离子部分，又有负离子部分，所以又称两性离子或偶极离子。 α-氨基酸的这种结构是它们低挥发性、高熔点和难溶于有机溶剂的原因。 氨基酸在水溶液中存在如下平衡体系： 负离子 正离子 两性离子 pH﹤pI pH=pI pH﹥pI
调节溶液的pH值使其在电场中不发生迁移，此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点，用pI表示。调节溶液的pH值使其在电场中不发生迁移，此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点，用pI表示。 * 酸性氨基酸水溶液的pH必然小于7，碱性 氨基酸则大于7。 * 因为各氨基酸分子中所含基团不同，不同氨基酸等电点 不同。幻灯片 3
* 在等电点时，除两性离子外，正、负离子量恰好相等，这时在电场中，观察不到氨基酸向任何一极移动。即： * 各种氨基酸在其等电点时，溶解度最小，因此用调节等电点的方法，可以分离氨基酸的混合物。
练习：下列氨基酸溶于PH=6.00的水溶液中，并通入电流，练习：下列氨基酸溶于PH=6.00的水溶液中，并通入电流， 分别向哪极迁移或不迁移？ ① 赖氨酸 （PI=9.74） ②胱氨酸（4.60） ③丙氨酸（PI=6.00） 答案：①负极 ②正极 ③不迁移
+ + + + （4）、显色反应 试剂：水合茚三酮 α-氨基酸与水合茚三酮的反应极其复杂。首先，氨基酸被氧化成醛、氨和二氧化碳，水合茚三酮被还原
蓝紫色 N-取代的α-氨基酸脯氨酸等不发生茚三酮 反应，近代研究说明，氨基酸和茚三酮反应的产物不是一种单一的有色物质，而是几种有色物质的混合物。
（5）、配合物的形成 可用氨基酸配合物不同溶解度进行分离、纯化氨基酸。 兰色结晶配合物 （6）、肽的生成 肽键 由二分子氨基酸形成的肽称为二肽。 同理，有三肽、多肽等
单纯蛋白质 由多肽组成，水解后最终产物都是α-氨基酸 脂 糖 磷酸核酸等 单纯蛋白质 结合蛋白质 辅基（非蛋白质部分） 第二节 蛋白质 一、蛋白质的组成和分类 1、组成 蛋白质的元素组成是碳、氢、氧及少量硫元素。 2、分类 按化学组成不同
二 蛋白质的结构 （2）命名 （一）多肽 以含C端的氨基酸为母体，把其它氨基酸名称中的“酸”字改为酰字，按它们在链中的排列顺序，写在母体名称之前。 （1）结构： C-端 N-端 肽链走向 （a）甘氨酰丙氨酸 例如： （b）丙氨酰甘氨酸 （a） 稍长的肽通常只用俗名而不用系统命名法。 （b） 例如：
例如：存在于脑垂体后叶所分泌的九肽激素——催产素；例如：存在于脑垂体后叶所分泌的九肽激素——催产素； 胰脏所分泌的由51个α—氨基酸组成的肽——胰岛素； 练习命名： 甘氨酰丝氨酰半胱氨酸
（二）蛋白质的结构 蛋白质也是由氨基酸以肽键形成的高分子化合物，一般将分子量在10000以上的叫蛋白质（实际上没有严格的界限）。 1、蛋白质的一级结构 各种 L-α-氨基酸，以不同比例、不同顺序，通过肽键连接而成的多肽长链。 重要性：决定蛋白质分子的生物功能。如改变蛋白质分子中的一个氨基酸，有可能改变整个分子的性能，从而造成生物功能上的巨大变化，甚至可能影响生物个体的生存。因此，研究蛋白质分子的性能，首先要确定氨基酸的排列顺序。
H2O/H+ + 各种氨基酸 氨基酸连接顺序的测定：由于蛋白质结构非常复杂，鉴定方法困难，现在已经搞清一级结构的蛋白质和多肽还不多目前，常用的方法是端基分析法，即C端分析和N端分析。 * N端分析：
2、蛋白质的二级结构 一级结构中肽链在链内或链间借助氢键相互连接而成的α-螺旋体或β-折叠片状的空间构象。 3、蛋白质的三级结构 在二级结构的基础上，蛋白质分子中氨基酸残基借助氢键、二硫键、酯键、正负离子间的盐键（称为副键）以及分子间的作用力，进一步卷曲、折叠、盘绕形成更复杂的空间构象。
三、蛋白质的性质 1、两性和等电点 蛋白质和氨基酸一样也可与强酸或强碱反应生成盐。也有等电点，（pI）。不同的蛋白质具有不同的等电点。与氨基酸一样，在等电点时，溶解度最小，最易沉淀而被分离、提纯。 问题-1如何分离下列三种蛋白质：核糖核酸蛋白（pI：9.4）；胃蛋白酶（pI：2.5）；血红蛋白（pI：6.7）。
2、蛋白质的胶体性质 蛋白质分子的直径大小恰好在胶体粒子的直径范围（1~100nm），因此，蛋白质溶液为胶体溶液，具有胶体溶液的一切性质。蛋白质能形成稳定的亲水胶体的原因主要有： （1）水化层 （2）同性电荷 3 蛋白质的沉淀反应 （1）可逆沉淀 盐析作用 亲水性有机溶剂作用 （2）不可逆沉淀 与重金属盐、强酸强碱作用，受热、机械震荡等因素，会使蛋白质的性质发生改变溶解度降低而沉淀。
蛋白质 蛋白胨 多肽 L-α-氨基酸 4、变性作用 蛋白质受到以上沉淀反应的各种因素作用以后，不仅表现出沉淀现象，而且它的分子结构、理化性质和生物活性都发生了变化，这种现象称为蛋白质的变性。 变性的原因 * 副键受到破坏，蛋白质的空间构象发生了变化。 * 肽链的结构发生扭转，使疏水基暴露在分子的表面。 * 活泼基团，例如，-COOH，-NH2，-OH等与其它化学试剂发生了反应 5、水解反应
6、显色反应 蛋白质中含有不同的氨基酸，可以和不同的试剂发生特殊的颜色变化。 （1）茚三酮反应 试剂：水合茚三酮 与α-氨基酸一样所有蛋白质都能与水合茚三酮反应生成蓝紫色物质。 （2）缩二脲反应 试剂：稀碱，稀硫酸铜溶液 含二个以上肽键的肽和各种蛋白质与稀碱，稀硫酸铜溶液反应时产生紫色或粉红色物质，称为缩二脲反应 （3）黄蛋白反应 试剂：浓硝酸，氢氧化钠 含芳香基的蛋白质遇浓硝酸后变黄，加入氢氧化钠颜色加深呈橙黄色。
磷酸 戊糖 核酸 核苷酸 核苷 核蛋白 杂环碱 蛋白质 L-α-氨基酸 第四节 核酸 核酸是1869年首次从细胞核中被分离得到的，又具有酸性，故称为核酸。 一、核酸的组成 1、主要组成元素：C，H，O，N，P 2、结构单元 在生物体内核酸是和蛋白质结合成核蛋白而存在。其组成如下：
二、核苷 RNA中的核苷称为核糖核苷，其通式见（A）； DNA中的核苷称为脱氧核糖核苷，其通式见（B）； （B） （A）
表-1 核糖核苷 表-2 脱氧核糖核苷
三、核甘酸 RNA中的核甘酸单体： RNA中的核甘酸单体：
四、核酸 核酸：由核苷酸聚合而成的多核苷酸。
本章小结 氨基酸的分类 中性、酸性和碱性氨基酸分类的依据。 -氨基酸的命名 常见-氨基酸的命名。 -氨基酸的构型 用相对构型标记法标记-氨基酸的构型，可根据-碳上氨基在空间的排布判断。 物理性质氨基酸物理性质与结构的关系。 氨基酸
化学性质 与亚硝酸、羰基化合物和2,4-二硝基氟苯的反应——伯胺的性质；两性，氧化脱氨，脱羧，生成配合物及茚三酮反应——氨基和羧基相互影响的特性。 氨基酸 多肽的命名肽链上氨基酸残基的划分、N-端和C-端的判断及命名。 多肽的结构 肽键的结构特征，多肽结构测定的思路。 多 肽
蛋白质的结构 维持蛋白质一级结构和空间结构（主要是二级和三级结构） 的作用力及与蛋白质化学性质、尤其是生物活性的关系。 蛋白质的性质 两性和等电点，胶体性质，可逆沉淀和不可逆沉淀，物理因素和化学因素引起的变性。蛋白质的沉淀和变性的关系。 蛋白质
-氨基酸 茚三酮反应 蛋白质 缩二脲、黄蛋白、茚三酮、 Millon和乙醛酸反应 鉴 别 核苷和核苷酸的结构及命名； RNA和DNA在化学组成和结构上的区别； 在掌握多糖和蛋白质一级结构的基础上，理解DNA的一级结构。 核 酸
-折叠结构 2
