蛋白質(zhì)和核酸(1)

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1、第二十章??蛋白質(zhì)和核酸??一、計(jì)劃課時(shí)數(shù)6課時(shí)二、學(xué)習(xí)要求：1．?掌握α-氨基酸的結(jié)構(gòu)、兩性、等電點(diǎn)、主要化學(xué)性質(zhì)及制法。2．?了解肽的命名、結(jié)構(gòu)和多肽結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法。3．?掌握蛋白質(zhì)的性質(zhì)，了解蛋白質(zhì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)及在構(gòu)成生命體上的作用。4．?了解酶的組成及酶催化反應(yīng)的特異性。5．?了解核酸（RNA和DNA）的組成、結(jié)構(gòu)及核酸的生物功能。???蛋白質(zhì)和核酸都是天然高分子化合物，是生命物質(zhì)的基礎(chǔ)。我們知道，生命活動(dòng)的基本特征就是蛋白質(zhì)的不斷自我更新。蛋白質(zhì)是一切活細(xì)胞的組織物質(zhì)，也是酶、抗體和許多激素中的主要物質(zhì)。所有蛋白質(zhì)都是α-由氨基酸構(gòu)成的，

2、因此，α-由氨基酸是建筑蛋白質(zhì)的磚石。要討論蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，首先要研究α-由氨基酸的化學(xué)。???第一節(jié)氨基酸一、氨基酸的結(jié)構(gòu)、命名和分類組成蛋白質(zhì)的氨基酸（天然產(chǎn)氨基酸）都是α-氨基酸，即在α-碳原子上有一個(gè)氨基，可用下式表示：??????????????????????????????天然產(chǎn)的各種不同的α-由氨基酸只R不同而已。??????????????????????????????氨基酸目前已知的已超過100種以上，但在生物體內(nèi)作為合成蛋白質(zhì)的原料只有二十種（見P616表20-1）。1．分類：按烴基類型可分為脂肪族氨基酸，芳香族氨基

3、酸，含雜環(huán)氨基酸。?????????按分子中氨基和羧基的數(shù)目分為中性氨基酸，酸性氨基酸，堿性氨基酸。2．命名：多按其來源或性質(zhì)而命名。國(guó)際上有通用的符號(hào)（見P616表20-1）。?二、氨基酸的構(gòu)型?用D/L體系表示——在費(fèi)歇爾投影式中氨基位于橫鍵右邊的為D型，位于左邊的為L(zhǎng)型。例如：?　?　???????????????????????D-氨基酸???????????????L-氨基酸天然氨基酸（出甘氨酸外）其他所有α-碳原子都是手性的，都有旋光性，而且發(fā)現(xiàn)主要是L型的（也有D型的，但很少）。三、氨基酸的性質(zhì)1．氨基酸的酸-堿性氨基酸分子中的氨

4、基是堿性的，而羧基是酸性的，因而氨基酸既能與酸反應(yīng)，也能與堿反應(yīng)，是一個(gè)兩性化合物。（1）兩性?　?　氨基酸在一般情況下不是以游離的羧基或氨基存在的，而是兩性電離，在固態(tài)或水溶液中形成內(nèi)鹽。?　??。?）等電點(diǎn)在氨基酸水溶液中加入酸或堿，至使羧基和氨基的離子化程度相等（即氨基酸分子所帶電荷呈中性——處于等電狀態(tài)）時(shí)溶液的pH值稱為氨基酸的等電點(diǎn)。常以pI表示。?　?????　??????溶液pH>等電點(diǎn)?????????????等電點(diǎn)(pI)?????????????溶液pH<等電點(diǎn)注：1°等電點(diǎn)為電中性而不是中性（即pH=7），在溶液中加入電

5、極時(shí)其電荷遷移為零。??????中性氨基酸????pI=4.8~6.3????????酸性氨基酸????pI=2.7~3.2??????堿性氨基酸????pI=7.6~10.8??2°等電點(diǎn)時(shí)，偶極離子在水中的溶解度最小，易結(jié)晶析出。2．氨基酸氨基的反應(yīng)（1）??????氨基的酰基化???氨基酸分子中的氨基能?；甚０?。?????????乙酰氯、醋酸酐、苯甲酰氯鄰苯二甲酸酐等都可用作酰化劑。在蛋白質(zhì)的合成過程中為了保護(hù)氨基則用芐氧甲酰氯作為酰化劑。?　??　選用芐氧甲酰氯這一特殊試劑，是因?yàn)檫@樣的?；滓?，對(duì)以后應(yīng)用的種種試劑較穩(wěn)定，同時(shí)還

6、能用多種方法把它脫下來。（2）氨基的烴基化????氨基酸與RX作用則烴基化成N-烴基氨基酸：?　??　氟代二硝基苯在多肽結(jié)構(gòu)分析中用作測(cè)定N端的試劑。（3）與亞硝酸反應(yīng)?　?　反應(yīng)是定量完成的，衡量的放出N2，測(cè)定N2的體積便可計(jì)算出氨基酸只氨基的含量。（4）與茚三酮反應(yīng)α-氨基酸在堿性溶液中與茚三酮作用，生成顯藍(lán)色或紫紅色的有色物質(zhì)，是鑒別α-氨基酸的靈敏的方法。?　???????　3．氨基酸羧基的反應(yīng)氨基酸分子中羧基的反應(yīng)主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性質(zhì)。這里值得特別提出的是將氨基酸轉(zhuǎn)化為疊氮化合物的方法（氨基酸酯與肼作用生成酰肼，酰肼

7、與亞硝酸作用則生成疊氮化合物）。疊氮化合物與另一氨基酸酯作用即能縮合成二肽（用此法能合成光學(xué)純度的肽）P618。?四、氨基酸的制備氨基酸的制取主要有三條途徑：即蛋白質(zhì)水解、有機(jī)合成和發(fā)酵法。氨基酸的合成方法主要有三種：1．由醛或酮制備??醛在氨存在下加氫氰酸生成α-氨基腈，后者水解生成α-氨基酸。例如：???2．α-鹵代酸的氨化?　?　此法有副產(chǎn)物仲胺和叔胺生成，不易純化。因此，常用蓋伯瑞爾法代替上法。?　?????　蓋伯瑞爾法生成的產(chǎn)物較純，適用于實(shí)驗(yàn)室合成氨基酸。3．由丙二酸酯法合成???此法應(yīng)用的方式多種多樣，其基本合成路線是：?　???

8、　????　???　???????????????????????????????????D，L-苯丙氨酸?合成法合成的氨基酸是外消旋體，拆分后才能得