第二十章生物大分子氨基酸和蛋白质临床

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1、TEL:15836191284Aims1、了解氨基酸的基本分类及-氨基酸的结构特点2、掌握氨基酸的化学性质3、熟悉蛋白质的结构特点（一级结构和空间结构）4、掌握蛋白质的理化性质蛋白质是一类结构比较复杂的含氮有机化合物，是生物体内一切细胞的重要组成成分，是生命活动的物质基础。而氨基酸是蛋白质的基本组成单位。Amino acid氨基酸是一类分子中既含有氨基(-NH2或=NH)又含有羧基(-COOH)的复杂化合物。19.1.1 氨基酸的结构蛋白质完全水解后的20种氨基酸种氨基酸都属于-氨基酸，因此-氨基酸是构成蛋白质的基石。RCH2COOHCH CH2NH2RCHCOOHNH2CH2CH2RCH2C

2、OOHCH2CHNH2Amino acid营养必需氨基酸：营养必需氨基酸：亮、缬、异、苯、蛋、色、苏、赖亮姐：（请寄）一本淡色书来 -氨基酸结构通常表示为： RCHCOOHNH2偶极离子(zwitterion)形式RCHCOONH3Amino acid19.1.2 氨基酸的构型氨基酸的构型组成蛋白质的各种 -氨基酸中，除甘氨酸外，所有氨基酸分子中 -碳原子均为手性碳原子，都有旋光性。其构型通常采用D/L标记法表示。C*CHOCH2OHHOHCCOORH3NHCCOORNH3HAmino acid生物体内具有旋光活性的 -氨基酸绝大多数是L构型的。例：CCOOCH3H3NHH2NH2CCH2CH

3、2CCOOH用R/S法表示时，-碳原子除半胱氨酸为R构型外其余为S构型。但需表示出每个手性原子的构型，较为复杂。故常沿用D/L表示法。1、根据氨基和羧基的相对位置，氨基酸可分为、 、- 氨基酸等。2、根据R的结构，可分为脂肪族、芳香族、杂环 氨基酸。3、根据分子中所含氨基与羧基的相对数目： 中性氨基酸(pH7)：分子中NH2和COOH的 数目相等 实际水溶液呈弱酸性：电离能力 -COOH -NH2CCOO-H+NH3H19.1.3 氨基酸的分类氨基酸的分类酸性氨基酸(pHNH2数目谷氨酸碱性氨基酸(pH7) ：NH2数目 COOH数目赖氨酸HOOCCH2CH2CHCOO-NH3+H3N+CH2

4、CH2CH2CH2CHCO2-NH2Amino acid19.1.4 氨基酸的命名氨基酸的命名1、系统命名法：以羧酸为母体，氨基为取代基CH2COOHCH2CH2NH2CH2COOHNH22、 俗名：依据来源或某些特性Amino acid3、各种氨基酸还常用英文名称的前三个字母或各种氨基酸还常用英文名称的前三个字母或以单个字母的缩写形式来表示。以单个字母的缩写形式来表示。4、中文缩写常用其名称的第一个或前两个汉字来名称的第一个或前两个汉字来表示。表示。CH2CHNH3+CO2-苯丙氨酸(phenylalanine)Phe(F)甘氨酸(glycine)Gly(G)H2CNH3+CO2-Amino

5、 acid19.1.5 氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质19.1.5.1 物理性质物理性质无色晶体，熔点较高，通常在200300之间，熔化时分解放出CO2，在水中溶解度不一，一般不溶于乙醇，均不溶于乙醚，而溶于强酸或强碱溶液中。味道不一。19.1.5.2 化学性质化学性质具有氨基和羧基的典型性质，同时又显示出一些特殊性质。Amino acid1. 两性电离及等电点两性电离及等电点RCHCOONH3RCHCOOHNH2内盐 inner salt ：由分子内部的碱性基团和酸性基团作用所形成的盐。偶极离子 ：分子中既有正离子部分，又有负离子部分，也称为。Amino acidHOHR CH COONH

6、2R CH COONH3R CH COOHNH3HOHpH pIpH =pIpH pI等电点等电点(pI) ：氨基酸的酸式电离与碱式电离相等而处于等电状态（氨基酸本身净电荷为零）时溶液的pH值，称为该氨基酸的等电点(isoelectric point)。当pH = pI时，氨基酸呈电中性，在电场中不移动。当pHpI时，氨基酸带负电，在电场中向正极移动。当pHpI时，氨基酸带正电，在电场中向负极移动。（pH=pI）（pHpI）（pHpI）例：写出甘氨酸(pI=5.97)在pH为8时的主要存在形式及在电场中移动的方向。 正极pIpI 带负电荷带负电荷pHpI 带正电荷带正电荷PNH2COOHPNH

7、3+COO-OH-H +PNH2COO-OH-H +PNH3+COOHProtein在不同的在不同的pH环境下，蛋白质带电情况不同。环境下，蛋白质带电情况不同。pHpI时，带负电荷，在电场中向正极移动；时，带负电荷，在电场中向正极移动； pH=pI时，不发生移动。时，不发生移动。电泳前电泳前电泳后电泳后ProteinProtein 蛋白质是高分子化合物，其分子颗粒的蛋白质是高分子化合物，其分子颗粒的直径在直径在1 100nm之间，属于胶体分散系，因之间，属于胶体分散系，因此蛋白质具有胶体溶液的特性。如丁达尔效此蛋白质具有胶体溶液的特性。如丁达尔效应、布朗运动和电泳现象且不能透过半透膜应、布朗运

8、动和电泳现象且不能透过半透膜。蛋白质能形成较稳定的亲水胶体，其主要。蛋白质能形成较稳定的亲水胶体，其主要原因是：原因是：带电荷和水化膜带电荷和水化膜 。 概念概念 蛋白质在某些物理、化学因素的作用下，蛋白质在某些物理、化学因素的作用下，其特定的其特定的空间结构被破坏空间结构被破坏而导致其理化性质而导致其理化性质改变及生物活性丧失的现象。改变及生物活性丧失的现象。 实质实质 破坏破坏副键副键，改变，改变空间结构，不涉及一空间结构，不涉及一级结构的改变。级结构的改变。Protein加热、加压、超声波、紫外加热、加压、超声波、紫外线、干燥脱水、剧烈的搅拌线、干燥脱水、剧烈的搅拌和振荡等。和振荡等。强

9、酸、强碱、有机溶剂、表强酸、强碱、有机溶剂、表面活性剂面活性剂SDS、 胍、脲胍、脲、重重金属离子、生物碱试剂等。金属离子、生物碱试剂等。物理因素物理因素化学因素化学因素Protein（1）可逆变性：）可逆变性：结构改变不大，可恢复原有的空结构改变不大，可恢复原有的空间结构和生物学活性。例：晶体胃蛋白酶间结构和生物学活性。例：晶体胃蛋白酶的变的变性与复性。性与复性。Protein（2）不可逆变性）不可逆变性：结构改变较大，不易恢复原结构改变较大，不易恢复原有的结构和生物学活性。有的结构和生物学活性。绝大多数变性是不可绝大多数变性是不可逆的。逆的。依据空间结构的破坏程度，变性可分为：依据空间结构

10、的破坏程度，变性可分为： 应用应用 消毒灭菌、临床化验消毒灭菌、临床化验 低温保存生物制剂低温保存生物制剂概念概念 分散在溶液中的蛋白质分子发生凝聚分散在溶液中的蛋白质分子发生凝聚, ,并从溶液中沉淀析出的现象。并从溶液中沉淀析出的现象。稳定因素：稳定因素： 带电荷带电荷 水化膜水化膜-+-proteinProtein+ 带正电荷（亲水）带正电荷（亲水） 带负电荷（亲水）带负电荷（亲水） 等电点（亲水）等电点（亲水） 水化膜水化膜+ 带正电荷（疏水）带正电荷（疏水） 酸酸碱碱酸酸碱碱酸酸碱碱脱水作用脱水作用 脱水作用脱水作用 脱水作用脱水作用 溶液中蛋白质的聚沉溶液中蛋白质的聚沉 带负电荷（疏

11、水）带负电荷（疏水） Protein沉淀蛋白质的常用方法沉淀蛋白质的常用方法 盐析盐析 有机溶剂沉淀法有机溶剂沉淀法 重金属盐沉淀法重金属盐沉淀法某些酸类沉淀法某些酸类沉淀法Protein 概念概念在蛋白质溶液中加入高浓度的中性盐如在蛋白质溶液中加入高浓度的中性盐如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等等，破坏其水化层，破坏其水化层和中和表面电荷，使其沉淀析出的现象。和中和表面电荷，使其沉淀析出的现象。 盐析浓度盐析浓度 蛋白质析出时所需盐的最小浓度。蛋白质析出时所需盐的最小浓度。 分段盐析分段盐析 利用不同的蛋白质盐析时所需盐的浓利用不同的蛋白质盐析时所需盐的浓度不同，而将它们分离的方

12、法。度不同，而将它们分离的方法。Protein 特点特点 盐析法沉淀的蛋白质没有变性，去盐盐析法沉淀的蛋白质没有变性，去盐后活性恢复。后活性恢复。盐析示意图Protein 概念概念 加入加入极性较大的有机溶剂极性较大的有机溶剂甲醇、乙醇甲醇、乙醇和丙酮等和丙酮等，能够破坏蛋白质的水化层，使蛋，能够破坏蛋白质的水化层，使蛋白质的溶解度降低而沉淀。白质的溶解度降低而沉淀。 实质实质 破坏蛋白质水化膜。破坏蛋白质水化膜。 特点特点 低浓度、低温、短时间内不变质。低浓度、低温、短时间内不变质。 应用应用 中草药有效成分的提取中沉淀蛋白质中草药有效成分的提取中沉淀蛋白质. .Protein有机溶剂有机溶

13、剂ProteinpHpI时时NH2COO-+ Ag+P PNH2COOAgP P常见盐常见盐 HgCl2, ,AgNO3, ,Pb(Ac)2, ,CuSO4等等。特点特点 作用时间过久可引起蛋白质变性。作用时间过久可引起蛋白质变性。ProteinpHpI时时NH3+COOHP P+ -OOCCCl3NH3OOCCl3COOHP P常见酸常见酸 钨酸钨酸、苦味酸、三氯乙酸等。苦味酸、三氯乙酸等。特点特点 作用时间过久可引起蛋白质变性。作用时间过久可引起蛋白质变性。应用应用 临床检验时除去血液中干扰蛋白质。临床检验时除去血液中干扰蛋白质。Protein 蛋白质沉淀的四种方法中，长时间作用时，（ ）方法能恢复原有的生物活性，是可逆的过程。 A盐析 B有机溶剂法 C重金属盐沉淀蛋白质 D某些酸沉淀蛋白质A蛋白质中的游离氨基与茚三酮蛋白质中的游离氨基与茚三酮生成蓝紫色化合物生成蓝紫色化合物。Protein 蛋白质溶液蛋白质溶液CuSO4 紫色紫色蛋白质浓蛋白质浓HNO3原因：残基中的苯环被硝化的缘故。原因：残基中的苯环被硝化的缘故。 黄色黄色NaOH祝大家考试顺利过关！谢谢大家的配合！祝大家考试顺利过关！谢谢大家的配合！