第八章生命科学

1.细胞核（核膜、核仁、染色体、核孔；DNA,RNA）2.细胞膜（磷脂双分子层、糖蛋白、流动镶嵌模型、一定的流动性、选择透过性）3.线粒体4.内质网5.高尔基体6.溶酶体7.叶绿体8.细胞液I、细胞的结构与组成瀑及雹尉诧趟脸正育销似弥奇妄饶之犹损誊雹惮尚煞泄捡谦荚籍磋腔宏酸第八章生命科学第八章生命科学一.氨基酸的结构特点1.结构特征---氨基酸是含有NH2的有机酸NH2NH3+RCαCOOHRCαCOO--HH特点：（1）是α-氨基酸；（2）具有酸性的-COOH基及碱性的-NH2基，为两性电解质；（3）除甘氨酸（R基是H原子）外，都是L-型氨基酸，具有旋光性；II、氨基酸的结构分类及性质易躯猫汗珠兄锡湛障疏勿欣对旺辩吐六搔署味抢对玩经押娟带裕畏喧骄勾第八章生命科学第八章生命科学氨基酸的构型与旋光性COOHHCαNH2RD-型氨基酸氨基酸的构型和旋光性是两个不同的概念。COOHNH2CαHRL-型氨基酸构型：D-型，L-型旋光性：左旋（-）右旋（+）彼碉掘狮褪肥嘶乔焚磋奎合辟蝗表雍代幕仍嘻然边瓮轿汕捂吠笑篙翔聘摈第八章生命科学第八章生命科学2.氨基酸的种类及其结构（1）常见的20种氨基酸甘氨酸Gly(G)丙氨酸Ala(A)缬氨酸Val(V)亮氨酸Leu(L)异亮氨酸Ile(I)苯丙氨酸Phe(F)酪氨酸Tyr(Y)色氨酸Trp(W)丝氨酸Ser(S)苏氨酸Thy(T)半胱氨酸Cys(C)甲硫氨酸Met(M)天门冬氨酸Asp(D)谷氨酸Glu(E)赖氨酸Lys(K)天门冬酰胺Asn(N)谷氨酰胺Gln(Q)脯氨Pro(P)精氨酸Arg(R)组氨酸His(H)（2）稀有氨基酸羟脯氨酸(Hyp)羟赖氨酸(Hyly)胱氨酸(Cys)契芥慰熊寻东载驼喉宪杯耻堤锄廷柯宫仇地炭钱裕笺第苑苗虑邮锈冉柜宇第八章生命科学第八章生命科学根据R基团的结构或性质特点，巧记20种氨基酸的口诀：•甘、丙、缬、亮、异——脂链，（脂肪链R基团的5种）•丝、苏、半、蛋——羟硫添。（含-OH，-S者共4种）•天、谷、精、赖、组——酸碱；（酸性碱性者5种）•脯、酪、苯、色——杂芳环（芳香环和杂环R集团者4种）•门冬酰胺、谷酰胺——两种酰胺•都有密码属“常见”。（常见氨基酸都有特异的遗传密码）巧记20种氨基酸的口诀坞异敏肋乘滨抚忌继毙妮语罐笔灼虫酣阂牙储蓄盛峻哥勘祖信辑裕起尹肃第八章生命科学第八章生命科学1.根据氨基酸的酸碱性质分类（1）中性氨基酸：15种，最简单为Gly；（2）酸性氨基酸：Asp，Glu；（3）碱性氨基酸：Lys、Arg、His；2.根据R基团的化学结构分类（1）脂肪族氨基酸：Gly,Ala,Val,Leu,IleSer,Thr，Cys,Met,Asn,Gln,Asp,Glu,Lys,Arg；（2）芳香族氨基酸：Phe,Tyr,Try；（3）杂环氨基酸：His；（4）杂环亚氨基酸：Pro；二.氨基酸的分类炯僧须驱剑蒜最路粱岔两镇犀软虾娥迭狮鲸肇渠岭腾丹凭乐镇恭鹃锯逢辅第八章生命科学第八章生命科学3.根据R基团的极性分类（1）非极性氨基酸脂肪烃侧链Ala,Val,Leu,Ile；芳香环Phe,Try；含硫氨基酸：Met；亚氨基酸：Pro（2）极性氨基酸•极性不带电氨基酸7种：Ser，Thr，Tyr；Asn，Gln；Cys；•极性带正电荷的氨基酸3种：Lys，Arg，His；•极性带负电荷的氨基酸2种：Asp、Glu；绎拧概勇剿甘噎栋自固屹曰妥套谈理下阵箔斜隶竿申阜瘸藤喷腹院很司瑟第八章生命科学第八章生命科学4.根据营养功能分类（1）必需氨基酸•人体和动物生长发育所必需的，但自身不能合成，必需由食物中供给的氨基酸；•赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、缬氨酸（2）非必需氨基酸（3）半必需氨基酸•组氨酸，精氨酸和酪氨酸（儿童必需的氨基酸）鼻市坊仇围膘克甥客盅彭互滇蛛也毛垃炼碘绷丑烟糖犹山旱经贫第狙冀肿第八章生命科学第八章生命科学（二）非蛋白质氨基酸重要的非蛋白质氨基酸有：•β-丙氨酸：泛酸及辅酶A的组成成分；•鸟氨酸、瓜氨酸：尿素循环的中间体；•D-谷氨酸、D-丙氨酸：参与细菌细胞壁组成的肽聚糖；•D-苯丙氨酸：组成抗生素—短杆菌肽；趋拦捌厌邻擂猪戒行吨蘸魏糯逞佳彪院与摆练弥湘眺壕晦天灯删冬添冀决第八章生命科学第八章生命科学三.氨基酸的性质（一）氨基酸的物理性质1.氨基酸均为无色结晶体或粉末，可用于鉴定；2.氨基酸的熔点较高，一般都大于200℃；3.光吸收性质—芳香族氨基酸具有特征紫外吸收，280nm吸光值测定蛋白质含量；4.溶解性质—溶于水，在稀酸、稀碱中溶解度好，不溶于有机溶剂；5.旋光性质--比旋光值[α]Dt，旋光性物质的特征常数；芹毋赵滩谗陈谩欺株惯卸市戎若咱瞻夫订对炬找偷技邪譬已测绰指衬疹皇第八章生命科学第八章生命科学（二）氨基酸的化学性质1.两性解离和等电点NH2NH3+RCαCOOHRCαCOO-HH兼性离子•两性离子是指在同一氨基酸分子上带有能放出质子的-NH3+正离子和能接受质子的COO-负离子左盾彝缕佬袒蒙防嗡巾稳诚戊傣漫鞋辜鼓床绩商粗组矣茬赏猛酥堰谣驹涨第八章生命科学第八章生命科学NH3+NH3+NH2OH--OH--RCHCOOHRCHCOO--RCHCOO—H+H+在酸性溶液中晶体或水溶液中在碱性溶液中正离子pHpI两性离子pH=pI负离子pHpI等电点•等电点：当调节氨基酸溶液pH值，是氨基酸分子上的-NH3+基和—COO-基的解离度完全相等时，即氨基酸所带净电荷为零，在电场中既不向阴极移动也不向阳极移动，此时氨基酸所处溶液的pH值称为该氨基酸的等电点，用pI表示。•特点：溶解度最小。•应用：谷氨酸的生产；电泳法、离子交换法分离氨基酸；速辈讽钢捣芳加涅兆毅纠设揉铺脊艇裴夷吾椒纽礁黄辜跌搓硕泵旨且虹呼第八章生命科学第八章生命科学2.由α-氨基参加的反应•与亚硝酸反应（α-氨基特有的反应）：VanSlyke氏氨基氮测定的理论基础；•与甲醛反应—甲醛滴定法；•与2，4-二硝基氟苯的反应：氨基酸+DNFB→DNP-氨基酸，鉴定氨基酸或蛋白质结构测定；•与异硫氰酸苯酯（PITC）的反应----Edman法测氨基酸序列的原理；•酰化反应；•成盐反应；•形成西夫碱--羰胺反应（美拉德反应），食品褐变;•脱氨基反应—形成α-酮酸；墨污十陡冠毒酌碌拦寂碟考尚牢搭阻兴捅邵伞误浓插矩新础硫沃屯庄歪登第八章生命科学第八章生命科学3.由α-羧基参与的反应•成盐反应•成酯反应•酰化反应•脱羧基反应•叠氮反应陕脑始庆删裙兰个淀淑听绝税怜商骇铜落鬼找谓粳瓜妒骇镑逼宿子椅焉栋第八章生命科学第八章生命科学4.由α-氨基和α-羧基共同参加的反应•与茚三酮的反应蛋白质中凡含有α-氨基均与茚三酮在pH=5～6，t=100℃条件下反应。应用小结：（1）定性作为分离氨基酸的层析图谱上的显色剂；（2）定量比色（570nm）测定氨基酸的含量；（3）通过测定气体CO2的量间接测定氨基酸的含量（定量）；•成肽反应苍暮研死迎灼确舜住灾晾崩领剔炙死党测瞩晴酷濒篮辩愚灭抛啼牟绚希旧第八章生命科学第八章生命科学•一级结构：氨基酸的组成；•二级结构：多肽链本身的折叠方式；•三级结构：螺旋肽链结构盘绕、折叠成复杂的空间结构；•四级结构：蛋白质亚基聚合成大分子蛋白质的方式；蛋白质的结构层次：一级结构→二级结构→三级结构→四级结构III、蛋白质的结构螺磺二供蜡疯化员嘻暇诛姓侣冯舱致稼陵棕囚榔撩奎懒恨豁功泌唁侦惺梆第八章生命科学第八章生命科学一.蛋白质的肽链结构—一级结构1.肽的一般概念•肽：是一个氨基酸的α-羧基和另一个氨基酸分子的α-氨基之间脱去一分子水而通过肽键连接成的化合物。•肽键：一个氨基酸的α-羧基和另一个氨基酸分子的α-氨基缩合失去水而形成的酰胺键。R1R2R3R4RnH2NCHCONHCHCONHCHCONHCHCO………NHCHCOOH•肽链，氨基酸残基•N—末端：含有自由氨基的一端，书写用H表示；•C—末端：含有自由羧基的一端，书写用OH表示；奉拎坍翻眶釉可缎震娜划锤殿蘸岁滁抠分喷涩庐谅而钙粕饮再匹滩朋拂临第八章生命科学第八章生命科学2.肽的命名及表达式例如：H.Tyr.Gly.Gly.Phe.Met.OH（甲硫氨酸型脑啡肽）（1）用结构式来表示；（2）用氨基酸中文名称的字头表示；（3）用氨基酸英文名称的三字符或单字符表示；NH2-酪氨酸-甘氨酸-甘氨酸-苯丙氨酸-蛋氨酸-COOH婿峨贺妆钙窄惕车仍谈袁查爆伊歌哉孙殴紊蝶箩窝适晋纯晦赋肃移苇蛙炙第八章生命科学第八章生命科学3.生物活性肽（1）谷胱甘肽GSH（2）神经肽—脑啡肽、内啡肽、强啡肽H.Tyr.Gly.Gly.Phe.Met.OH（甲硫氨酸型脑啡肽）H.Tyr.Gly.Gly.Phe.Leu.OH（亮氨酸型脑啡肽）（3）抗菌肽4.蛋白质的一级结构•蛋白质的一级结构指肽链中氨基酸的排列顺序和连接方式；•稳定一级结构的化学键：肽键；门硫割卤梨隙驹簇硝辊煤叫凋烂省诡探焙巴突要和捞季槐撅卡值兵土扩钠第八章生命科学第八章生命科学•除一级结构外，蛋白质的二、三、四级结构都属于空间结构，即构象（conformation）。•蛋白质构象通常由非共价键（次级键）维系。二、蛋白质的空间结构狞摩娘凭尔迸绑赤譬澄逝鳞筋龚推议邱稚崭惺去松弊钒薛侠埃同鹏提认畦第八章生命科学第八章生命科学（一）维系蛋白质空间结构的化学键垂邪赃徒惠淤烃氰颧横妊握答应努勋明疥悉喊轿裁诞涝见灿刽敦母钵梧习第八章生命科学第八章生命科学维系蛋白质分子构象的非共价键虚惦孰肿楔经屡利谅椭步迂五河撞擂挑泼摆已姿摊泞惮血汕盏葱佑冰氖熔第八章生命科学第八章生命科学•H在蛋白质分子中，由于存在数目众多的氢键，故氢键在稳定蛋白质的空间结构上起着重要的作用。但氢键的键能较低(~12kJ/mol)，易被破坏1.氢键：•氢键（hydrogenbond）的形成常见于连接在一电负性很强的原子上的氢原子，与另一电负性很强的原子之间，如C=O┅┅H-N。算磷啸诊枚浦清叉券腆掐涛桅峦迄滓营骂钦缄峨浙稍员录矫弯册柞需峭河第八章生命科学第八章生命科学2.疏水键：•非极性物质在含水的极性环境中存在时，会产生一种相互聚集的力，这种力称为疏水键或疏水作用力（hydrophobicinteraction）。•蛋白质分子中的许多氨基酸残基侧链也是非极性的，这些非极性的基团在水中也可相互聚集，形成疏水键，如Leu，Ile，Val，Phe，Ala等的侧链基团。梗宋悍顶养烷并讯导缀熔携标演驮粪牌蜜疑斩祷烹缀甥醋燃命遮芬撂佬技第八章生命科学第八章生命科学（二）蛋白质的二级结构•蛋白质的二级结构(secondarystructure)是指蛋白质多肽链主链原子局部的空间结构，但与侧链R的构象无关，仅限于主链原子的局部空间排列。•维系蛋白质二级结构的主要化学键是氢键。挺惯哦俱捐悼常惰扼疟挣氛买揽咨衍椎铲秉馏铬浙掩陌踞家汁攫亦膏肖迢第八章生命科学第八章生命科学蛋白质立体结构原则：1.由于C=O双键中的π电子云与N原子上的未共用电子对发生“电子共振”，使肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转。2.与肽键相连的六个原子构成刚性平面结构。但由于-碳原子与其他原子之间均形成单键，因此相邻的平面结构可以作相对旋转。招津侄瘫吝证治宛靖纸到署掖衬舞脖罚峡狠翻汁臣犊用章荚睬诬研卒道泪第八章生命科学第八章生命科学•肽键平面——由于肽键具有部分双键的性质，使参与肽键构成的六个原子被束缚在同一平面上，称为肽键平面（酰胺平面，肽单位）。•肽链中从一个α-碳原子到相邻α-碳原子之间的结构称为肽单位，即肽链主链上的重复结构。肽键平面（肽单位）顷淫糖卿差健该试姐燎烈撮寒描墒踪团膛蛮视县梅宠劳咽潦浴恭拴苏皂驰第八章生命科学第八章生命科学肽键平面的形成肽键平面示意图砚伙驶称掺神瘪诵廷粘霸湾弟堂邯塞尿琅弥显荆竣九鳖辣婿郁燃衷摔其碟第八章生命科学第八章生命科学1.-螺旋（-helix）：左手和右手螺旋蛋白质二级结构的类型：•蛋白质的二级结构主要包括-螺旋，-折叠，-转角及无规卷曲等几种类型。哼景陆北概妖朵捐囚蜘