第四章生物大分子蛋

白

質(zhì)1、通過結(jié)構(gòu)分析認識氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點和主要化學(xué)性質(zhì)，知道氨

基酸、多肽和蛋白質(zhì)之間的關(guān)系。能判斷氨基酸的縮合產(chǎn)物和多肽的水解產(chǎn)物。2、認識蛋白質(zhì)的組成和性質(zhì)特點能辨識蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的肽鍵，能說明蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)特點，能分析氨基酸、蛋白質(zhì)與人體健康的關(guān)系。3、認識蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和種類的多樣性，了解酶催化反應(yīng)的特點，認識人工合成多肽和蛋白質(zhì)的意義。蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)一類極為重要的生物大分子，是生命活動的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。它不僅是細胞的重要成分，而且具有多種生物學(xué)功能。人體內(nèi)起催化作用的大多數(shù)酶、一些調(diào)節(jié)代謝的激素和發(fā)生免疫反應(yīng)的抗體等均為蛋白質(zhì)?？梢哉f沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。蛋白質(zhì)的存在與作用含蛋白質(zhì)的食物疫苗桑蠶絲蠶絲圍巾1、定義：羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代的化合物稱為氨基酸。官能團：氨基酸分子中含有氨基和羧基，屬于取代羧酸。自然界中存在的氨基酸

為了人體的健康，應(yīng)注意合理膳食、科學(xué)營養(yǎng)，保證人體必需氨基酸的攝取組成蛋白質(zhì)的最小結(jié)構(gòu)單元是氨基酸組成生物體內(nèi)人體內(nèi)不能合成一般只有20種8種氨基酸幾百種必需氨基酸一、氨基酸羧基-COOH

和

氨基-NH2。俗名結(jié)構(gòu)簡式命名甘氨酸丙氨酸

谷氨酸

苯丙氨酸

半胱氨酸

CH2—COOHH2N—氨基乙酸2-氨基丙酸2-氨基戊二酸2-氨基-3-苯基丙酸2-氨基-3-巰基丙酸CH3—CH—COOHNH2HOOC—(CH2)2—CH—COOHNH22、常見的氨基酸3、結(jié)構(gòu)特點②手性碳原子：除甘氨酸外，一般α-氨基酸中含手性碳原子，是手性分子，具有對映異構(gòu)體。

R

CH

COOHNH2ɑCH3CH2CH2

COOHγ

β

α4、物理性質(zhì)

天然氨基酸均為無色晶體，熔點較高，在200~3000C時熔化分解。一般能溶于水而難溶于乙醇、乙醚等有機溶劑親水性基團NH2RCOCOHH這些基團能夠與水分子形成氫鍵，從而增加氨基酸的水溶性疏水性基團親油基團親脂基團很長的烴基以及苯基都會使其水溶性降低的氨基酸都有羧基和氨基兩種官能團。羧基具有酸性，能與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成羧酸鹽；而氨基具有堿性，可與酸發(fā)生反應(yīng)生成鹽，因此氨基酸具有兩性。此外，羧基也可以與羥基發(fā)生酯化反應(yīng)。根據(jù)氨基可與羧基反應(yīng)生成酰胺鍵，預(yù)測氨基酸可以發(fā)生分子內(nèi)或分子間脫水反應(yīng)生成酰胺。根據(jù)以上氨基酸結(jié)構(gòu)簡式中所含有的官能團，推測氨基酸可能具有哪些化學(xué)性質(zhì)。R–CH—COOHNH2顯堿性顯酸性蛋白質(zhì)具有兩性5、化學(xué)性質(zhì)（1）氨基酸的兩性CH2-COOH+NaOHNH2CH2-COONa+H2ONH2CH2COOH+HCl

CH2COOH

NH2NH3Cl甘氨酸為例書寫與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式（2）成肽反應(yīng)

兩個氨基酸分子（可以相同，也可以不同）在一定條件下，通過氨基與羧基間縮合脫去水，形成含有肽鍵（

）的化合物的反應(yīng)，叫做成肽反應(yīng)。由兩個氨基酸分子縮合后形成的含有肽鍵的化合物稱為二肽。二肽還可以繼續(xù)與其他氨基酸分子縮合生成三肽、四肽、五肽，以至生成長鏈的多肽。肽鍵兩分子氨基酸縮合二肽三肽縮合+氨基酸縮合+氨基酸四肽縮合+氨基酸多肽······呈鏈狀肽鏈又稱相互結(jié)合形成盤曲、折疊蛋白質(zhì)Mr>10000具有一定的空間結(jié)構(gòu)注：（1）二個氨基酸分子脫去一個H2O分子形成二肽；三個氨基酸分子脫去二個H2O分子形成三肽；n個氨基酸分子脫去(n-1)個水分子，形成n肽，含有(n-1)個肽鍵；多個氨基酸分子脫去多個水分子而形成多肽。

（2）無論肽鏈有多長，在鏈的兩端，一端有自由的氨基(—NH2)；另一端有自由的羧基(—COOH)，因此，多肽也具有“兩性”。多肽的性質(zhì)：因肽鍵的存在，多肽能進行水解（3）多種氨基酸分子按不同的排列順序以肽鍵相互結(jié)合，可以形成千百萬種具有不同的理化性質(zhì)和生理活性的多肽鏈。相對分子質(zhì)量在10000以上的，并具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽，稱為蛋白質(zhì)。練習(xí)1、關(guān)于生物體內(nèi)氨基酸的敘述錯誤的是(

)A．構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式可表示為B．人體內(nèi)氨基酸的分解代謝最終產(chǎn)物是水、二氧化碳和尿素C．人體內(nèi)所有氨基酸均可以互相轉(zhuǎn)化D．兩分子氨基酸通過脫水縮合可以形成二肽C二、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)由C、H、O、N、S等元素組成，有些蛋白質(zhì)含有P、Fe、

Cu、Zn、Mn等。1、概念:蛋白質(zhì)是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子(天然有機高分子化合物)，是一般細胞中含量最多的有機分子，占細胞干重的一半以上。2、組成：人體內(nèi)所具有的蛋白質(zhì)種類達到了10萬種以上。蛋白質(zhì)分子中氨基酸單體的排列順序?qū)Φ鞍踪|(zhì)的性質(zhì)和功能起著決定性作用一級結(jié)構(gòu)肽鍵中的氧原子與氫原子之間存在氫鍵，會使肽鏈盤繞或折疊成特定的空間結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)3、結(jié)構(gòu)肽鏈在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上還會進一步盤曲折疊，形成更復(fù)雜的三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)多個具有特定三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過非共價鍵相互作用(如氫鍵等)排列組裝，形成蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)3、結(jié)構(gòu)4、化學(xué)性質(zhì)氨基羧基(1)具有兩性：因為形成蛋白質(zhì)的多肽兩端必然存在著自由的氨基與羧基，同時側(cè)鏈中也往往存在酸性或堿性基團，所以也是蛋白質(zhì)兩性分子，既能與酸反應(yīng)，也能與堿反應(yīng)。肽鍵腸壁吸收進入血液，重新合成水解蛋白酶催化(2)水解：蛋白質(zhì)多肽氨基酸酶或酸或堿水解酶或酸或堿水解肽鍵HOH①水解原理:天然蛋白質(zhì)水解均生成α-氨基酸②水解過程:③人體內(nèi)變化:食物中蛋白質(zhì)多種α-氨基酸人體所需的蛋白質(zhì)+H2O+大鹿化學(xué)向蛋白質(zhì)溶液中加入一定濃度的鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)溶液，會使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的鹽析+水渾濁消失+鹽出現(xiàn)渾濁注意：鹽析是一個可逆過程，可用于分離提純蛋白質(zhì)輕金屬(3)鹽析：現(xiàn)象：【實驗4-3】【實驗4-4】(4)變性：酒精—雞蛋清溶液硝酸銀溶液—雞蛋清溶液—雞蛋清溶液實驗現(xiàn)象：三支試管內(nèi)均產(chǎn)生白色沉淀，加入蒸餾水后沉淀不溶解。

在某些物理或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。物理因素包括：加熱、加壓、攪拌、振蕩、超聲波、紫外線和放射線等；化學(xué)因素包括：強酸、強堿、重金屬鹽、乙醇、甲醛等甲醛水溶液(福爾馬林)浸泡動物標本酒精消毒蛋白質(zhì)變性后在水中不能重新溶解，是不可逆過程，可用于殺菌消毒(4)變性：

你能舉出哪些在日常生活中的蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用？①食物加熱后，其中的蛋白質(zhì)發(fā)生了變性，有利于人體消化吸收。②乙醇、苯酚和碘等作為消毒防腐藥可以使微生物的蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)

致其死亡，達到消毒的目的。③高溫、紫外線可用于殺菌消毒。④疫苗等生物制劑需要在低溫下保存。⑤攀登高山時為防止強紫外線引起皮膚和眼睛的蛋白質(zhì)變性灼傷，需

要防曬護目。⑥誤食重金屬離子可用豆?jié){或牛奶臨時急救。(1)因誤服鉛、汞等重金屬鹽中毒的患者在急救時，為什么可口服牛奶、蛋清或豆?jié){？(2)為什么紫外線可用于環(huán)境和物品消毒，放射線可用于醫(yī)療器械滅菌？誤食重金屬鹽會導(dǎo)致人體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生變性而使人中毒。因此，急救通過口服牛奶、蛋清和豆?jié){等富含蛋白質(zhì)的物質(zhì)進行解毒的原理是使重金屬鹽與牛奶、蛋清和豆?jié){中的蛋白質(zhì)發(fā)生變性作用，從而減輕重金屬鹽對人體的危害。紫外線和放射線也可以使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，因此可使用紫外線和放射線對環(huán)境、物品和醫(yī)療器械等進行消毒，使細菌和病毒中的蛋白質(zhì)發(fā)生變性而使其死亡。分子中含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃色。其他一些試劑也可以與蛋白質(zhì)作用呈現(xiàn)特定的顏色用于蛋白質(zhì)的分析檢測(5)顯色反應(yīng)：【實驗4-5】實驗現(xiàn)象：向蛋白質(zhì)溶液加入濃硝酸會有白色沉淀產(chǎn)生，加熱后沉淀變黃色。(6)蛋白質(zhì)灼燒有類似燒焦羽毛的氣味一般生成CO2、H2O、N2、SO2、P2O5等物質(zhì)。燒焦羽毛味。用于鑒別人造羊毛或人造棉與純羊毛或真絲制品練習(xí)2：下列過程與蛋白質(zhì)變性無關(guān)的是 (

)A.用煮沸的方法可使醫(yī)療器械消毒B.用福爾馬林保存生物標本C.雞蛋清溶液里加入飽和硫酸銨溶液,可以觀察到有沉淀析出D.雞蛋清溶液里加入少量乙酸鉛溶液,可以觀察到有沉淀生成C【科學(xué)史話】人工合成結(jié)晶牛胰島素1965年我國科學(xué)家汪猷、邢其毅、鈕經(jīng)義等首次由氨基酸合成了結(jié)晶牛胰島素，這是第一個全人工合成的、與天然產(chǎn)物性質(zhì)完全相同的、有生物活性的蛋白質(zhì)。這一舉世矚目的成就博得了國際科學(xué)界的高度評價。三、酶酶是一類由細胞產(chǎn)生的、對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的有機化合物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)。在酶的作用下，生物才能進行新陳代謝，完成消化、呼吸、運動、生長、發(fā)育、繁殖等生命活動。1.定義：2.作用：3.特點：(1)具有高效性，一般是普通催化劑的107倍。(2)具有溫和性，一般在接近體溫和中性。超過此溫度將失去活性。(3)具有高度專一性，每種酶只催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。4.應(yīng)用：如蛋白酶用于醫(yī)藥、制革等工業(yè)，淀粉酶用于食品、發(fā)酵、紡織等工業(yè)，有的酶還可用于疾病的診斷。練習(xí)3：市場上有一種加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的堿性蛋白酶，它的催化活性很強，衣服上的汗?jié)n、血跡及人體排出的蛋白質(zhì)、油漬遇到它，皆能水解而除去。下列衣料不能用加酶洗衣粉洗滌的是(

)

①棉織品②羊毛織品③腈綸織品④蠶絲織品⑤滌綸織品⑥錦綸織品A.①②③

B.②④

C.③④⑤

D.③⑤⑥B1.下列關(guān)于氨基酸的敘述中,不正確的是(

)A.天然氨基酸都是晶體,一般能溶于水B.氨基酸都不能發(fā)生水解反應(yīng)C.氨基酸是兩性化合物,能與酸、堿反應(yīng)生成鹽D.氨基酸的官能團有氨基和羥基D2、下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中不正確的是(

)A.蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液，蛋白質(zhì)會析出，再加水重新

溶解

C.重金屬鹽會使蛋白質(zhì)變性，所以吞服“鋇餐”會使人中毒D.濃硝酸濺在皮膚上使皮膚呈黃色，這是由于蛋白質(zhì)和濃硝酸發(fā)生了

顯色反應(yīng)C3