有机化学 课件 模块十一 生命的物质基础 .ppt

一、蛋白质的组成、结构和分类1．蛋白质的组成由元素分析可知，蛋白质含有C、H、O、N和少量S，有的蛋白质还含有微量的P、Fe、Zn、Mo等元素。干燥蛋白质的元素组成如下：2．蛋白质的结构蛋白质的结构非常复杂。不仅存在多肽内氨基酸的种类和排列顺序不同——构造异构，而且还存在多肽链空间结构的不同——构型和构象异构。（1）蛋白质的一级结构各种氨基酸按照一定的排列顺序构成的蛋白质肽链骨架是蛋白质的基本结构，又称为一级结构。（2）蛋白质的二级结构肽链的局部在空间盘旋和折叠而形成的特定的空间排列，称为蛋白质的二级结构。氢键在蛋白质的二级结构中起着很重要的作用，通过最大程度的氢键结合，形成了比较稳定的构象。蛋白质的二级结构有两种：ɑ-螺旋结构和β-褶皱片状结构，如图所示：蛋白质的二级结构（ɑ-螺旋结构）蛋白质的二级结构（β-褶皱片状结构）（3）蛋白质的三级结构蛋白质的二级结构整体继续卷曲、盘旋和折叠，就形成了蛋白质复杂的三级结构。在折叠时，亲水性的极性基团暴露于表面，疏水性的非极性基团包在中间。维持蛋白质三级结构稳定性的因素有：氢键、二硫键、离子键、疏水键、范德华力等。（4）蛋白质的四级结构有些蛋白质分子中，不止含有一条多肽链，例如，血红蛋白是有四条多肽链依靠静电引力聚集在一起，形成了紧密的结构。涉及整个分子中肽链的聚集状态的即为蛋白质的四级结构。3．蛋白质的分类按照溶解度的不同，蛋白质分为：纤维蛋白质（不溶于水）和球蛋白质（能溶于水、酸、碱或盐溶液）。按照水解产物的不同，蛋白质分为：单纯蛋白质（水解只生成α-氨基酸），如清蛋白、球蛋白等；结合蛋白质（水解除α-氨基酸外，还生成非蛋白质物质，如糖、脂肪等），如：核蛋白、糖蛋白等。二、蛋白质的性质蛋白质是高分子化合物，结构非常复杂，分子中含有许多官能团，这些基团彼此相互影响，使得蛋白质呈现特殊的性质，如溶液的胶体性质、盐析与变性等。【交流与讨论】鸡蛋为什么要在高温下蒸熟、煮熟或炒熟了才吃？感冒打点滴前为什么要用酒精擦拭扎针部位？重金属如Hg2+、Pb2+等为什么可以使人体中毒？1．两性与等电点与氨基酸相似，蛋白质也是两性的，与强酸、强碱反应生成盐。某一蛋白质在一定pH时，所带有的正电荷和负电荷数量相同，在电场中不移动，此时溶液的pH就是该蛋白质的等电点。不同的蛋白质有不同的等电点。在等电点时，蛋白质在水中的溶解度最小，最容易析出沉淀。不同的蛋白质分子大小、所带电荷的性质、数量不同，在电泳池中移动的速度不同，在同一pH溶液中，可以进行蛋白质的分离和分析。醛糖被稀硝酸氧化时，醛基和羟基均被氧化成羧基，生成糖二酸。小贴士2.还原反应硼氢化钠（NaBH4)可以选择性将糖分子中醛基还原为羟基，也可以采用催化加氢将羰基还原，例如：D-葡萄糖催化加氢还原为D-山梨醇；L-古洛糖还原成D-山梨醇。3.成脎反应单糖与过量的苯肼作用生成不溶于水的苯腙。实例：葡萄糖的成脎反应：实例：果糖的成脎反应：糖脎是难溶于水的黄色晶体，不同的糖生成的糖脎晶体形状和熔点不相同，成脎所需时间也不同，因此成脎反应常用于鉴别不同的糖类。实例：甘露糖的成脎反应：4.成苷反应苷是糖的氧环式结构中苷羟基与其它含有羟基的化合物（醇或酚）反应，失水形成的缩醛或缩酮，例如：在少量干燥HCl的作用下，D-(+)-葡萄糖与热的甲醇溶液作用，生成α-、β-两种异构体。在中性或碱性条件下苷比较稳定，不与苯肼、菲林试剂、托伦斯试剂反应。但在酸性条件下，苷易水解为原来的糖和甲醇。另外，单糖的环状结构中存在苷羟基和醇羟基，具有醇的性质。单糖与适当的试剂作用可以得到单糖的醚和脂类化合物。实例：三、二糖二糖是由两分子的单糖通过苷键连接而成的低聚糖。其物理性质与单糖相似，能形成晶体，易溶于水并有甜味。形成二糖的两分子单糖之间的苷键有两种方式：一种是一分子单糖的苷羟基与另一分子单糖的醇羟基脱水结合，形成的二糖中仍然有苷羟基存在，如麦芽糖、纤维二糖等，这类糖具有单糖的性质，能与苯肼、托伦斯试剂、菲林试剂起反应，称为还原性二糖。第二种是两个单糖都以苷羟基脱水结合，形成的二糖中不存在苷羟基，不能与苯肼作用，不能被托伦斯试剂、菲林试剂氧化，为非还原性二糖，如蔗糖。【交流与讨论】设计一个除去蔗糖中含有少量麦芽糖的方案。1.蔗糖蔗糖大量存在于甘蔗、甜菜中，是自然界中分布最广、最重要的二糖。蔗糖是无色的晶体，熔点180℃，易溶于水。蔗糖是人类基本的食品添加剂之一，人类对蔗糖的认识和使用已有几千年历史。蔗糖是植物光合作用的主要产物，广泛分布与植物体内，尤其是甜菜、甘蔗和水果中蔗糖含量极高。日常生活中使用的白糖、红糖和冰