生化第四章氨基酸劉ppt課件

1、第四章第四章氨基酸氨基酸內(nèi)容內(nèi)容氨基酸氨基酸-蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子氨基酸的分類氨基酸的分類氨基酸的酸堿化學(xué)氨基酸的酸堿化學(xué)氨基酸的化學(xué)反應(yīng)氨基酸的化學(xué)反應(yīng)氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)氨基酸混合物的分析分離氨基酸混合物的分析分離氨基酸的性質(zhì)氨基酸的性質(zhì)聚合能力聚合能力酸堿性質(zhì)酸堿性質(zhì)側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)手性手性蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)的水解完全水解：氨基酸的混合物完全水解：氨基酸的混合物部分水解：肽段和氨基酸部分水解：肽段和氨基酸 在酸、堿、蛋白酶的作用下，可以被水解成在酸、堿、蛋白酶的作用下，可以被水解成氨基酸單體。氨基酸單體。 酸水解：酸水解：6mhcl或或4m

2、h2so4不消旋，得到不消旋，得到l-氨基酸；色氨酸破壞、羥基氨基氨基酸；色氨酸破壞、羥基氨基酸部分分解、天冬酰胺、谷胺酰胺脫酰胺基。酸部分分解、天冬酰胺、谷胺酰胺脫酰胺基。蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)的水解 堿水解：堿水解： 多數(shù)氨基酸遭到不同程度的破壞，消旋，多數(shù)氨基酸遭到不同程度的破壞，消旋，得到得到d-,l-型氨基酸的混合物；色氨酸穩(wěn)型氨基酸的混合物；色氨酸穩(wěn)定、精氨酸脫氨定、精氨酸脫氨5mnaoh蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)的水解 酶水解：酶水解：不消旋、不破壞氨基酸、需要多種酶的不消旋、不破壞氨基酸、需要多種酶的協(xié)同作用；水解位點(diǎn)特異，水解時(shí)間長。協(xié)同作用；水解位點(diǎn)特異，水解時(shí)間長。用于一級(jí)結(jié)構(gòu)分析用

3、于一級(jí)結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)的水解l-l-氨基酸的基本結(jié)構(gòu)氨基酸的基本結(jié)構(gòu)c ch hh h2 2n ncoohcoohr r殘基：在肽鏈中每個(gè)氨基酸都脫去一個(gè)水分子，脫水后殘基：在肽鏈中每個(gè)氨基酸都脫去一個(gè)水分子，脫水后的殘余部分叫殘基（的殘余部分叫殘基（residue), residue), 因此蛋白質(zhì)肽鏈中的氨因此蛋白質(zhì)肽鏈中的氨基酸統(tǒng)統(tǒng)是殘基形式?；峤y(tǒng)統(tǒng)是殘基形式。chiral carbon氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu)肽鍵肽鍵一分子氨基酸的一分子氨基酸的羧基和一分羧基和一分子氨基酸的子氨基酸的氨基脫水縮合形氨基脫水縮合形成的酰胺鍵，即成的酰胺鍵，即-co-nh-。氨。氨基酸借肽鍵聯(lián)結(jié)

4、成多肽鏈?；峤桦逆I聯(lián)結(jié)成多肽鏈。 蛋白質(zhì)分子中的主要共價(jià)鍵，性質(zhì)比較蛋白質(zhì)分子中的主要共價(jià)鍵，性質(zhì)比較穩(wěn)定。單鍵，具有部分雙鍵的性質(zhì)，難穩(wěn)定。單鍵，具有部分雙鍵的性質(zhì)，難以自由旋轉(zhuǎn)而有一定的剛性，因此形成以自由旋轉(zhuǎn)而有一定的剛性，因此形成肽鍵平面，包括連接肽鍵兩端的肽鍵平面，包括連接肽鍵兩端的co、和和2個(gè)個(gè)c共共6個(gè)原子的空間位置處個(gè)原子的空間位置處在一個(gè)相對(duì)接近的平面上。一條多肽鏈在一個(gè)相對(duì)接近的平面上。一條多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的氨基的一端含有一個(gè)游離的氨基,另一端含有另一端含有一個(gè)游離的羧基一個(gè)游離的羧基. 肽鍵肽鍵氨基酸的性質(zhì)氨基酸的性質(zhì)中性環(huán)境：兼性離子中性環(huán)境：兼性離子旋光性

5、旋光性a-a-氨基酸：白色晶體、熔點(diǎn)高，不同氨氨基酸：白色晶體、熔點(diǎn)高，不同氨基酸有特殊的晶型基酸有特殊的晶型一般能溶于水（胱氨酸和酪氨酸除外）一般能溶于水（胱氨酸和酪氨酸除外）氨基酸的分類氨基酸的分類 1809年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn)asp，1938年發(fā)年發(fā)thr，目前已，目前已發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)180多種。但是組成蛋白質(zhì)的多種。但是組成蛋白質(zhì)的aa常見的有常見的有20種，稱為基本氨基酸（編碼的蛋白質(zhì)氨基種，稱為基本氨基酸（編碼的蛋白質(zhì)氨基酸），還有一些稱為稀有氨基酸，是多肽合成酸），還有一些稱為稀有氨基酸，是多肽合成后由基本后由基本aa經(jīng)酶促修飾而來。經(jīng)酶促修飾而來。 非蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸蛋

6、白質(zhì)氨基酸r r基的化學(xué)結(jié)構(gòu)分基的化學(xué)結(jié)構(gòu)分 r為脂肪烴基的氨基酸（為脂肪烴基的氨基酸（5種）種）gly、ala、val、leu、ile、 r基均為中性烷基（基均為中性烷基（gly為為h），），r基對(duì)分子酸堿基對(duì)分子酸堿性影響很小，它們幾乎有相同的等電點(diǎn)。性影響很小，它們幾乎有相同的等電點(diǎn)。（6 .00.03）gly是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性。從旋光性。從gly至至ile，r基團(tuán)基團(tuán)疏水性疏水性增加，增加，ile 是是這這20 種種a.a 中脂溶性最強(qiáng)的之一（除中脂溶性最強(qiáng)的之一（除phe 2.5、trp3.4 、tyr 2.3以外）。以

7、外）。r r中含有羥基和硫的氨基酸（中含有羥基和硫的氨基酸（4 4種）種）含羥基的有兩種：含羥基的有兩種：ser和和thr。 ser的的-ch2 oh基（基（pka=15），在生理?xiàng)l件下），在生理?xiàng)l件下不解離，但它是一個(gè)極性基團(tuán)，能與其它基團(tuán)不解離，但它是一個(gè)極性基團(tuán)，能與其它基團(tuán)形成氫鍵，具有重要的生理意義。在大多數(shù)酶形成氫鍵，具有重要的生理意義。在大多數(shù)酶的活性中心都發(fā)現(xiàn)有的活性中心都發(fā)現(xiàn)有ser殘基殘基存在。存在。 thr 中的中的-oh是仲醇，具有親水性，但此是仲醇，具有親水性，但此-oh形成氫鍵的能力較弱，因此，在蛋白質(zhì)活性中形成氫鍵的能力較弱，因此，在蛋白質(zhì)活性中心中很少出現(xiàn)。心中

8、很少出現(xiàn)。ser和和thr的的-oh往往與糖鏈相往往與糖鏈相連，形成糖蛋白連，形成糖蛋白。含硫的兩種：含硫的兩種：cys、met。cys cys 具有兩個(gè)重要性質(zhì)具有兩個(gè)重要性質(zhì)（1）在較高）在較高ph值條件，巰基離解。值條件，巰基離解。（2）兩個(gè)）兩個(gè)cys的巰基氧化生成二硫鍵，生成的巰基氧化生成二硫鍵，生成胱氨酸。胱氨酸。cyssscys。二硫鍵在蛋白質(zhì)。二硫鍵在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中具有重要意義。的結(jié)構(gòu)中具有重要意義。 cys還常常出現(xiàn)在酶的活性中心。還常常出現(xiàn)在酶的活性中心。met的的r中中含有甲硫基（含有甲硫基（-sch3），硫原子有親核性，易），硫原子有親核性，易發(fā)生極化，因此，發(fā)生極化，

9、因此，met是一種重要的甲基供體是一種重要的甲基供體。 r r中含有酸性基團(tuán)及酰胺（中含有酸性基團(tuán)及酰胺（4 4種）種） asp、glu，一般稱酸性氨基酸，一般稱酸性氨基酸asp側(cè)鏈羧基側(cè)鏈羧基pka（-cooh）為）為3.86，glu側(cè)鏈羧基側(cè)鏈羧基pka（-cooh）為）為4.25，在生理?xiàng)l件下帶有負(fù)電荷的僅有的兩個(gè)在生理?xiàng)l件下帶有負(fù)電荷的僅有的兩個(gè) 氨基酸。氨基酸。r r中含堿性基團(tuán)（中含堿性基團(tuán)（2 2種）種）lys的的r側(cè)鏈上含有一個(gè)氨基，側(cè)鏈氨基側(cè)鏈上含有一個(gè)氨基，側(cè)鏈氨基的的pka為為10.53。生理?xiàng)l件下，。生理?xiàng)l件下，lys側(cè)鏈側(cè)鏈帶有一個(gè)正電荷（帶有一個(gè)正電荷（nh3+），

10、同時(shí)它的），同時(shí)它的側(cè)鏈有側(cè)鏈有4個(gè)個(gè)c的直鏈，柔性較大，使側(cè)鏈的直鏈，柔性較大，使側(cè)鏈的氨基反應(yīng)活性增大。（如肽聚糖的短的氨基反應(yīng)活性增大。（如肽聚糖的短肽間的連接）肽間的連接）arg是堿性最強(qiáng)的氨基酸，側(cè)鏈?zhǔn)菈A性最強(qiáng)的氨基酸，側(cè)鏈上的胍基是已知堿性最強(qiáng)的有機(jī)上的胍基是已知堿性最強(qiáng)的有機(jī)堿，堿，pka值為值為12.48，生理?xiàng)l件，生理?xiàng)l件下完全質(zhì)子化。下完全質(zhì)子化。r r中含有芳基的氨基酸（中含有芳基的氨基酸（3 3種）種）phephe、tyr tyr 、trptrp 具有共軛具有共軛電子體系電子體系,易與其它缺電子體易與其它缺電子體系或系或電子體系形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物電子體系形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合

11、物( charge-transfer complex)或電子重或電子重疊復(fù)合物。在受體疊復(fù)合物。在受體底物或分子相互識(shí)底物或分子相互識(shí)別過程中具有重要作用。別過程中具有重要作用。這三種氨基酸在紫外區(qū)有特殊吸收峰，蛋白質(zhì)這三種氨基酸在紫外區(qū)有特殊吸收峰，蛋白質(zhì)的紫外吸收主要來自這三種氨基酸，在的紫外吸收主要來自這三種氨基酸，在280nm處，處，trptyrphe。phe疏水性最強(qiáng)。酪氨酸的疏水性最強(qiáng)。酪氨酸的-oh磷酸化是一個(gè)磷酸化是一個(gè)普遍的調(diào)控機(jī)制，普遍的調(diào)控機(jī)制，tyr在較高在較高ph值時(shí)，酚羥基值時(shí)，酚羥基離解。離解。trp有復(fù)雜的有復(fù)雜的共軛休系，比共軛休系，比phe和和tyr更易形成

12、電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物。更易形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物。r r為環(huán)狀的氨基酸（為環(huán)狀的氨基酸（2 2種）種）pro( his)pro( his) pro是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)的氨基酸，它的是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)的氨基酸，它的-亞氨基亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)。它是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)。它在蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中具有極重要的作用，一般在蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中具有極重要的作用，一般出現(xiàn)在兩段出現(xiàn)在兩段-螺旋之間的轉(zhuǎn)角處，螺旋之間的轉(zhuǎn)角處，pro殘基所殘基所在的位置必然發(fā)生骨架方向的變化。在的位置必然發(fā)生骨架方向的變化。his含咪唑環(huán)，咪唑環(huán)的含咪唑環(huán)，咪唑環(huán)的pka在游離氨基在游離氨基酸中和在多肽鏈中不同，前者

13、酸中和在多肽鏈中不同，前者pka為為6.00，后者為，后者為7.35，它是，它是20種氨基酸中種氨基酸中側(cè)鏈側(cè)鏈pka值最接近生理值最接近生理ph值的一種，在值的一種，在接近中性接近中性ph時(shí)，可離解平衡。它是在生時(shí)，可離解平衡。它是在生理理ph條件下條件下唯一具有緩沖能力唯一具有緩沖能力的氨基酸。的氨基酸。必需氨基酸必需氨基酸：成年人：成年人：leu、ile、val、thr、met、trp、lys、phe嬰兒期：嬰兒期：arg和和his供給不足，屬半必須氨基酸。供給不足，屬半必須氨基酸。 必須氨基酸在人體內(nèi)不能合成，是由于人必須氨基酸在人體內(nèi)不能合成，是由于人體內(nèi)不能合成這些氨基酸的碳架（體

14、內(nèi)不能合成這些氨基酸的碳架（-酮酸）酮酸）9 9種人體必需氨基酸的記憶口訣種人體必需氨基酸的記憶口訣借一兩本蛋色書來借一兩本蛋色書來 諧音諧音: 借借(纈氨酸纈氨酸), 一一(異亮異亮氨酸氨酸),兩兩(亮氨酸亮氨酸),本本(苯丙氨酸苯丙氨酸),蛋蛋(蛋氨酸蛋氨酸),色色(色氨酸色氨酸),書書(蘇氨蘇氨酸酸),來來(賴氨酸賴氨酸).笨蛋來宿舍，晾一晾鞋笨蛋來宿舍，晾一晾鞋 笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）來（賴氨酸）宿（蘇氨酸）舍（色氨來（賴氨酸）宿（蘇氨酸）舍（色氨酸），晾（亮氨酸）一晾（異亮氨酸酸），晾（亮氨酸）一晾（異亮氨酸）鞋（纈氨酸）鞋（纈氨酸）攜帶一兩本甲硫色書來

15、攜帶一兩本甲硫色書來 攜（纈氨酸）帶一（異亮氨攜（纈氨酸）帶一（異亮氨酸）兩（亮氨酸）本（苯丙氨酸酸）兩（亮氨酸）本（苯丙氨酸）甲硫（甲硫氨酸）色（色氨酸）甲硫（甲硫氨酸）色（色氨酸）書）書(蘇氨酸蘇氨酸)來來(賴氨酸賴氨酸)天冬酰氨天冬酰氨 1806 vauquelin 天冬門芽天冬門芽甘氨酸甘氨酸 1820 braconnot 明膠明膠亮氨酸亮氨酸 1820 braconnot 羊毛、肌肉羊毛、肌肉酪氨酸酪氨酸 1849 bopp 奶酪奶酪絲氨酸絲氨酸 1865 cramer 蠶絲蠶絲谷氨酸谷氨酸 1866 ritthausen 面筋面筋天冬氨酸天冬氨酸 1868 ritthausen 蠶

16、豆蠶豆苯丙氨酸苯丙氨酸 1881 schultze 羽扇豆芽羽扇豆芽丙氨酸丙氨酸 1881 weyl 絲心蛋白絲心蛋白 賴氨酸賴氨酸 1889 drechsel 珊瑚珊瑚精氨酸精氨酸 1895 hedin 牛角牛角組氨酸組氨酸 1896 kossel,hedin 奶酪奶酪胱氨酸胱氨酸 1899 morner 牛角牛角纈氨酸纈氨酸 1901 fischer 奶酪奶酪脯氨酸脯氨酸 1901 fischer 奶酪奶酪色氨酸色氨酸 1901 hopkins 奶酪奶酪異亮氨酸異亮氨酸 1904 erhlich 纖維蛋白纖維蛋白甲硫氨酸甲硫氨酸 1922 mueller 奶酪奶酪蘇氨酸蘇氨酸 1935 m

17、ccoy et al 奶酪奶酪氨基酸發(fā)現(xiàn)年代表alanine丙氨酸丙氨酸alaaarginine 精氨酸精氨酸 argrasparagine天冬酰氨天冬酰氨 asn asxnaspartic acid天冬氨酸天冬氨酸asp asxdcysteine半胱氨酸半胱氨酸cyscglutamine谷氨酰胺谷氨酰胺gln glx qglutamic acid谷氨酸谷氨酸glu glx eglycine甘氨酸甘氨酸glyghistidine組氨酸組氨酸hishisoleucine異亮氨酸異亮氨酸ileileucine亮氨酸亮氨酸leullysine賴氨酸賴氨酸lyskmethionine甲硫氨酸甲硫氨酸m

18、etmphenylalanine苯丙氨酸苯丙氨酸phefproline脯氨酸脯氨酸propserine絲氨酸絲氨酸sersthreonine蘇氨酸蘇氨酸t(yī)hrttryptophan色氨酸色氨酸t(yī)rpwtyrosine 酪氨酸酪氨酸t(yī)yryvaline纈氨酸纈氨酸valv要求：要求： 能倒背能倒背juzboxjuzbox氨基酸名稱與符號(hào) 甘油醛的旋光性甘油醛的旋光性l和d的來源 與與 l- amino acidd- amino acidl和d型氨基酸“ d/l d/l”判斷法判斷法 （ 將將h h原子靠近自己，觀察原子靠近自己，觀察carcar的走向，逆時(shí)針的走向，逆時(shí)針（左轉(zhuǎn)）為（左轉(zhuǎn)）為l

19、l型，順時(shí)針（右轉(zhuǎn)）為型，順時(shí)針（右轉(zhuǎn)）為d d型。型。 d：dextro 右右 ：carboxyl group ; l： levo 左左 ：amino group ; ：residue ;ccarral型型d型型l和d型氨基酸的判斷拉丁語中拉丁語中蘇氨酸的異構(gòu)體 二硫鍵二硫鍵disulfide bonddisulfide bond要求全部背出要求全部背出20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的物化性質(zhì)其他氨基酸的結(jié)構(gòu)其他氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸修飾 4-hydroxyproline ; 5-hydroxylysine, 6-n-methyllysine, desmocine ; phospho-ser, -thr, -

20、tyr ; -carboxyglutamic acid ; pyroglutamic acid ;從各種生物分離到的氨基酸已達(dá)從各種生物分離到的氨基酸已達(dá)250250種以上種以上大量出現(xiàn)在膠原蛋白大量出現(xiàn)在膠原蛋白結(jié)締組織結(jié)締組織修飾型氨基酸1羥賴氨酸羥賴氨酸結(jié)締組織結(jié)締組織修飾型氨基酸2 3 3凝血酶凝血酶信號(hào)傳導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)修飾型氨基酸3 4 4氨基酸衍生物pyroglutamic acid (焦谷氨酸焦谷氨酸), 神經(jīng)肽的神經(jīng)肽的n端多數(shù)為焦谷氨酸端多數(shù)為焦谷氨酸氨基酸衍生物21號(hào)和號(hào)和22號(hào)號(hào)primary amino acid ornithine; citrulline5-hydroxy

21、tryptophanhomoamino acids3,4-dihydroxyphenylalanine (dopa)-aminobutyric acid (gaba)mono, di, tri-iodotyrosine; thyroxine 1 1氨基酸衍生物hao, b., et al. a novel uag encoded residue in the structure of a methanogen methyltransferase. science 296: 1462-1466, 2002. sec, 硒半胱氨酸硒半胱氨酸第第21個(gè)一級(jí)氨基酸個(gè)一級(jí)氨基酸?pyl(吡咯賴氨酸吡咯賴

22、氨酸), 第第22個(gè)一級(jí)氨基酸個(gè)一級(jí)氨基酸? 2 2氨基酸衍生物 瓜氨酸瓜氨酸(存在于尿素循環(huán)存在于尿素循環(huán),從西瓜汁分離到從西瓜汁分離到) 鳥氨酸鳥氨酸 (存在于尿素循環(huán)存在于尿素循環(huán)) 3 3“the taste of love” 是松果體素是松果體素 ( ( 褪黑素褪黑素, , melatoninmelatonin) ) 和和 血清素血清素(serotonin) (serotonin) 的前體。的前體。 氨基酸衍生物 4 4 homoserine 微生物、植物的代謝中間產(chǎn)物微生物、植物的代謝中間產(chǎn)物 homocysteinehomocitrulline 攝取高攝取高lys含量的食物時(shí)從尿

23、中排出含量的食物時(shí)從尿中排出homomethionine* met的分解產(chǎn)物，存在的分解產(chǎn)物，存在于于s-adenosylhomo-cysteine和葉酸中和葉酸中. methionine氨基酸衍生物從從tyr衍生出衍生出來的重要生來的重要生理物質(zhì)，理物質(zhì)， 其其中多巴是一中多巴是一種氨基酸。種氨基酸。 5 5氨基酸衍生物味精是神經(jīng)遞質(zhì)味精是神經(jīng)遞質(zhì)gaba的直接前體的直接前體 6 6氨基酸衍生物甲狀腺內(nèi)貯存碘的氨基酸甲狀腺內(nèi)貯存碘的氨基酸 7 7氨基酸衍生物氨基酸的理化性質(zhì)氨基酸的理化性質(zhì)無色晶體，熔點(diǎn)較高（無色晶體，熔點(diǎn)較高（200200300300） ，水中溶解度各不同，取決，水中溶解度

24、各不同，取決于側(cè)鏈。于側(cè)鏈。在紫外有特征吸收的僅三個(gè)芳香族的在紫外有特征吸收的僅三個(gè)芳香族的氨基酸氨基酸t(yī)rptrp、tyrtyr、phe, phe, 利用這一特利用這一特點(diǎn)，可以通過測定點(diǎn)，可以通過測定280nm280nm處的紫外吸處的紫外吸收值的方法對(duì)蛋白溶液進(jìn)行定量。收值的方法對(duì)蛋白溶液進(jìn)行定量。氨基酸的理化性質(zhì)氨基酸的理化性質(zhì) 有紫外特征吸收的氨基酸光吸收的測定氨基酸的旋光性與光譜性質(zhì)氨基酸的旋光性與光譜性質(zhì)氨基酸的旋光性：氨基酸的旋光性： 氨基酸的構(gòu)型（指氨基酸的構(gòu)型（指-碳）也以甘油醛為碳）也以甘油醛為參考物，從蛋白質(zhì)的酸水解或酶水解液中參考物，從蛋白質(zhì)的酸水解或酶水解液中得到的都

25、是得到的都是l型，但型，但d型氨基酸在自然界也型氨基酸在自然界也存在；蛋白質(zhì)用堿水解或有機(jī)合成氨基酸存在；蛋白質(zhì)用堿水解或有機(jī)合成氨基酸時(shí)，得到的都是無旋光性的時(shí)，得到的都是無旋光性的dl-消旋物消旋物氨基酸的旋光符號(hào)和大小取決于氨基酸的旋光符號(hào)和大小取決于r基基的性質(zhì)，與測定溶液的的性質(zhì)，與測定溶液的ph有關(guān)。有關(guān)。比旋是比旋是-氨基酸的物理常數(shù)，是鑒氨基酸的物理常數(shù)，是鑒別各種氨基酸的依據(jù)之一別各種氨基酸的依據(jù)之一氨基酸的光譜性質(zhì)：氨基酸的光譜性質(zhì)：參與蛋白質(zhì)組成的參與蛋白質(zhì)組成的20多種氨基酸在可見多種氨基酸在可見光區(qū)沒有光吸收，在紅外區(qū)和遠(yuǎn)紫外區(qū)光區(qū)沒有光吸收，在紅外區(qū)和遠(yuǎn)紫外區(qū)都有光

26、吸收，但在近紫外區(qū)只有芳香族都有光吸收，但在近紫外區(qū)只有芳香族氨基酸有光吸收；氨基酸有光吸收； 同一個(gè)氨基酸分子上可以同時(shí)攜帶正電同一個(gè)氨基酸分子上可以同時(shí)攜帶正電荷和負(fù)電荷，稱為兩性電解質(zhì)荷和負(fù)電荷，稱為兩性電解質(zhì)。氨基酸作為兩性電解質(zhì)氨基酸的酸堿性質(zhì)氨基酸的酸堿性質(zhì) 根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，ha a- h+氨基酸是兩性電解質(zhì)，既是質(zhì)子供體，又是質(zhì)子氨基酸是兩性電解質(zhì)，既是質(zhì)子供體，又是質(zhì)子受體。當(dāng)氨基酸完全質(zhì)子化時(shí)，可看作是多元酸；受體。當(dāng)氨基酸完全質(zhì)子化時(shí)，可看作是多元酸；cooh和和nh3+可以發(fā)生解離，用可以發(fā)生解離，用ka表示它們的表示它們的解離常數(shù)；解離常數(shù)； 在氨基

27、酸溶液中，在氨基酸溶液中，ph值計(jì)算公式如下：值計(jì)算公式如下： ph=pkalg（質(zhì)子受體質(zhì)子受體/質(zhì)子供體質(zhì)子供體）側(cè)鏈不解離的中性氨基酸看作二元酸側(cè)鏈不解離的中性氨基酸看作二元酸酸性氨基酸和堿性氨基酸看作三元酸酸性氨基酸和堿性氨基酸看作三元酸+a+a-a0a0ka1=ka2=a0 h+a+ a- h+a+ ph=pkalg（質(zhì)子受體質(zhì)子受體/質(zhì)子供體質(zhì)子供體）當(dāng) ， ph=pka1a0 =當(dāng) a0=a- ， ph=pka2a0 ka1ka2氨基酸的酸堿滴定0.1hcl0.1hclpk值的變化 在在所攜帶的所攜帶的為零時(shí)的為零時(shí)的溶液的溶液的phph值。值。. .氨基酸帶電狀況與溶液的氨基酸

28、帶電狀況與溶液的ph有關(guān)。當(dāng)有關(guān)。當(dāng)ph大于大于等電點(diǎn)時(shí)，等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸帶凈氨基酸帶凈負(fù)負(fù)電荷；當(dāng)電荷；當(dāng)ph小于小于等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸帶凈等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸帶凈正正電荷！在一定的電荷！在一定的ph范圍內(nèi)，氨基酸溶液的范圍內(nèi)，氨基酸溶液的ph離等電離等電點(diǎn)愈遠(yuǎn)，氨基酸所攜帶的凈電荷愈大。點(diǎn)愈遠(yuǎn)，氨基酸所攜帶的凈電荷愈大。氨基酸的甲醛滴定氨基酸的甲醛滴定氨基酸酸堿滴定的等電點(diǎn)氨基酸酸堿滴定的等電點(diǎn)ph 過高或過低，過高或過低，沒有適宜的指示劑，因此，氨基酸雖然是沒有適宜的指示劑，因此，氨基酸雖然是兩性電解質(zhì)，但不能直接用酸堿滴定。兩性電解質(zhì)，但不能直接用酸堿滴定。在氨基酸中加入甲醛，甲醛與氨基酸中

29、的在氨基酸中加入甲醛，甲醛與氨基酸中的氨基作用形成羥甲基衍生物，降低了氨基氨基作用形成羥甲基衍生物，降低了氨基的堿性，使滴定終點(diǎn)移動(dòng)。的堿性，使滴定終點(diǎn)移動(dòng)。氨基酸的主要化學(xué)反應(yīng)氨基酸的主要化學(xué)反應(yīng)氨基酸的化學(xué)反應(yīng)氨基酸的化學(xué)反應(yīng)-氨基氨基參加的參加的反應(yīng)反應(yīng)與亞硝酸反應(yīng)（生成羥基氨基與亞硝酸反應(yīng)（生成羥基氨基酸和氮?dú)猓┧岷偷獨(dú)猓┡c?；噭┓磻?yīng)（氨基被酰基與?；噭┓磻?yīng)（氨基被?；槐Ｗo(hù)）化而被保護(hù)）烴基化烴基化反應(yīng)反應(yīng)dnfb反應(yīng)（生成反應(yīng)（生成dnp-氨基酸氨基酸）pitc反應(yīng)（生成反應(yīng)（生成pth-氨基酸氨基酸）形成西佛堿反應(yīng)（與醛類化合物形成西佛堿反應(yīng)（與醛類化合物）脫氨基反應(yīng)脫氨

30、基反應(yīng)-羧基參加的反應(yīng)羧基參加的反應(yīng)成鹽成酯成酰氯（與二氯亞砜等）脫羧基反應(yīng)疊氮反應(yīng)（氨基酸酯與肼、亞硝酸）-氨基與氨基與-羧基共同參加反應(yīng)羧基共同參加反應(yīng)與茚三酮反應(yīng)（氨與還原茚三酮發(fā)生作用生成紫色物質(zhì)）成肽反應(yīng)側(cè)鏈側(cè)鏈r基參加的反應(yīng)基參加的反應(yīng)酪氨酸酚羥基組氨酸咪唑精氨酸胍基色氨酸吲哚基半胱氨酸巰基h2nchcooh + rnch3ch3o=s=ocl5-二甲氨基萘磺二甲氨基萘磺酰氯（酰氯（dns-cl）ph9.7 40nch3ch3o=s=ohnchcooh rdns-氨氨基酸基酸取代取代dnfb測定蛋白質(zhì)測定蛋白質(zhì)n端氨基酸，靈敏度高端氨基酸，靈敏度高酰化反應(yīng)?；磻?yīng)氨基酸與氨基酸與2

31、,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯(dnfb)(dnfb)的反應(yīng)的反應(yīng)（sangersanger反應(yīng)）反應(yīng)）dnfb（dinitrofiuorobenzene）dnp-aa(黃色黃色)+ hf弱堿中弱堿中氨基酸氨基酸氨基酸與苯異硫氰酯（氨基酸與苯異硫氰酯（pitcpitc）的反應(yīng)）的反應(yīng)（edmanedman反應(yīng)）反應(yīng)）pitc（phenylisothiocyanate）+苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物(pth-aa) （phenylisothiohydantion-aa）弱鹼中弱鹼中(400 c)(硝基甲烷硝基甲烷 400 c)h+氨基酸的化學(xué)性質(zhì)氨基酸的化學(xué)性質(zhì)脫羧反應(yīng)脫羧反應(yīng) nh

32、2 i r-ch-cooh-r-ch2-nh2+co2氨基酸與水合茚三酮共熱，發(fā)生氧化脫氨反應(yīng)，生成nh3與酮酸。水合茚三酮變?yōu)檫€原型茚三酮。加熱過程中酮酸裂解，放出co2，自身變?yōu)樯僖粋€(gè)碳的醛。水合茚三酮變?yōu)檫€原型茚三酮。nh3與水合茚三酮及還原型茚三酮脫水縮合，生成藍(lán)紫色化合物。3 注意：注意： 脯氨酸與羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)脯氨酸與羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)生成生成 亮黃色化合物，最大吸收在亮黃色化合物，最大吸收在440nm處處。側(cè)鏈側(cè)鏈r r基參加的反應(yīng)基參加的反應(yīng)蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾 在溫和的條件下，以可控制的方式在溫和的條件下，以可控制的方式使蛋白質(zhì)與某種試劑發(fā)生特異反應(yīng)，引使

33、蛋白質(zhì)與某種試劑發(fā)生特異反應(yīng)，引起蛋白質(zhì)個(gè)別氨基酸側(cè)鏈或官能團(tuán)發(fā)生起蛋白質(zhì)個(gè)別氨基酸側(cè)鏈或官能團(tuán)發(fā)生共價(jià)化學(xué)改變。用于結(jié)構(gòu)與功能的研究共價(jià)化學(xué)改變。用于結(jié)構(gòu)與功能的研究氨基酸混合物的分析分離氨基酸混合物的分析分離分離方法分離方法柱層析柱層析紙層析（相對(duì)遷移率，非極性性質(zhì)）紙層析（相對(duì)遷移率，非極性性質(zhì)）薄層層析薄層層析離子交換層析（電荷和非極性）離子交換層析（電荷和非極性）氣相層析氣相層析高效液相層析高效液相層析氨基酸洗脫順序的判定：氨基酸洗脫順序的判定：氨基酸與樹脂的親合力主要決氨基酸與樹脂的親合力主要決定于它們之間的靜電吸引，其次是氨基酸側(cè)鏈與樹脂聚定于它們之間的靜電吸引，其次是氨基酸側(cè)鏈

34、與樹脂聚苯乙烯之間的疏水相互作用；親和力愈大愈難洗脫！苯乙烯之間的疏水相互作用；親和力愈大愈難洗脫！層析分離層析分離根據(jù)根據(jù)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的形態(tài)、大小和電荷的不同而設(shè)計(jì)的的形態(tài)、大小和電荷的不同而設(shè)計(jì)的物理分離方法。共同特點(diǎn)物理分離方法。共同特點(diǎn):一個(gè)固定相和流動(dòng)相，一個(gè)固定相和流動(dòng)相，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)混合溶液當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)混合溶液(流動(dòng)相流動(dòng)相)通過裝有珠狀或基質(zhì)材通過裝有珠狀或基質(zhì)材料的管或柱料的管或柱(固定相固定相)時(shí)，由于混合物中各組份在物時(shí)，由于混合物中各組份在物理化學(xué)性質(zhì)理化學(xué)性質(zhì)(如如吸引力吸引力、溶解度溶解度、分子的形狀與大、分子的形狀與大小、分子的電荷性與小、分子的電荷性與親和力親和力)等方

35、面的差異使各組等方面的差異使各組分在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配而得以分開。流分在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配而得以分開。流動(dòng)相的流動(dòng)取決于引力和壓力，不需要電流。動(dòng)相的流動(dòng)取決于引力和壓力，不需要電流。用層析法可以純化得到非變性的、天用層析法可以純化得到非變性的、天然狀態(tài)的蛋白質(zhì)。層析方法中然狀態(tài)的蛋白質(zhì)。層析方法中凝膠過凝膠過濾層析濾層析、離子交換層析離子交換層析、親和層析親和層析等等是目前最常用的層析方法。是目前最常用的層析方法。層析原理層析原理分配定律分配定律 :kd=ca/cb有效分配系數(shù)：有效分配系數(shù)：keff=某物質(zhì)在某物質(zhì)在a相中的相中的總量總量/某物質(zhì)在某物質(zhì)在b相中的總量相中的總量

36、keff=kd*rv, rv=va/vb逆流分配（反流分布法）逆流分配（反流分布法）是連續(xù)操作的多次液一液提取的分離方法。被是連續(xù)操作的多次液一液提取的分離方法。被分離的各個(gè)組分在兩種不相混溶的溶劑中有不分離的各個(gè)組分在兩種不相混溶的溶劑中有不同的分配系數(shù)，以不同程度分配在兩相中，其同的分配系數(shù)，以不同程度分配在兩相中，其中一個(gè)相不斷地向前移動(dòng)，同時(shí)不斷添加新鮮中一個(gè)相不斷地向前移動(dòng)，同時(shí)不斷添加新鮮溶劑進(jìn)行提取，經(jīng)過多次操作后即可將復(fù)雜混溶劑進(jìn)行提取，經(jīng)過多次操作后即可將復(fù)雜混合物分離。此法需要經(jīng)過多次振搖提取，因而合物分離。此法需要經(jīng)過多次振搖提取，因而逆流分配代謝是由大量容器管連接組成，

37、采用逆流分配代謝是由大量容器管連接組成，采用自動(dòng)操作、自動(dòng)提取分離。逆流分配儀體積較自動(dòng)操作、自動(dòng)提取分離。逆流分配儀體積較大，比較復(fù)雜，在使用上受到一定限制大，比較復(fù)雜，在使用上受到一定限制 64溶劑 a溶劑 b總量6432321616161688161644881212121244228812128822平衡后總量 32 32總量 64轉(zhuǎn)移1轉(zhuǎn)移3轉(zhuǎn)移2轉(zhuǎn)移4總量 16 32 16總量 8 24 24 8總量 4 16 24 16 4分管號(hào)碼 1 2 3 4 5物質(zhì)y(kd=1) 的分配情況理論塔板決定層析效果理論塔板決定層析效果理論塔板數(shù)理論塔板數(shù)將將色譜柱色譜柱比作比作蒸餾塔蒸餾塔，把

38、一根連續(xù)的色譜柱設(shè)想成由許，把一根連續(xù)的色譜柱設(shè)想成由許多小段組成。在每一小段內(nèi)，一部分空間為多小段組成。在每一小段內(nèi)，一部分空間為固定相固定相占據(jù)，占據(jù)，另一部分空間充滿另一部分空間充滿流動(dòng)相流動(dòng)相。組分隨流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱后，。組分隨流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱后，就在兩相間進(jìn)行分配。并假定在每一小段內(nèi)組分可以很就在兩相間進(jìn)行分配。并假定在每一小段內(nèi)組分可以很快地在兩相中達(dá)到分配平衡，這樣一個(gè)小段稱作一個(gè)快地在兩相中達(dá)到分配平衡，這樣一個(gè)小段稱作一個(gè)理理論塔板論塔板（theoretical plate），一個(gè)理論塔板的長度稱），一個(gè)理論塔板的長度稱為為理論塔板高度理論塔板高度（theoretical p

39、late height）h。由于。由于色譜柱內(nèi)的塔板數(shù)相當(dāng)多，因此即使組分分配系數(shù)只有色譜柱內(nèi)的塔板數(shù)相當(dāng)多，因此即使組分分配系數(shù)只有微小差異，仍然可以獲得好的分離效果。微小差異，仍然可以獲得好的分離效果。理論塔板數(shù)（理論塔板數(shù)（number of theoretical plate）又稱理論塔片數(shù)，用）又稱理論塔片數(shù)，用 n 表示：為表示：為完成某一指定分離要求所需理論塔板的完成某一指定分離要求所需理論塔板的數(shù)量，即組分流過色譜柱時(shí)，在兩相間數(shù)量，即組分流過色譜柱時(shí)，在兩相間進(jìn)行平衡分配的總次數(shù)。描述色譜柱效進(jìn)行平衡分配的總次數(shù)。描述色譜柱效能的一項(xiàng)主要指標(biāo)，當(dāng)色譜柱長為能的一項(xiàng)主要指標(biāo)，當(dāng)色譜柱長為l時(shí)，時(shí)，則它的理論塔板數(shù)則它的理論塔板數(shù) n 為：為：n=l/h 或或 h=l/n 當(dāng)色譜柱長當(dāng)色譜柱長l固定時(shí)，固定時(shí)，n 值越大，或值越大，或h值越小，柱效率越高，分離能力越強(qiáng)。值越小，柱效率越高，分離能力越強(qiáng)。n 和和h可以等效地用來描述柱效率?？梢缘刃У赜脕砻枋鲋?。高效液相色譜高效液相色譜法是以液