生物化學(xué)課件002氨基酸與蛋白質(zhì).

1、2013-3-28第三章2013-3-28: :I r*Cw* ie ? “r第一節(jié) 蛋白質(zhì)概論一.蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與分類1、元素組成圖3弋輕基氨基戰(zhàn)SH2013-3-28圖3-4CHj ce& 蛋氨酸 (Met) 含硫氨基釀特點(diǎn) SeH4-CH2OH (pKa=lS)輕生理?xiàng)l件下不MM但 點(diǎn)大多渚卷t心和t*Sei，d準(zhǔn). Ser*Thr的OH往往與糖健相連，形成糖旻白 Cys的R中含琉基(SH),具有兩個(gè)重要性質(zhì)：(1) 在較高pH值條件，琉基離解.(2) 兩個(gè)Cys的琉基氧化生成二硫鍵，生成胱氨酸. Met在生物合成中是一種重要的甲基供體.2013-3-#（5） R中含堿性基團(tuán)（3種）酰

2、胺基中氨基易發(fā)生氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)coo 耳點(diǎn)一inHCOO-口（5） R中含堿性基團(tuán)（3種）（5） R中含堿性基團(tuán)（3種）2013-3-28(4) R中含有酸性基團(tuán)(2種) Asp、GluAsp側(cè)鏈竣基pKa為3.86, Glu側(cè)鏈竣基pKa為4.25 它們是唯一在生理?xiàng)l件下帶有負(fù)電荷的的兩個(gè)氨基酸COO500-ICUaCLIa谷拭life(Glu)coo-* IIGHSJhTcoo-HaNCH-H軼氨危（5圖3-7佩性氨基酸組氨酸(His)特點(diǎn)Lys側(cè)鏈氨基的pKa為10.53,生理?xiàng)l件下，Lys側(cè)鏈帶 有一個(gè)正電荷（一NH3+）,側(cè)鏈的氨基反應(yīng)活性增大.* A rg是堿性最強(qiáng)的氨基酸，側(cè)鏈上的

3、孤基是已知堿性 貶強(qiáng)的有機(jī)堿，pKa r,Y)色氨酸(lYpAV )coo-COOcooH3N+-GHch2h3n+-c-hh3n+-c-hH(7)、雜環(huán)族氨基酸(2種)Pro的a亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu). 一般出現(xiàn)在兩段a螺旋之間的轉(zhuǎn)角處，Pro殘基所在的位置 淪離筆生骨架方向的變化，玄成年人：Thr蘇氨酸Vai緇氨酸Leu亮氨酸He異亮氨酸Phe苯丙氨酸Trp色氨酸Lys賴氨酸Met甲硫氨酸攜（繃氨酸）一（異亮氨酸）兩（亮氨酸）本（苯丙氨酸）單（丟氛酸.即甲磯氨酸） 色（色氨酸）書（蘇氨酸）來（加氨酸）攜一兩本單色書來嬰兒期：Arg （精氨酸）和His （組氨酸）供給不足

4、， 屬半必須氨基酸.2013-3-2821）賴抵酸（Lysine ）:促進(jìn)人腦發(fā)育是肝及膽的組成成分，能促進(jìn)脂肪代謝，調(diào)節(jié)松果腺、乳腺、黃休及卵柬，防止細(xì)咆退化：（二）色氨酸（Tryptophane）：促進(jìn)H液及軟液的產(chǎn)生：（_）苯丙氨酸（Phenylalanine）：參與消除腎及席胱功能的損耗：（四）蛋奴酸（乂叫屮硫氨酸）（Methionine）:參與組成血紅蛋白、 細(xì)織弓血港勺促進(jìn)脾刖.胰肌及淋巴的功能；（五）蘇氨酸（Threonine）:冇轉(zhuǎn)變某些氨壟酸達(dá)到平衡的功能：七八九(（/）斤亮氮酸（Isoleucine ）:參號(hào)胸腺、脾臟及腦卜腺的調(diào)節(jié)以及代 謝:腦下腺屬總司令部作用于甲狀腺.

5、性腺： 克氨酸（Leucine ）:作用平衡異亮氨酸: 緘氮酸（Viline）:作用于黃體.乳服及卵処 組猱酸（Histidine）:作用于代謝的謂節(jié):2013-3-2822攜一兩本單色書來攜（頜氨酸） 一（異亮氨酸） 兩（亮氨酸）本（苯丙氨酸）單（蛋氨酸，即甲硫氨酸）（色氨酸）書（蘇氨酸）來（賴氨酸）。2013-3-28（1） 非極性氨基酸耐在維持蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)中起著重要 （餐白質(zhì)的疏水?dāng)[心）（2）不帶電何的極性氨基酸6種這類氨基陵的側(cè)鏈都能與水形成氫鍵，因此很容易溶于水（3）帶負(fù)電荷的氨基酸（酸性氨基酸）州（4）帶正電荷的氨基酸（堿性氨基酸）3種2013-3-282() 3-3-2826

6、非極性氨基酸Nonpolart aliphatic R groupsCOOCOOH:INCHH3NIICH I cit3ICH：(XM)ValineAlanineGlycinecoo -coo COOLeucineMethionineIsoloucinc在維 持蛋白質(zhì) 的三維結(jié) 構(gòu)中起著 重要作用 （蛋白質(zhì) 的疏水核 心）。COOr2c-COO + I H：SNCHch2C=CHI NHPhenylalaninerrolineTryptophan2() 3-3-2826不帶電荷的極性氨基酸COOCOOCOOH3NCHl-NCHHNCHCHvOHH C-UHch2CH,SHScrincThrtw

7、ninoCybtcinccoo H3NCHCObUOO*iHNCHHNCH |Ach2（；h2h M 1OH/ 0h2n oAspaitigineGlutumineIVrosinePolar, uncharged K (troupg這類氨基酸的側(cè) 鏈都能與水形成 氫鍵，因此很容 易溶于水2013-3-28302013-3-2830帶負(fù)電荷的氨基酸（酸性氨基酸）Negatively charged R groupsCOOCOO-H3NCHH3NCH |ch2CH2COO-|CH2COOAspartateGlut amate帶正電荷的氨基酸（堿性氨基酸）Positively charged R g

8、roupsCOOCOOCOO1+1+1+1h3nHZHH3N-CH|(:h2ch2CH2(:h2ch2CNHIIv Tc：h2ch21戸11CN(:h2Nil1H4nh31 +c=nh2nh2LysineArginineHistidine膠原蛋白中的Lys側(cè)鏈氧化時(shí)能形成彳艮強(qiáng)的分 子間（內(nèi)）交聯(lián)。Arg的側(cè)鏈堿性很強(qiáng)，與NaOH相當(dāng)。His是一個(gè)弱堿，是天然的緩沖劑，它往往存在于許多酶的活性中心.非極性氨基酸一般形成蛋白質(zhì)的疏水核心，帶 電荷的氨基酸和極性氨基酸位于表面。酶的活性中心：His、Ser、Cys(二) 非編碼的蛋白廣氮基酸也稱修佛氨基酸，是在妥白虞合成后，由基本氨基酸修飾而來.(

9、1 ) 4-左脯氨酸(2 ) 5-理賴氨酸這兩種心酸主要存在于結(jié)締組妖的殲堆狀妥白中.(3) 6-卜甲氨陵存在于肌球妥白中(4)存在于萩血鮮原及某些具有結(jié)合Ca2+鳥于功能的妥白質(zhì)中.(4) Tyr的衍生物：3.5 -二*酪氨酸.甲狀腺素存在于甲狀腺菱白中(6 )鎖鏈素由4個(gè)Lys組成咖必于彈性旻白中2013-3-2830（三）非蛋白廣氛基酸不組成蛋白質(zhì)，但有生理功能的氨基酸1、基酸的衍生物L(fēng)-瓜氨酸、L-烏氨酸是尿素循環(huán)的中間物2、D型氮基酸D-Glu. D-Ala （肽聚糖中）、D-Phe （短桿苗肽S）3、卜、&氮基池C-Ala （泛素的前體）.Y-氨基丁酸（神經(jīng)遞質(zhì)）CI ICH, E

10、ly CHcoon三、氮基酸的功能K組成蛋白質(zhì)2. 一埜筑基酸及其衍生物充當(dāng)化學(xué)信號(hào)分子Y氨雇丁酸，色氨酸衍生物：5痙色胺、褪黑激素，都是神經(jīng)遞質(zhì)。 甲狀腺素（Tyr衍生物），唄味乙酸（Tip衍生物）都是激素3. 議基酸是許多含N分子的前體物核酸的含3基、血紅素、葉綠素的合成都需矣氨基酸。4. 一些基本奴基酸和非基本奴基敢是代謝中間物精氨酸、瓜氨酸、鳥氨酸是屎素循環(huán)的中間物。2013-3-2835仏氨基酸的構(gòu)型Gly （甘氨酸）只有一種構(gòu)型，無旋光性Thr （蘇氨酸）和lie （異亮氨酸）有四種光學(xué)異構(gòu)體。 其余17種氨基咬有兩種光學(xué)異構(gòu)體：L型、D型。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸均屬L型。CHO :H

11、C 一 OHCHHD-nniCHOCHtOHL一甘油fflfCOOH IHCNH, al !o-6h recmtneD-丙E#2、 蹶基妙的旋光性氨基酸的旋光性（符號(hào)和大?。┤Q于它的R基 的性質(zhì)，并與溶液的pH值有關(guān)。外消旋牧h D型和L型的等摩爾混合物。J蘇氨酸和D-蘇氨酸組成消旋物。J別一蘇氨酸和D別蘇氨釀組成消旋物2013-3-283X內(nèi)消jft物二分子內(nèi)消旋胱氨酸有三種立體異構(gòu)體：胱氨酸、D胱氨酸、內(nèi)消旋胱氨酸。L,胱氨酸和D胱氨酸是外消旋物3、氨基酸的光吸枚性2013-3-284()2013-3-284()Tyr、Phc、Trp的R娠含有共範(fàn)雙鍵，在220-300nm近紫外區(qū)有吸收

12、。2013-3-284()2OI3-3-241五、氨基酸的酸誠性質(zhì)仏氨基酸在晶體利水箔液中主要以蕭性離子形式存在2.氨基妙的兩性解離和定曲線（1）pK/就是氨基酸50%解離（堿=咬）時(shí)溶液的pH值, K/就是此時(shí)溶液的H+（2）當(dāng)HA50%解離時(shí)，溶液的pH值竽于pKa/（3）pH = pKa/ 時(shí)，堿=酸（50%解離） pH pKa/ 時(shí)，堿 酸（50%解離） pH 堿（V50%解離）2013-3-2843甘氨酸的滴定曲線（解離曲線）起點(diǎn)：100% G+凈電荷：+1第一拐點(diǎn)：50%G+ , 50%G 平均凈電荷：+0.5pH=pK1+lgG/G+ = pK = 2.34第二拐點(diǎn)：0%G凈電荷

13、：0等電點(diǎn)pl=5.97 第三拐點(diǎn)：50%G士 , 50%G-平均凈 電荷：-0.5pH=pK2+lgG-/G=pK2=9.6終點(diǎn)： 100% G凈電荷：-1在pH234和pH960處，Gly具有緩沖能力。2013-3-28#COOHCOO*HjNHR兩性離子狀態(tài)（實(shí)際存在彫式在浴液中，當(dāng)pH發(fā)生變化時(shí)，兩性離子狀態(tài)也隨之發(fā)生變化:COOU+ HrpH 凈電荷-I-10f 10-1I HN_CH2013-3-28#2013-3-28#Gly等電點(diǎn)的計(jì)算p/ =pl = pK2 4-log/?-n2宀內(nèi)+處2 +嗨韶卩 r(pK + pK2)2013-3-28#氫基嚴(yán)著電虎的針耳中性氨基酸pi-PKYom + pK叫酸性氮基酸pl堿性氨基酸pl2 pK-cooH) + pKr2pKa(-NH3) + pKR2013-3-28#2013-3-28#472013-3-28 pHpI時(shí)，-COOH解離成-COO ,氨基酸帶 負(fù)電荷，向正極移動(dòng)。 pH = pl時(shí)，氨基酸凈電荷為零 pH pl時(shí)，NH2解離成-NH3+,氨基酸帶正電 荷，向負(fù)極移動(dòng)。2013-3-28#六.氮基酸的化學(xué)性質(zhì)（一）aNHd參加的反應(yīng)I pH丨H3C-CH-COOH1.與亞硝酸反應(yīng)nh2 iix!H3C-CH