3.1 氨基酸ppt課件

1、LOGO第三章第三章 氨基酸氨基酸概述概述理化性質(zhì)與分類理化性質(zhì)與分類化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)分離分析方法分離分析方法LOGO第一節(jié)第一節(jié) 概述概述L-L-氨基酸通式氨基酸通式L-L-甘氨酸甘氨酸1 1 氨基酸的一般結(jié)構(gòu)氨基酸的一般結(jié)構(gòu)C原子的編號(hào) 2 2 氨基酸的功能氨基酸的功能LOGO 消旋：旋光性物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中經(jīng)過對(duì)稱的中間階段時(shí)會(huì)發(fā)生消旋作用，并轉(zhuǎn)消旋：旋光性物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中經(jīng)過對(duì)稱的中間階段時(shí)會(huì)發(fā)生消旋作用，并轉(zhuǎn)變?yōu)榈饶柕淖優(yōu)榈饶柕腄 D型和型和L L型混合物。型混合物。（1 1）酸水解）酸水解 6 mol/L HCl(4 mol/L H2SO4)20 h6 mol/L HCl(4 m

2、ol/L H2SO4)20 h 優(yōu)點(diǎn)：水解完全；不引起消旋作用；得到優(yōu)點(diǎn)：水解完全；不引起消旋作用；得到L L 氨基酸氨基酸 缺點(diǎn)：破壞部分氨基酸（缺點(diǎn)：破壞部分氨基酸（TrpTrp；SerSer；ThrThr； Asn Asn；GlnGln）3 3 蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)水解LOGO（2 2）堿水解）堿水解 5 mol/L NaOH 10 5 mol/L NaOH 1020 h20 h 優(yōu)點(diǎn)：水解完全優(yōu)點(diǎn)：水解完全 缺點(diǎn)：引起消旋作用；得到缺點(diǎn)：引起消旋作用；得到D D和和L L氨基酸；氨基酸； Arg Arg氨基破壞氨基破壞（3 3）酶水解）酶水解 一種或多種酶水解一種或多種酶水解 優(yōu)點(diǎn)：不引起

3、消旋作用；不破壞氨基酸；優(yōu)點(diǎn)：不引起消旋作用；不破壞氨基酸； 缺點(diǎn)：水解不完全；耗時(shí)缺點(diǎn)：水解不完全；耗時(shí)LOGO第二節(jié)第二節(jié) 理化性質(zhì)與分類理化性質(zhì)與分類1 1 光譜性質(zhì)光譜性質(zhì)（1 1）紫外吸收）紫外吸收 原因：含共軛雙鍵原因：含共軛雙鍵 最大吸收峰：色氨酸、最大吸收峰：色氨酸、 酪氨酸在酪氨酸在 280 nm 280 nm 附近附近 應(yīng)用：分析蛋白質(zhì)含量應(yīng)用：分析蛋白質(zhì)含量（2 2）核磁共振波譜）核磁共振波譜2 2 氨基酸的酸堿化學(xué)氨基酸的酸堿化學(xué)pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI氨基酸的兼性離子氨基酸的兼性離子 陽離子陽離子陰離子陰離子CHNH2COOHR CHNH2

4、COOHRCHNH3+COO-R CHNH3+COO-RCHNH2COO-R CHNH2COO-RCH COOHRNH3+CH COOHRNH3+LOGO等電點(diǎn)（等電點(diǎn)（isoelectric point, pIisoelectric point, pI）：）： 在特定在特定pHpH環(huán)境中，氨基酸解離成陽性離子及陰性離子的趨勢相等，所帶凈電環(huán)境中，氨基酸解離成陽性離子及陰性離子的趨勢相等，所帶凈電荷為零時(shí)環(huán)境的荷為零時(shí)環(huán)境的pHpH值稱為該種氨基酸的等電點(diǎn)值稱為該種氨基酸的等電點(diǎn)(pI)(pI)。等電點(diǎn)計(jì)算等電點(diǎn)計(jì)算 側(cè)鏈為非極性基團(tuán)側(cè)鏈為非極性基團(tuán)/ /極性基團(tuán)但不解離的氨基酸：極性基團(tuán)但不

5、解離的氨基酸： pI= pI=(pK1+pK2) (pK1+pK2) 酸性氨基酸酸性氨基酸(Glu(Glu、Asp)Asp)及及CysCys：pI=pI=(pK1+pKR)(pK1+pKR) 堿性氨基酸堿性氨基酸( (賴、精、組賴、精、組) )：pI=pI=(pK2+pKR)(pK2+pKR)（1）等電點(diǎn)）等電點(diǎn)LOGO組氨酸的滴定曲線組氨酸的滴定曲線LOGO（2 2） 氨基酸的甲醛滴定氨基酸的甲醛滴定AA+AA+甲醛則可以掩蓋氨基，使甲醛則可以掩蓋氨基，使AAAA成為普通的酸成為普通的酸氨基酸分類氨基酸分類: :按側(cè)鏈性質(zhì)分類按側(cè)鏈性質(zhì)分類LOGOLOGOLOGOLOGOLOGO氨基酸分類氨

6、基酸分類LOGO第三節(jié)第三節(jié) 氨基酸的化學(xué)反應(yīng)氨基酸的化學(xué)反應(yīng)一一 氨基參加的反應(yīng)氨基參加的反應(yīng)1 1 與亞硝酸反應(yīng)與亞硝酸反應(yīng)RCHCOOHNH2+ HNO2RCHCOOHOH+ H2O + N2 RCH COOHNH2+ RXRCHCOOHNHR+ HX 應(yīng)用：可由應(yīng)用：可由N2體積反推氨基酸含量，體積反推氨基酸含量， 用于氨基酸定量，蛋白質(zhì)水解程度用于氨基酸定量，蛋白質(zhì)水解程度2 2 ?；磻?yīng)（酰氯、酸酐）?；磻?yīng)（酰氯、酸酐） 保護(hù)氨基，多用于肽與蛋白質(zhì)合成保護(hù)氨基，多用于肽與蛋白質(zhì)合成3 3 氨基的氫原子（烴基化）：氨基的氫原子（烴基化）： SangerSanger反應(yīng)：與反應(yīng)：

7、與2 2，4 4二硝基氟苯生成二硝基氟苯生成DNPDNP氨基酸氨基酸 應(yīng)用：可鑒定肽或蛋白質(zhì)的應(yīng)用：可鑒定肽或蛋白質(zhì)的N N端氨基酸端氨基酸H2NHCCOOHR+FO2NNO2在弱堿中DNFBHNHCCOOHR+ F-O2NNO2DNP-氨基酸（黃色）氨基酸（黃色）4 Edman4 Edman反應(yīng)：與苯異硫氰酸酯形成苯氨基硫甲酰衍生物，后者在硝基甲烷中與反應(yīng)：與苯異硫氰酸酯形成苯氨基硫甲酰衍生物，后者在硝基甲烷中與酸反應(yīng)；脫水形成苯乙內(nèi)酰硫脲，可測定酸反應(yīng)；脫水形成苯乙內(nèi)酰硫脲，可測定N N端氨基酸端氨基酸H2NCCOOHR+在弱堿中NCSHPITCPTC-氨基酸氨基酸PTH-氨基酸氨基酸NC

8、NCCHHOOHRHSH+NCNCCOHRHS二二 羧基參加的反應(yīng)羧基參加的反應(yīng) 1 1 成鹽和成酯反應(yīng)成鹽和成酯反應(yīng)H2NCCOOHRH+ NaOH+ C2H5OH干燥H2NCCOONa + H2ORHH2NCCOOC2H5 + H2ORHHClHClLOGO2 2 脫羧基反應(yīng)脫羧基反應(yīng) RCHNH2COOH脫羧酶CO2 + RCH2NH2COOH(CH2)2CHNH2COOH大腸桿菌脫羧酶COOH(CH2)2CH2NH2+ CO2 3 3 疊氮反應(yīng)疊氮反應(yīng) 氨基酸酯與肼作用生成酰肼，酰肼與亞硝酸作用則生成疊氮化合物；疊氮化合物與另一氨基酸酯能縮合成二肽。 此法合成的肽能保持光學(xué)純度 三三

9、氨基與氨基與羧基參加的反應(yīng)羧基參加的反應(yīng)例外：例外：ProPro黃色；黃色；AsnAsn棕色棕色1 1 茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮水合物共熱，可形成藍(lán)紫色化合物，最大吸收峰在氨基酸與茚三酮水合物共熱，可形成藍(lán)紫色化合物，最大吸收峰在570nm570nm，吸收峰值與氨基酸含量成正比。，吸收峰值與氨基酸含量成正比。用于定量分析氨基酸用于定量分析氨基酸紫色復(fù)合物紫色復(fù)合物L(fēng)OGO2 成肽反應(yīng)成肽反應(yīng)NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽鍵肽鍵NH2-CH-C-N-CH-COOHHHH

10、ONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHOLOGO四四 側(cè)鏈側(cè)鏈R R基參加的反應(yīng)基參加的反應(yīng)1 1 -SH-SH的的氧氧化化還還原原半胱氨酸的半胱氨酸的-SH-SH很活潑，很容易在空氣中重新氧化形成二硫鍵，一般可用鹵代很活潑，很容易在空氣中重新氧化形成二硫鍵，一般可用鹵代化合物對(duì)化合物對(duì)-SH-SH進(jìn)行保護(hù)進(jìn)行保護(hù)H2NCHCOOHCH2SSCH2CHCOOHH2N6HCOOOHH2NCHCOOHCH2SO3H2+ 6HCOOH2RSHCHCOOHH2NCH2SH+ RSSR2R-SHR-SH：HS-CH2CH2OH HS-CH2CH2OH 巰基乙醇巰基乙醇 HS-CH2COOH HS-

11、CH2COOH 巰基乙酸巰基乙酸 HS-CH2(CHOH)2-CH2SH HS-CH2(CHOH)2-CH2SH二硫蘇糖醇二硫蘇糖醇LOGO2 Pauly2 Pauly反應(yīng)反應(yīng) Tyr + Tyr + 重氮苯磺酸重氮苯磺酸 橘黃色橘黃色 活性部位：酚基；活性部位：酚基； 應(yīng)用：檢測酪氨酸應(yīng)用：檢測酪氨酸 His + His + 重氮苯磺酸重氮苯磺酸 紅色紅色/ /棕紅色棕紅色 活性部位：咪唑基；活性部位：咪唑基； 應(yīng)用：檢測組氨酸應(yīng)用：檢測組氨酸LOGO第四節(jié)第四節(jié) 分離分析方法分離分析方法一一 層析法層析法 分配層析原理：主要根據(jù)被分析的樣品（如分配層析原理：主要根據(jù)被分析的樣品（如aaaa

12、混合物）在兩種互不相溶的溶混合物）在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離的目的，劑中分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離的目的， CA CA：一種物質(zhì)在：一種物質(zhì)在A A相（流動(dòng)相）中的濃度相（流動(dòng)相）中的濃度 CB CB：一種物質(zhì)在：一種物質(zhì)在B B相（固定相）中的濃度相（固定相）中的濃度 有效分配系數(shù)有效分配系數(shù)分配系數(shù)分配系數(shù) Kd =Kd = C CA A C CB B 1 1逆流分逆流分溶原理溶原理示意圖示意圖樣品在層析柱內(nèi)分離示意圖樣品在層析柱內(nèi)分離示意圖兩種物質(zhì)濃度比在不同情況下的分辨率兩種物質(zhì)濃度比在不同情況下的分辨率LOGO2 2 紙層析紙層析LOGO3 3 分配柱層析分配柱層析

13、原理：同分配層析原理：同分配層析層析柱：固相填充料類似于連續(xù)板（分配板），用洗脫液洗脫時(shí)，氨基酸混合物層析柱：固相填充料類似于連續(xù)板（分配板），用洗脫液洗脫時(shí)，氨基酸混合物在固液兩相間發(fā)生分配，不同氨基酸因具有不同的分配系數(shù)，因而移動(dòng)速度在固液兩相間發(fā)生分配，不同氨基酸因具有不同的分配系數(shù)，因而移動(dòng)速度不同。定量分析收集到的洗出液，以氨基酸量對(duì)洗出液體積作洗脫曲線圖。不同。定量分析收集到的洗出液，以氨基酸量對(duì)洗出液體積作洗脫曲線圖。LOGOLOGOLOGO凝膠過濾層析凝膠過濾層析LOGO親和層析親和層析4 4 離子交換層析法離子交換層析法原理原理 支持物：離子交換樹脂支持物：離子交換樹脂 根據(jù)離子的電荷差異，利用離子交換根據(jù)離子的電荷差異，利用離子交換樹脂上的活性基團(tuán)與離子進(jìn)行交換。樹脂上的活性基團(tuán)與離子進(jìn)行交換。各種離子因交換能力不同與樹脂結(jié)各種離子因交換能力不同與樹脂結(jié)合的強(qiáng)度不同，在洗脫過程中離子合的強(qiáng)度不同，在洗脫過程中離子移動(dòng)速度不同。移動(dòng)速度不同。LOGO 離子交換樹脂：聚苯乙烯一苯二乙烯聚合交聯(lián)而成的網(wǎng)狀的高聚物離子交換樹脂：聚苯乙烯一苯二乙烯聚合交聯(lián)而成的網(wǎng)狀的高聚物 陽離子交換樹脂：活性基團(tuán)是酸性的，如磺酸基陽離子交換樹脂：活性基團(tuán)是酸性的，如磺酸基-SO3H -SO3H （強(qiáng)酸型），羧基（強(qiáng)酸型），羧基- -COOHCO