大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備

大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第1頁在同一個碳原子上連接有氨基和羧基有機物結(jié)構(gòu)通式：問題一：氨基酸是什么？作業(yè)一：寫出氨基酸結(jié)構(gòu)通式大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第2頁共同點：除脯氨酸外，均為α-氨基酸，即同一碳原子上有羧基、氨基與氫。不一樣點：側(cè)鏈R基團不一樣。例外：脯氨酸：嚴(yán)格來說是亞氨基酸問題一：氨基酸是什么？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第3頁各種生物體中出現(xiàn)氨基酸約有180種符合通式、人工合成氨基酸更多直接參加組成蛋白質(zhì)天然氨基酸只有20種，稱為蛋白質(zhì)氨基酸，又稱為基礎(chǔ)氨基酸或編碼氨基酸由20種基礎(chǔ)氨基酸經(jīng)過修飾得到氨基酸稱為非編碼蛋白質(zhì)氨基酸，又稱為修飾氨基酸或稀有氨基酸問題二：氨基酸分類？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第4頁氨基酸生物體中自然存在的蛋白質(zhì)氨基酸基本氨基酸（編碼氨基酸）修飾氨基酸（稀有氨基酸）非蛋白質(zhì)氨基酸人工合成的問題二：氨基酸分類？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第5頁20種氨基酸發(fā)覺年代表天冬酰氨1806Vauquelin天冬門芽甘氨酸1820Braconnot明膠亮氨酸1820Braconnot羊毛、肌肉酪氨酸

1849

Bopp奶酪絲氨酸

1865

Cramer蠶絲谷氨酸

1866

Ritthausen面筋天冬氨酸

1868

Ritthausen蠶豆苯丙氨酸

1881

Schultze羽扇豆芽丙氨酸

1881

Weyl絲心蛋白

賴氨酸

1889

Drechsel珊瑚精氨酸

1895

Hedin牛角組氨酸

1896

Kossel,Hedin奶酪胱氨酸

1899

Morner牛角纈氨酸

1901

Fischer奶酪脯氨酸

1901

Fischer奶酪色氨酸

1901

Hopkins奶酪異亮氨酸

1904

Erhlich纖維蛋白甲硫氨酸

1922

Mueller奶酪蘇氨酸

1935

McCoyetal奶酪大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第6頁基礎(chǔ)氨基酸分類方法一：按側(cè)鏈結(jié)構(gòu)分類脂肪族氨基酸(15種)芳香族氨基酸(3種)雜環(huán)氨基酸(2種)問題二：氨基酸分類？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第7頁芳香族氨基酸(3種)大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第8頁雜環(huán)氨基酸（2種）大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第9頁基礎(chǔ)氨基酸分類方法二：按側(cè)鏈R基團極性分類非極性(疏水)氨基酸(9種)極性不帶電荷氨基酸(6種)極性帶正電荷氨基酸(堿性氨基酸)(3種)極性帶負(fù)電荷氨基酸(酸性氨基酸)(2種)問題二：氨基酸分類？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第10頁非極性(疏水)氨基酸（9種）大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第11頁極性不帶電荷氨基酸

(6種)大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第12頁極性帶正電荷氨基酸（3種）大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第13頁極性帶負(fù)電荷氨基酸（2種）大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第14頁問題二：氨基酸分類？基礎(chǔ)氨基酸分類方法三：按人體能否合成份類必需氨基酸：機體不能本身合成，必須由食物供給氨基酸

人體必需氨基酸有八種：

MetTrpLysValIleLeuPheThr

“假設(shè)來借一兩本書”作業(yè)二：必需氨基酸定義是什么？八種必需氨基酸名字分別是什么？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第15頁基礎(chǔ)氨基酸分類方法三：按人體能否合成份類半必需氨基酸：人體可合成，但合成量不足，如精氨酸及組氨酸。非必需氨基酸：可本身合成且能滿足需要氨基酸（10種）問題二：氨基酸分類？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第16頁修飾氨基酸：由基礎(chǔ)氨基酸經(jīng)酶催化，經(jīng)過化學(xué)修飾轉(zhuǎn)化而來問題二：氨基酸分類？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第17頁非蛋白質(zhì)氨基酸：一些氨基酸中間代謝產(chǎn)物，含有一定生理功效問題二：氨基酸分類？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第18頁漢字名稱：?；撬嵊⑽拿QTaurine學(xué)名：2-氨基乙磺酸

?；撬犷w粒

分子式(Formula)：NH2CH2CH2SO3H

分子量(MolecularWeight)：125.15?；撬幔═aurine）又稱2-氨基乙磺酸，最早由牛黃中分離出來，故得名。純品為無色或白色斜狀晶體，無臭，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，溶于乙醚等有機溶劑，是一個含硫非蛋白氨基酸，在體內(nèi)以游離狀態(tài)存在，不參加體內(nèi)蛋白生物合成。牛磺酸即使不參加蛋白質(zhì)合成，但它卻與胱氨酸、半胱氨酸代謝親密相關(guān)。人體合成?；撬岚腚装彼醽喠蛩狒让福–SAD）活性較低，主要依靠攝取食物中?；撬醽頋M足機體需要。氨基酸衍生物大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第19頁①物理性質(zhì)②吸收光譜性質(zhì)③兩性解離性質(zhì)與等電點④化學(xué)反應(yīng)問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第20頁物理性質(zhì)①α-氨基酸為無色晶體，熔點較高。不一樣氨基酸結(jié)晶形態(tài)不一樣。②普通情況下，大多數(shù)氨基酸溶解于水而不溶于有機溶劑(除半胱氨酸和酪氨酸外，其它氨基酸普通均能溶于水、稀酸、稀堿；除脯氨酸外，其它氨基酸普通均不能溶于有機溶劑)。問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第21頁紫外吸收光譜性質(zhì)組成蛋白質(zhì)20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但在遠(yuǎn)紫外區(qū)(<220nm)都有光吸收。在近紫外區(qū)(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光能力問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第22頁紫外吸收光譜性質(zhì)問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第23頁兩性解離性質(zhì)及等電點問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第24頁兩性解離性質(zhì)及等電點★氨基酸等電點(pI)：氨基酸凈電荷為零時所處溶液pH值。意義：氨基酸處于等電點時，其溶解度最小，最易沉淀。此性質(zhì)常見于分離制備特定氨基酸。問題三：氨基酸性質(zhì)？作業(yè)三：“氨基酸等電點”定義是什么？寫出氨基酸兩性電離通式。大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第25頁兩性解離性質(zhì)及等電點補充：pI計算pK值（解離常數(shù)）：指某種解離基團有二分之一被解離時pH值pI=(pK1+pK2)/2問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第26頁化學(xué)反應(yīng)1：與茚三酮顯色反應(yīng)α-氨基酸與水合茚三酮溶液共熱，引發(fā)氨基酸氧化脫氨、脫羧，水合茚三酮與反應(yīng)產(chǎn)物（氨、還原型茚三酮）生成藍(lán)紫色產(chǎn)物（脯氨酸Pro和羥脯氨酸Hyp呈黃色）反應(yīng)受溶液pH值影響。產(chǎn)物色深與溶液中氨基濃度成正比。該反應(yīng)可用于定性和定量檢測氨基酸問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第27頁化學(xué)反應(yīng)1：與茚三酮顯色反應(yīng)問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第28頁化學(xué)反應(yīng)2：與甲醛反應(yīng)反應(yīng)：氨基酸與甲醛反應(yīng)生成羥甲基、二羥甲基氨基酸，同時釋放H+。問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第29頁化學(xué)反應(yīng)2：與甲醛反應(yīng)應(yīng)用：可促進(jìn)氨基酸兩性離子中-NH3+解離，從而使滴定終點pH值下降2~3個單位。使用此法后，能夠用NaOH滴定氨基酸中羧基氫離子，以測定氨基酸濃度。此方法被稱為“甲醛滴定法”問題三：氨基酸性質(zhì)？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第30頁是組成生物體蛋白質(zhì)基礎(chǔ)單位直接參加生物體內(nèi)新陳代謝和其它生理活動人工合成激素、肽、氨基酸衍生物等主要原料問題四：氨基酸作用？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第31頁大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第32頁定性判別溶液中是否含有氨基酸/樣品是不是氨基酸茚三酮顯色法問題五：氨基酸判別？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第33頁定性判別溶液中是否含有某種氨基酸/樣品是不是某種氨基酸薄層色譜法結(jié)晶法需要已知樣品作為對照問題五：氨基酸判別？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第34頁定性判別溶液中是否含有某種氨基酸/樣品是不是某種氨基酸利用一些氨基酸特殊反應(yīng)、特殊性質(zhì)，如：脯氨酸，羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)呈黃色酪氨酸，色氨酸，苯丙氨酸在280nm左右有光吸收其它化學(xué)反應(yīng)問題五：氨基酸判別？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第35頁米倫反應(yīng)：酪氨酸與米倫試劑（硝酸汞溶于含有少許亞硝酸硝酸中）反應(yīng)即生成白色沉淀，加熱后變成紅色。含有酪氨酸蛋白質(zhì)也有此反應(yīng)；坂口反應(yīng)：在堿性溶液中，胍基與含有萘酚及次溴酸鹽試劑反應(yīng)，生成紅色物質(zhì)。這是對于精氨酸專一性較強、靈敏度較高一個反應(yīng)；Pauly反應(yīng)：組氨酸咪唑基在堿性條件下，可與重氮化對氨基苯磺酸偶聯(lián)產(chǎn)生紅色物質(zhì)。酪氨酸也有此反應(yīng)；醛類反應(yīng)：在硫酸存在下，色氨酸與對二甲氨基苯甲醛反應(yīng)產(chǎn)生紫紅色化合物，此反應(yīng)用于判定色氨酸；鉛黑反應(yīng)：胱氨酸和半胱氨酸被強堿破壞后，能放出硫化氫，與醋酸鉛反應(yīng)生成黑色硫化鉛沉淀。氨基酸特殊基團反應(yīng)大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第36頁測定溶液中氨基酸濃度：茚三酮顯色→分光法甲醛滴定法高效液相色譜氨基酸自動分析儀問題六：氨基酸含量測定？大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第37頁問題七：怎樣分離氨基酸？沉淀分離法溶解度法等電點法特殊試劑沉淀法有機溶劑沉淀法吸附法活性炭法離子交換樹脂法膜分離法萃取法結(jié)晶法電泳法大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第38頁沉淀分離法（1）溶解度法：依據(jù)不一樣氨基酸在水中或其它溶劑中溶解度差異而進(jìn)行分離方法。胱氨酸/酪氨酸，酪氨酸易溶于熱水。（2）等電點法：依據(jù)氨基酸等電點不一樣，在等電點時，氨基酸分子凈電荷為零，有利于氨基酸分子彼此吸引而形成結(jié)晶體沉淀下來。經(jīng)過調(diào)整溶液pH值，能夠分離等電點差異較大氨基酸大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第39頁沉淀分離法（3）有機溶劑法：是利用某種有機溶劑使需要提取物質(zhì)在溶液中溶解度降低而形成沉淀。大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第40頁沉淀分離法（4）特殊試劑沉淀法：采取一些有機或無機試劑與對應(yīng)氨基酸形成不溶性衍生物分離方法。精氨酸與苯甲醛生成沉淀，鹽酸去除苯甲醛是最早應(yīng)用于混合氨基酸分離方法之一。一些氨基酸能夠與一些有機化合物或無機化合物結(jié)合，形成結(jié)晶性衍生物沉淀，到達(dá)與其它氨基酸分離目標(biāo)，不過，特殊沉淀法沉淀劑回收困難，排放廢液中參雜有沉淀劑，加重了污染，殘留在氨基酸產(chǎn)品中沉淀劑還會影響純度。大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第41頁精氨酸與苯甲醛在堿性和低溫條件下,可縮合成溶解度很小苯亞甲基精氨酸,將沉淀用鹽酸水解除去苯甲醛,即可得精氨酸鹽酸鹽；亮氨酸與鄰-二甲苯-4-磺酸反應(yīng),生成亮氨酸磺酸鹽,后者與氨水反應(yīng),得到亮氨酸。組氨酸與氯化汞作用,生成組氨酸汞鹽沉淀,再經(jīng)硫化氫處理就可得組氨酸大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第42頁亮氨酸與鄰-二甲苯-4-磺酸反應(yīng),生成亮氨酸磺酸鹽,后者與氨水反應(yīng),得到亮氨酸。發(fā)酵液酸化液酸化過濾濾液水解脫色液脫色液脫色氨解液亮氨酸磺酸復(fù)鹽pH2.580oC,20min鄰-二甲苯-4-磺酸氨解80oC,60min過濾亮氨酸粗品亮氨酸溶液活性炭脫色常溫下結(jié)晶減壓濃縮濃縮液亮氨酸結(jié)晶亮氨酸精品干燥80oC,3h大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第43頁沉淀法含有簡單、方便、經(jīng)濟和濃縮倍數(shù)高優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于氨基酸工業(yè)提取中。當(dāng)前較成熟工藝有:苯甲醛縮合提取精氨酸;鄰-二甲苯-4-磺酸沉淀提取亮氨酸;氯化汞沉淀提取組氨酸;從生產(chǎn)半胱氨酸廢母液中回收胱氨酸;另外當(dāng)前我國味精廠也都采取等電點沉淀法提取谷氨酸。大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第44頁吸附法（3）活性炭法：利用吸附劑（活性炭）對不一樣氨基酸吸附力差異進(jìn)行分離方法?；钚蕴课奖奖彼帷⒗野彼?、色氨酸（4）離子交換法：利用離子交換劑對不一樣氨基酸吸附能力差異進(jìn)行分離方法。大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第45頁利用離子交換樹脂對不一樣氨基酸吸附能力差異對氨基酸合物進(jìn)行分組或?qū)崿F(xiàn)單一成份分離。離子交換法是氨基酸工業(yè)中應(yīng)用最廣泛分離與純化方法之一。吸附法-離子交換法大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第46頁吸附法-離子交換法氨基酸是一個兩性電解質(zhì)，在酸溶液中，氨基酸以陽離子狀態(tài)存在，因而能被陽離子交換樹脂交換吸附;在堿性溶液中，氨基酸能以陰離子狀態(tài)存在，因而能被陰離子交換樹脂吸附。依據(jù)氨基酸分子中現(xiàn)有氨基又有羧基兩性電離特征，分子中側(cè)鏈基團(R)性質(zhì)和等電點范圍，調(diào)整氨基酸混合液PH值，選擇恰當(dāng)離子交換樹脂，配合對應(yīng)交換基團，能夠從混合氨基酸中分離出酸性、堿性和中性氨基酸。大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第47頁缺點：只有當(dāng)欲被分離混合氨基酸之間等電點相差較大時才能很好地分開氨基酸離子在樹脂中擴散速度較慢，所以首先要求料液流速較低。另首先對于氨基酸濃度較高料液在上離子交換柱前還要進(jìn)行稀釋，這就必定造成所需設(shè)備太大;另外，離子交換法因為本身生產(chǎn)原理決定了生產(chǎn)過程難以連續(xù)化。正是這些缺點，離子交換法用于混合氨基酸分離并沒有在大規(guī)模生產(chǎn)中推廣。大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第48頁大專生物化學(xué)新氨基酸的性質(zhì)和制備第49頁膜過濾法能夠?qū)崿F(xiàn)混合溶液分離是因為在膜和溶液界面處存在以下機理:親水性等原因所引發(fā)選擇性透過;

篩分效應(yīng)-待分離物質(zhì)分子直徑大于膜孔直徑,將被截留,反之則透