课件：氨基酸和肽.ppt

2. 氨基酸和肽,所有的蛋白质（生物界：10101012种）主要由20种氨基酸构成，这20种氨基酸是生物界通用的或标准的氨基酸。 氨基酸是蛋白质的构件分子。,L-氨基酸的基本结构,C,H,H2N,COOH,R,碳原子,不对称碳原子,侧链,二十种氨基酸除Gly外全是L-型。 Pro呢？,残基：在肽链中每个氨基酸都脱去一个水分子，脱水后的残余部分叫残基（residue), 因此蛋白质肽链中的氨基酸统统是残基形式。 自然选择了L-型氨基酸，D-型没有营养价值，仅存在于缬氨霉素、短杆菌肽等极少数寡肽之中，没有在蛋白质中发现。,D：dextro 右 ； L： levo 左,表2.1 二十种常见蛋白质氨基酸名称与符号 英文名称 中文名称 三字母缩写 单字母符号,alanine 丙氨酸 Ala A arginine 精氨酸 Arg R asparagine 天冬酰胺 Asn Asx N aspartic acid 天冬氨酸 Asp Asx D cystine 半胱氨酸 Cys C glutamine 谷氨酰胺 Gln Glx Q glutamic acid 谷氨酸 Glu Glx E glycine 甘氨酸 Gly G histidine 组氨酸 His H isoleucine 异亮氨酸 Ile I leucine 亮氨酸 Leu L lysine 赖氨酸 Lys K methionine 甲硫氨酸 Met M phenylalanine 苯丙氨酸 Phe F proline 脯氨酸 Pro P serine 丝氨酸 Ser S threonine 苏氨酸 Thr T tryptophan 色氨酸 Trp W tyrosine 酪氨酸 Tyr Y valine 缬氨酸 Val V,2.1.2 二十种氨基酸的分类,据R基团化学结构分类,脂肪族A （中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）,芳香族A(Phe、Tyr、Trp),杂环(His、Pro),据R基团极性分类,极性R基团AA,非极性R基团AA（9种）,不带电荷（6种）,据氨基、羧基数分类,一氨基一羧基,一氨基二羧基(Glu、Asp),二氨基一羧基(Lys、His、Arg),人必需氨基酸 Trp Ile Phe Met Thr Val His Arg Lys Leu,带电荷：正电荷（种）负电荷（种）,甘氨酸 （Gly,G）,丙氨酸 （Ala,A）,缬氨酸 （Val,V）,亮氨酸 （Leu,L）,异亮氨酸 （Ile,I）,中性脂肪族氨基酸p11,含羟基（醇类）和含硫脂肪族氨基酸p11,丝氨酸 （Ser,S）,苏氨酸 （Thr,T）,半胱氨酸 （Cys,C）,甲硫氨酸 （Met,M）,酸性氨基酸及酰胺p11,天冬氨酸 （Asp,D）,谷氨酸 （Glu,E）,天冬酰胺 （Asn,N）,谷氨酰胺 （Gln,Q）,碱性氨基酸p11,赖氨酸 （Lys,K）,精氨酸 （Arg,R）,组氨酸 （His,H）,杂 环氨基酸,杂环氨基酸p127,组氨酸 (咪唑基) （His,H）,脯氨酸 （Pro,P）,芳香族氨基酸p12,苯丙氨酸 （Phe,F）,酪氨酸 （Tyr,Y）,色氨酸 (吲哚基) （Trp,W）,Trp, Tyr和Phe的紫外吸收,紫外吸收,色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。,大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。,芳香族氨基酸的紫外吸收,几种特殊氨基酸,脯氨酸 （亚氨基酸）, 半胱氨酸,胱氨酸,同一个氨基酸分子上可以即有正电荷又有负电荷，故称为两性电解质。 在水溶液中，氨基和羧基在不同的pH条件下表现出不同的解离状态，在特定的pH条件下会呈电荷中性，这时的pH称为等电点（isoelectric point),以符号pI 来表示。 PI是氨基酸的重要常数之一，它的意义在于，物质在PI处的溶解度最小，是分离纯化物质的重要手段。,2.2氨基酸的酸碱特性 氨基酸为两性电解质,氨基酸的酸碱滴定,当溶液的PH值PI时，aa带电为+/-？ 当溶液的PH值PI时，aa带电为+/-？,对于所有的R基团不解离的氨基酸而言（即解离只发生在-羧基和-氨基上），计算起来非常简单： PI（PK1+PK2）/2 若是碰到R基团也解离的，氨基酸就有了多级解离，这个公式就不好用了，比如Lys、Glu、Cys等。,氨基酸等电点的计算,在这种情况下可以按下面的步骤来计算： 由PK值判断解离顺序，总是PK1 按照解离顺序正确写出解离方程式：简式，注意解离基团的正确写法。 找出呈电中性的物质，其左右PK值的平均值就是氨基酸的等电点：PI（PK左+PK右）/2,2019/8/30,21,可编辑,氨基的化学反应: 与茚三酮 (ninhydrin) 的反应 定量定性测定 与2,4-二硝基氟苯 (DNBF) 的反应 （sanger反应） 用于蛋白质N-端测定 与二甲基氨基萘磺酰氯 (DNS-Cl)的反应 测序 与Edman试剂(苯异硫氰酸酯PITC)和 测序 有色Edman试剂的反应 （Edman反应） 用于蛋白N-端测定， 蛋白质顺序测定仪设计原理的依据,2.3 氨基酸的特征化学反应,紫色物质，用于氨基酸 的比色测定和纸层析显色,与水含茚三酮的反应：,氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应 （sanger反应）,DNFB（dinitrofluorobenzene）,DNP-AA(黄色),+,+ HF,氨基酸,氨基酸与苯异硫氰酯（PITC）的反应 （Edman反应）,PITC（phenylisothiocyanate）,+,苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA) （phenylisothiohydantion-AA）,Edman 水解： 异硫睛酸苯酯（ ）,2.4 肽,* 肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。,（一）肽(peptide),+,甘氨酰甘氨酸,肽键,* 肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。,* 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则形成三肽,* 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基(residue)。,* 由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽(polypeptide)。,肽(peptide)是氨基酸的线性聚合物，因此也常称肽链( peptide chain)。,寡肽： 3-10，无构象，谷胱甘肽是3肽 多肽： 10-50，介于之间，胰高血糖素是29肽 蛋白质：50以上，有特定的构象，胰岛素是51肽。 是由一条或多条多肽链构成的大分子。,肽的种类,肽的表示法,N端、C端的概念：肽链的两个端点 N端的氨基酸残基的-氨基未参与肽键的形成，C端的氨基酸残基的-羧基未参与肽键的形成。 写法和读法： 规定书写方法为N端C端，例如：Ala-Gly-Phe，读作：丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。 注意有时会看到一些奇怪的写法，比如：NH2-Ala-Gly-Phe-COOH，或H-Ala-Gly-Phe-OH，均属于画蛇添足，但Ala-Gly-Phe- NH2则表示C端被酰胺化了。 若有必要从C端N端写，则必须标明， 如（C）Phe- Gly Ala（N）,N末端,C末端,牛核糖核酸酶,2.5 天然存在的活性肽,类别：激素、抗菌素、辅助因子 实例： 1.谷胱甘肽（结构见后） 2.催产素和加压素：9肽或环8肽，都是脑垂体后叶激素，都有升血压、抗利尿、刺激子宫收缩、排乳的作用，催产素促进遗忘，加压素增强记忆。 3.短杆菌肽（见后）和放线菌素 4.促甲状腺素释放因子：TRF，是个三肽 5.胰高血糖素：29肽，升高血糖，作用同肾上腺素。,1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH),GSH过氧化物酶,GSH还原酶,NADPH+H+,NADP+,习题参考答案 1.3 側链 p23 a.含有一个羟基：Ser Thr Tyr b.含有一个氨基：Lys c.含有一个具有芳香性质的基团：Phe Tyr Trp d.含有分支的芳脂肪族烃链：Leu Ile Val e.含有硫：Cys Met,1.4 b 在pH1，4，8，12时组氨酸的净电荷分别是多少？ pK1=1.82 pK2=6.0 pK3=9.17 His+His+ - His+ - His- Henderson-Hasselbalch公式： 1=1.82 + lg(His+-/His+) lg(His+-/His+) = -0.82 lg (1/10 0.82) = lg ( 1/6.6 ) His+ - =13% His+ =87% 所以在pH=1时，组氨酸的净电荷数为+1.87 8=9.17+ lg(His-/His+-) lg(His-/His+-) = -1.17 lg (1/10 1.17) = lg ( 1/14.8 ) His-=6% His+-=94% 所以在pH=8时，组氨酸的净电荷数为 -0.06 pI=7.59,P49 第2题 头发生长速度 15cm20cm/年 0.15mX109 /365X24X60X60 = 0.15mX109/3.154X107 =4.756nm/s or =0.20mX109/3.154X107 =6.341nm/s 每个aa的伸展长度： 0.54nm/3.6=0.15nm 4.756/0.15=31.7/s or 6.341/0.15=42.3/s,P49 第4题 A=CL Trp =3400/mol.cm A=0.1 代入得 C=2.94x10-5 mol 已知此蛋白的MW 为1x105 ,且含有3个Trp. 所以该溶液的蛋白质浓度为： 2.941x10-5x 1x105 /3=0.98mg/ml,P65 第7题 1 由酸水解得 Ala, Arg, Leu, Met, Phe, Thr, 2Val 这说明了肽链的aa组成。 2 Sanger试剂处理得：DNP-Ala 这说明了肽链的N端是Ala 3 胰蛋白酶处理得一个三肽：Ala, Arg, Thr和一个 五肽 Leu, Met, Phe, 2Val 由于胰蛋白酶只能催化Lys、Arg的羧基侧的肽键 的水解，故三肽的排列为： Ala-Thr-Arg,当以Sanger试剂处理得DNP-Ala和DNP-Val Ala是三肽的N端， Val是