第二讲-氨基酸(马捷琼).ppt

蛋白质化学,第一讲氨基酸第二讲肽第三讲蛋白质结构第三讲蛋白质结构与功能第四讲蛋白质性质与生化分析,蛋白质最初发现于鸡蛋，是一类含氮的复杂有机化合物。1.蛋白质是一切生物细胞和组织的主要组成部分，是生命活动所依据的物质基础。2.生物的各种生物功能都靠蛋白质体现。,蛋白质化学,一级结构二级结构三级结构四级结构,第一节蛋白质的基本结构单位氨基酸,氨基酸的结构通式,非解离形式,两性离子形式,蛋白质被酸碱或蛋白酶催化水解，最终得到各种氨基酸的混合物。氨基酸（aminoacid，AA）是蛋白质的基本结构单元。大多数的蛋白质都是由20种氨基酸组成。这20种氨基酸被称为基本氨基酸。,非蛋白质AA,蛋白质AA（20种）,负电荷AA,天冬氨酸,谷氨酸,正电荷AA,赖氨酸,组氨酸,精氨酸,中性AA,极性AA,非极性AA,丝AA,苏AA,半胱AA,酪AA,天冬酰胺,谷氨酰胺,甘AA,丙AA,亮AA,异亮AA,苯丙AA,甲硫AA,色AA,脯氨酸,缬AA,氨基酸,氨基酸的种类,甘氨酸,脯氨酸,亮氨酸,丙氨酸,苯丙氨酸,甲硫氨酸,缬氨酸,色氨酸,异亮氨酸,一起再认认，找规律！,极性不带电荷氨基酸,丝氨酸,苏氨酸,天冬酰胺,谷氨酰胺,酪氨酸,半胱氨酸,一起再认认，找规律！,带负电荷氨基酸,天冬氨酸,谷氨酸,赖氨酸,精氨酸,组氨酸,一起再认认，找规律！,氨基酸的光学活性和光吸收性质,氨基酸的旋光性,构成蛋白质的氨基酸除甘氨酸外，均含有不对称碳原子，所以除甘氨酸外都具有旋光性，且每种氨基酸都具有特定的比旋光度-这是氨基酸定量测量的基础（课本P66表5-3）。,构成蛋白质的20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区(220nm)均有光吸收。在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力酪氨酸max275nm；苯丙氨酸max257nm；色氨酸max280nm；蛋白质的最大光吸收一般在280nm处.,氨基酸的光学活性和光吸收性质,氨基酸的光吸收性质,氨基酸的两性解离和等电点,等电点（pI）-氨基酸所带正电荷和负电荷相等，此时的pH值，pI氨基酸溶解度最小,此特点可用于氨基酸分离。,pI=1/2(pKl+pK2),NaOH和HCL滴定，用NaOH和HCL的摩尔数对pH值作图,氨基酸的两性解离和等电点,对多氨基和多羧基氨基酸的解离解离原则：,氨基酸的两性解离和等电点,A,pK1,pK2,pI,pI,pK3,pK3,pK2,pK1,加入的OH-mL数,加入的OH-mL数,pH,pH,一氨基二羧基AA的等电点计算：,pI=,2,pK1+pK2,二氨基一羧基AA的等电点计算：,谷氨酸（A）和赖氨酸（B）滴定曲线和等电点计算,中性氨基酸：pK1，为-羧基的解离常数，pK2，为-氨基的解离常数。pI=(pK1，+pK2，)/2酸性氨基酸：pK1，为-羧基的解离常数，pK2，为侧链羧基的解离常数。pI=(pK1，+pK2，)/2碱性氨基酸：pK2，为-氨基的解离常数，pK3，为侧链氨基的解离常数。pI=(pK2，+pK3，)/2,总结,氨基酸的两性解离和等电点,1.与亚硝酸反应-测定蛋白质的水解程度在室温下亚硝酸能与含游离-氨基的氨基酸起反应，定量地放出氮气，氨基酸被氧化成羟酸(注：含亚氨基的脯氨酸则不能与亚硝酸反应)。,氨基酸的化学反应-a-氨基参加的反应,2.与甲醛的反应-甲醛滴定的基础在室温下亚硝酸能与含游离-氨基的氨基酸起反应，定量地放出氮气，氨基酸被氧化成羟酸(注：含亚氨基的脯氨酸则不能与亚硝酸反应)。,4.与2，4-二硝基氟苯的反应(Sanger反应）在弱碱性溶液中，氨基酸的-氨基很容易与2，4-二硝基氟苯（DNFB）作用，生成稳定的黄色2，4-二硝基苯基氨基酸（简写为DNP-氨基酸）。此反应被广泛用于肽链末端分析，是蛋白质结构测定中的一个重要的反应。,3.酰化反应-保护a-氨基的中间体,氨基酸的化学反应-a-氨基参加的反应,+,DNFB（dinitrofiuorobenzene）,氨基酸,DNP-AA(黄色),+HF,氨基酸的化学反应-a-氨基参加的反应,氨基酸的化学反应-a-羧基参加的反应成盐反应、成酯反应、酰化反应、脱羧反应,+,氨基酸与茚三酮反应,水合性茚三酮,氨基酸的化学反应-氨基和羧基均参加的反应,一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基之间失水形成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为肽。,多肽与肽键的形成,肽,肽键,肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转。,肽,N=C0.127nm键长=0.132nmN-C0.148nm,多肽与肽键的形成,肽平面或酰胺平面：,组成肽单位的4个原子和2个相邻的碳原子都处于同一个平面内，此刚性结构的平面称为肽平面或酰胺平面。,肽单位：实际就是一个肽平面,肽单位肽键的四个原子和与之相连的两个-碳原子所组成的基团。,肽,酰胺平面与-碳原子之间形成的二面角（和）,肽,肽链中AA的排列顺序和命名,通常在多肽链的一端含有一个游离的-氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有一个游离的-羧基，称为羧基端或C-端。氨基酸的顺序是从N-端的氨基酸残基开始，以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。如下面的五肽可表示为：Ser-Gly-Tyr-Val-Leu,肽,多肽链结构示意图,肽,天然存在的活性肽,自然界中有自由存在的活性肽，主要有：1.谷胱甘肽（GSH）：三肽（Glu-Cys-Gly），含有自由的巯基，具有很强的还原性，可作为体内重要的还原剂，保护某些蛋白质或酶分子中的巯基免遭氧化，使其处于活性状态。,分子中具有一个由谷氨酸的-羧基和半胱氨酸的-氨基脱水缩合的-肽键,肽,2.脑啡肽：为五肽，具有镇痛作用，它们在中枢神经系统中形成，是体内自己产生的一类鸦片剂。,3.牛催产素与加压素：均为九肽，分子中含有一对二硫键，两者结构类似。前者第八位为Leu，后者为Arg。