3.1 氨基酸ppt课件

1、LOGO第三章第三章 氨基酸氨基酸概述概述理化性质与分类理化性质与分类化学反应化学反应分离分析方法分离分析方法LOGO第一节第一节 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 氨基酸的一般结构氨基酸的一般结构C原子的编号 2 2 氨基酸的功能氨基酸的功能LOGO 消旋：旋光性物质在化学反应中经过对称的中间阶段时会发生消旋作用，并转消旋：旋光性物质在化学反应中经过对称的中间阶段时会发生消旋作用，并转变为等摩尔的变为等摩尔的D 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 优点：水解完全；不引起消旋作用；得到优点：水解完全；不引起消旋作用；得到L L 氨基酸氨基酸 缺点：破坏部分氨基酸（缺点：破坏部分氨基酸（TrpTrp；SerSer；ThrThr； Asn Asn；GlnGln）3 3 蛋白质水解蛋白质水解LOGO（2 2）碱水解）碱水解 5 mol/L NaOH 10 5 mol/L NaOH 1020 h20 h 优点：水解完全优点：水解完全 缺点：引起消旋作用；得到缺点：引起消旋作用；得到D D和和L L氨基酸；氨基酸； Arg Arg氨基破坏氨基破坏（3 3）酶水解）酶水解 一种或多种酶水解一种或多种酶水解 优点：不引起

3、消旋作用；不破坏氨基酸；优点：不引起消旋作用；不破坏氨基酸； 缺点：水解不完全；耗时缺点：水解不完全；耗时LOGO第二节第二节 理化性质与分类理化性质与分类1 1 光谱性质光谱性质（1 1）紫外吸收）紫外吸收 原因：含共轭双键原因：含共轭双键 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 应用：分析蛋白质含量应用：分析蛋白质含量（2 2）核磁共振波谱）核磁共振波谱2 2 氨基酸的酸碱化学氨基酸的酸碱化学pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI氨基酸的兼性离子氨基酸的兼性离子 阳离子阳离子阴离子阴离子CHNH2COOHR CHNH2

4、COOHRCHNH3+COO-R CHNH3+COO-RCHNH2COO-R CHNH2COO-RCH COOHRNH3+CH COOHRNH3+LOGO等电点（等电点（isoelectric point, pIisoelectric point, pI）：）： 在特定在特定pHpH环境中，氨基酸解离成阳性离子及阴性离子的趋势相等，所带净电环境中，氨基酸解离成阳性离子及阴性离子的趋势相等，所带净电荷为零时环境的荷为零时环境的pHpH值称为该种氨基酸的等电点值称为该种氨基酸的等电点(pI)(pI)。等电点计算等电点计算 侧链为非极性基团侧链为非极性基团/ /极性基团但不解离的氨基酸：极性基团但不

5、解离的氨基酸： 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) 碱性氨基酸碱性氨基酸( (赖、精、组赖、精、组) )：pI=pI=(pK2+pKR)(pK2+pKR)（1）等电点）等电点LOGO组氨酸的滴定曲线组氨酸的滴定曲线LOGO（2 2） 氨基酸的甲醛滴定氨基酸的甲醛滴定AA+AA+甲醛则可以掩盖氨基，使甲醛则可以掩盖氨基，使AAAA成为普通的酸成为普通的酸氨基酸分类氨基酸分类: :按侧链性质分类按侧链性质分类LOGOLOGOLOGOLOGOLOGO氨基酸分类氨

6、基酸分类LOGO第三节第三节 氨基酸的化学反应氨基酸的化学反应一一 氨基参加的反应氨基参加的反应1 1 与亚硝酸反应与亚硝酸反应RCHCOOHNH2+ HNO2RCHCOOHOH+ H2O + N2 RCH COOHNH2+ RXRCHCOOHNHR+ HX 应用：可由应用：可由N2体积反推氨基酸含量，体积反推氨基酸含量， 用于氨基酸定量，蛋白质水解程度用于氨基酸定量，蛋白质水解程度2 2 酰基化反应（酰氯、酸酐）酰基化反应（酰氯、酸酐） 保护氨基，多用于肽与蛋白质合成保护氨基，多用于肽与蛋白质合成3 3 氨基的氢原子（烃基化）：氨基的氢原子（烃基化）： SangerSanger反应：与反应：

7、与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 应用：可鉴定肽或蛋白质的应用：可鉴定肽或蛋白质的N N端氨基酸端氨基酸H2NHCCOOHR+FO2NNO2在弱碱中DNFBHNHCCOOHR+ F-O2NNO2DNP-氨基酸（黄色）氨基酸（黄色）4 Edman4 Edman反应：与苯异硫氰酸酯形成苯氨基硫甲酰衍生物，后者在硝基甲烷中与反应：与苯异硫氰酸酯形成苯氨基硫甲酰衍生物，后者在硝基甲烷中与酸反应；脱水形成苯乙内酰硫脲，可测定酸反应；脱水形成苯乙内酰硫脲，可测定N N端氨基酸端氨基酸H2NCCOOHR+在弱碱中NCSHPITCPTC-氨基酸氨基酸PTH-氨基酸氨基酸NC

8、NCCHHOOHRHSH+NCNCCOHRHS二二 羧基参加的反应羧基参加的反应 1 1 成盐和成酯反应成盐和成酯反应H2NCCOOHRH+ NaOH+ C2H5OH干燥H2NCCOONa + H2ORHH2NCCOOC2H5 + H2ORHHClHClLOGO2 2 脱羧基反应脱羧基反应 RCHNH2COOH脱羧酶CO2 + RCH2NH2COOH(CH2)2CHNH2COOH大肠杆菌脱羧酶COOH(CH2)2CH2NH2+ CO2 3 3 叠氮反应叠氮反应 氨基酸酯与肼作用生成酰肼，酰肼与亚硝酸作用则生成叠氮化合物；叠氮化合物与另一氨基酸酯能缩合成二肽。 此法合成的肽能保持光学纯度 三三

9、氨基与氨基与羧基参加的反应羧基参加的反应例外：例外：ProPro黄色；黄色；AsnAsn棕色棕色1 1 茚三酮反应茚三酮反应氨基酸与茚三酮水合物共热，可形成蓝紫色化合物，最大吸收峰在氨基酸与茚三酮水合物共热，可形成蓝紫色化合物，最大吸收峰在570nm570nm，吸收峰值与氨基酸含量成正比。，吸收峰值与氨基酸含量成正比。用于定量分析氨基酸用于定量分析氨基酸紫色复合物紫色复合物LOGO2 成肽反应成肽反应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键肽键NH2-CH-C-N-CH-COOHHHH

10、ONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHOLOGO四四 侧链侧链R R基参加的反应基参加的反应1 1 -SH-SH的的氧氧化化还还原原半胱氨酸的半胱氨酸的-SH-SH很活泼，很容易在空气中重新氧化形成二硫键，一般可用卤代很活泼，很容易在空气中重新氧化形成二硫键，一般可用卤代化合物对化合物对-SH-SH进行保护进行保护H2NCHCOOHCH2SSCH2CHCOOHH2N6HCOOOHH2NCHCOOHCH2SO3H2+ 6HCOOH2RSHCHCOOHH2NCH2SH+ RSSR2R-SHR-SH：HS-CH2CH2OH HS-CH2CH2OH 巯基乙醇巯基乙醇 HS-CH2COOH HS-

11、CH2COOH 巯基乙酸巯基乙酸 HS-CH2(CHOH)2-CH2SH HS-CH2(CHOH)2-CH2SH二硫苏糖醇二硫苏糖醇LOGO2 Pauly2 Pauly反应反应 Tyr + Tyr + 重氮苯磺酸重氮苯磺酸 橘黄色橘黄色 活性部位：酚基；活性部位：酚基； 应用：检测酪氨酸应用：检测酪氨酸 His + His + 重氮苯磺酸重氮苯磺酸 红色红色/ /棕红色棕红色 活性部位：咪唑基；活性部位：咪唑基； 应用：检测组氨酸应用：检测组氨酸LOGO第四节第四节 分离分析方法分离分析方法一一 层析法层析法 分配层析原理：主要根据被分析的样品（如分配层析原理：主要根据被分析的样品（如aaaa

12、混合物）在两种互不相溶的溶混合物）在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的目的，剂中分配系数的不同而达到分离的目的， CA CA：一种物质在：一种物质在A A相（流动相）中的浓度相（流动相）中的浓度 CB CB：一种物质在：一种物质在B B相（固定相）中的浓度相（固定相）中的浓度 有效分配系数有效分配系数分配系数分配系数 Kd =Kd = C CA A C CB B 1 1逆流分逆流分溶原理溶原理示意图示意图样品在层析柱内分离示意图样品在层析柱内分离示意图两种物质浓度比在不同情况下的分辨率两种物质浓度比在不同情况下的分辨率LOGO2 2 纸层析纸层析LOGO3 3 分配柱层析分配柱层析

13、原理：同分配层析原理：同分配层析层析柱：固相填充料类似于连续板（分配板），用洗脱液洗脱时，氨基酸混合物层析柱：固相填充料类似于连续板（分配板），用洗脱液洗脱时，氨基酸混合物在固液两相间发生分配，不同氨基酸因具有不同的分配系数，因而移动速度在固液两相间发生分配，不同氨基酸因具有不同的分配系数，因而移动速度不同。定量分析收集到的洗出液，以氨基酸量对洗出液体积作洗脱曲线图。不同。定量分析收集到的洗出液，以氨基酸量对洗出液体积作洗脱曲线图。LOGOLOGOLOGO凝胶过滤层析凝胶过滤层析LOGO亲和层析亲和层析4 4 离子交换层析法离子交换层析法原理原理 支持物：离子交换树脂支持物：离子交换树脂 根据离子的电荷差异，利用离子交换根据离子的电荷差异，利用离子交换树脂上的活性基团与离子进行交换。树脂上的活性基团与离子进行交换。各种离子因交换能力不同与树脂结各种离子因交换能力不同与树脂结合的强度不同，在洗脱过程中离子合的强度不同，在洗脱过程中离子移动速度不同。移动速度不同。LOGO 离子交换树脂：聚苯乙烯一苯二乙烯聚合交联而成的网状的高聚物离子交换树脂：聚苯乙烯一苯二乙烯聚合交联而成的网状的高聚物 阳离子交换树脂：活性基团是酸性的，如磺酸基阳离子交换树脂：活性基团是酸性的，如磺酸基-SO3H -SO3H （强酸型），羧基（强酸型），羧基- -COOHCO