第二章氨基酸

1、Chapter 2 氨基酸氨基酸（amino acid）李永泉李永泉（, 88206632） C C、H H、O O、N N 等等 地球生命的物质基础是蛋白质和核酸地球生命的物质基础是蛋白质和核酸 氨基酸是蛋白质的构件分子氨基酸是蛋白质的构件分子 成千上万的不同蛋白质实际上就是氨基酸的种类、数目及排列顺序不同。成千上万的不同蛋白质实际上就是氨基酸的种类、数目及排列顺序不同。 氨基酸是地球生命多样性的基础！氨基酸是地球生命多样性的基础！提纲提纲u 蛋白质水解蛋白质水解u 氨基酸的结构通式、特征与命名氨基酸的结构通式、特征与命名u 氨基酸分类氨基酸分类u 氨基酸的重要理化性质氨基酸的重要理化性质u

2、 氨基酸的分析分离技术氨基酸的分析分离技术u 内容提要、习题内容提要、习题一、蛋白质水解一、蛋白质水解u 氨基酸是蛋白质水解的最终产物；氨基酸是蛋白质水解的最终产物；u 用酸、碱或酶将蛋白质彻底水解，可得多种氨基酸的混合物。用酸、碱或酶将蛋白质彻底水解，可得多种氨基酸的混合物。u 蛋白质（蛋白质（MrMr大于大于10104 4）蛋白胨（蛋白胨（2 210103 3）多肽（多肽（1000-5001000-500）二肽（二肽（200200）氨基酸（氨基酸（100100）u 蛋白质酸碱水解常用于蛋白质的组成分析，而酶水解用于制备蛋白质酸碱水解常用于蛋白质的组成分析，而酶水解用于制备蛋白质水解产物。蛋

3、白质水解产物。u 从蛋白质水解物中分离出来的氨基酸可知，组成蛋白质的氨基从蛋白质水解物中分离出来的氨基酸可知，组成蛋白质的氨基酸常见的只有酸常见的只有2020种种 。1 1、酸水解、酸水解条件：条件：5-105-10倍的倍的20%20%的盐酸煮沸回流的盐酸煮沸回流16-2416-24小时，或加压于小时，或加压于120120水解水解2 2小时。小时。优点：可蒸发除去盐酸，水解彻底，终产物为优点：可蒸发除去盐酸，水解彻底，终产物为L-L-氨基酸，产物单一，无氨基酸，产物单一，无消旋现象。消旋现象。缺点：色氨酸破坏，并产生一种黑色的物质（腐黑质），水解液呈黑色。缺点：色氨酸破坏，并产生一种黑色的物质

4、（腐黑质），水解液呈黑色。2 2、碱水解、碱水解条件：条件：4mol/L Ba(OH)4mol/L Ba(OH)2 2 或或6mol/L NaOH6mol/L NaOH煮沸煮沸6 6小时。小时。优点：水解彻底，色氨酸不被破坏，水解液清亮。优点：水解彻底，色氨酸不被破坏，水解液清亮。缺点：破坏的氨基酸多缺点：破坏的氨基酸多, ,产生产生D D型和型和L L型的消旋混合物，一般很少使用。型的消旋混合物，一般很少使用。3 3、蛋白酶水解、蛋白酶水解条件：蛋白酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶，常温条件：蛋白酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶，常温3737- -4040，pHpH值值5 5- -8 8优点：氨基酸不被破坏，不

5、发生消旋现象。优点：氨基酸不被破坏，不发生消旋现象。缺点：水解不完全，中间产物多。缺点：水解不完全，中间产物多。2020种氨基酸的发现年代表种氨基酸的发现年代表天冬酰氨天冬酰氨 1806 Vauquelin 天门冬芽天门冬芽甘氨酸甘氨酸 1820 Braconnot 明胶明胶亮氨酸亮氨酸 1820 Braconnot 羊毛、肌肉羊毛、肌肉酪氨酸酪氨酸 1849 Bopp 奶酪奶酪丝氨酸丝氨酸 1865 Cramer 蚕丝蚕丝谷氨酸谷氨酸 1866 Ritthausen 面筋面筋天冬氨酸天冬氨酸 1868 Ritthausen 蚕豆蚕豆苯丙氨酸苯丙氨酸 1881 Schultze 羽扇豆芽羽扇豆

6、芽丙氨酸丙氨酸 1881 Weyl 丝心蛋白丝心蛋白 赖氨酸赖氨酸 1889 Drechsel 珊瑚珊瑚精氨酸精氨酸 1895 Hedin 牛角牛角组氨酸组氨酸 1896 Kossel,Hedin 奶酪奶酪胱氨酸胱氨酸 1899 Morner 牛角牛角缬氨酸缬氨酸 1901 Fischer 奶酪奶酪脯氨酸脯氨酸 1901 Fischer 奶酪奶酪色氨酸色氨酸 1901 Hopkins 奶酪奶酪异亮氨酸异亮氨酸 1904 Erhlich 纤维蛋白纤维蛋白甲硫氨酸甲硫氨酸 1922 Mueller 奶酪奶酪苏氨酸苏氨酸 1935 McCoy et al 奶酪奶酪二、氨基酸的结构通式、特征与命名二、

7、氨基酸的结构通式、特征与命名1 1、氨基酸的结构、氨基酸的结构u 氨基酸（氨基酸（amino acidamino acid，简写简写aaaa）, , 具有具有D-D-型和型和L-L-型两种立体异构体型两种立体异构体, ,目目前已知的天然蛋白质中氨基酸前已知的天然蛋白质中氨基酸都为都为L-L-型型; ;u 氨基酸中羧基相邻的氨基酸中羧基相邻的-碳原子上都有一个氨基，因而称为碳原子上都有一个氨基，因而称为-氨基酸氨基酸；u 残基：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残基：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), residue), 因此蛋白质

8、肽链中的氨基酸统统是残基形式。因此蛋白质肽链中的氨基酸统统是残基形式。生化：碳原子编号生化：碳原子编号12化学：碳原子编号化学：碳原子编号L- amino acidD- amino acidL L型和型和D D型的型的由来由来- -甘油醛甘油醛的旋光性的旋光性 天然氨基酸在结构上的共同特点为：天然氨基酸在结构上的共同特点为：u 天然氨基酸都为天然氨基酸都为L-L-型；型；u 除脯氨酸（除脯氨酸（ProPro）外，都属）外，都属-氨基酸，氨基酸，Pro Pro 为为-亚氨基酸；亚氨基酸；u 除甘氨酸（除甘氨酸（GlyGly）外）外, , 所有氨基酸分子中的所有氨基酸分子中的-碳原子都为不对碳原子

9、都为不对称碳原子称碳原子, , 具有旋光性；具有旋光性；u 为两性电解质；为两性电解质； 由于由于R R基团不同，各种氨基酸在性质上的差异很大，如吸收光基团不同，各种氨基酸在性质上的差异很大，如吸收光谱、等电点（谱、等电点（pIpI）、解离常数（）、解离常数（KaKa）、颜色反应、稳定性、对金）、颜色反应、稳定性、对金属的络合能力等。因此，不同氨基酸组成的蛋白质，性质和功能属的络合能力等。因此，不同氨基酸组成的蛋白质，性质和功能千差万别。千差万别。2 2、天然氨基酸的结构特征、天然氨基酸的结构特征构成蛋白质的构成蛋白质的2020种氨基酸种氨基酸4 4、氨基酸的名称与符号、氨基酸的名称与符号al

10、anine丙氨酸丙氨酸AlaAarginine 精氨酸精氨酸 ArgRasparagine天冬酰氨天冬酰氨 Asn AsxNaspartic acid天冬氨酸天冬氨酸Asp AsxDcystine半胱氨酸半胱氨酸CysCglutarmine谷氨酰胺谷氨酰胺Gln GlxQglutarmic acid谷氨酸谷氨酸Glu GlxEglycine甘氨酸甘氨酸GlyGhistidine组氨酸组氨酸HisHisoleucine异亮氨酸异亮氨酸IleIleucine亮氨酸亮氨酸LeuLlysine赖氨酸赖氨酸LysKmethionine甲硫氨酸甲硫氨酸MetMphenylalanine苯丙氨酸苯丙氨酸Ph

11、eFproline脯氨酸脯氨酸ProPserine丝氨酸丝氨酸SerSthreonine苏氨酸苏氨酸ThrTtryptophan色氨酸色氨酸TrpWtyrosine 酪氨酸酪氨酸TyrYvaline缬氨酸缬氨酸ValV要求：要求： 能倒背能倒背不用的字母不用的字母JUZBOXJUZBOX5 5、氨基酸命名来源、氨基酸命名来源1 1、甘氨酸甘氨酸glycineglycine：1820年，H. Braconnot 研究明胶水解时，分离出了甘氨酸，发现其甜度是蔗糖甜度的80%，称之为glycine（希腊语glykys，意为甜的）。它是人类发现的第一个氨基酸，也是最简单的、非极性的、不具有旋光性的氨基

12、酸。2 2、缬氨酸、缬氨酸Valine Valine ：Von Group Besanez于1856年从胰脏的浸提液中分离出来的，有人从缬草科中也分离到，英文名称源于1906年Fisher分析出其结构为2-氨基-3甲基丁酸，中文名称源于valerian(缬草）。3 3、亮氨酸、亮氨酸LeucineLeucine：H. Braconnot于1820从肌肉与羊毛的酸水解物中得到其结晶折光度很高，非常闪亮，本身为白色粉末。英文名称源于希腊语leuco（意思是白的），中文名称源于其物理性状。4 4、脯氨酸、脯氨酸ProlineProline：1901年Fischer在白明胶中首先发现，英文学名为Pyr

13、rolidone Carboxylic Acid（吡咯烷酮羧酸），简化为Proline；中文名称源于它是胶原蛋白重要构成成分，“脯”就有肉干、果干之意。5 5、酪氨酸、酪氨酸TyrosineTyrosine：德国化学家首先在乳酪中发现（Tyro希腊文意思是乳酪），故称为酪氨酸。6 6、色氨酸、色氨酸TryptophanTryptophan：英国人Frederick Hopkins 和 Syndey Cole于1901年用胰岛素消化酪蛋白时分离得到的。英文名称来源于Trypsin (胰岛素)和 phane（希腊语“出现”),中文名称源于它在可见光区显色。7 7、组氨酸、组氨酸HistidineH

14、istidine： 1896年由德国医师艾布瑞契科塞尔(Albrecht Kossel) 首次分离出来，组蛋白(histone)中含量较高，故而称为组氨酸。8 8、丝氨酸、丝氨酸Serine:1865Serine:1865年Cramer将丝胶蛋白在硫酸中水解得到，由于这种氮基酸是从丝胶(Sericine)蛋白中分离到，因此命名为“丝氨酸”(Serine) 。9 9、苏氨酸、苏氨酸Threonine:Threonine: Mccoy等于1935年从纤维蛋白切割产物中分离和鉴定出的，1936年Meyer对它的结构进行了研究，发现与苏糖（threose）相似，故命名为苏氨酸。1010、天冬氨酸、天冬

15、氨酸AsparaticAsparaticacidacid：天冬氨酸最早在天冬草(asparagus)中发现，故而称为天冬氨酸，后从天门冬(asparagus)汁液、蜀葵根的分离物天冬酰胺中均分离到天冬氨酸，故如此命名。1111、蛋氨酸、蛋氨酸MethionineMethionine：卵白蛋白中很多，故而称为蛋氨酸。 1212、谷氨酸、谷氨酸GlutamicGlutamicacidacid：1861年，德国的一位教授从小麦的面筋当中，第一次提取出味精的组成成分谷氨酸，由于主要从谷蛋白(glutelin)中提取而得，故称为谷氨酸。 1313、精氨酸、精氨酸ArginineArginine：1895

16、年Hedin发现精氨酸存在于哺乳动物的蛋白质中，天然品大量存在于鱼精蛋白(protamine)中,故称为精氨酸。 1414、赖氨酸、赖氨酸LysineLysine：1889年Dreehsel从干酪素水解物分离赖氨酸与精氨酸的混合物，命名为Lytatine.后来Fisher从Lytatine将赖氨酸分离出来,并命名为Lysine. 1515、胱氨酸、胱氨酸cystinolcystinol：1810年由Wollaston从膀胱结石（cystolith）中发现的，1832年，Berzelius将其命名为胱氨酸。1616、半胱氨酸、半胱氨酸Cysteine:Cysteine:化学结构为胱氨酸的一半，故

17、名为半胱氨酸1 1、侧链非极性氨基酸、侧链非极性氨基酸甘氨酸甘氨酸 Gly GGly G丙氨酸丙氨酸 Ala A Ala A 缬氨酸缬氨酸 Val VVal V亮氨酸亮氨酸 Leu LLeu L异亮氨酸异亮氨酸 Ile IIle I甲硫氨酸甲硫氨酸 Met MMet M苯丙氨酸苯丙氨酸 Phe FPhe F色氨酸色氨酸 Trp WTrp W脯氨酸脯氨酸 Pro PPro P三、氨基酸分类三、氨基酸分类2 2、侧链极性但不带电荷氨基酸、侧链极性但不带电荷氨基酸丝氨酸丝氨酸 Ser SSer S苏氨酸苏氨酸 Thr TThr T半胱氨酸半胱氨酸 Cys CCys C酪氨酸酪氨酸 Tyr YTyr

18、Y天冬酰胺天冬酰胺 Asp NAsp N谷氨酰胺谷氨酰胺 Gln QGln Q半胱氨酸半胱氨酸胱氨酸胱氨酸3 3、侧链极性带电荷的氨基酸、侧链极性带电荷的氨基酸带正电荷的氨基酸带正电荷的氨基酸：赖氨酸 Lys K精氨酸 Arg A组氨酸 His HH4 4、侧链极性带电荷的氨基酸、侧链极性带电荷的氨基酸带负电荷的氨基酸：带负电荷的氨基酸：天冬氨酸天冬氨酸 Asp DAsp D谷氨酸谷氨酸 Glu EGlu E 5 5、氨基酸分类总结、氨基酸分类总结A A、按、按R R基团的化学结构分基团的化学结构分l 中性中性aa(5aa(5种种) )：G G、A A、V V、L L、I Il 酸性酸性aaa

19、a及其酰胺（及其酰胺（4 4种）：种）：D D、E E、N N、Q Ql 碱性碱性aa(4aa(4种种) )：K K、R R、H H、P Pl 含羟基或含羟基或含含硫氨基酸（硫氨基酸（4 4种）：种）：S S、T T、C C、M Ml 芳香族芳香族aaaa（3 3种）：种）：F F、Y Y、W Wl 杂环杂环aaaa（2 2种）：种）： H H、P P B B、按、按R R基团的极性分基团的极性分l 非极性非极性aaaa（8 8种）：种）：A A、V V、L L、I I、F F、W W、M M、P Pl 极性不带电荷极性不带电荷aaaa（7 7种）：种）：S S、T T、Y Y、N N、Q Q

20、、C C、G Gl 极性带正电荷极性带正电荷aa (3aa (3种，种，K K、R R、H H）l 极性带负电荷极性带负电荷aaaa（2 2种，种，D D、E E） 脂肪族脂肪族aaaa4 4、人体所需的八种必需氨基酸（、人体所需的八种必需氨基酸（动物不能合成支链碳、芳香环和甲硫基）动物不能合成支链碳、芳香环和甲硫基） 赖氨酸赖氨酸(Lys) (Lys) 、缬氨酸、缬氨酸(Val)(Val)、蛋氨酸、蛋氨酸(Met) (Met) 、亮氨酸、亮氨酸(Leu)(Leu)、异亮氨酸、异亮氨酸(Ile)(Ile)、苏、苏氨酸氨酸 (Thr)(Thr)、苯丙氨酸、苯丙氨酸(Phe) (Phe) 、色氨酸

21、、色氨酸(Try) (Try) 5 5、生理比较重要的氨基酸、生理比较重要的氨基酸婴儿时期所需婴儿时期所需: : 精氨酸精氨酸(Arg)(Arg)、组氨酸、组氨酸(His)(His)早产儿所需：色氨酸早产儿所需：色氨酸(Try)(Try)、半胱氨酸、半胱氨酸(Cys) (Cys) 6 6、几种重要的不常见氨基酸、几种重要的不常见氨基酸在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，这些氨基酸都是由相应的基本氨在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。其中重要的有基酸衍生而来的。其中重要的有4-4-羟基脯氨酸、羟基脯氨酸、5-5-羟基赖氨酸、羟基赖氨酸、N-N-

22、甲基赖氨酸和甲基赖氨酸和3,5-3,5-二碘酪氨酸等。二碘酪氨酸等。NHHOCOOH4-羟基脯氨酸H2NCH2CHCH2CH2CHCOOHOHNH25-羟基赖氨酸NH2CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH6-N-甲基赖氨酸HOIICH2CHCOOHNH23,5-二碘酪氨酸 7 7、说明、说明l人体不能合成氨基酸，是由于人体染色体没有编码这些合成代谢途径中人体不能合成氨基酸，是由于人体染色体没有编码这些合成代谢途径中关键酶的序列，故而即使有前体也没法合成那些氨基酸。关键酶的序列，故而即使有前体也没法合成那些氨基酸。 l甲硫氨酸甲硫氨酸(MET)(MET)含中性硫，能对含中性硫，能对ATP

23、ATP亲核进攻产生腺苷蛋氨酸；亲核进攻产生腺苷蛋氨酸；l脯氨酸（脯氨酸（P P）和羟基脯氨酸只有亚氨基，用于抑制胶原蛋白）和羟基脯氨酸只有亚氨基，用于抑制胶原蛋白-螺旋形成，螺旋形成，产生无弹性三股绳产生无弹性三股绳; ;唯一含羟基脯氨酸的是胶原蛋白；唯一含羟基脯氨酸的是胶原蛋白；l丝氨酸丝氨酸 (S)(S)和苏氨酸（和苏氨酸（T T）两种氨基酸均含羟基，生理条件下不解离解，两种氨基酸均含羟基，生理条件下不解离解，使纤维蛋白具有延展性；使纤维蛋白具有延展性；l精氨酸（精氨酸（R R）的胍基具有平面对称结构，每个键具有）的胍基具有平面对称结构，每个键具有1/31/3双键性质，易质双键性质，易质子

24、化形成稳定阳离子，有很强的碱性（与氨水相当）；子化形成稳定阳离子，有很强的碱性（与氨水相当）；l组氨酸（组氨酸（H H）是唯一）是唯一PIPI接近生理接近生理pHpH的氨基酸（的氨基酸（7.597.59），其中的吡咯基团），其中的吡咯基团是一个质子传递体系；是一个质子传递体系； 四、氨基酸的重要理化性质四、氨基酸的重要理化性质1.1.一般物理性质一般物理性质 常见氨基酸均为无色结晶常见氨基酸均为无色结晶, ,其形状因构型而异其形状因构型而异(1)(1) 溶解性溶解性：各种氨基酸在水中的溶解度差别很大，并能溶解于稀：各种氨基酸在水中的溶解度差别很大，并能溶解于稀酸或稀碱中，但不能溶解于有机溶剂。

25、通常酒精能把氨基酸从其酸或稀碱中，但不能溶解于有机溶剂。通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。溶液中沉淀析出。(2) (2) 熔点：熔点：氨基酸的熔点极高，一般在氨基酸的熔点极高，一般在200200以上。以上。(3) (3) 味感：味感：有的无味、有的为甜、有的味苦，谷氨酸的单钠盐有鲜有的无味、有的为甜、有的味苦，谷氨酸的单钠盐有鲜味，是味精主要成分。味，是味精主要成分。( (4 4）旋光性：）旋光性：除甘氨酸外，氨基酸都具有旋光性，能使偏振光平面除甘氨酸外，氨基酸都具有旋光性，能使偏振光平面向左或右旋转，左旋者用（向左或右旋转，左旋者用（- -）表示，右旋用（）表示，右旋用（+ +）表示。）

26、表示。(5) (5) 光吸收：光吸收：2020种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区(220nm)(220nm)均有光吸收。在近紫外区均有光吸收。在近紫外区( (220-300220-300nmnm) )只有酪氨酸、苯只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。 l 酪氨酸的酪氨酸的 maxmax275nm275nm， 275275=1.4x10=1.4x103 3; ;l 苯丙氨酸的苯丙氨酸的 maxmax257nm257nm， 257257=2.0 x10=2.0 x102 2; ;l 色氨酸的色氨酸的 max

27、max280nm280nm， 280280=5.6x10=5.6x103 3; ;分光光度计测定原理分光光度计测定原理（Lanbert-beer定律定律） A = lg I。/ I = lgL/T =C LA A 吸光度（吸光度（OD, absorbanceOD, absorbance） 摩尔吸收系数（摩尔吸收系数（1/1/cm Mcm M）C C 浓度（浓度（mol/Lmol/L） L L 吸收杯内径（吸收杯内径（cmcm）, ,即光径长度即光径长度I I。 入射光强度入射光强度 I I 透射光强度透射光强度T T 透光率（透光率（tranmittancetranmittance）例题例题1

28、:1:用分光光度计测定蛋白溶液的透射率。已知肌红蛋白在用分光光度计测定蛋白溶液的透射率。已知肌红蛋白在580nm580nm下的吸收系数为下的吸收系数为15000 1/cm M15000 1/cm M，蛋白溶液浓度为，蛋白溶液浓度为1mg/ml1mg/ml，经历的光径长度为经历的光径长度为1cm1cm，肌红蛋白的相对分子量为，肌红蛋白的相对分子量为17.8KD17.8KD，lg6.96=0.84,lg6.96=0.84,求多少入射光被吸收求多少入射光被吸收? ? 【解解】 已知已知: : = 15000 1/cm M, C= 1/17800 M/L,L= 1cm= 15000 1/cm M, C

29、= 1/17800 M/L,L= 1cm 则则: lg I: lg I。/ I= lg1/T =/ I= lg1/T =C L= 15000C L= 15000* * (1/17800) (1/17800)* *1=0.841=0.84 因因: lg6.96=0.84 : lg6.96=0.84 所以所以: 1/T=6.96, T=14.4% : 1/T=6.96, T=14.4% 故故: 85.6%: 85.6%被吸收被吸收 2. 2.氨基酸的两性解离性质氨基酸的两性解离性质u 氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离的羧基或氨氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离的羧基或氨基形式存在

30、，而是离解成兼性离子。在兼性离子中，氨基是基形式存在，而是离解成兼性离子。在兼性离子中，氨基是以质子化以质子化(-NH(-NH3 3+ +) )形式存在，羧基是以离解状态形式存在，羧基是以离解状态(-COO(-COO- -) )存在。存在。u 在不同的在不同的pHpH条件下，兼性离子的状态也随之发生变化条件下，兼性离子的状态也随之发生变化COOHCHH3N+R-pK1+H+H+COO-CHH3N+RH+H+pK2-COO-CHH2NR净电荷净电荷 +1 0 -1+1 0 -1 正离子正离子 兼性离子兼性离子( (等电点等电点PI) PI) 负离子负离子 pHpI 氨基酸既含有氨基，能像碱一样接

31、受氨基酸既含有氨基，能像碱一样接受H+;H+;又含有羧基，像酸一样可又含有羧基，像酸一样可电离出电离出H+H+，所以氨基酸具有，所以氨基酸具有酸碱两性性质酸碱两性性质，是一类两性电解质。，是一类两性电解质。 As an acid（proton donor）：）： As a base（proton acceptor）：）：H2NCHCOORH3NCHCOOR-+-+H+H3NCHCOOHRH3NCHCOOR-+H+ 3. 3.氨基酸的等电点氨基酸的等电点(isoelectric point） 当溶液浓度为某一当溶液浓度为某一pHpH值时，值时，氨基酸分子中所含的氨基酸分子中所含的-NH3+-NH

32、3+和和-COO-COO-数目数目正好相等，净电荷为零正好相等，净电荷为零, ,这一这一pHpH值即为氨基酸的等电点值即为氨基酸的等电点pIpI. .u 在等电点时，氨基酸既不向正极也不向负极移动，即氨基酸处于在等电点时，氨基酸既不向正极也不向负极移动，即氨基酸处于兼性离子状态。兼性离子状态。 u 当溶液的当溶液的pH=pIpH=pI时，氨基酸主要以兼性离子形式存在，不带电荷时，氨基酸主要以兼性离子形式存在，不带电荷; ; pHpI pHpIpHpI时，氨基酸主要以负离子形式存在时，氨基酸主要以负离子形式存在，带负电荷带负电荷; ;（例如（例如pH=6.0pH=6.0的混合溶液中的混合溶液中,

33、Ala,Ala为兼性离子为兼性离子,Lys,Lys带正电荷带正电荷,Glu,Glu带负电荷）带负电荷）u实验证明在等电点时，氨基酸主要以兼性离子形式存在，但也有少实验证明在等电点时，氨基酸主要以兼性离子形式存在，但也有少量数量相等的正、负离子形式，还有极少量的中性分子。量数量相等的正、负离子形式，还有极少量的中性分子。 H3NCHCOOHRH3NCHCOOR-+H+OH-+H+OH-H2NCHCOOR-H3NCHCOOHRH3NCHCOOR-+H+OH-+H+OH-H2NCHCOOR- Ka1 Ka2 （1 1）pIpI的计算的计算u 侧链不含离解基团的中性氨基酸，其等电点是它的侧链不含离解基

34、团的中性氨基酸，其等电点是它的pKa1pKa1和和pKa2pKa2的的算术平均值。算术平均值。 【推导推导】 Ka1=（AH+）/ A+， Ka2=（A-H+）/ A Ka1 Ka2= H+2 A-/A+ 等电点时：等电点时： A-=A+， I = H+ = （Ka1 Ka2）1/2 故：故： pI= ( Ka1 + Ka2 ) 2u 侧链含有可解离基团的氨基酸，其侧链含有可解离基团的氨基酸，其pIpI值也决定于兼性离子两边值也决定于兼性离子两边的的pKpKa a值的算术平均值。值的算术平均值。 酸性氨基酸：酸性氨基酸：pI=(pKa1+pKaR-COO-)/2pI=(pKa1+pKaR-CO

35、O-)/2 =(pKa1+pKa2)/2=(pKa1+pKa2)/2 碱性氨基酸：碱性氨基酸：pI=(pKa2+pKaR-NH2)/2pI=(pKa2+pKaR-NH2)/2 =(pKa2+pKa3)/2=(pKa2+pKa3)/2【解解】 (1) Gly (1) GlypI=5.97pI=5.97， pHpI, pHpI, 主要存在主要存在 A A 、A+ A+ (2) Asp pI=2.97 (2) Asp pI=2.97， pKpKa2 a2 =3.86=3.86，pKpKa2a2 pI, pI, 主要存在主要存在A A 、A-A- (3) Lys pI=9.74, pK (3) Lys

36、 pI=9.74, pKa1a1=2.18, pK=2.18, pKa2a2 =8.95, pK =8.95, pKa1a1pH pKpH pKa2a2 pI 中性氨基酸中性氨基酸 酸性氨基酸酸性氨基酸 M M、K K、D D分别是甲硫氨酸、赖氨酸、天冬氨酸分别是甲硫氨酸、赖氨酸、天冬氨酸 所以洗脱顺序为所以洗脱顺序为D M KD M K离子交换层析离子交换层析PTH-AA内容提要内容提要l蛋白质由蛋白质由2020种种L-L-氨基酸组成，除甘氨酸没有手性外，其它均具有氨基酸组成，除甘氨酸没有手性外，其它均具有手性；氨基酸的侧链特性在稳定蛋白质构象和决定蛋白质功能起手性；氨基酸的侧链特性在稳定蛋白质构象和决定蛋白质功能起重要作用。掌握二十种氨基酸的结构、分类及名称（三字缩写符、重要作用。掌握二十种氨基酸的结构、分类及名称（三字缩写符、单字缩写符）单字缩写符）; ;l当溶液浓度为某一当溶液浓度为某一pHpH值时，氨基酸分子中所含的值时，氨基酸分子中所含的-NH3+-NH3+和和-COO-COO-数数目正好相等，净电荷为零目正好相等，净电荷为零, ,这一这一pHpH值即为氨基酸的等电点值即为氨基酸的等电点pI, pIpI, pI值值决定于兼性离子两边决定于兼性离子两边pKpKa a值的算术平均值。掌握值的算术平均值。掌握pIpI和溶液和溶液pHpH值计算值计算