氨基酸的学习资料

氨基酸的学习资料第1页/共30页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2页/共30页第一节蛋白质的基本结构单位—氨基酸氨基酸的结构通式氨基羧基CCOOHHNH2RCOONH3CHR+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。第3页/共30页非蛋白质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第4页/共30页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！第5页/共30页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！第6页/共30页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！第7页/共30页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）。第8页/共30页摩尔吸收系数

波长构成蛋白质的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max＝275nm；苯丙氨酸max＝257nm；色氨酸max＝280nm；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

第9页/共30页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′)第10页/共30页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

第11页/共30页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

第12页/共30页ApK1pK2pIpIpK3pK3pK2pK1加入的OH-mL数加入的OH-mL数pHpH一氨基二羧基AA的等电点计算：pI=2pK´1+pK´2二氨基一羧基AA的等电点计算：pI=2pK´2+pK´3谷氨酸（A）和赖氨酸（B）滴定曲线和等电点计算第13页/共30页中性氨基酸：pK1，为α-羧基的解离常数，pK2，为α-氨基的解离常数。

pI=(pK1，+pK2，)/2酸性氨基酸：pK1，为α-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α-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

第14页/共30页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α-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-氨基参加的反应第15页/共30页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α-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α-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-氨基参加的反应第16页/共30页+DNFB（dinitrofiuorobenzene）氨基酸弱碱中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、脱羧反应第17页/共30页NH3CO2RCHO+还原性茚三酮+(弱酸)加热3H20氨基酸与茚三酮反应水合性茚三酮+2NH3+水合性茚三酮还原性茚三酮蓝紫色化合物氨基酸的化学反应-氨基和羧基均参加的反应第18页/共30页第19页/共30页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第20页/共30页肽键肽键中的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多肽与肽键的形成第21页/共30页肽平面或酰胺平面：

组成肽单位的4个原子和2个相邻的α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α-碳原子所组成的基团。肽第22页/共30页

二面角两相邻酰胺平面之间，能以共同的Cα为定点而旋转，绕Cα-N键旋转的角度称φ角，绕C-Cα键旋转的角度称ψ角。φ和ψ称作二面角，亦称构象角酰胺平面与α-碳原子之间形成的二面角（φ和ψ）肽第23页/共30页肽链中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肽第24页/共30页肽键和肽的结构如图所示丝氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸第25页/共30页

多肽链结构示意图肽第26页/共30页天然存在的活性肽

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-肽键肽第27页/共30页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。第28页/共30页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。前者可刺激子宫的收缩，促进分娩。后者可促进小动脉收缩，使血压升高，也有抗利尿作用，参与水、盐代谢的调节。

牛催产