王镜岩生物化学课件PPT-第3章 氨基酸.ppt 80页

'(AminoAcid,AA,Aa,aa)第3章氨基酸 ——蛋白质的构件分子ProteinArchitecture一、氨基酸 （一）蛋白质水解蛋白质和多肽的肽键可被催化水解酸/碱能将蛋白完全水解酶水解一般是部分水解得到各种AA的混合物得到多肽片段和AA的混合物氨基酸是蛋白质的基本结构单元蛋白质——月示——胨——多肽——肽——AA1*1045*1032*1031000200100-500 （二）氨基酸的结构地球上天然形成的AA300种以上。构成蛋白质的AA只有20余种，且都是α-氨基酸。 什么是氨基酸？ ----C-C-C-C-COOHγβα----C-C-C-C(NH2)-COOHα-氨基酸----C-C-C(NH2)-C-COOHβ-氨基酸----C-C(NH2)-C-C-COOHγ-氨基酸什么是α-氨基酸？ 大多数AA在中性pH时呈兼性离子状态:除甘氨酸外，19种AA都具有旋光性。除胱氨酸和酪氨酸外，其余AA都能溶于水。COO-NH3+ 二、氨基酸的分类（一）常见的蛋白质氨基酸 按Ｒ基的化学结构分类：１、脂肪族aa（１）中性aa （2）含羟基或硫aa （３）酸性aa及其酰胺 （４）碱性aa ２、芳香族aa ３、杂环aa 按Ｒ基的极性性质分类：１、非极性Ｒ基aa ２、不带电荷的极性Ｒ基aa 3、带正电荷的Ｒ基aa 4、带负电荷的Ｒ基aa （二）不常见的蛋白质氨基酸由常见aa经修饰而来。 （三）非蛋白质氨基酸150多种多是蛋白质中L型α-AA衍生物有一些是β-，γ-，δ-AA有些是D-型AA 鸟氨酸瓜氨酸 三、氨基酸的酸碱性质（一）兼性离子 H3N—CH—COOHR+（pH＜pI）H3N—CH—COO-R+（pH=pI）H2N—CH—COO-R（pH＞pI）（二）氨基酸的解离 （三）氨基酸的等电点当溶液为某一pH值时，AA主要以兼性离子的形式存在，分子中所含的正负电荷数目相等，净电荷为0。这一pH值即为AA的等电点（pI）。在pI时，AA在电场中既不向正极也不向负极移动，即处于两性离子状态。 Ka1*Ka2=……侧链不含离解基团的中性AApI=(pK’1+pK’2)/2 甘氨酸滴定曲线 对于侧链含有可解离基团的AApI取决于两性离子两边pK’值的算术平均值酸性AA：pI=(pK’1+pK’R-COO-)/2碱性AA：pI=(pK’2+pK’R-NH2)/2 四、氨基酸的化学反应 （一）α-氨基参加的反应1.与亚硝酸反应2.与酰化试剂反应3.烃基化反应4.形成Schiff’s碱反应5.脱氨基反应 NH2OHRCHCOOH+HNO2RCHCOOH+H2O+N2VanSlyke法测氨基氮（体积）的基础。N2中的1/2为氨基氮。氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。 NO2FO2N+H2N—CH—COOHRNO2O2NHN—CH—COOHR+HF弱碱性DNP-氨基酸（黄色）DNFBSanger法测定N末端氨基酸基础 —N=C=S+N—CH—COOHHHRPITC—N—C—N—CH—COOHHHRSPTC-氨基酸—N—CHRSNCCOPTH-氨基酸pH8.3无水HF苯异硫氰酸酯PITC苯氨基硫甲酰衍生物苯乙内硫脲衍生物Edman降解法基础 R’COOHR’COOC=O+H2NCHC=NCHHRHR醛氨基酸Schiff’s碱-H20+H20 在生物体内经AA氧化酶催化即脱去α-氨基而转变为酮酸。 （二）α-羧基参加的反应1.成盐或成酯反应2.成酰氯反应3.脱羧基反应4.叠氮反应 （2）成酯NH2干燥，HClRCHCOOH+C2H5OH回流RCHCOOC2H5+H2ONH3·Cl保护羧基（1）与NaOH等形成盐 HN-保护基R—CH-COOH+PCl5HN-保护基R—CH-COOCl+POCl3+HCl保护氨基活化羧基 NH2脱羧酶R—CH-COOHR-CH2-NH2+CO2 YNHONH2NH2R—CH—C—OCH3YNHOHNO2R—CH—C—NHNH2YNHOR—CH—C—N-—N+N+2H2O酰化氨基酸甲酯肼酰化氨基酰肼酰化氨基酰叠氮肽的人工合成 （三）α-羧基和α-氨基都参加的反应1、与茚三酮反应2、成肽反应 弱酸加热 （四）侧链R基参加的反应1、Tyr2、碱性AA2、碱性AA3、带硫AA Tyr酚基在3和5位上易发生亲电取代反应，如碘化和硝化黄色反应 Pauly反应 His侧链咪唑基与重氮苯磺酸生成棕红色化合物Pauly反应 Arg侧链胍基与环己二酮生成缩合物 Trp侧链吲哚基能被N-溴代琥珀酰亚胺氧化——分光光度法测定Trp含量 Met侧链上甲硫基：强亲核基团与烃化试剂成锍盐保护巯基 与二硫硝基苯甲酸发生硫醇-二硫化物交换pH8.0时412nm最大光吸收—分光光度法测定-SH Cys的巯基不稳定，易被氧化成二硫键巯基在有痕量的金属离子如：Cu2+，Fe2+，Co2+或Mn2+时，易被氧化 Cys中的二硫键可被氧化剂（过甲酸）以及还原剂（巯基化合物）打开。磺基丙氨酸 五、AA的光学活性和光谱性质（一）AA的光学活性和立体化学 （二）氨基酸的光谱性质可见光区：无吸收远紫外和红外区：都吸收近紫外区（200—400nm）：Tyr/Trp/Phe原因：-C=C-C=C-C=C-C=C-1、紫外吸收光谱 Trp280nmTyr275nmPhe257nm蛋白质含量测定280nm ２、核磁共振波谱 六、氨基酸混合物的分析分离——利用AA成分分配系数的差异（一）分配层析法的一般原理 {层析系统固定相{流动相附着在固相上的液体固体 按两相所处状态分：流动相液体气体固定相液体液液层析气液层析固体液固层析气固层析 柱固定相装于柱内纸固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品点在纸上，用流动相展开薄层将有适当粘度的固定相涂在薄板上薄膜与纸层析相似，纸用其它高分子有机吸附剂代替按操作形式分： 吸附固体吸附能力不同分配液体分配系数不同离子交换离子交换剂亲和性不同凝胶多孔凝胶，通过速度不同亲和固定相只能与一种组分结合，——分开其它无亲和力的组分按层析原理分：固定相各组分对固定相 （二）分配柱层析填充物为亲水性的不溶物质如纤维素、淀粉、硅胶等，收集的组分用茚三酮显色定量。 （三）纸层析（四）薄层层析 （五）离子交换层析 （六）气液层析 固定相支持剂颗粒细，表面积大；采取高压，洗脱速度快。（七）高效液相层析'