蛋白質(zhì)的水解

1、 氨基酸氨基酸 (amino acid)1.1 氨基酸氨基酸-蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子n1.1.1 蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)的水解n 蛋白質(zhì)可以被酸、堿或蛋白酶催化水解。水解可分為完全水解和部分水解兩種情況。 1.1.1.1 酸水解酸水解n一般用6mol/l hcl 或4 mol/l h2so4回流20hr左右，蛋白質(zhì)完全水解，不引起消旋，得到的是l-型氨基酸型氨基酸。但色氨酸色氨酸完全被破壞，羥基氨基酸羥基氨基酸部分被分解，天天冬酰胺和谷氨酰胺的冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基酰胺基被水解下來。 1.1.1.2 堿水解堿水解n 與5mol/l naoh共煮10-20hr,完全水解，多數(shù)氨基酸不同程

2、度的被破壞，得到的是l型和d型的混合物；精氨酸脫氨，但色氨酸色氨酸穩(wěn)定。 1.1.1.3 酶水解酶水解n不產(chǎn)生消旋，不破壞氨基酸。部分水解。n胰蛋白酶（trypsin）、胰凝乳蛋白酶(chymotrypsin,糜蛋白酶)、胃蛋白酶(pepsin)。1.1.2 -氨基酸的一般結(jié)構(gòu)氨基酸的一般結(jié)構(gòu) -氨基酸除r基為氫（甘氨酸）之外，其-碳原子是一個手性碳原子手性碳原子，因此都具有旋光性旋光性。并且蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的氨基酸都是是l型型的。 h3ncrcoo-h+1.2 氨基酸的分類氨基酸的分類n1.2.1 常見的蛋白質(zhì)氨基酸常見的蛋白質(zhì)氨基酸n 按r基的化學結(jié)構(gòu)20種常見氨基酸可分為3類：n1. 脂肪族

3、氨基酸n2. 芳香族氨基酸n3. 雜環(huán)族氨基酸n 1.脂肪組氨基酸na 中性氨基酸h2nchchohoh2nchch3cohoh2nchcchohoch3ch3h2nchcch2ohochch3ch3h2nchcchohoch3ch2ch3甘氨酸丙氨酸纈氨酸亮氨酸異亮氨酸甘氨酸甘氨酸（氨基乙酸）是唯一不含手性碳原子的氨基酸，（氨基乙酸）是唯一不含手性碳原子的氨基酸， 因此因此不具旋光性不具旋光性。n b 含羥基或硫氨基酸h2nc hcc h2o hoco hoh2nc hcc h2o hoc h2co hoh2nc hcc h2o hoc h2cn h2oh2nc hcc h2o hocn h

4、2o天 冬 氨 酸谷 氨 酸天 冬 酰 胺谷 氨 酰 胺nc 酸性氨基酸及其酰胺h2nchcch2ohocohoh2nchcch2ohoch2cohoh2nchcch2ohoch2cnh2oh2nchcch2ohocnh2o天冬氨酸谷氨酸天冬酰胺谷氨酰胺nd 堿性氨基酸h2nchcch2ohoch2ch2ch2nh2h2nchcch2ohoch2ch2nhcnh2nh賴氨酸精氨酸n2 芳香族氨基酸h2nchcch2ohoh2nchcch2ohoohh2nchcch2ohohn苯丙氨酸酪氨酸色氨酸n3 雜環(huán)族氨基酸h2nchcch2ohonnhhncoho組氨酸脯氨酸按r基的極性極性性質(zhì)，20種

5、常見氨基酸可分為以下4組：n 非極性非極性r基氨基酸基氨基酸n丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸n苯丙氨酸、色氨酸n甲硫氨酸甲硫氨酸n脯氨酸脯氨酸n不帶電荷的極性不帶電荷的極性r基氨基酸基氨基酸n絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸n天冬酰胺、谷氨酰胺n半胱氨酸半胱氨酸n甘氨酸甘氨酸 n 帶正電荷的帶正電荷的r基氨基酸基氨基酸n賴氨酸、精氨酸n組氨酸（組氨酸（唯一一個r基的pka值在7附近的氨基酸） n 帶負電荷的帶負電荷的r基氨基酸基氨基酸n天冬氨酸、谷氨酸 氨基酸的簡寫符號氨基酸的簡寫符號(一一)名稱名稱 三字母符號三字母符號 單字母符號單字母符號丙氨酸（丙氨酸（alanine） ala a精氨酸（精氨酸

6、（arginine） arg r天冬酰胺（天冬酰胺（asparagine） asn n天冬氨酸（天冬氨酸（aspartic acid） asp dasn和和/或或asp asx b半胱氨酸（半胱氨酸（cysteine） cys c谷氨酰胺（谷氨酰胺（glutamine） gln q谷氨酸（谷氨酸（glutamic acid） glu egln和和/或或glu glx z甘氨酸（甘氨酸（glycine） gly g組氨酸（組氨酸（histidine） his h異亮氨酸（異亮氨酸（isoleucine） ile i氨基酸的簡寫符號（二）氨基酸的簡寫符號（二）名稱名稱 三字母符號三字母符號 單字母

7、符號單字母符號亮氨酸（亮氨酸（leucine） leu l賴氨酸（賴氨酸（lysine） lys k甲硫氨酸甲硫氨酸(蛋氨酸蛋氨酸methionine） met m苯丙氨酸（苯丙氨酸（phenylalanine） phe f 脯氨酸（脯氨酸（proline） pro p絲氨酸（絲氨酸（serine） ser s蘇氨酸（蘇氨酸（threonine） thr t色氨酸（色氨酸（tryptophan） trp w酪氨酸（酪氨酸（tyrosine） tyr y纈氨酸（纈氨酸（valine） val vhncohoh2nchcch2ohoch2chohch2nh2oh羥賴氨酸羥脯氨酸1.2.2 不常見的

8、蛋白質(zhì)氨基酸不常見的蛋白質(zhì)氨基酸1.2.3 非蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸 除了參與蛋白質(zhì)組成的20-30種氨基酸外，還有150多種其他氨基酸。 l型-氨基酸的衍生物，也有些是-、-或-氨基酸，或d型氨基酸。 1.3 氨基酸的酸堿化學氨基酸的酸堿化學1.3.1 氨基酸的兼性離子形式氨基酸的兼性離子形式氨基酸晶體、水溶液 中性分子形式：ch2ococ lh2nc hc o o n ar在 弱 堿 中（ 后 酸 化 ）芐 氧 酰 氯芐 氧 酰 氨 基 酸ch2oconhc hc o o n ar+ n a+ + c l-+ch2ococlh2nchco o n ar在 弱 堿 中（ 后 酸 化 ）芐

9、 氧 酰 氯芐 氧 酰 氨 基 酸ch2oconhchco o n ar+ n a+ + cl-+晶體熔點很高，200以上；使水的介電常數(shù)升高。ch2ococ lh2nc hc o o n ar在 弱 堿 中（ 后 酸 化 ）芐 氧 酰 氯芐 氧 酰 氨 基 酸ch2oconhc hc o o n ar+ n a+ + c l-+1.3.2 氨基酸的解離氨基酸的解離n3.4 氨基酸的化學反應氨基酸的化學反應3.4.1 -氨基參加的反應氨基參加的反應3.4.1.1 與亞硝酸反應與亞硝酸反應這是van slyke法測定氨基酸的基礎(chǔ)。rchnh2cooh+hno2rchohcooh+ h2o+ n2

10、3.4.1.2 與?；噭┓磻c?；噭┓磻猚h2ococlh2nchcoonar在弱堿中（后酸化）芐氧酰氯芐氧酰氨基酸ch2oconhchcoonar+ na+ + cl-+這些?；噭┰诙嚯暮偷鞍踪|(zhì)的人工合成中被用作氨基的保護試劑氨基的保護試劑。3.4.1.3 烴基化反應烴基化反應fo2nnhcho2ndnp-氨基酸（黃色）h2nchcoohrno2no2coohr+在弱堿中+ f-dnfb2，4-二硝基氟苯二硝基氟苯與氨基酸生成二硝基苯基氨基酸。被英國的sanger用來鑒定多肽蛋白質(zhì)的n末端氨基酸。稱sanger 試劑試劑。 與苯異硫氰酸酯（苯異硫氰酸酯（pitc，edman試劑試劑）反

11、應，edman用來鑒定多肽或蛋白質(zhì)的n端氨基酸。ncsh2nchcoohr在弱堿中+nhcnhcchoohrsncoccnhshrh+(ch3no2)苯異硫氰酸酯苯氨基硫甲酰衍生物 （ptc-氨基酸）苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物 （pth-氨基酸）3.4.2 -羧基參加的反應羧基參加的反應 3.4.2.1 成鹽和成酯反應成鹽和成酯反應nh2chcoohrnh2chcooc2h5r+c2h5oh干燥，hcl回流+ h2o3.4.2.2 成酰氯反應成酰氯反應hnchcoohrhnchcoocir+pcl5+ pocl3 + hcl保護基保護基這個反應可使氨基酸的羧基活化3.4.2.3 脫羧基反應脫羧基反應n

12、h2chcoohrch2nh2r+ co2脫羧酶一級胺n3.4.3 -氨基和氨基和-羧基共同參加的反應羧基共同參加的反應n3.4.3.1 與茚三酮反應與茚三酮反應cccoocccoocccooo ho h+h3ncco o hhr+ n h3 + co2 + rch o + h +cccooo hhcccooo ho hnh茚 三 酮還 原 茚 三 酮第 二 個 茚 三 酮紫 色 復 合物 的 兩 個共 振 形 式cccoocccoo-n3.4.4 側(cè)鏈側(cè)鏈r基參加的反應基參加的反應其中有些反應是蛋白質(zhì)化學修飾的基礎(chǔ)。nnnnhoch2chnh2coohho3sho3spauly反應，可用于檢

13、測酪氨酸。半胱氨酸側(cè)鏈上的巰基（-sh），反應性能很高，在微堿性ph下，-sh基發(fā)生解離形成硫醇陰離子（-ch2s-）。并可進一步與烷化劑反應生成穩(wěn)定的烷基衍生物：-oocchch2nh3+s-oocchch2nh3+sch2coo-+ i-+ ich2coo-半胱氨酸碘乙酸羧甲基半胱氨酸與乙撐亞胺乙撐亞胺反應hoocchnh3+ch2shh2ch2cnhhoocchnh3+ch2sch2ch2nh3+ h+氮丙啶s-氨乙基半胱氨酸 ( aecys)+可用于序列測定(為胰蛋白酶提供了一個新位點)。也可用來保護肽鏈上的sh基，以防止被重新氧化為二硫基。胱氨酸中的二硫鍵在穩(wěn)定蛋白質(zhì)的構(gòu)象上起很大的

14、胱氨酸中的二硫鍵在穩(wěn)定蛋白質(zhì)的構(gòu)象上起很大的作用。氧化劑和還原劑都可打開二硫鍵。如作用。氧化劑和還原劑都可打開二硫鍵。如過甲酸過甲酸和和巰基化合物巰基化合物h2nhccoohch2ssch2chh2ncoohh2nhccoohch2so3hh2nhccoohh2csh6hcoooh2r-sh22+ 6hcoohrssr3.5 氨基酸的光學活性和光譜性質(zhì)氨基酸的光學活性和光譜性質(zhì)n3.5.1氨基酸的光學活性和立體化學氨基酸的光學活性和立體化學n-氨基酸的-碳是一個不對稱碳（手性碳），不對稱碳原子上的4個取代基在空間的取向可以有兩種構(gòu)型，d型和l型。氨基酸的構(gòu)型以d性甘油醛為參考物。coo-cch3+h3nhchocch2ohhohcoo-cch3h+h3nchocch2ohhhocoo-cch3hnh3+coo-cch3+h3nh=d-甘油醛d-丙氨酸l-甘油醛l