第二章-1蛋白質(zhì)化學(xué)

1、第二章第二章 蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)化學(xué)Protein Chemistryn通過本章的學(xué)習(xí)應(yīng)該明確以下幾個(gè)問題：通過本章的學(xué)習(xí)應(yīng)該明確以下幾個(gè)問題：n1 1、四大類生物分子中、四大類生物分子中蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)作為生物功能的主要作為生物功能的主要載體，承擔(dān)著哪些主要生物學(xué)功能？載體，承擔(dān)著哪些主要生物學(xué)功能？n2 2、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)這個(gè)重要的生物大分子的化學(xué)組成是什這個(gè)重要的生物大分子的化學(xué)組成是什么？其基本組成單位在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有何特點(diǎn)？么？其基本組成單位在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有何特點(diǎn)？n3 3、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸是如何形的基本組成單位氨基酸是如何形成大分子蛋白質(zhì)的？成大分子蛋白質(zhì)的？蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)生

2、物大分子的生物大分子的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)是如何來描述的？是如何來描述的？n4 4、為什么要了解、為什么要了解蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)？蛋白質(zhì)的的空間結(jié)構(gòu)？蛋白質(zhì)的結(jié)結(jié)構(gòu)與功能構(gòu)與功能之間有何關(guān)系？決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的因素是之間有何關(guān)系？決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的因素是什么？什么？n第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)概述蛋白質(zhì)概述n一、蛋白質(zhì)的概念一、蛋白質(zhì)的概念n蛋白質(zhì)是一切生物體中普遍存在的四類生物大分子之一，是生物功能的主要載體生物功能的主要載體。生物遺傳形狀（存在于信息大分子DNA中）是通過蛋白質(zhì)來表現(xiàn)的。n蛋白質(zhì)是由天然氨基酸氨基酸(amino acid)通過肽鍵肽鍵(peptide bond)連接而成的生物大分子，

3、分子量一般分子量一般在一萬(wàn)到一百萬(wàn)，甚至高達(dá)數(shù)百萬(wàn)。在一萬(wàn)到一百萬(wàn)，甚至高達(dá)數(shù)百萬(wàn)。n蛋白質(zhì)種類繁多、各具一定的相對(duì)分子量、復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)和特定的生物功能。n成千上萬(wàn)種蛋白質(zhì)，在結(jié)構(gòu)和功能上的驚人的成千上萬(wàn)種蛋白質(zhì)，在結(jié)構(gòu)和功能上的驚人的多多樣性樣性歸根結(jié)底是由歸根結(jié)底是由20種常見種常見氨基酸的氨基酸的內(nèi)在性質(zhì)內(nèi)在性質(zhì)造成的。造成的。n這些性質(zhì)包括：這些性質(zhì)包括：n聚合能力；聚合能力；n特有的酸堿性質(zhì)；特有的酸堿性質(zhì)；n側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)及其化學(xué)功能的多樣性；側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)及其化學(xué)功能的多樣性；n手性。手性。本節(jié)主要講述這些性質(zhì)，它們是討論蛋白質(zhì)和酶的結(jié)本節(jié)主要講述這些性質(zhì)，它們是討論蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)、

4、功能以及許多其他有關(guān)問題的基礎(chǔ)。構(gòu)、功能以及許多其他有關(guān)問題的基礎(chǔ)。n 二、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成二、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成n 1 1、元素組成、元素組成n C、H、O、N、P、Sn 蛋白質(zhì)元素組成的一個(gè)特征是蛋白質(zhì)元素組成的一個(gè)特征是 無(wú)論樣品來源如何，其含N量一般均在15-17%，平均16%，即1 1克的克的N N相當(dāng)于相當(dāng)于6.256.25克的蛋白質(zhì)克的蛋白質(zhì)。n粗蛋白粗蛋白% = N% % = N% 6.25 6.25n這是凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量的基本原理。這里要注意兩點(diǎn)：這是凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量的基本原理。這里要注意兩點(diǎn)：n（1）、所測(cè)蛋白為粗蛋白）、所測(cè)蛋白為粗蛋白n（2）、對(duì)于某些蛋白

5、質(zhì)已知含氮量則不用）、對(duì)于某些蛋白質(zhì)已知含氮量則不用6.25。如小麥為。如小麥為5.83,大豆為大豆為5.71等。等。 2 2、蛋白質(zhì)的分子組成、蛋白質(zhì)的分子組成 蛋白質(zhì)=多肽鏈 +非蛋白質(zhì)物質(zhì)(輔基) polypeptide nonprotein （cofactor） 蛋白質(zhì)在酸、堿、酶的作用下由大分子逐蛋白質(zhì)在酸、堿、酶的作用下由大分子逐漸水解為分子量較小的胨、肽，最終水解成漸水解為分子量較小的胨、肽，最終水解成氨基酸。可見氨基酸是一切蛋白質(zhì)分子組成氨基酸。可見氨基酸是一切蛋白質(zhì)分子組成的基本單位。有些結(jié)合蛋白質(zhì)含有其它一些的基本單位。有些結(jié)合蛋白質(zhì)含有其它一些小分子物質(zhì)。小分子物質(zhì)。n三

6、、蛋白質(zhì)的分類（至少四類）三、蛋白質(zhì)的分類（至少四類）n(1)(1)根據(jù)蛋白質(zhì)的分子形狀分類根據(jù)蛋白質(zhì)的分子形狀分類n球狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)（Globular protein）：易溶解、能成結(jié)晶。 n纖維狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)（ Fibrous protein- ）：分子形狀不對(duì)稱， 類似棒 狀或纖維狀。n 難溶，結(jié)構(gòu)物質(zhì)。n (2)(2)根據(jù)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成分類根據(jù)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成分類n簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)（Simple protein） -只含有氨基酸。 如 溶菌酶n復(fù)合蛋白質(zhì)（復(fù)合蛋白質(zhì)（Conjugated protein ）-由簡(jiǎn)單的蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)物質(zhì)結(jié)合而成。如 血紅蛋白(血紅素)n

7、復(fù)合蛋白質(zhì)又可分為復(fù)合蛋白質(zhì)又可分為 n色蛋白（血紅蛋白）、糖蛋白、磷蛋白（AA-OH結(jié)合，卵黃蛋白）、核蛋白（核糖體-RNA）、脂蛋白（血漿脂蛋白）n (3)根據(jù)蛋白質(zhì)的溶解度分類根據(jù)蛋白質(zhì)的溶解度分類 n清蛋白清蛋白Albumin 溶于水（血清白蛋白）。n球蛋白球蛋白Globulin 微溶于水，而溶于稀鹽溶液（大豆球n 蛋白）。n谷蛋白谷蛋白Glutelin 不溶于水、醇及鹽溶液，而溶于稀酸 n 或堿（米蛋白）。 n醇溶蛋白醇溶蛋白Gliadin 不溶于水，但溶于70-80%的乙醇n （玉米醇溶蛋白）。n精蛋白精蛋白Protamine 溶于水及酸性溶液，呈堿性。n組蛋白組蛋白Histone

8、 溶于水及稀酸性溶液，含較多的精氨n 酸和賴氨酸。 n硬蛋白硬蛋白Scleroprotein 不溶于水、鹽、稀堿、稀酸溶液。n (4)根據(jù)蛋白質(zhì)的功能分類n活性蛋白質(zhì)（Active protein） 如酶(Enzyme ）and 、激素（Hormone）、抗體（antibody)等。n非活性蛋白質(zhì)（Passive protein） 是一類結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，多起保護(hù)和支撐作用。如膠原蛋白和角蛋白(Collagen and keratin) 。n四、蛋白質(zhì)的分布和生物學(xué)意義n形態(tài)學(xué)功能（Morphological function）毛發(fā)、皮膚毛發(fā)、皮膚-角蛋白，骨角蛋白，骨n 骼、牙齒骼、牙齒-鈣鈣+膠

9、原蛋白膠原蛋白n生理學(xué)功能（生理學(xué)功能（Physiology function）：）：催化、調(diào)節(jié)、運(yùn)輸、生催化、調(diào)節(jié)、運(yùn)輸、生n 物膜等物膜等n營(yíng)養(yǎng)學(xué)功能（Nutritional function）：外源蛋白的營(yíng)養(yǎng)功能外源蛋白的營(yíng)養(yǎng)功能第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)-氨基酸氨基酸n一、蛋白質(zhì)的水解一、蛋白質(zhì)的水解n 蛋白質(zhì)可以被酸、堿和蛋白酶水解，在水解過程中逐漸降解成分子量越來越小的肽段，直到最后成為氨基酸的混合物。n蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 多肽多肽 寡肽寡肽 二肽二肽 氨基酸氨基酸n 根據(jù)蛋白質(zhì)的水解程度可分為 完全水解完全水解 部分水解部分水解n三種蛋白質(zhì)水解方法的優(yōu)缺點(diǎn)三種蛋白質(zhì)

10、水解方法的優(yōu)缺點(diǎn) n1 1、酸水解、酸水解 6mol/L6mol/L鹽酸或鹽酸或 4mol/L4mol/L硫酸水解硫酸水解2020小時(shí)左右，完全水解。小時(shí)左右，完全水解。n 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 不引起消旋作用，得到的是L-氨基酸。n 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 色氨酸完全被沸酸破壞色氨酸完全被沸酸破壞，羥基氨基酸 和酰胺被部分水解。n2 2、堿水解、堿水解 5mol/LNaOH5mol/LNaOH共煮共煮10-2010-20小時(shí)，即可小時(shí)，即可 完全水解。完全水解。n 在水解過程中，多數(shù)氨基酸有不同程度的破壞，產(chǎn)生消旋作用產(chǎn)生消旋作用。特別是引起精氨酸脫氨。n 3 3、酶水解、酶水解n 不產(chǎn)生消旋作用，也不破壞氨基酸。不

11、產(chǎn)生消旋作用，也不破壞氨基酸。n但一種酶往往水解不徹底南需要幾種酶的協(xié)同作但一種酶往往水解不徹底南需要幾種酶的協(xié)同作用才能使蛋白質(zhì)完全水解，并且酶水解所需時(shí)間用才能使蛋白質(zhì)完全水解，并且酶水解所需時(shí)間較長(zhǎng)。較長(zhǎng)。n常用的蛋白酶有常用的蛋白酶有 動(dòng)物蛋白酶n 植物蛋白酶n 微生物蛋白酶n 二、氨基酸二、氨基酸（Amino acid）的結(jié)構(gòu)與分類的結(jié)構(gòu)與分類n1 1、氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、氨基酸的結(jié)構(gòu)通式n上式具有兩個(gè)特點(diǎn)：n（1）、都是-AA，有酸性的-COOH基和堿性的NH2，為兩性電解質(zhì)。n（2）、如果R=/=H，-C為不對(duì)稱C原子，因而是光學(xué)活性物質(zhì)。 第一特點(diǎn)使不同氨基酸具有某些共同的化學(xué)性

12、質(zhì)；第二特點(diǎn)使各種氨基酸具有某些共同的物理性質(zhì)。 除Gly無(wú)不對(duì)稱C原子因而無(wú)D-及L-型之分外，一切-氨基酸的-C原子都為不對(duì)稱C原子，都具有光學(xué)活性，能使偏振光平面向左或向右旋轉(zhuǎn)，向右旋轉(zhuǎn)的叫右旋體，以（+）表示，向左旋轉(zhuǎn)的叫左旋體，以（-）表示。氨基酸的D-及L-型（即氨基酸的光學(xué)異構(gòu)體的表示方法及命名）是以甘油醛或乳酸為原始參考標(biāo)準(zhǔn)的。 由于在天然蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的氨基酸都屬L型，因此L型氨基酸稱為天然氨基酸。（目前還不能肯定高等動(dòng)植物是否含有D-型氨基酸，但在細(xì)菌中也有發(fā)現(xiàn)，且是與氨基糖結(jié)合，其生物學(xué)功能尚難確定） n命名：氨基酸的化學(xué)名稱根據(jù)有機(jī)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)命名法命名，如： ，-二氨基己酸

13、（賴氨酸） 通常多用俗名，即根據(jù)天然氨基酸的來源和性質(zhì)命名。如-氨基乙酸由于具有甜味而稱甘氨酸等。n2、常見氨基酸常見氨基酸的分類及結(jié)構(gòu)的分類及結(jié)構(gòu) 氨基酸通常根據(jù)R基團(tuán)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，有三種主要分類方法(1)、根據(jù)根據(jù)R R基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)分為基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)分為 脂肪族氨基酸 芳香族氨基酸 雜環(huán)族氨基酸(2)、根據(jù)根據(jù)R R基團(tuán)的酸堿性分為基團(tuán)的酸堿性分為 酸性氨基酸 堿性氨基酸 中性氨基酸(3)、根據(jù)根據(jù)R R基團(tuán)的電性質(zhì)分為基團(tuán)的電性質(zhì)分為 R基團(tuán)帶電荷AA（酸、堿） R基團(tuán)不帶電荷 極性氨基酸（羥基、酰胺、巰基、n 非極性氨基酸（烴鏈、芳香環(huán)、硫甲基組成蛋白質(zhì)的二十種基本氨基酸組成蛋白質(zhì)的

14、二十種基本氨基酸Gly, GAla, AVal, VLeu, LMet, MIle, I異亮氨酸甘氨酸蛋氨酸亮氨酸纈氨酸丙氨酸非極性的脂肪族AAPhe, F; Tyr, Y; Trp, W色氨酸酪氨酸苯丙氨酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸Ser, SThr, TCys, CPro, PAsn, NGln, Q絲氨酸蘇氨酸半胱氨酸谷氨酰胺脯氨酸天冬酰胺極性的、極性的、不帶電荷的不帶電荷的AALys, K; Arg, R; His, H組氨酸精氨酸賴氨酸帶正電荷的氨基酸帶正電荷的氨基酸3 3、蛋白質(zhì)分子中的非標(biāo)準(zhǔn)氨基酸、蛋白質(zhì)分子中的非標(biāo)準(zhǔn)氨基酸稀有氨基酸稀有氨基酸非蛋白氨基酸非蛋白氨基酸 自然界中還有

15、自然界中還有150150多種不參與構(gòu)成蛋多種不參與構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。白質(zhì)的氨基酸。稀有氨基酸稀有氨基酸4羥基脯氨酸羥基脯氨酸5羥基賴氨酸羥基賴氨酸6-N-甲基賴氨酸甲基賴氨酸Desmosine is a covalent linkage made from four Lys side chains in elastin-carboxyglutamate is found in the blood-clotting prothrombin (an enzyme).鎖鏈素鎖鏈素羧基谷氨酸羧基谷氨酸非蛋白氨基酸非蛋白氨基酸鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸n另外還有從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度分的 根據(jù)氨基酸對(duì)人體生理的重

16、要性和體內(nèi)能否合成，將氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩大類。 必需氨基酸（essential amino acids） ： 對(duì)成人有八種必需氨基酸；蘇氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，賴氨酸，色氨酸，苯丙氨酸和蛋氨酸。而精氨酸，組氨酸是幼兒所必需的，故稱為半必需氨基酸。非必需氨基酸（nonessential amino acids） ：對(duì)人體生理生化所必需而體內(nèi)能合成的除必需氨基酸外的其它氨基酸 n三、氨基酸的理化性質(zhì)三、氨基酸的理化性質(zhì)n（一）、物理性質(zhì)（一）、物理性質(zhì) 1. 晶形和熔點(diǎn) -AA 均為無(wú)色晶體,不同 AA 晶形不同 AA 熔點(diǎn)較高 如(Gly 240 乙酸 16.5 乙胺-

17、80) 2. 溶解性 全部能溶酸堿性溶液中 少數(shù)能溶有機(jī)溶劑 溶水的能力與 R 基團(tuán)的極性有關(guān) 晶形和熔點(diǎn) -AA 均為無(wú)色晶體,不同 AA 晶形不同 AA 熔點(diǎn)較高 如(Gly 240 乙酸 16.5 乙胺-80) 2. 溶解性 全部能溶酸堿性溶液中 少數(shù)能溶有機(jī)溶劑 溶水的能力與 R 基團(tuán)的極性有關(guān) 約在200-300在加熱到熔點(diǎn)時(shí)往往同時(shí)分解生成胺，并放出CO2氣體（為什么？）n（二）氨基酸的旋光性（二）氨基酸的旋光性（ rotation）n從從-氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可以看出，除氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可以看出，除R R基為氫原基為氫原子外，即除甘氨酸外，均子外，即除甘氨酸外，均含有不對(duì)稱碳原子，其

18、含有不對(duì)稱碳原子，其上四個(gè)取代基在空間的排列可以有兩種不同的方上四個(gè)取代基在空間的排列可以有兩種不同的方式，即式，即L L型和型和D D型型，它們彼此是一種不能疊合的物，它們彼此是一種不能疊合的物體與鏡象關(guān)系或左右手關(guān)系，分子的這兩種形式體與鏡象關(guān)系或左右手關(guān)系，分子的這兩種形式稱為稱為光學(xué)異構(gòu)體（光學(xué)異構(gòu)體（optical isomersoptical isomers）、對(duì)映體）、對(duì)映體(enantiomers)(enantiomers)或立體異構(gòu)體（或立體異構(gòu)體（stereoisomersstereoisomers）。n Dt為旋光率nL為旋光管的長(zhǎng)度，單位為分米；nC為溶液濃度，即100

19、ml溶液中所含溶質(zhì)的克數(shù)nDt是在鈉燈（D線，589.6或589.0nm）為光源，溫度為t，管長(zhǎng)為L(zhǎng)，濃度為C時(shí)所測(cè)得的旋光度。n注意旋光率（比旋光度）不等于注意旋光率（比旋光度）不等于旋光度旋光度。 一個(gè)旋光化合物的旋光性可以用一個(gè)旋光化合物的旋光性可以用旋光率旋光率 Dt（或稱比旋光度）來表示，它是來表示，它是-氨某酸的物理常數(shù)之一，是鑒氨某酸的物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的一種根據(jù)。別各種氨基酸的一種根據(jù)。如何用它鑒別和測(cè)定AA含量？3旋光性 20 種 AA 中，除甘 AA 外，皆具旋光性 有公式： D Dt t = =/ /C CL L 或 C = / DtL 當(dāng)溶劑、溫度、pH 一

20、定，Dt值是定值 pH 此兩個(gè)范圍常選作測(cè)定范圍 原因： pH 通過影響 R 基團(tuán)的解離而影響旋光度 pH對(duì)L-亮氨酸（）和L-組氨酸（II）的25D值的影響 當(dāng) 溶 劑 、 溫 度 、 pH 一 定 ， Dt值 是 定 值 pH 此 兩 個(gè) 范 圍 常 選 作 測(cè) 定 范 圍 原 因 ： pH 通 過 影 響 R 基 團(tuán) 的 解 離 而 影 響 旋 光 度 當(dāng) 溶 劑 、 溫 度 、 pH 一 定 ， Dt值 是 定 值 pH 此 兩 個(gè) 范 圍 常 選 作 測(cè) 定 范 圍 原 因 ： pH 通 過 影 響 R 基 團(tuán) 的 解 離 而 影 響 旋 光 度 n氨基酸的旋光符號(hào)和大小取決于它的氨

21、基酸的旋光符號(hào)和大小取決于它的R R基性質(zhì)，基性質(zhì)，并且與測(cè)定的溶液并且與測(cè)定的溶液pHpH有關(guān)。有關(guān)。 4 4 吸光性吸光性所有的氨基酸在可見光范圍內(nèi)均無(wú)吸收，只有下列氨所有的氨基酸在可見光范圍內(nèi)均無(wú)吸收，只有下列氨基酸在近紫外有吸收?；嵩诮贤庥形?。 Tyr : max=275nm Trp : max=280nm Phe : max=259nm2 2、氨基酸的兩性解離及等電點(diǎn)、氨基酸的兩性解離及等電點(diǎn)n氨基酸晶體具有很高的熔點(diǎn)，一般在200以上。n例如甘氨酸在233熔解并分解，酪氨酸的熔點(diǎn)更高（340），但是普通的有機(jī)化合物如二苯胺熔點(diǎn)為53。n此外，還發(fā)現(xiàn)氨基酸能使水的介電常數(shù)增高，

22、而一般的有機(jī)化合物如乙醇、丙酮等卻使水的介電常數(shù)降低。n推測(cè)：氨基酸在晶體或水中主要是以兼性離子(zwittterion)亦稱偶極離子(dipolarion)的形式存在，不帶電荷的中性分子為數(shù)極少。氨基酸的兩性解離氨基酸的兩性解離非離子形式非離子形式（兩性化合（兩性化合物）物）兩性離子形式兩性離子形式Amino Acids Have Characteristic Titration Curves甘氨酸的滴定曲線甘氨酸的滴定曲線從兩性離子開始滴，當(dāng)?shù)蔚絇K1時(shí)說明什么（即PH=PK1時(shí)）？即有一半的正離子被滴定。1正兩性Hkn氨基酸的滴定曲線氨基酸的滴定曲線n(1)反映在不同的pH條件下，AA的

23、帶電狀態(tài)、兩性解離及等電點(diǎn)。n(2) 計(jì)算出氨基和羧基的解離常數(shù) pH=pK + lg質(zhì)子受體/質(zhì)子供體所以：pH=pK + lg質(zhì)子受體/質(zhì)子供體n 氨基酸（AA）溶液在某某一一pHpH時(shí)，AA的氨基和羧基的解離度完全相同，此時(shí)，AAAA分子所分子所帶的正、負(fù)電荷相等，即帶的正、負(fù)電荷相等，即AAAA分子的凈電荷為分子的凈電荷為零零，它在電場(chǎng)中既不向陽(yáng)極移動(dòng)，也不向陰極移動(dòng)，此時(shí)，AA溶液所處的pH就稱為該該AAAA的等電點(diǎn)的等電點(diǎn)( (Isoelectric point，用用pIpI表示表示) )。氨基酸的等電點(diǎn)氨基酸的等電點(diǎn)Isoelectric point of Amino Acids

24、pI is the pH of an aqueous solution of an amino acid at which the molecules on average have no net charge. The titration curve of 0.1 M glycine, centered about pK1 = 2.34 and pK2 = 9.60.pI = (pK1 + pK2 )/2n R-CH-COOH k1 R-CH-COO- + H+n NH+3 NH3+ n （ H 2A+ ） （ HA + - ）n n k2n n R-CH-COO- + H+n NH2n （

25、 A- ）nK1 = (HAH+)/H2A+nK2 =(A-H+)/HAnpH=pK1+logHA/H2A+pH=pK2+logA-/HAn2pH=pK1+pK2+logA-/H2A+n 當(dāng)當(dāng)AA- - HH2 2A A+ + 時(shí)，即為等電點(diǎn)，時(shí)，即為等電點(diǎn)，n故pH= pI=(pK1 + pK2)/2nAAAA在溶液中的帶電狀態(tài)與溶液在溶液中的帶電狀態(tài)與溶液pHpH的關(guān)系的關(guān)系n當(dāng)當(dāng)pH=pIpH=pI時(shí)時(shí)，凈電荷為0；n當(dāng)當(dāng)pHpIpHpIpHpI時(shí)時(shí)，AA帶負(fù)電。n 當(dāng)溶液當(dāng)溶液pHpH偏離偏離pIpI越遠(yuǎn)，越遠(yuǎn)，AAAA所帶的凈電荷數(shù)目所帶的凈電荷數(shù)目越多。越多。n等電點(diǎn)的計(jì)算等電點(diǎn)的

26、計(jì)算：n取決于氨基酸的解離常數(shù)取決于氨基酸的解離常數(shù)對(duì)于一氨基一羧基的對(duì)于一氨基一羧基的AA:AA: pI=(pK1 + pK2)/2n對(duì)于一氨基二羧基的對(duì)于一氨基二羧基的AA: pI=(pKAA: pI=(pK1 1 + pK + pKR R)/2)/2對(duì)于二氨基一羧基的對(duì)于二氨基一羧基的AA: pI=(pKAA: pI=(pKR R + pK + pK2 2 )/2 )/2 3 3、氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)、氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng) （1 1）氨基的反應(yīng)氨基的反應(yīng)A A、與亞硝酸的反應(yīng)、與亞硝酸的反應(yīng)Pro是一個(gè)亞氨基酸，沒有此反應(yīng)是一個(gè)亞氨基酸，沒有此反應(yīng)注：1、此反應(yīng)氮來自AA和亞硝酸，各占5

27、0%， 反應(yīng)是定量的。 2、-氨基的反應(yīng)比其它氨基要快得多（3-4分，可控制時(shí)間來控制其它氨基的干擾），且亞氨基及雜環(huán)中的結(jié)合氮（如Arg，His，Try）無(wú)此反應(yīng)。 3、可用于氨基酸定量及蛋白質(zhì)水解程度的測(cè)定。B B、與甲醛反應(yīng)、與甲醛反應(yīng)（甲醛滴定法）AAAA是一個(gè)兩性電解質(zhì)，但不能用酸、是一個(gè)兩性電解質(zhì)，但不能用酸、堿直接來滴定，因?yàn)榈犬?dāng)點(diǎn)的堿直接來滴定，因?yàn)榈犬?dāng)點(diǎn)的pHpH或過高或過高（12121313）或過低（）或過低（1 12 2）沒有適當(dāng)?shù)闹福]有適當(dāng)?shù)闹甘緞┛梢员贿x用。甲醛與示劑可以被選用。甲醛與NHNH2 2結(jié)合后降低結(jié)合后降低了氨基的堿性，是滴定終點(diǎn)移到了了氨基的堿性，是滴

28、定終點(diǎn)移到了9 9附近。附近。注意：1、甲醛的加入使氨基的酸性大大增強(qiáng)，氨基的PKa下降到6.5（原為9.7）溶液的PH降到6.7，此時(shí)可用酚酞作指示劑，以NaOH進(jìn)行滴定，每釋放一個(gè)氫相當(dāng)于一個(gè)氨基酸。 2、此反應(yīng)可用來測(cè)定蛋白質(zhì)的水解程度C C、與?；噭┓磻?yīng)、與?；噭┓磻?yīng)：該反應(yīng)在多肽、蛋白質(zhì)的人工合成中被用作氨基的保護(hù)試劑如：與如：與丹磺酰氯、丹磺酰氯、芐氧（苯甲氧）甲酰氯反應(yīng)芐氧（苯甲氧）甲酰氯反應(yīng)1、比較重要的?；瘎┯蠧BZ（芐氧羰酰氯），TOS（對(duì)-苯磺酰氯），DANSYL CHLOPIDE（產(chǎn)物為DNS具有熒光）。?；鼙Ｗo(hù)氨基酸，在肽的合成及氨基酸，蛋白質(zhì)分析中具有重要作用。nD D、烴基化反應(yīng)：、烴基化反應(yīng)：該反應(yīng)用于鑒定多肽和蛋白質(zhì)的氨基末端。如：如：2 2，4 4二硝基氟苯（二硝基氟苯（DNFBDNFB）2，4二硝基氟苯（DNFB） 比較重要的烴基化劑有：DN