定義氨基酸 是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子(基本組成單位).從細(xì)菌到人類,

1、定義定義氨基酸氨基酸 是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子（基本組成單是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子（基本組成單位）。從細(xì)菌到人類，所有蛋白質(zhì)都由位）。從細(xì)菌到人類，所有蛋白質(zhì)都由20種種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸組成。標(biāo)準(zhǔn)氨基酸組成。 氨基酸氨基酸 是氨基取代羧酸。是氨基取代羧酸。 氨基取代部位各種各樣，氨基取代部位各種各樣， 不標(biāo)明的指不標(biāo)明的指氨基酸氨基酸第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 氨基酸的結(jié)構(gòu)通式氨基酸的結(jié)構(gòu)通式不帶電形式不帶電形式 H2NCHCOOHR +H3NCHCOO-R兩性離子形式兩性離子形式氨基酸的分類氨基酸的分類共有共有180多種，多種，D-、L-；、蛋白質(zhì)中有蛋白質(zhì)中有20多種多種叫蛋白質(zhì)氨基酸叫蛋白質(zhì)氨基酸L-；分常見

2、（編碼分常見（編碼 / 標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)） 20種種（見（見 P124表表1 ） 稀有（非編碼）稀有（非編碼） 幾種幾種P124表表1舉例舉例丙氨酸（丙氨酸（alanine） Ala A天冬氨酸（天冬氨酸（aspartic） Asp D中文名（英文名）中文名（英文名） 三字符號三字符號 單字符號單字符號 COOH |H2NCH | H 甘甘 COOH |H2NCH | CH3 丙丙 COOH |H2NCH |CH3CH | CH3 纈纈 COOH |H2NCH | CH2 |CH3CH | CH3 亮亮 COOH |H2NCH |CH3 CH | CH2 | CH3 異亮異亮 COOH |H2NCH

3、 | CH2OH 絲絲 COOH |H2NCH | CHOH | CH3 蘇蘇 COOH |H2NCH | CH2 | SH 半胱半胱 COOH |H2NCH | （ CH2 ）2 | SCH3 甲硫甲硫 COOH |H2NCH | CH2 | COOH 天冬天冬 COOH |H2NCH | CH2 | CONH2 天胺天胺 COOH |H2NCH | CH2 | CH2 | COOH 谷谷 COOH |H2NCH | CH2 | CH2 | CONH2 谷胺谷胺 COOH |H2NCH | （ CH2 ）4 | NH2 賴賴 COOH |H2NCH | （ CH2 ）3 | NH | HN=

4、CNH2 精精 COOH |H2NCH | CH2 | HC= CH2 | | N NH C 組組 COOH | HNCH | |H2C CH2 CH 脯脯 COOH |H2NCH | CH2 | 苯丙苯丙 COOH |H2NCH | CH2 | | OH 酪酪 COOH |H2NCH | CH2 | CH | N 色色根據(jù)根據(jù)R的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)結(jié)構(gòu)（1）脂肪族氨基酸：）脂肪族氨基酸： 疏水性：疏水性：Ala、Val、Leu、Ile、Met 、 Gly 、 Arg 、 Lys 、 Asp 、 Glu 、 Asn 、 Gln 、 Ser 、 Thr 、Cys（2）芳香族氨基酸：）芳香族氨基酸：P

5、he、Tyr、Trp（3）雜環(huán)氨基酸：）雜環(huán)氨基酸： His 、Pro根據(jù)根據(jù)R的極性（的極性（pH7）（1）極性氨基酸：）極性氨基酸： 1）不帶電：）不帶電： Gly、 Ser、Thr、Asn、Gln、Tyr、Cys； 2）帶正電：）帶正電：His、Lys、Arg； 3）帶負(fù)電：）帶負(fù)電：Asp、Glu（2）非極性氨基酸：）非極性氨基酸： Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Met、Pro、Trp3、其它、其它 1）中性：）中性：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、 Ser、Thr、Cys、Met ；Phe、Tyr、Trp 3）酸性）酸性及其酰胺及其酰胺： Asp、Asn 、 Glu

6、、Gln 4）堿性：）堿性：Arg、Lys； His 、Pro（亞氨基酸）（亞氨基酸） 含羥或硫：含羥或硫：Ser、Thr；Cys、Met 一般物理性質(zhì)一般物理性質(zhì) 無色晶體，熔點(diǎn)極高（無色晶體，熔點(diǎn)極高（200以上），不同味道；水以上），不同味道；水中溶解度差別較大（極性和非極性），不溶于有機(jī)溶劑。中溶解度差別較大（極性和非極性），不溶于有機(jī)溶劑。 一、酸堿化學(xué)（兩性解離）一、酸堿化學(xué)（兩性解離） 1、氨基酸的兩性離子形式、氨基酸的兩性離子形式 氨基酸在水溶液中或在晶體狀態(tài)時主要以兩性（兼性）離子氨基酸在水溶液中或在晶體狀態(tài)時主要以兩性（兼性）離子形式存在。形式存在。兩性離子兩性離子既帶正電

7、荷又帶負(fù)電荷且正負(fù)電荷數(shù)相等的離子。既帶正電荷又帶負(fù)電荷且正負(fù)電荷數(shù)相等的離子。第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸的性質(zhì)氨基酸的性質(zhì) 2、解離、解離 AAAAH AA H AA將其完全質(zhì)子化（鹽酸鹽形式），則：將其完全質(zhì)子化（鹽酸鹽形式），則：AA= AA HKa1AA = AA HKa2Handerson-Hassebalch公式。公式。 Ka1=AAH/AA Ka2=AAH/AA pH= pKa1 lg AA/ AA pH= pKa lg 堿堿 / 酸酸 或或lg質(zhì)子受體質(zhì)子受體 / 質(zhì)子供體質(zhì)子供體調(diào)節(jié)氨基酸溶液的調(diào)節(jié)氨基酸溶液的pH，使氨基酸分子上的，使氨基酸分子上的+NH3基基和和COO-基的解離

8、程度完全相等時，即所帶凈電荷基的解離程度完全相等時，即所帶凈電荷為零，此時氨基酸所處溶液的為零，此時氨基酸所處溶液的pH值稱為該氨基酸的值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)（等電點(diǎn)（pI）。）。 H3NCHCOOHR+在酸性溶液中在酸性溶液中的氨基酸的氨基酸（pHpI）H3NCHCOO-R+在晶體狀態(tài)在晶體狀態(tài)或水溶液中或水溶液中的氨基酸的氨基酸（pH=pI）H2NCHCOO-R在堿性溶液在堿性溶液中的氨基酸中的氨基酸（pHpI）3、等電點(diǎn)（、等電點(diǎn)（pI）4、氨基酸等電點(diǎn)的確定：、氨基酸等電點(diǎn)的確定：1）酸堿滴定（滴定曲線）酸堿滴定（滴定曲線）2）根據(jù)）根據(jù)pK值（該基團(tuán)在此值（該基團(tuán)在此pH一半解離）計(jì)

9、算：一半解離）計(jì)算： pI = pK1+pK22推導(dǎo)推導(dǎo)Gly的滴定曲線的滴定曲線OH-OH-+H3NCCOOHHH（1）+H3NCCOO-HH（2） H2NCCOO-HH（3）Gly解離作用解離作用pH4812加加Hmol數(shù)數(shù)加加OHmol數(shù)數(shù)加加OHmol數(shù)數(shù)Ka1 Ka2 =AAH AAAAH AA = H2 AA/ AA因?yàn)橐驗(yàn)閜I時時AA=AAKa1 Ka2 = H2 兩邊取負(fù)對數(shù)兩邊取負(fù)對數(shù)pH = pI =1/2 （ pKa1pKa2 ）或或 pI =1/2 （ pKa2pKa3 ）等電點(diǎn)等于兩性離子兩側(cè)等電點(diǎn)等于兩性離子兩側(cè)pK值的算術(shù)平均數(shù)。值的算術(shù)平均數(shù)。 5、與甲醛的反應(yīng)

10、：氨基酸的甲醛滴定法、與甲醛的反應(yīng)：氨基酸的甲醛滴定法RCHCOO-NH3+RCHCOO-NH2+ H+OH-中和滴定中和滴定HCHORCHCOO-NHCH2OHHCHORCHCOO-N(CH2OH)2二、氨基參加的反應(yīng)二、氨基參加的反應(yīng)1、與亞硝酸反應(yīng)、與亞硝酸反應(yīng) NH2 |RCHCOOH HNO2 OH |RCHCOOHH2ON2氣體測量法定氮?dú)怏w測量法定氮稱文司萊克法（稱文司萊克法（Van Slyke） 2、與?；噭┓磻?yīng)、與酰基化試劑反應(yīng)RCHCOOH + X R NH2 RCHCOOH + HX NHR R = ?；蚧酋；；蚧酋；鵛 =鹵素（鹵素（Cl、F） 常用試劑常用試

11、劑 芐氧甲酰氯芐氧甲酰氯 丹磺酰氯（丹磺酰氯（DNS）H2NCHCOOH + RNCH3CH3O=S=OCl5-二甲氨基萘磺酰氯二甲氨基萘磺酰氯（DNS）/ 丹磺酰氯丹磺酰氯pH9.7 40NCH3CH3O=S=OHNCHCOOH RDNS-氨基酸氨基酸取代取代DNFB測定蛋白質(zhì)測定蛋白質(zhì)N端氨基酸，靈敏度高端氨基酸，靈敏度高 3、與烴基化試劑反應(yīng)、與烴基化試劑反應(yīng)RCHCOOH + X R NH2RCHCOOH + HX NHRR = 烴基烴基X = 鹵素（鹵素（Cl、F）常見試劑常見試劑2,4-二硝基氟苯（二硝基氟苯（DNFB / FDNA） 苯異硫氰酸酯（苯異硫氰酸酯（PITC）（1）與

12、）與2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯(DNFB)的反應(yīng)的反應(yīng)NO2FO2N+ HNHCHCOOHRNO2O2NHNCHCOOHR+ HF弱堿性弱堿性DNP-氨基酸氨基酸叫桑格（叫桑格（Sanger）反應(yīng)）反應(yīng)用于測用于測N端氨基酸端氨基酸（2）與異硫氰酸苯酯（）與異硫氰酸苯酯（PITC）的反應(yīng)）的反應(yīng)N=C=S + NCHCOOHHHRPITCNCNCHCOOHHHRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSNCCOPTH-氨基酸氨基酸pH8.3無水無水HF重復(fù)測定多重復(fù)測定多肽鏈肽鏈N端氨端氨基酸排列順基酸排列順序，設(shè)計(jì)出序，設(shè)計(jì)出“多肽順序多肽順序自動分析儀自動分析儀”叫艾德曼反應(yīng)叫艾德曼反應(yīng) （Edm

13、an）4、與醛形成西佛堿、與醛形成西佛堿5、脫氨基作用、脫氨基作用H2NCHRCOOH脫氨酶脫氨酶NH3 + RCOCOOH三、羧基參加的反應(yīng)三、羧基參加的反應(yīng)1、成鹽成酯反應(yīng)、成鹽成酯反應(yīng) 成鹽反應(yīng)成鹽反應(yīng)RCHCOOH + NaOHNH2RCHCOONa NH2掩蔽羧基，活化氨基掩蔽羧基，活化氨基 成酯反應(yīng)成酯反應(yīng)RCHCOOH + C2H5OHNH2RCHCOOC2H5NH2 HCl氣氣掩蔽羧基，活化氨基。掩蔽羧基，活化氨基。 2、成酰氯反應(yīng)、成酰氯反應(yīng)YNHCRHCOOH + PCl5?；被狨；被醂NHCRHCOClPOCl3HCl?；被Ｂ弱；被Ｂ萗掩蔽氨基，酰氯化后使

14、氨基酸的羧基活化，易于另一掩蔽氨基，酰氯化后使氨基酸的羧基活化，易于另一氨基酸的氨基結(jié)合，在合成肽的工作上常用。氨基酸的氨基結(jié)合，在合成肽的工作上常用。3、脫羧反應(yīng)、脫羧反應(yīng)H2NCHRCOOH脫羧酶脫羧酶CO2 + RCH2NH2胺胺 4、迭氮反應(yīng)、迭氮反應(yīng)H2N-CHR-COOHYHN-CHR-COOH?；被狨；被醂HN-CHR-COOCH3?；被峒柞ヵ；被峒柞H2NH2（-CH3OH）YHNCHRCONHNH2?；被岬碾卵苌秕；被岬碾卵苌颒NO2YHNCHRCON3 + 2H2O?；被岬；被岬狽3： NN N 5、成酰胺反應(yīng)、成酰胺反應(yīng)H2NC

15、HRCOOC2H5 + HNH2體外體外無水無水H2NCHRCONH2 +C2H5OH氨基酸酰胺氨基酸酰胺有機(jī)體內(nèi)：有機(jī)體內(nèi)：Asp（Glu）+NH4+Asn（Gln）Asn（Gln）合成酶）合成酶ATP四、氨基羧基共同參加的反應(yīng)四、氨基羧基共同參加的反應(yīng) 1、與茚三酮的反應(yīng)、與茚三酮的反應(yīng) Pro產(chǎn)生黃色物質(zhì)，其它為藍(lán)紫色。產(chǎn)生黃色物質(zhì)，其它為藍(lán)紫色。 在在570nm（藍(lán)紫色）或（藍(lán)紫色）或440nm（黃色）（黃色） 定量測定（幾定量測定（幾g）。）。2、成肽反應(yīng)、成肽反應(yīng)五、側(cè)鏈參加的反應(yīng)五、側(cè)鏈參加的反應(yīng)1、米倫反應(yīng)、米倫反應(yīng) 硝酸汞及亞硝酸汞混合物硝酸汞及亞硝酸汞混合物 紅色紅色 酚酚

16、 酪酪2、黃色反應(yīng)、黃色反應(yīng) 濃硝酸及堿濃硝酸及堿 桔黃色桔黃色 苯苯 苯丙、酪苯丙、酪3、乙醛酸反應(yīng)、乙醛酸反應(yīng) 乙醛酸及濃硫酸乙醛酸及濃硫酸 紫色紫色 吲哚吲哚 色色4、酚試劑反應(yīng)、酚試劑反應(yīng) 堿性硫酸銅、磷鎢酸堿性硫酸銅、磷鎢酸-磷鉬酸磷鉬酸 藍(lán)色藍(lán)色 酚、吲哚酚、吲哚 酪、色酪、色5、坂口反應(yīng)、坂口反應(yīng) 萘酚、次溴酸鈉萘酚、次溴酸鈉 紅色紅色 胍胍 精精6、Pauly反應(yīng)反應(yīng) 對氨基苯磺酸及亞硝酸鈉對氨基苯磺酸及亞硝酸鈉 桔黃色桔黃色 酚基酚基 酪酪7、偶氮反應(yīng)、偶氮反應(yīng) 同同6 棕紅色棕紅色 咪唑咪唑 組組8、茚三酮反應(yīng)、茚三酮反應(yīng) 9、雙縮脲反應(yīng)、雙縮脲反應(yīng) 硫酸銅、氫氧化鈉硫酸銅

17、、氫氧化鈉 紫紅色紫紅色 肽鍵等肽鍵等 肽肽等等 18 為氨基酸顏色反應(yīng)為氨基酸顏色反應(yīng)17、9 為蛋白質(zhì)顏色反應(yīng)為蛋白質(zhì)顏色反應(yīng) 米倫試劑米倫試劑乙醛酸試劑乙醛酸試劑酚試劑酚試劑重氮試劑重氮試劑H2NCHCH2SSHNO2HOOCSNO2COOHCOOH+SSNO2NO2HOOCCOOHH2NCHCOOH +CH2SHpH8.0 （ pH8.0時硫硝基苯甲酸最大吸收為時硫硝基苯甲酸最大吸收為412nm）半胱氨酸的反應(yīng)半胱氨酸的反應(yīng) 用于測半或巰基用于測半或巰基半胱氨酸半胱氨酸二硫硝基苯甲酸二硫硝基苯甲酸硫硝基苯甲酸硫硝基苯甲酸（ Ellman試劑）試劑）六、氨基酸的光學(xué)性質(zhì)六、氨基酸的光學(xué)性

18、質(zhì)1、光學(xué)活性、光學(xué)活性2、光譜性質(zhì)、光譜性質(zhì) 共軛雙鍵共軛雙鍵 C=CC=C 苯丙苯丙max=257nm、酪、酪max=275nm、色、色max=280nm蛋白質(zhì)最大吸收在蛋白質(zhì)最大吸收在280nm應(yīng)用：測苯酪色及含之蛋白質(zhì)含量，稱紫外吸收法應(yīng)用：測苯酪色及含之蛋白質(zhì)含量，稱紫外吸收法紫外分光光度法紫外分光光度法依據(jù)依據(jù) Lambert-Beer定律定律A=c lA 吸光度（光密度吸光度（光密度OD） 摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù) 摩爾消光系數(shù)摩爾消光系數(shù) c 濃度（濃度（mol/L） l 光程（光程（cm）Ac/m標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)曲線一、分配層析一、分配層析分配系數(shù)分配系數(shù)Kd = CA CB 有

19、效分配系數(shù)有效分配系數(shù) Keff =CAVACBVB= KdRV逆流分溶（配）逆流分溶（配）用分配定律通過分溶（相）把混合溶質(zhì)分開的方法用分配定律通過分溶（相）把混合溶質(zhì)分開的方法第三節(jié)第三節(jié) 氨基酸的分析分離氨基酸的分析分離例例1設(shè)設(shè)X的的Kd=1000，Y的的Kd=1/1000，A溶劑密度小于溶劑密度小于BXY混合物溶于混合物溶于AB等量混合液，搖勻靜置分層，等量混合液，搖勻靜置分層，把把A抽出于第二容器，抽出于第二容器，則則 第一容器中第一容器中 X1000份份 Y1份份 第二容器中第二容器中 X1份份 Y1000份份例例2物質(zhì)物質(zhì)ZKd=3，64份份Z轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移4次的分配過程及結(jié)果次的分

20、配過程及結(jié)果ABZ溶質(zhì)在溶質(zhì)在A溶劑中溶溶劑中溶3/4Z溶質(zhì)在溶質(zhì)在B溶劑中溶溶劑中溶1/4644816484841236123612361318627927183270.750.256.752.2520.256.7520.256.7520.2520.256.750.7520.25流動相流動相固定相固定相轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移n 次后第次后第K（n）號器皿中某一物質(zhì)的含量為）號器皿中某一物質(zhì)的含量為Tn,k = n! p（nk1） q（ k1）（nk1）!（ k1 ）!P 是某物質(zhì)在固定相中的比例是某物質(zhì)在固定相中的比例q 是某物質(zhì)在流動相中的比例是某物質(zhì)在流動相中的比例分配層析分配層析 用載體固定固定相并

21、作為流動相支持物，流動相向前流動過用載體固定固定相并作為流動相支持物，流動相向前流動過程中，溶質(zhì)在兩相依分配系數(shù)不斷分配、流動，使得分配系數(shù)不程中，溶質(zhì)在兩相依分配系數(shù)不斷分配、流動，使得分配系數(shù)不同的混合溶質(zhì)彼此分開的方法。同的混合溶質(zhì)彼此分開的方法。載體載體 常用纖維素、淀粉、硅膠等常用纖維素、淀粉、硅膠等固定相固定相 常用水常用水流動相流動相 常用與水不互溶的、與載體無親和力的有機(jī)溶劑常用與水不互溶的、與載體無親和力的有機(jī)溶劑按載體的狀態(tài)，分按載體的狀態(tài)，分柱層析、薄層層析、紙層析柱層析、薄層層析、紙層析等等二、離子交換層析二、離子交換層析 是一種利用離子交換樹脂作支持物，利用溶質(zhì)與樹脂親是一種利用離子交換樹脂作支持物，利用溶質(zhì)與樹脂親和力不同而被順次洗脫下來，使得混合溶質(zhì)彼此分離的方法。和力不同而被順次洗脫下來，使得混合溶質(zhì)彼此分離的方法。 離子交換樹脂分陽離子交換樹脂分陽 / 陰兩種，分別與同性電荷的溶質(zhì)顆粒