第十七章氨基酸、

1、教學(xué)要求：教學(xué)要求：熟悉：構(gòu)成蛋白質(zhì)的熟悉：構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類、酸堿兩性和等種氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類、酸堿兩性和等電點(diǎn)概念及在不同電點(diǎn)概念及在不同pH值溶液中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。值溶液中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。20種氨基酸的名稱種氨基酸的名稱及三字母符號(hào)；氨基酸的脫羧反應(yīng)，與及三字母符號(hào)；氨基酸的脫羧反應(yīng)，與HNO2反應(yīng)及顯色反應(yīng)反應(yīng)及顯色反應(yīng)（茚三酮反應(yīng)）；氨基酸結(jié)合成肽的方式；肽的結(jié)構(gòu)和命名方（茚三酮反應(yīng)）；氨基酸結(jié)合成肽的方式；肽的結(jié)構(gòu)和命名方法及肽鍵平面；蛋白質(zhì)的元素組成和結(jié)構(gòu)。法及肽鍵平面；蛋白質(zhì)的元素組成和結(jié)構(gòu)。了解：了解：20種常見氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算；肽的化學(xué)性質(zhì)，胰島素種常見氨基酸等

2、電點(diǎn)的計(jì)算；肽的化學(xué)性質(zhì)，胰島素及神經(jīng)肽。及神經(jīng)肽。 氨基酸是蛋白質(zhì)和肽的基本組成單位。它的種類、數(shù)目以及排列順序的差異，可構(gòu)成種類繁多、功能各異的肽和蛋白質(zhì)。肽除作為蛋白質(zhì)代謝的中間產(chǎn)物外，生物體內(nèi)還存在某些重要的活性肽，具有很重要的生物功能，在生物體內(nèi)起著重要作用。 一、一、 氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)通式 氨基酸（amino acid）是分子中既含有氨基又含有羧基的化合物。天然存在的氨基酸有幾百種，但蛋白質(zhì)水解的終產(chǎn)物是各種-氨基酸的混合物，因此-氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，主要有20種（表17-1），均為-氨基酸，其結(jié)構(gòu)通式如下（脯氨酸為-亞氨基酸）：（二）構(gòu)型 20種 -氨

3、基酸中，除甘氨酸（R=H）外，其他氨基酸分子中的 -碳原子均為手性碳原子，具有旋光性。與糖類似，氨基酸的構(gòu)型也采用D、L標(biāo)記法，以甘油醛為參考標(biāo)準(zhǔn)，凡 -氨基的位置與L-甘油醛手性碳原子上-OH的位置相同者為L型，相反者為D型：生物體內(nèi)具旋光活性的氨基酸均為生物體內(nèi)具旋光活性的氨基酸均為L L型。型。 二二 分類和命名分類和命名 氨基酸有不同的分類方法，醫(yī)學(xué)上常根據(jù)氨基酸在生理pH范圍內(nèi)其側(cè)鏈R基團(tuán)的極性及其所帶電荷，將20種氨基酸分為3類（表17-l）。三、營養(yǎng)必需氨基酸三、營養(yǎng)必需氨基酸 不同蛋白質(zhì)中所含氨基酸的種類和數(shù)目不同，有些氨基酸在人體內(nèi)不能合成或合成數(shù)量不足，必需由食物蛋白質(zhì)補(bǔ)充

4、才能維持機(jī)體正常生長發(fā)育，這類氨基酸稱為營養(yǎng)必需氨基酸，主要有8種（表17-1）。此外，組氨酸和精氨酸在嬰幼兒和兒童時(shí)期因體內(nèi)合成不足，也需依賴食物補(bǔ)充一部分（表17-2）。氨基酸需要量（每日mg / kg體重）嬰幼兒（46個(gè)月）兒童（1012歲）成人賴氨酸994412色氨酸2143苯丙氨酸1412216甲硫(蛋)氨酸492210蘇氨酸68288亮氨酸1354216異亮氨酸832812纈氨酸92254表17-2. 人體對(duì)必需氨基酸的需要量 含有營養(yǎng)必需氨基酸數(shù)量多的蛋白質(zhì)，其營養(yǎng)價(jià)值高。如牛奶中的酪蛋白、乳白蛋白，肉中的白蛋白、肌蛋白和蛋中的卵白蛋白、卵黃磷蛋白。這些蛋白質(zhì)所含必需氨基酸的種類

5、和比例與人體需要接近，故營養(yǎng)價(jià)值高。谷類蛋白質(zhì)中含賴氨酸較少而色氨酸較多，豆類蛋白質(zhì)中含色氨酸較少而賴氨酸較多，因此食用不同來源的蛋白質(zhì)較有利于必需氨基酸的充分補(bǔ)給。 四性質(zhì)四性質(zhì)( (一一) )酸堿性和等電點(diǎn)酸堿性和等電點(diǎn)1酸堿性酸堿性 氨基酸是偶極離子，既能與較強(qiáng)的酸起反應(yīng)，也能與較強(qiáng)的堿起反應(yīng)而形成穩(wěn)定的鹽，具有兩性化合物特征，它們?cè)谒芤褐谐尸F(xiàn)不同的酸堿性。組成蛋白質(zhì)的氨基酸的 -羧基的平均pKa值約為2.2，比醋酸強(qiáng)； -氨基平均pKb為4.4，其堿性比脂肪胺還弱。 2.等電點(diǎn)等電點(diǎn) 氨基酸在水溶液中帶電荷的情況除決定于本身的結(jié)構(gòu)外，還隨溶液的pH值變化而改變。下面以中性氨基酸為例討

6、論之： 等電點(diǎn)指氨基酸在溶液里以等電狀態(tài)的偶極離子形式存在時(shí)溶液的pH值，以pI表示。不同的氨基酸具有不同的等電點(diǎn)。中性氨基酸等電點(diǎn)一般在5.06.5之間。酸性氨基酸等電點(diǎn)約在3左右。堿性氨基酸等電點(diǎn)在7.5810.8之間。 在細(xì)胞質(zhì)中，天冬氨酸的存在形式為：賴氨酸的存在形式則為： 在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸的溶解度往往最低，因?yàn)檫@時(shí)偶極離子濃度最大。利用這一性質(zhì)可以對(duì)氨基酸混合液進(jìn)行初步分離和純化。另外，根據(jù)各種氨基酸等電點(diǎn)的不同，利用電泳技術(shù)也可對(duì)氨基酸混合液進(jìn)行分離。例如，pH值為6.0的賴氨酸、甘氨酸和天冬氨酸的混合液的電泳分離過程如下：（二）（二）脫羧反應(yīng) -氨基酸的脫羧反應(yīng)條件較強(qiáng)烈，一般

7、需要在堿性條件下加熱回流。在生物體內(nèi)，由于酶的作用可在溫和條件下發(fā)生脫羧，如肌球蛋白中的組氨在脫羧酶的存在下，可轉(zhuǎn)變成組胺，過量組胺能在體內(nèi)引起變態(tài)反應(yīng)：（三）（三）與亞硝酸反應(yīng)氨基酸與亞硝酸作用，可釋放氮?dú)猓?NH3+被羥基取代，生成 -羥基酸：（四）（四）顯色反應(yīng) 反應(yīng)名稱試 劑顏 色鑒別的氨基酸蛋白黃反應(yīng)濃硝酸再加入堿深黃色或橙紅色苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸Millon反應(yīng)硝酸汞、亞硝酸汞和硝酸的混合液紅 色酪氨酸乙醛酸反應(yīng)乙醛酸和濃硫酸兩液層界面處呈紫紅色環(huán)色氨酸亞硝酰鐵氰化鈉反應(yīng)亞硝酰鐵氰化鈉紅 色半胱氨酸鑒別具有特殊鑒別具有特殊R基團(tuán)氨基酸的呈色反應(yīng)基團(tuán)氨基酸的呈色反應(yīng) 小結(jié)1 蛋白

8、質(zhì)水解的終產(chǎn)物是-氨基酸，主要有20種。2 氨基酸具有兩性化合物特征。每種氨基酸有各自的等電點(diǎn)pI，當(dāng)溶液的pH=pI時(shí)，氨基酸以偶極離子形式存在，其所帶正負(fù)電荷數(shù)相等，凈電荷為零，呈電中性。3 氨基酸即含有氨基，又含有羧基，故其化學(xué)性質(zhì)與這兩種官能團(tuán)有關(guān)，如脫羧反應(yīng)、與亞硝酸的放氮反應(yīng)及與水合茚三酮、丹酰氯等縮合生成有色化合物的顯色反應(yīng)等，此為氨基酸定性及定量分析的基礎(chǔ)。肽的結(jié)構(gòu)和命名肽的結(jié)構(gòu)和命名 肽是氨基酸殘基之間彼此通過肽鍵（即酰氨鍵肽鍵（即酰氨鍵相連而成)的一類化合物. 多肽的命名常以含C-C-端端的氨基酸為母體稱為某氨基酸某氨基酸，而肽鏈中其他的氨基酸殘基從N-N-端端開始依次稱某氨酰某氨酰，置于母體名稱之前。在多數(shù)情況下，也可用英文或中文符號(hào)表示。常規(guī)定肽鏈的N-N-端寫在左邊端寫在左邊，其C-C-端寫在右邊端寫在右邊，而從N-N-端端開始依次書寫氨基酸殘基的符號(hào)。例如： 小結(jié)小結(jié)1 肽是氨基酸通過肽鍵（酰氨鍵）相連而成的一肽是氨基酸通過肽鍵（酰氨鍵）相連而成的一類化合物，分子中亦含有氨基和羧基，以偶極離子類化合物，分子中亦含有氨基和羧基，以偶極離子形式存在，具有各自的等電點(diǎn)。形式存在，具有各自的等電點(diǎn)。2 肽的結(jié)構(gòu)取決于組成肽鏈的氨基酸種類、數(shù)目肽的結(jié)構(gòu)取決于組成肽鏈的氨基酸種類、數(shù)目及