第2章---蛋白質(zhì)的構(gòu)件--氨基酸演示教學(xué)

1、第2章-蛋白質(zhì)的構(gòu)件-氨基酸一、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成和分類一、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成和分類1.1.元素組成元素組成 蛋白質(zhì)是一類含氮有機(jī)化合物，除含有碳、蛋白質(zhì)是一類含氮有機(jī)化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、鋅和銅等。一些元素，主要是磷、鐵、碘、鋅和銅等。碳和氮碳和氮元素元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：碳：碳：50%; 氮：氮：16%。2.蛋白質(zhì)的估算蛋白質(zhì)的估算 平均含氮量約為平均含氮量約為16%，所以，可以根據(jù)，所以，可以根據(jù)樣品中的含氮量來(lái)計(jì)算蛋白質(zhì)的大概含量：樣

2、品中的含氮量來(lái)計(jì)算蛋白質(zhì)的大概含量： 蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含量=蛋白氮蛋白氮6.253.3.氨基酸組成氨基酸組成 蛋白質(zhì)是由蛋白質(zhì)是由2020種種L-L-型型氨基酸氨基酸 組成的長(zhǎng)鏈分子組成的長(zhǎng)鏈分子4.蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類 1） 按組成：按組成： 簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)（表簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)（表21）：）： 綴合蛋白質(zhì)（表綴合蛋白質(zhì)（表21） ：（注意輔基的組成）：（注意輔基的組成）2）按生物學(xué)功能分）按生物學(xué)功能分 ： 酶、運(yùn)輸?shù)鞍住I(yíng)養(yǎng)和貯存蛋白、激素、受體蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、結(jié)酶、運(yùn)輸?shù)鞍?、營(yíng)養(yǎng)和貯存蛋白、激素、受體蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白、防御蛋白等。構(gòu)蛋白、防御蛋白等。3）按形狀和溶解度：）按形狀和溶解度

3、： 纖維狀蛋白質(zhì)：不溶于水纖維狀蛋白質(zhì)：不溶于水, 結(jié)構(gòu)作用。如膠原蛋白，角蛋白等。結(jié)構(gòu)作用。如膠原蛋白，角蛋白等。 球狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì) ：易溶于水，細(xì)胞中大多屬可溶性蛋白。如酶、轉(zhuǎn)運(yùn)：易溶于水，細(xì)胞中大多屬可溶性蛋白。如酶、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、抗體等。蛋白、抗體等。 酸水解酸水解：H2SO4或或HCI能使蛋白質(zhì)完全水解；不引起消旋作用，能使蛋白質(zhì)完全水解；不引起消旋作用，但色氨酸完全被破壞，天冬酰胺、谷胺酰胺脫酰胺基；但色氨酸完全被破壞，天冬酰胺、谷胺酰胺脫酰胺基；堿水解堿水解：NaOH能使蛋白質(zhì)完全水解；色氨酸穩(wěn)定，但大多數(shù)氨能使蛋白質(zhì)完全水解；色氨酸穩(wěn)定，但大多數(shù)氨基酸遭破壞并引起消旋現(xiàn)象；基酸

4、遭破壞并引起消旋現(xiàn)象；酶水解酶水解：部分水解；不產(chǎn)生消旋，不破壞氨基酸；主要用于蛋白部分水解；不產(chǎn)生消旋，不破壞氨基酸；主要用于蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)分析，如：胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶等。質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)分析，如：胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶等。二、蛋白質(zhì)的水解二、蛋白質(zhì)的水解三、氨基酸的一般結(jié)構(gòu)三、氨基酸的一般結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)通式結(jié)構(gòu)通式：與羧基相連的：與羧基相連的C上都有一個(gè)氨基，上都有一個(gè)氨基，氫原子和可變的氫原子和可變的R基。如圖基。如圖aa結(jié)構(gòu)通式：結(jié)構(gòu)通式：除除Gly外外 , C是不對(duì)稱是不對(duì)稱C ： 1.具有兩種立體異構(gòu)體具有兩種立體異構(gòu)體 D-型和型和L-型型 2.具有旋光性具有旋光性

5、左旋（左旋（-）或右旋（）或右旋（+）四、氨基酸的分類（一）基本氨基酸：組成蛋白質(zhì)的常見氨基酸（有（一）基本氨基酸：組成蛋白質(zhì)的常見氨基酸（有20種）。種）。（二）不常見的蛋白質(zhì)氨基酸：不常見但在某些蛋白質(zhì)中（二）不常見的蛋白質(zhì)氨基酸：不常見但在某些蛋白質(zhì)中存在。是多肽合成后由基本存在。是多肽合成后由基本aa經(jīng)酶促修飾而來(lái)經(jīng)酶促修飾而來(lái)(約約10種種)。（三）非蛋白質(zhì)氨基酸：存在于生物體內(nèi)但不參與蛋白質(zhì)（三）非蛋白質(zhì)氨基酸：存在于生物體內(nèi)但不參與蛋白質(zhì)組成的氨基酸組成的氨基酸(約約200多種多種)。按按R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)：基的化學(xué)結(jié)構(gòu)： 中性脂肪族氨基酸中性脂肪族氨基酸 1.脂肪族氨基酸脂肪族氨基

6、酸 含羥基或硫的氨基酸含羥基或硫的氨基酸 酸性氨基酸及其酰氨酸性氨基酸及其酰氨 堿性氨基酸堿性氨基酸 2.芳香族氨基酸芳香族氨基酸 3.雜環(huán)族氨基酸雜環(huán)族氨基酸（一）（一）常見的蛋白質(zhì)氨基酸（常見的蛋白質(zhì)氨基酸（2020種）種）（1）中性脂肪族氨基酸（）中性脂肪族氨基酸（5種，種，甘丙纈亮異甘丙纈亮異）R基均為中性烷基，基均為中性烷基，R基對(duì)分子酸堿性影響很小?；鶎?duì)分子酸堿性影響很小。Gly是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性 。1. 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸（2） R中含有羥基和硫的氨基酸（共中含有羥基和硫的氨基酸（共4種，種，絲蘇半甲硫絲

7、蘇半甲硫） Cys的的R中含中含巰基（巰基（-SH），具有重要性質(zhì)：具有重要性質(zhì)：兩個(gè)兩個(gè)Cys的巰基氧化生成二硫鍵，生成胱氨酸。的巰基氧化生成二硫鍵，生成胱氨酸。 Met在生物合成中是一種重要的甲基供體在生物合成中是一種重要的甲基供體。（3）酸性氨基酸及其酰胺基團(tuán)（各）酸性氨基酸及其酰胺基團(tuán)（各2種，種，天谷酸酰胺天谷酸酰胺） Asp和和Glu是唯一在生理?xiàng)l件下帶有負(fù)電荷的的兩個(gè)氨基酸；是唯一在生理?xiàng)l件下帶有負(fù)電荷的的兩個(gè)氨基酸；（4 ）堿性氨基酸（）堿性氨基酸（3種，種，賴精組賴精組） Arg是堿性最強(qiáng)的氨基酸，是動(dòng)物體內(nèi)尿素形成的中間物。是堿性最強(qiáng)的氨基酸，是動(dòng)物體內(nèi)尿素形成的中間物。2

8、.芳香族氨基酸（芳香族氨基酸（3種，種，苯丙色酪香苯丙色酪香） 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸3.雜環(huán)氨基酸（雜環(huán)氨基酸（2種，種，雜環(huán)帶組脯）Pro的的-亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)，一般出亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)，一般出現(xiàn)在兩段現(xiàn)在兩段-螺旋之間的轉(zhuǎn)角處，螺旋之間的轉(zhuǎn)角處，Pro殘基所在的位置必然發(fā)生骨架殘基所在的位置必然發(fā)生骨架方向的變化；方向的變化；His帶有咪唑基，是在生理帶有咪唑基，是在生理pH條件下唯一具有緩沖能力的氨基酸。條件下唯一具有緩沖能力的氨基酸。His在酶的酸堿催化機(jī)制中起重要作用。在酶的酸堿催化機(jī)制中起重要作用。l按按R基

9、的極性性質(zhì)：基的極性性質(zhì)： 1.非極性非極性R基氨基酸基氨基酸8（丙、纈、亮、異亮、（丙、纈、亮、異亮、脯、苯丙、色、甲硫）脯、苯丙、色、甲硫） 2.不帶電荷的極性不帶電荷的極性R基氨基酸基氨基酸7（甘、絲、蘇、（甘、絲、蘇、半胱、酪、谷氨酰胺、天冬酰胺）半胱、酪、谷氨酰胺、天冬酰胺） 3.帶正電荷的帶正電荷的R基氨基酸基氨基酸3（賴、精、組）（賴、精、組） 4.帶負(fù)電荷的帶負(fù)電荷的R基氨基酸基氨基酸2（谷、天冬）（谷、天冬）極極性性1.非極性非極性R基氨基酸（基氨基酸（8種）種）在水中的溶解度小，且在維持蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)（蛋白質(zhì)的疏水核在水中的溶解度小，且在維持蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)（蛋白質(zhì)的疏水

10、核心）中起著重要作用。心）中起著重要作用。2.不帶電荷的極性不帶電荷的極性R基氨基酸（基氨基酸（7種）種）這類氨基酸的側(cè)鏈都能與水形成氫這類氨基酸的側(cè)鏈都能與水形成氫鍵，因此很容易溶于水。鍵，因此很容易溶于水。羥基羥基巰基巰基酰胺基酰胺基3.帶負(fù)電荷的帶負(fù)電荷的R基氨基酸（酸性氨基酸，基氨基酸（酸性氨基酸，2種）種）這兩種氨基酸都含有兩個(gè)羧這兩種氨基酸都含有兩個(gè)羧基，并且第二個(gè)羧基在基，并且第二個(gè)羧基在pH7左右也完全解離，因此分子左右也完全解離，因此分子帶負(fù)電荷。帶負(fù)電荷。4.帶正電荷的帶正電荷的R基氨基酸（堿性氨基酸，基氨基酸（堿性氨基酸，3種）種）膠原蛋白中的膠原蛋白中的Lys側(cè)鏈氧化時(shí)

11、側(cè)鏈氧化時(shí)能形成很強(qiáng)的分子間能形成很強(qiáng)的分子間(或分子或分子內(nèi)內(nèi))交聯(lián)。交聯(lián)。Arg堿性很強(qiáng)，與堿性很強(qiáng)，與NaOH相當(dāng)。相當(dāng)。His是天然的緩沖劑，它往往是天然的緩沖劑，它往往存在于許多酶的活性中心。存在于許多酶的活性中心。（二）不常見的蛋白質(zhì)氨基酸（二）不常見的蛋白質(zhì)氨基酸也稱修飾氨基酸，是在蛋白質(zhì)合成后，由基本氨也稱修飾氨基酸，是在蛋白質(zhì)合成后，由基本氨基酸修飾而來(lái)。基酸修飾而來(lái)。 4-羥脯氨酸和羥脯氨酸和5-羥賴氨酸，這兩種氨基酸主要存羥賴氨酸，這兩種氨基酸主要存在于結(jié)締組織的纖維狀蛋白中。在于結(jié)締組織的纖維狀蛋白中。（三）非蛋白質(zhì)氨基酸（三）非蛋白質(zhì)氨基酸不組成蛋白質(zhì)，但有生理功能。

12、不組成蛋白質(zhì)，但有生理功能。（2）D-型氨基酸型氨基酸 D-Glu、D-Ala（肽聚糖中）、肽聚糖中）、D-Phe（短桿菌肽短桿菌肽S）（3）-、-、-氨基酸氨基酸 -Ala（泛素的前體）、泛素的前體）、-氨基丁酸（神經(jīng)遞質(zhì)）。氨基丁酸（神經(jīng)遞質(zhì)）。（一）氨基酸的解離（一）氨基酸的解離氨基酸在晶體和水溶液中主要以兩性離子形式存在，極少數(shù)為中性氨基酸在晶體和水溶液中主要以兩性離子形式存在，極少數(shù)為中性分子。分子。氨基酸在兩性離子時(shí)，氨基是以質(zhì)子化氨基酸在兩性離子時(shí)，氨基是以質(zhì)子化(NH3+)形式存在，羧基是形式存在，羧基是以離解狀態(tài)以離解狀態(tài)(COO-)存在。兩性離子既有酸的作用，又有堿的作用。

13、存在。兩性離子既有酸的作用，又有堿的作用。五、氨基酸的酸堿性質(zhì)五、氨基酸的酸堿性質(zhì)（二）氨基酸的等電點(diǎn)（二）氨基酸的等電點(diǎn)氨基酸分子的整體與溶液的氨基酸分子的整體與溶液的pHpH有關(guān)，改變?nèi)芤河嘘P(guān)，改變?nèi)芤簆HpH可以使氨基酸帶上正電荷，可以使氨基酸帶上正電荷，負(fù)電荷或者正好處于凈電荷為零的兼性離子狀態(tài)。負(fù)電荷或者正好處于凈電荷為零的兼性離子狀態(tài)。 等電點(diǎn)：等電點(diǎn)：當(dāng)溶液濃度為某一當(dāng)溶液濃度為某一pHpH值時(shí)，氨基酸分子中所含的值時(shí)，氨基酸分子中所含的- -NHNH3 3+ +和和- -COOCOO- -數(shù)目數(shù)目正好相等，凈電荷為正好相等，凈電荷為0 0。這一。這一pHpH值即為氨基酸的等電點(diǎn)

14、，簡(jiǎn)稱值即為氨基酸的等電點(diǎn)，簡(jiǎn)稱p pI I。在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動(dòng)，即氨基酸處于兩性離子狀在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動(dòng)，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)，少數(shù)離解成數(shù)目相等的陰、陽(yáng)離子。態(tài)，少數(shù)離解成數(shù)目相等的陰、陽(yáng)離子。 pH = pI時(shí)，氨基酸凈電荷為零；時(shí)，氨基酸凈電荷為零； pH pI時(shí)，兩性離子釋放質(zhì)子時(shí)，兩性離子釋放質(zhì)子，氨基酸帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)中向正極移動(dòng)；氨基酸帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)中向正極移動(dòng)； pH PIPHPI等電點(diǎn)（等電點(diǎn)（PI)正電荷正電荷負(fù)電荷負(fù)電荷氨基酸的等電點(diǎn)可依其分子中氨基、羧基和氨基酸的等電點(diǎn)可依其分子中氨基、羧基和R基的解離常數(shù)（基的解

15、離常數(shù)（pKa）值求出。）值求出。氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算公式可分為下列情況：氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算公式可分為下列情況： 1. 非極性非極性R基氨基酸和不帶電荷的極性基氨基酸和不帶電荷的極性R基氨基酸（半胱基氨基酸（半胱氨酸除外）：氨酸除外）：pI = (pKa1 + pKa2 )/2 2.帶負(fù)電荷的極性帶負(fù)電荷的極性R基的氨基酸（酸性氨基酸）：基的氨基酸（酸性氨基酸）：pI = (pKa1 + pKR-COO- )/2 半胱氨酸（半胱氨酸（Cys)不屬酸性氨基酸，但其不屬酸性氨基酸，但其SH具有弱具有弱酸性，在酸性，在PH7.0時(shí)，時(shí)， Cys的的SH部分解離，故其部分解離，故其PI按酸按酸性氨基酸計(jì)

16、算。性氨基酸計(jì)算。 3.帶正電荷的極性帶正電荷的極性R基的氨基酸（堿性氨基酸）：基的氨基酸（堿性氨基酸）：pI = (pKa2 + pKR-NH2 )/2 例如：例如：Glu的的pKa12.19， pKa2 9.67 ， pKR 4.25 ，計(jì)算其等電點(diǎn)，計(jì)算其等電點(diǎn)? 解：根據(jù)等電點(diǎn)的定義，近似求出解：根據(jù)等電點(diǎn)的定義，近似求出 pI=（pKa1+pKR)/2=(2.19+4.25)/2=3.22（一）（一）-羧基參加的反應(yīng)羧基參加的反應(yīng) 1. 成酯反應(yīng)成酯反應(yīng) 羧基被醇酯化后，形成相應(yīng)的酯。羧基被醇酯化后，形成相應(yīng)的酯。 2. 成酰氯反應(yīng)成酰氯反應(yīng) 羧基可與五氯化磷或二氯亞砜反應(yīng)，羧基可與

17、五氯化磷或二氯亞砜反應(yīng)，生成酰氯，在多肽的人工合成中常用。生成酰氯，在多肽的人工合成中常用。 3. 成酰胺反應(yīng)成酰胺反應(yīng)六、氨基酸的化學(xué)反應(yīng)六、氨基酸的化學(xué)反應(yīng)1. 酰化反應(yīng)?；磻?yīng) 丹磺酰氯丹磺酰氯（5二甲基氨基萘二甲基氨基萘-1-磺酰氯磺酰氯， DNS-Cl ）：）： 常用于多肽鏈常用于多肽鏈NH2末端氨基酸的標(biāo)記和微量氨基酸的定量測(cè)定。末端氨基酸的標(biāo)記和微量氨基酸的定量測(cè)定。（二）-NH2參加的反應(yīng) N GlyAlaSerLeuPhe C DNSGlyAlaSerLeuPhe C 水解產(chǎn)物：水解產(chǎn)物： DNSGly、 Ala、 Ser、 Leu、 Phe DNS-AA在紫外光激發(fā)后發(fā)黃色

18、熒光。在紫外光激發(fā)后發(fā)黃色熒光。DNS 2. 烴基化反應(yīng)烴基化反應(yīng) -氨基中的氮是一個(gè)親核中心，能與烴基（包氨基中的氮是一個(gè)親核中心，能與烴基（包括環(huán)烴及其衍生物）發(fā)生親核取代反應(yīng)，如括環(huán)烴及其衍生物）發(fā)生親核取代反應(yīng)，如Edman反應(yīng)（可鑒定多肽的反應(yīng)（可鑒定多肽的NH2 2末端氨基酸末端氨基酸 ）。）。EdmanEdman反應(yīng)反應(yīng)( (苯異硫氰酸酯，苯異硫氰酸酯，PITC )PITC ) 產(chǎn) 物 ： 苯 乙 內(nèi) 酰 硫 脲 衍 生 物產(chǎn) 物 ： 苯 乙 內(nèi) 酰 硫 脲 衍 生 物（PTH-PTH-氨基酸），無(wú)色，可以用氨基酸），無(wú)色，可以用層析法分離鑒定。層析法分離鑒定。 被被EdmanE

19、dman用來(lái)鑒定多肽的用來(lái)鑒定多肽的NHNH2 2末端末端氨基酸氨基酸 。（三）茚三酮反應(yīng)（三）茚三酮反應(yīng) 與茚三酮反應(yīng)（與茚三酮反應(yīng)（） 茚三酮在弱酸中與茚三酮在弱酸中與-氨基酸共熱，引起氨基酸的氧化脫氨、脫羧反應(yīng)，氨基酸共熱，引起氨基酸的氧化脫氨、脫羧反應(yīng)，最后，茚三酮與反應(yīng)產(chǎn)物最后，茚三酮與反應(yīng)產(chǎn)物氨和還原茚三酮反應(yīng)，生成紫色物質(zhì)氨和還原茚三酮反應(yīng)，生成紫色物質(zhì)。氨氨基基酸酸與與茚茚三三酮酮的的反反應(yīng)應(yīng)過(guò)過(guò)程程 此反應(yīng)十分靈敏，根據(jù)反應(yīng)所生成此反應(yīng)十分靈敏，根據(jù)反應(yīng)所生成的紫色的深淺，在的紫色的深淺，在570nm波長(zhǎng)下進(jìn)行比波長(zhǎng)下進(jìn)行比色就可測(cè)定樣品中氨基酸的含量，也可色就可測(cè)定樣品中氨

20、基酸的含量，也可以在分離氨基酸時(shí)作為顯色劑對(duì)氨基酸以在分離氨基酸時(shí)作為顯色劑對(duì)氨基酸進(jìn)行定量分析。進(jìn)行定量分析。 Pro、Hy-Pro與茚三酮直接形成黃與茚三酮直接形成黃色化合物。色化合物。（四）（四） 側(cè)鏈官能團(tuán)的特異反應(yīng)側(cè)鏈官能團(tuán)的特異反應(yīng)用于蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾用于蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾 氨基酸側(cè)鏈含有羥基、酚基、巰基、吲哚基、咪唑基、胍基、甲硫基等。氨基酸側(cè)鏈含有羥基、酚基、巰基、吲哚基、咪唑基、胍基、甲硫基等。蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾：蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾：在溫和條件下，以可控制的方式使蛋白質(zhì)與某種試在溫和條件下，以可控制的方式使蛋白質(zhì)與某種試劑發(fā)生特異反應(yīng)，引起蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸側(cè)鏈或功能團(tuán)發(fā)生共價(jià)化學(xué)

21、劑發(fā)生特異反應(yīng)，引起蛋白質(zhì)中個(gè)別氨基酸側(cè)鏈或功能團(tuán)發(fā)生共價(jià)化學(xué)改變。改變。 Cys(SH)鹵化烷（如碘乙酸等）鹵化烷（如碘乙酸等） ：保護(hù)巰基，防止重新被氧化；：保護(hù)巰基，防止重新被氧化；2硝基苯甲酸：分光光度法定量測(cè)定巰基；硝基苯甲酸：分光光度法定量測(cè)定巰基；易被氧化成胱氨酸易被氧化成胱氨酸胱氨酸的氧化（產(chǎn)物：磺基丙氨酸。胱氨酸的氧化（產(chǎn)物：磺基丙氨酸。氧化劑：氧化劑：過(guò)甲酸）過(guò)甲酸）胱氨酸的還原（產(chǎn)物：半胱氨酸。胱氨酸的還原（產(chǎn)物：半胱氨酸。 還原劑：還原劑：巰基乙醇等）巰基乙醇等）七、氨基酸的旋光性和光譜性質(zhì)七、氨基酸的旋光性和光譜性質(zhì)（一）氨基酸的旋光性和立體化學(xué)（一）氨基酸的旋光性和

22、立體化學(xué)1.氨基酸的構(gòu)型氨基酸的構(gòu)型氨基酸構(gòu)型：氨基酸構(gòu)型：L型、型、D型型。除了蘇、異亮有除了蘇、異亮有四四種光學(xué)異構(gòu)體種光學(xué)異構(gòu)體,甘氨酸只為甘氨酸只為L(zhǎng)型外，其余型外，其余17種氨基種氨基酸有酸有兩兩種光學(xué)異構(gòu)體：種光學(xué)異構(gòu)體：L型、型、D型。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸均屬型。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸均屬L-型。型。外消旋物：外消旋物：D-型和型和L-型的等摩爾混合物。型的等摩爾混合物。 L-蘇和蘇和D-蘇組成消旋物；蘇組成消旋物；L-別別-蘇和蘇和D-別別-蘇組成消旋物。蘇組成消旋物。2.氨基酸的旋光性氨基酸的旋光性氨基酸的旋光性（符號(hào)和大?。┤Q于它的氨基酸的旋光性（符號(hào)和大?。┤Q于它的R基的性

23、質(zhì)，并與溶液基的性質(zhì)，并與溶液的的pH值有關(guān)。比旋是值有關(guān)。比旋是氨基酸的物理常數(shù)之一，蛋白質(zhì)中氨基酸的物理常數(shù)之一，蛋白質(zhì)中L型氨型氨基酸的比旋光度見表基酸的比旋光度見表2-3。Gly無(wú)手性無(wú)手性C，無(wú)旋光性無(wú)旋光性; H2NCHCOOHH（二（二) )氨基酸的光譜性質(zhì)氨基酸的光譜性質(zhì)氨基酸的光吸收性氨基酸的光吸收性 20種基本氨基酸在可見光區(qū)都沒(méi)有光吸收，在紅外區(qū)和遠(yuǎn)紫外區(qū)有種基本氨基酸在可見光區(qū)都沒(méi)有光吸收，在紅外區(qū)和遠(yuǎn)紫外區(qū)有光吸收。在近紫外區(qū)（光吸收。在近紫外區(qū)（200-400nm）只有芳香族氨基酸（只有芳香族氨基酸（ Tyr、Phe、Trp的的R基含有共軛雙鍵）有光吸收?；泄曹?/p>

24、雙鍵）有光吸收。 （nm） Tyr 275 1.4103 Phe 257 2.0102 Trp 280 5.6103 蛋白質(zhì)在蛋白質(zhì)在280nm有最大紫外吸收光吸收，有最大紫外吸收光吸收， 分光光度法鑒定。分光光度法鑒定。 核磁共振（核磁共振（NMR）：）：在在aa和和Pro化學(xué)化學(xué) 表征方面起重要作用。表征方面起重要作用。知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接 核磁共振核磁共振( (NMR)是電磁波（無(wú)線電波）與原子核自旋相互作用的一種基本物是電磁波（無(wú)線電波）與原子核自旋相互作用的一種基本物理現(xiàn)象。理現(xiàn)象。NMR 波譜學(xué)具有最高的頻率分辨率。近年來(lái)越來(lái)越多的化學(xué)家、波譜學(xué)具有最高的頻率分辨率。近年來(lái)越來(lái)越多的化

25、學(xué)家、生物學(xué)家和醫(yī)學(xué)家涉足其中。生物學(xué)家和醫(yī)學(xué)家涉足其中。 目前生物目前生物NMR波譜學(xué)研究的前沿領(lǐng)域包括：波譜學(xué)研究的前沿領(lǐng)域包括：1. 生物分子三維結(jié)構(gòu)的生物分子三維結(jié)構(gòu)的NMR測(cè)定方法和應(yīng)用測(cè)定方法和應(yīng)用2. 生物分子相互作用、動(dòng)力學(xué)及其與功能的關(guān)系研究方法和應(yīng)用生物分子相互作用、動(dòng)力學(xué)及其與功能的關(guān)系研究方法和應(yīng)用3. 基于基于NMR的代謝組學(xué)研究方法和應(yīng)用的代謝組學(xué)研究方法和應(yīng)用4. 4. 生物組織的高分辨生物組織的高分辨NMR分析方法和應(yīng)用分析方法和應(yīng)用 l中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院核磁共振波譜實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院核磁共振波譜實(shí)驗(yàn)室：主要用多維核磁共振波譜及計(jì)算生物

26、學(xué)研究與重大疾病或重要生理功能相關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),動(dòng)力學(xué)與功能關(guān)系,以及蛋白質(zhì)相互作用。 蛋白質(zhì)因含有這些氨基酸，所以也有紫外吸收蛋白質(zhì)因含有這些氨基酸，所以也有紫外吸收能力，一般在能力，一般在280nm波長(zhǎng)波長(zhǎng)處有最大光吸收，因此處有最大光吸收，因此能利用紫外吸收法鑒定并測(cè)定樣品中蛋白質(zhì)的能利用紫外吸收法鑒定并測(cè)定樣品中蛋白質(zhì)的含量。含量。八、氨基酸混合物的分離和分析八、氨基酸混合物的分離和分析 層析法也稱色譜法，是層析法也稱色譜法，是19031903年俄國(guó)植物學(xué)家年俄國(guó)植物學(xué)家Michael Michael TswettTswett發(fā)現(xiàn)并命名的。他將植物葉子的色素通過(guò)裝填有吸發(fā)現(xiàn)并命名的。他

27、將植物葉子的色素通過(guò)裝填有吸附劑的柱子，各種色素以不同的速率流動(dòng)后形成不同的色附劑的柱子，各種色素以不同的速率流動(dòng)后形成不同的色帶而被分開，由此得名為帶而被分開，由此得名為“色譜法色譜法”（Chromatography) Chromatography) 。 后來(lái)無(wú)色物質(zhì)也可利用吸附柱層析分離。后來(lái)無(wú)色物質(zhì)也可利用吸附柱層析分離。 19441944年出現(xiàn)紙層析。年出現(xiàn)紙層析。 以后層析法不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)氣相層析、高壓液相層析、以后層析法不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)氣相層析、高壓液相層析、薄層層析、親和層析、凝膠層析等。薄層層析、親和層析、凝膠層析等。層析法的基本原理l層析法是利用混合物中各組分物理化學(xué)性

28、質(zhì)的差異層析法是利用混合物中各組分物理化學(xué)性質(zhì)的差異（如吸附力、分子形狀及大小、分子親和力、分配（如吸附力、分子形狀及大小、分子親和力、分配系數(shù)等），使各組分在兩相（一相為固定的，稱為系數(shù)等），使各組分在兩相（一相為固定的，稱為固定相；另一相流過(guò)固定相，稱為流動(dòng)相）中的分固定相；另一相流過(guò)固定相，稱為流動(dòng)相）中的分布程度不同，從而使各組分以不同的速度移動(dòng)而達(dá)布程度不同，從而使各組分以不同的速度移動(dòng)而達(dá)到分離的目的。到分離的目的。（一）基于分配系數(shù)差異的分離方法（一）基于分配系數(shù)差異的分離方法分配層析法分配層析法 分配系數(shù)分配系數(shù)Kd=CACBCA：一種物質(zhì)在：一種物質(zhì)在A相（流動(dòng)相）中的濃度相

29、（流動(dòng)相）中的濃度CB：一種物質(zhì)在：一種物質(zhì)在B相（固定相）中的濃度相（固定相）中的濃度 原理：主要根據(jù)被分析的樣品（如原理：主要根據(jù)被分析的樣品（如aaaa混合物）在兩種互混合物）在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離的目的。不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離的目的。 固定相和流動(dòng)相固定相和流動(dòng)相 混合物在層析系統(tǒng)中的分離決定于該混合物的組分在混合物在層析系統(tǒng)中的分離決定于該混合物的組分在兩相中的分配情況。兩相中的分配情況。1 1、柱層析、柱層析 層析柱中的填充劑或支持劑表面附著一層結(jié)合水作為固定相，沿固定相流過(guò)的與它互不相溶的溶劑是流動(dòng)相。當(dāng)用洗脫劑洗脫時(shí)，柱上端的氨基酸混合物

30、在兩相之間會(huì)按不同的分配系數(shù)以不同的速度向下移動(dòng)。分步收集層析柱下端的洗脫液，然后分別用茚三酮顯色定量，以氨基酸量對(duì)洗脫液體積作圖得洗脫曲線，曲線中的每個(gè)峰相當(dāng)于某一種氨基酸。加洗脫劑氨基酸樣品支持劑層析柱分部收集1.00.50.1光吸收值 20 40 60 80 100 120 流出液（毫升）2、紙層析、紙層析 固定相：固定相：濾紙纖維素上吸附的水 流動(dòng)相：流動(dòng)相：展層用的溶劑層析時(shí)，混合氨基酸在這兩相中不斷分配，使它們分布在濾紙的不同位置上?；静襟E：點(diǎn)樣、展層、顯色、定性（定量）基本步驟：點(diǎn)樣、展層、顯色、定性（定量） 層析時(shí)，將樣品點(diǎn)在濾紙的一個(gè)角上，稱為原點(diǎn)。然后將其放入一個(gè)密閉的容

31、器中，用一種溶劑系統(tǒng)進(jìn)行展層，當(dāng)溶劑展層至距濾紙上沿1cm時(shí)（約要40分鐘），取出濾紙，作好前沿位置標(biāo)記后，烘干濾紙（1分鐘） 。向?yàn)V紙上噴茚三酮顯色液至顯色，就會(huì)在濾紙上出現(xiàn)各種氨基酸的斑點(diǎn)。丁醇-醋酸 氨基酸的濾紙層析圖譜 由于各種氨基酸具有不同的遷移率（由于各種氨基酸具有不同的遷移率（ Rf ），因此它們就會(huì)彼此分開。），因此它們就會(huì)彼此分開。將各顯色斑點(diǎn)的將各顯色斑點(diǎn)的Rf值與標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的值與標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的Rf值比較，可得知該斑點(diǎn)的成分值比較，可得知該斑點(diǎn)的成分 。溶劑前沿氨基酸顯色點(diǎn)濾紙?jiān)c(diǎn)XY濾紙層析中的Rf值，Rf =X/Y 斑點(diǎn)到原點(diǎn)（點(diǎn)樣處）的距離斑點(diǎn)到原點(diǎn)（點(diǎn)樣處）的距離 Rf = - 溶劑前沿到原點(diǎn)之間的距離溶劑前沿到原點(diǎn)之間的距離3、薄層層析（thin-layer chromatography)：基本步驟：基本步驟： 鋪板、點(diǎn)樣、展