生物化學(xué)第3章氨基酸ppt課件

1、第3章 氨基酸(Amino acids)一、氨基酸一、氨基酸蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二、氨基酸的分類二、氨基酸的分類三、氨基酸的酸堿化學(xué)三、氨基酸的酸堿化學(xué)四、氨基酸的化學(xué)反響四、氨基酸的化學(xué)反響五、氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)五、氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)六、氨基酸混合物的分析分別六、氨基酸混合物的分析分別一、氨基酸蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子 將蛋白質(zhì)完全水解酸水解、堿水解、酶水將蛋白質(zhì)完全水解酸水解、堿水解、酶水解可以得到構(gòu)成蛋白質(zhì)的根本成分，這些根本解可以得到構(gòu)成蛋白質(zhì)的根本成分，這些根本成分是成分是L-L-氨基酸。氨基酸。氨基酸的構(gòu)造通式碳原子為手性碳碳原子為手性碳側(cè)鏈基團(tuán)側(cè)鏈基團(tuán)氨基酸經(jīng)

2、過肽鍵酰胺鍵銜接成肽Carboxyl endAmino endAmino acid 2DipeptideAmino acid 1二、氨基酸的分類從各種生物體中發(fā)現(xiàn)的氨基酸已有從各種生物體中發(fā)現(xiàn)的氨基酸已有180多種。多種。20種常見的蛋白質(zhì)氨基酸種常見的蛋白質(zhì)氨基酸不常見的蛋白質(zhì)氨基酸不常見的蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸常見的蛋白質(zhì)氨基酸Glycine Alanine Valine Leucine Isoleucine常見的蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸 Serine Threonine Cysteine Methionine蛋氨酸蛋氨酸常見的蛋白質(zhì)Aspartic acid Glutamic

3、 acid Asparagine Glutamine常見的蛋白質(zhì)氨基酸 Lysine Arginine Histidine Proline常見的蛋白質(zhì)氨基酸 Phenylalanine Tyrosine Tryptophan氨基酸按其R基的極性分類pH7時非極性非極性R基基氨基酸氨基酸不帶電荷的極不帶電荷的極性性R基氨基酸基氨基酸帶正電荷的帶正電荷的R基氨基酸基氨基酸帶負(fù)電荷的帶負(fù)電荷的R基氨基酸基氨基酸丙氨酸丙氨酸甘氨酸甘氨酸賴氨酸賴氨酸天冬氨酸天冬氨酸纈氨酸纈氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸谷氨酸谷氨酸亮氨酸亮氨酸蘇氨酸蘇氨酸組氨酸組氨酸異亮氨酸異亮氨酸半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸脯氨酸酪氨酸酪氨酸

4、苯丙氨酸苯丙氨酸天冬酰胺天冬酰胺色氨酸色氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺甲硫氨酸甲硫氨酸不常見蛋白質(zhì)氨基酸不常見蛋白質(zhì)氨基酸不常見蛋白質(zhì)氨基酸不常見蛋白質(zhì)氨基酸不常見蛋白質(zhì)氨基酸硒代半胱氨酸硒代半胱氨酸非蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸甲狀腺素三、氨基酸的酸堿化學(xué)氨基酸兼性離子氨基酸兼性離子甘氨酸兼性離子的解離甘氨酸的滴定曲線pK1 = 2.34 pI = 5.97pK2 = 9.60Handerson-Hasselbalch公式公式lg質(zhì)子供體質(zhì)子受體 pKapH當(dāng)質(zhì)子受體=質(zhì)子供體時pKapH 谷氨酸和賴氨酸的滴定曲線谷氨酸的解離反響式和pI計(jì)算賴氨酸的解離反響式和pI計(jì)算部分氨

5、基酸的解離常數(shù)和等電點(diǎn)氨基酸氨基酸-COOHpKa-NH3+pKaR基基pKapI天冬氨酸天冬氨酸2.099.823.86（COOH）2.97谷氨酸谷氨酸2.199.674.25（COOH）3.22精氨酸精氨酸2.179.0412.48（胍基）（胍基）10.76賴氨酸賴氨酸2.188.9510.53（NH3+）9.74組氨酸組氨酸1.829.176.00（咪唑基）（咪唑基）7.59半胱氨酸半胱氨酸1.7110.788.33（SH）5.02酪氨酸酪氨酸2.209.1110.07（OH）5.66甘氨酸的氨基與甲醛的反響反響的結(jié)果減弱反響的結(jié)果減弱了氨基的堿性了氨基的堿性氨基酸的甲醛滴定曲線 由于加

6、甲由于加甲醛與氨基酸的醛與氨基酸的氨基反響，減氨基反響，減弱了氨基的堿弱了氨基的堿性，使得滴定性，使得滴定終點(diǎn)向中性終點(diǎn)向中性pHpH偏移，由偏移，由pH12pH12左 右 降 低 到左 右 降 低 到pH9pH9左右，正左右，正好是酚酞指示好是酚酞指示劑的變色區(qū)域。劑的變色區(qū)域。四、氨基酸的化學(xué)反響一氨基參與的反響1.與亞硝酸反響室溫氨基酸定量2.2.與?；噭┓错懪c?；噭┓错懫S氧甲酰氯芐氧甲酰氯芐氧甲酰氨基酸芐氧甲酰氨基酸維護(hù)氨基其它?；噭?.3.烴基化反響烴基化反響與與 DNFB DNFB 反響反響氨基酸鑒定return3.3.烴基化反響烴基化反響與與 PITC PITC 反響反響

7、氨基酸鑒定return4.4.構(gòu)成西佛堿反響構(gòu)成西佛堿反響酶與底物過渡態(tài)中間物的結(jié)合方式之一用于甲醛滴定二羧基參與的反響1.成鹽和成酯反響維護(hù)羧基2.2.成酰氯反響成酰氯反響活化羧基3.3.疊氮反響疊氮反響活化羧基三氨基和羧基共同參與的反響1.與茚三酮反響氨基酸定量測定紫色紫色亞氨基酸與茚三酮反響的產(chǎn)物亮黃色亮黃色2.2.成肽反響成肽反響環(huán)狀二肽環(huán)狀二肽 甘氨酸甘氨酸 甘氨酸甘氨酸 二酮哌嗪二酮哌嗪四半胱氨酸巰基參與的反響1.與碘乙酸反響標(biāo)志巰基標(biāo)志巰基return2.2.與氮丙啶反響與氮丙啶反響為胰蛋白酶水解肽鏈提供一個新位點(diǎn)為胰蛋白酶水解肽鏈提供一個新位點(diǎn)return3.3.與含汞化合物反

8、響與含汞化合物反響蛋白質(zhì)結(jié)晶時制備重原子衍生物蛋白質(zhì)結(jié)晶時制備重原子衍生物對氯汞苯甲酸對氯汞苯甲酸4.4.與二硫硝基苯甲酸反響與二硫硝基苯甲酸反響巰基定量測定巰基定量測定pH8.0, 412nm檢測檢測5.5.兩個巰基氧化成二硫鍵兩個巰基氧化成二硫鍵蛋白質(zhì)構(gòu)成二、三級構(gòu)造時蛋白質(zhì)構(gòu)成二、三級構(gòu)造時6.6.蛋白質(zhì)中二硫鍵的氧化和復(fù)原蛋白質(zhì)中二硫鍵的氧化和復(fù)原蛋白質(zhì)構(gòu)造研討蛋白質(zhì)構(gòu)造研討胱氨酸胱氨酸Cystine反響一反響一反響二反響二7.7.蛋白質(zhì)中二硫鍵的被蛋白質(zhì)中二硫鍵的被DTTDTT復(fù)原復(fù)原蛋白質(zhì)構(gòu)造研討蛋白質(zhì)構(gòu)造研討二硫蘇糖醇二硫蘇糖醇DTTDTT五、氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)氨基酸的相

9、對構(gòu)型氨基酸的相對構(gòu)型蘇氨酸的4種光學(xué)異構(gòu)體部分氨基酸的比旋光度Amino AcidSpecific Rotation D25 DegreeAmino AcidSpecific Rotation D25 DegreeL-Alanine+1.8L-Methionine10.0L-Arginine+12.5L-Phenylalanine34.5L-Aspartic Acid +5.0L-Proline86.2L-Glutamic Acid+12.0L-Serine7.5L-Histidine38.5L-Threonine28.5L-Isoleucine+12.4L-Tryptophan33.7L-

10、Leucine11.0L-Valine+5.6L-Lysine+13.5Murchison隕星 地球外偏手性的發(fā)現(xiàn) 組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是L-L-氨基酸，在產(chǎn)生生命之氨基酸，在產(chǎn)生生命之前天然合成的氨基酸應(yīng)該是前天然合成的氨基酸應(yīng)該是D-D-和和L-L-型的氨基酸各占一半，型的氨基酸各占一半，那么生命體中的氨基酸的構(gòu)型是隨機(jī)選擇的嗎？那么生命體中的氨基酸的構(gòu)型是隨機(jī)選擇的嗎？John John CroninCronin和和Sandra PizzarelloSandra Pizzarello檢測了檢測了19691969年年9 9月月2828號落在號落在澳大利亞澳大利亞Mur

11、chisonMurchison附近的隕星中的特殊氨基酸的構(gòu)型，附近的隕星中的特殊氨基酸的構(gòu)型，檢測的檢測的4 4種特殊氨基酸是種特殊氨基酸是2-2-氨基氨基-2,3-2,3-二甲基戊酸二甲基戊酸-methylisoleucinemethylisoleucine和和-methylalloisoleucine-methylalloisoleucine、2-2-氨基氨基-2-2-甲基丁酸甲基丁酸IsovalineIsovaline及及2-2-氨基氨基-2-2甲基甲基- -戊酸戊酸-Methylnorvaline-Methylnorvaline，以防止地球上氨基酸的污染。，以防止地球上氨基酸的污染。結(jié)

12、果發(fā)現(xiàn)它們中結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們中L L型的比型的比D D型的分別多型的分別多29%29%。 四種特殊氨基酸的構(gòu)造式甲基異亮氨酸甲基異亮氨酸甲基別異亮氨酸甲基別異亮氨酸異纈氨酸異纈氨酸甲基正纈氨酸甲基正纈氨酸芳香族氨基酸在pH6時的紫外吸收光譜Lambert-Beer 定律 式中：式中：I 0I 0為入射光強(qiáng)，為入射光強(qiáng)，I I為透過光強(qiáng)，為透過光強(qiáng)，T T為透光率，為透光率，為摩爾吸收系數(shù)，為摩爾吸收系數(shù)，c c為溶質(zhì)濃度，為溶質(zhì)濃度，l l為光徑。其中為光徑。其中定義為：光經(jīng)過定義為：光經(jīng)過1cm1cm光徑時光徑時1Mol / L1Mol / L溶質(zhì)對該波長光的溶質(zhì)對該波長光的吸收值。吸收值。l

13、cTIIAlglg0六、氨基酸混合物的分析分別1酸水解：用酸水解：用6 mol/L HCl或或4 mol/L H2SO4回流回流20h左右可左右可使蛋白質(zhì)完全水解。酸水解不引起消旋作用，得到的是使蛋白質(zhì)完全水解。酸水解不引起消旋作用，得到的是L-氨基氨基酸。但色氨酸被完全破壞，絲氨酸和蘇氨酸有一小部分被分解，酸。但色氨酸被完全破壞，絲氨酸和蘇氨酸有一小部分被分解，同時天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解下來。同時天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解下來。2堿水解：與堿水解：與5 mol/L NaOH共沸共沸1020h可使蛋白質(zhì)完全可使蛋白質(zhì)完全水解。堿水解導(dǎo)致多數(shù)氨基酸破壞，并引起消旋作用，得到的水解。堿水解導(dǎo)致多數(shù)氨基酸破壞，并引起消旋作用，得到的是是D-和和L-氨基酸的混合物。堿水解引起精氨酸脫氨，生成鳥氨氨基酸的混合物。堿水解引起精氨酸脫氨，生成鳥氨酸和尿素。但色氨酸是穩(wěn)定的。酸和尿