最新王鏡巖生物化學課件PPT-第3章 氨基酸精品課件ppt培訓講學

1、王鏡巖生物化學課件PPT-第3章 氨基酸蛋白質的構件分子蛋白質的構件分子Protein Architecture一、氨基酸一、氨基酸 -C-C-C-C-COOH-C-C-C-C-COOH -C-C-C-C(NH-C-C-C-C(NH2 2)-COOH -)-COOH -氨基酸氨基酸 -C-C-C(NH-C-C-C(NH2 2)-C-COOH -)-C-COOH -氨基酸氨基酸 -C-C(NH-C-C(NH2 2)-C-C-COOH -)-C-C-COOH -氨基酸氨基酸什么是什么是-氨基酸？氨基酸？ 大多數(shù)大多數(shù)AAAA在中性在中性pHpH時呈時呈兼兼性離子性離子狀態(tài)狀態(tài): : 除甘氨酸外，除

2、甘氨酸外，1919種種AAAA都具有都具有旋光性。旋光性。 除胱氨酸和酪氨酸外，其余除胱氨酸和酪氨酸外，其余AAAA都能溶于水。都能溶于水。COO-NH3+二、氨基酸的分類二、氨基酸的分類（一）常見的蛋白質氨基酸（一）常見的蛋白質氨基酸按基的化學結構分類：按基的化學結構分類：、脂肪族、脂肪族aaaa（）中性（）中性aaaa（2 2）含羥基或硫）含羥基或硫aaaa（）酸性（）酸性aaaa及其酰胺及其酰胺（）堿性（）堿性aaaa、芳香族、芳香族aaaa、雜環(huán)、雜環(huán)aaaa按基的極性性質分類：按基的極性性質分類：、非極性基、非極性基aaaa、不帶電荷的極性基、不帶電荷的極性基aaaa3 3、帶正電荷

3、的基、帶正電荷的基aaaa4 4、帶負電荷的基、帶負電荷的基aaaa（二）不常見的蛋白質氨基酸（二）不常見的蛋白質氨基酸 由常見由常見aa經(jīng)修飾而來。經(jīng)修飾而來。（三）非蛋白質氨基酸（三）非蛋白質氨基酸 150150多種多種多是蛋白質中多是蛋白質中L L型型-AA-AA衍生物衍生物有一些是有一些是-，-，-AA-AA有些是有些是D-D-型型AAAA鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸三、氨基酸的酸堿性質三、氨基酸的酸堿性質（一）兼性離子（一）兼性離子H3NCHCOOHR+（pHpI）H3NCHCOO-R+（pH=pI）H2NCHCOO-R（pHpI）（二）氨基酸的解離（二）氨基酸的解離（三）氨基酸的等電點

4、（三）氨基酸的等電點 當溶液為某一當溶液為某一pHpH值時，值時，AAAA主要以兼性離子主要以兼性離子的形式存在，分子中所含的正負電荷數(shù)目的形式存在，分子中所含的正負電荷數(shù)目相等，凈電荷為相等，凈電荷為0 0。這一。這一pHpH值即為值即為AAAA的等電的等電點（點（p pI I）。 在在p pI I時，時，AAAA在電場中既不向正極也不向負在電場中既不向正極也不向負極移動，即處于兩性離子狀態(tài)。極移動，即處于兩性離子狀態(tài)。 Ka1*Ka2=l側鏈不含離解基團的中性側鏈不含離解基團的中性AAAAlpI = (pK1 + pK2 )/2 甘氨酸滴定曲線甘氨酸滴定曲線 對于側鏈含有可解離基團的對于側

5、鏈含有可解離基團的AAAA p pI I取決于兩性離子兩邊取決于兩性離子兩邊p pK K值的算術平均值的算術平均值值 酸性酸性AAAA：p pI I = (p = (pK K1 1 + p + pK KR-COOR-COO- - )/2 )/2 堿性堿性AAAA：p pI I = (p = (pK K2 2 + p + pK KR-NH2 R-NH2 )/2 )/2 四、氨基酸的化學反應四、氨基酸的化學反應（一）（一）-氨基參加的反應氨基參加的反應1.1.與亞硝酸反應與亞硝酸反應2.2.與?；噭┓磻c?；噭┓磻?.3.烴基化反應烴基化反應4.4.形成形成SchiffsSchiffs堿反堿反

6、應應5.5.脫氨基反應脫氨基反應 NH2 OH R CH COOH + HNO2 R CH COOH+H2O+N2lVan Slyke 法測氨基氮（體積）的基礎。法測氨基氮（體積）的基礎。lN2中的中的1/21/2為氨基氮。為氨基氮。 氨基酸定量和蛋白質水解程度的測定。氨基酸定量和蛋白質水解程度的測定。NO2FO2N+ H2NCHCOOHRNO2O2NHNCHCOOHR+ HF弱堿性弱堿性DNP- -氨基酸氨基酸 （黃色黃色）DNFBSanger 法測定法測定N N末端氨基酸基礎末端氨基酸基礎N=C=S + NCHCOOHHHRPITCNCNCHCOOHHHRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSN

7、CCOPTH-氨基酸氨基酸pH8.3無水無水HF苯異硫氰酸酯苯異硫氰酸酯PITC苯氨基硫甲酰衍生物苯氨基硫甲酰衍生物苯乙內(nèi)硫脲衍生物苯乙內(nèi)硫脲衍生物Edman降解法基礎降解法基礎醛醛 氨基酸氨基酸 Schiffs堿堿-H20+H20在生物體內(nèi)經(jīng)在生物體內(nèi)經(jīng)AA氧化酶氧化酶催化催化即脫去即脫去-氨基而轉變?yōu)橥?。氨基而轉變?yōu)橥帷＃ǘǘ?-羧基參加的反應羧基參加的反應1.1.成鹽或成酯反應成鹽或成酯反應2.2.成酰氯反應成酰氯反應3.3.脫羧基反應脫羧基反應4.4.疊氮反應疊氮反應（2）成酯）成酯 NH2 干燥，干燥，HCl R CH COOH + C2H5OH 回流回流 R CH COO

8、C2H5 + H2ONH3Cl保護羧基保護羧基（1）與）與NaOH等形成鹽等形成鹽 HN-保護基保護基 R CH-COOH + PCl5 HN-保護基保護基 R CH-COOCl + POCl3 + HCl保護氨基保護氨基 活化羧基活化羧基 NH2 脫羧酶脫羧酶 RCH-COOH R-CH2-NH2 +CO2 YNH O NH2NH2 RCHCOCH3 YNH O HNO2 RCHCNHNH2 YNH O RCHCN -N+ N + 2H2O?；被峒柞ヵ；被峒柞?肼肼?；被ｋ迈；被ｋ迈；被／B氮酰化氨基酰疊氮肽的人工合成肽的人工合成（三）（三）-羧基和羧基和-氨基都參加的反應

9、氨基都參加的反應1 1、 與與茚三酮反應茚三酮反應 2 2、 成肽成肽反應反應弱酸弱酸 加熱加熱（四）（四） 側鏈側鏈R R基參加的反應基參加的反應1 1、TyrTyr2 2、堿性、堿性AAAA2 2、堿性、堿性AAAA3 3、帶硫、帶硫AAAAONH2OHOHIIONH2OHOHIONH2OHOHO2NNO2ONH2OHOHNO2Tyr酚基在酚基在3和和5位上易發(fā)生親電取代反應，位上易發(fā)生親電取代反應，如碘化和硝化如碘化和硝化黃色反應黃色反應NNNNONH2OHOHHO3SHO3S反應反應NNNHNNNCH2 CH COOHNH2HO3SHO3SHis側鏈咪唑基側鏈咪唑基與重氮苯磺酸生與重氮

10、苯磺酸生成棕紅色化合物成棕紅色化合物反應反應Arg側鏈胍基與側鏈胍基與環(huán)己二酮生成環(huán)己二酮生成縮合物縮合物Trp側鏈吲哚基能被側鏈吲哚基能被N-溴代琥珀酰亞胺溴代琥珀酰亞胺氧化氧化分光光度法測定分光光度法測定Trp含量含量Met側鏈上甲硫基：強親核基團與烴化試劑成锍鹽側鏈上甲硫基：強親核基團與烴化試劑成锍鹽保護巰基保護巰基與二硫硝基苯甲酸發(fā)生硫醇與二硫硝基苯甲酸發(fā)生硫醇-二硫化物交換二硫化物交換pH8.0時時412nm最大光吸收最大光吸收分光光度法測定分光光度法測定-SH2R-SH+1/2O2R-S-S-R+H2OCys的巰基不穩(wěn)定，易被氧化成二硫鍵的巰基不穩(wěn)定，易被氧化成二硫鍵巰基在有痕量的

11、金屬離子如：巰基在有痕量的金屬離子如：Cu2+，F(xiàn)e2+，Co2+或或Mn2+時，易被氧化時，易被氧化Cys中的二硫鍵可被氧化劑（過甲酸）以中的二硫鍵可被氧化劑（過甲酸）以及還原劑（巰基化合物）打開。及還原劑（巰基化合物）打開。H2N-CH-COOH CH2 S S CH2H2N-CH-COOH6HCOOOHH2N-CH-COOH CH2 SO3H H2N-CH-COOH CH2 SH2R-SH+6HCOOHR-S-S-R磺基丙氨酸磺基丙氨酸 CH2SHHOCH HCOH CH2SH+R-S-S-ROHOHSS+2R-SH五、五、AAAA的光學活性和光譜性質的光學活性和光譜性質（一）（一）AA

12、的光學活性和立體化學的光學活性和立體化學（二）氨基酸的光譜性質（二）氨基酸的光譜性質可見光區(qū)：無吸收可見光區(qū)：無吸收遠紫外和紅外區(qū)：都吸收遠紫外和紅外區(qū)：都吸收近紫外區(qū)（近紫外區(qū)（200400nm200400nm）：）：Tyr/Trp/PheTyr/Trp/Phe 原因：原因：-C=C-C=C-C=C-C=C-C=C-C=C-C=C-C=C-1、紫外吸收光譜、紫外吸收光譜Trp 280nmTrp 280nmTyr 275nmTyr 275nmPhe 257nmPhe 257nm蛋白質含量測定蛋白質含量測定280nm、核磁共振波譜、核磁共振波譜六、氨基酸混合物的分析分離六、氨基酸混合物的分析分離

13、 利用利用AAAA成分分配系數(shù)的差異成分分配系數(shù)的差異（一）分配層析法的一般原理（一）分配層析法的一般原理 層析系統(tǒng)層析系統(tǒng)固定相固定相流動相流動相附著在固相上的液體附著在固相上的液體固體固體 按兩相所處狀態(tài)分：按兩相所處狀態(tài)分：流動相流動相液體液體氣體氣體固固定定相相液液體體液液層析液液層析氣液層析氣液層析固固體體液固層析液固層析氣固層析氣固層析柱柱固定相裝于柱內(nèi)固定相裝于柱內(nèi)紙紙固定相是液體，吸附在濾紙上，將樣品固定相是液體，吸附在濾紙上，將樣品點在紙上，用流動相展開點在紙上，用流動相展開薄層薄層將有適當粘度的固定相涂在薄板上將有適當粘度的固定相涂在薄板上薄膜薄膜與紙層析相似，與紙層析相似，紙用其它高分子有機吸附劑代替紙用其它高分子有機吸附劑代替 按操作形式分：按操作形式分：吸附吸附固體固體 吸附能力不同吸附能力不同分配分配液體液體 分配系數(shù)不同分配系數(shù)不同離子交換離子交換 離子交換劑離子交換劑 親和性不同親和性不同凝膠凝膠多孔凝膠，多孔凝膠， 通過速度不同通過速度不同親和親和固定相只能與一種組分結合，固定相只能與一種組分結合，分開其它無親和力的組分分開其它無親和力的組分 按層析原理分：按層析原理分： 固定相固定相 各組分對固定相各組分對固定相（二）分配柱