高級生物化學氨基酸

第3章氨基酸(aminoacids)一、蛋白質(zhì)的水解堿水解會降低蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值A(chǔ).

胰蛋白酶(trypsin)

專一裂解Lys、Arg的羧基參與形成的肽鍵（后為Pro時抑制）。為了減少的作用位點，可用化學修飾將多肽鏈側(cè)鏈保護起來，1.2-環(huán)己酮封閉Arg，馬來酸酐封閉Lys。氮丙啶形成帶正電荷點，增加位點。B.

糜蛋白酶(Chymotrypsin)

斷裂Phe,Trp,Tyr等疏水AA的羧基所形成的肽鍵。后為Pro時抑制C.胃蛋白酶(Pepsin)（在Leu,Phe,Trp,Tyr后）

斷裂鍵兩側(cè)的殘基都是疏水性或芳香氨基酸殘基。其后和前為Pro時抑制。酶解法（內(nèi)切酶）（Pro不能測）(1).羧肽酶(carboxypeptidase)法，（Pro不能測）

CarboxypeptidaseA

recognizesallaasexceptArg/Lys/Pro;Rn-1cannotbeProCarboxypeptidaseB

recognizesArg/Lys;Rn-1cannotbePro酶解法（外切酶）1、不同氨基酸的R基不同，R基決定了氨基酸的性質(zhì)2、兼性離子→晶體溶點高→離子晶格，不是分子晶格。3、溶解性：一般都溶于水，不溶或微溶于醇4、介電常數(shù)高→水溶液中的氨基酸是極性分子。二、氨基酸的一般結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸基本氨基酸：具有密碼子不常見的蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸三、氨基酸的分類1、基本氨基酸（編碼的蛋白質(zhì)氨基酸）：組成蛋白質(zhì)，20種，又稱為天然氨基酸、常見的蛋白質(zhì)氨基酸）2、稀有氨基酸：是多肽合成后由基本aa經(jīng)酶促修飾而來。3、非蛋白質(zhì)氨基酸：存在于生物體內(nèi)但不組成蛋白質(zhì)(約150種)?；景被岬姆诸?方式1按R基結(jié)構(gòu)分類AliphaticAminoAcidsAromaticAminoAcids一氨基一羧基的氨基酸

Gly,Ala,Val,Leu,Ile,Ser.Thr,Cys,Met一氨基二羧基的氨基酸（酸性氨基酸）及酰胺:Asp,Glu.Asn,Gln二氨基一羧基的氨基酸（堿性氨基酸）:Arg,Lys(1)

脂肪族氨基酸(2)

芳香族氨基酸:Phe,Tyr,Trp(3)

雜環(huán)族氨基酸：His,Pro（1）側(cè)鏈為烴鏈的氨基酸丙氨酸異亮氨酸亮氨酸纈氨酸甘氨酸

R基均為中性烷基，R基對分子酸堿性影響很小，它們幾乎有相同的等電點。從Gly至Ile，R基團疏水性增加

Gly是唯一不含手性碳原子的氨基酸，不具旋光性，Gly的側(cè)鏈介于極性與非極性之間，也把它歸為非極性類。（2）.側(cè)鏈含有羥基的氨基酸（2種）絲氨酸蘇氨酸Ser的-CH2OH基（pKa=15）在生理條件下不解離，但在大多數(shù)酶的活性中心都發(fā)現(xiàn)有Ser殘基存在。

Ser和Thr的-OH往往與糖鏈相連，形成糖蛋白。（3）.側(cè)鏈含硫原子的氨基酸Cys的R中含巰基（-SH）

兩個Cys的巰基氧化可以生成二硫鍵，生成胱氨酸。

Met在生物合成中是一種重要的甲基供體，蛋白質(zhì)合成的第一個氨基酸。蛋氨酸半胱氨酸SulfurContainingAminoAcids兩個半胱氨酸氧化可以形成胱氨酸（4）側(cè)鏈含有羧基或酰胺基的氨基酸（4種）

天冬氨酸側(cè)鏈為-羧基谷氨酸側(cè)鏈為-羧基天冬酰胺谷氨酰胺Asp和Glu它們是唯一在生理條件下帶有負電荷的的兩個

氨基酸（5）.側(cè)鏈含有堿性基團的氨基酸（3種）組氨酸賴氨酸精氨酸側(cè)鏈有咪唑環(huán)側(cè)鏈有-氨基側(cè)鏈有胍基它們是唯一在生理條件下帶有正電荷的的三個

氨基酸堿性氨基酸

Lys側(cè)鏈氨基的pKa為10.53，生理條件下，Lys側(cè)鏈帶有一個正電荷（—NH3+），側(cè)鏈的氨基反應(yīng)活性增大。膠原蛋白中的Lys側(cè)鏈氧化時能形成很強的分子間(內(nèi))交聯(lián)。

Arg是堿性最強的氨基酸，側(cè)鏈上的胍基是已知堿性最強的有機堿，pKa值為12.48，生理條件下完全質(zhì)子化。與NaOH相當

His是pKa值最接近生理pH值的一種（游離氨基酸中為6.00，在多肽鏈中為7.35），是在生理pH條件下唯一具有緩沖能力的氨基酸。His在酶的酸堿催化機制中起重要作用。它往往存在于許多酶的活性中心。

BasicAminoAcids組蛋白中較多乙酰-CoA羧化酶的組成上面的生物素輔基象一個擺臂(6)、R為芳香族基團的氨基酸（3種）AromaticAminoAcids

R為芳香族基團的氨基酸三種芳香族氨基酸在紫外光區(qū)都吸收紫外光，在中性pH條件下，色氨酸和酪氨酸的紫外吸收峰在280nm，而苯丙氨酸的在260nm，大多數(shù)蛋白質(zhì)中都含有色氨酸和酪氨酸或其中的一種，所以溶液中280nm吸收的測量常用來估算蛋白質(zhì)的濃度。也與蛋白質(zhì)發(fā)熒光有關(guān)(7)雜環(huán)氨基酸：脯氨酸一種亞氨酸，具有固定的構(gòu)型Pro的α-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α-螺旋之間的轉(zhuǎn)角處，Pro殘基所在的位置必然發(fā)生骨架方向的變化，基本氨基酸結(jié)構(gòu)特點小結(jié)支鏈氨基酸：纈氨酸、亮氨酸，異亮氨酸含羥基的氨基酸：絲氨酸、蘇氨酸含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巰基）、甲硫氨酸（含硫甲基）含苯環(huán)的氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸含胍基的氨基酸：精氨酸含咪唑基的氨基酸：組氨酸亞氨基酸：脯氨酸含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺含吲哚基的氨基酸：色氨酸含ε-氨基的氨基酸：賴氨酸按側(cè)鏈R基極性分類基本氨基酸的分類-方式2（1）不帶電荷的極性R基的aa：絲氨酸，蘇氨酸，酪氨酸，半胱氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺（2）帶正電荷的極性R基aa（堿性aa）：賴氨酸，精氨酸，組氨酸（3）帶負電荷的極性R基aa（酸性aa）：天冬氨酸，谷氨酸1.非極性R基氨基酸，側(cè)鏈無極性甘氨酸，丙氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，甲硫氨酸，苯丙氨酸，色氨酸、脯氨酸，2.極性R基氨基酸

1.nonpolar(hydrophobic)aminoacids.2.PolarUnchargedAminoAcids組氨酸賴氨酸精氨酸側(cè)鏈有咪唑環(huán)側(cè)鏈有-氨基側(cè)鏈有胍基3.PositivelychargedatphysiologicalpHPositivelychargedatphysiologicalpHRgroupshaveone-NH2.AminoAcidswith“Basic”SideChainsRgroupsarepositivelychargedatneutralpH(=7.0).AAsarehighlyhydrophilic.4.AminoacidswithacidicsidechainsTheacidicaminoacidsRgroupshave–COOH.AminoAcidswithAcidicSideChainsRgroupsarenegativelychargedatphysiologicalpH(=7.4).AAsaresolubleinH2O.

天冬氨酸側(cè)鏈為-羧基谷氨酸側(cè)鏈為-羧基Asparticacid

glutamicacid(AsporD)

(GluorE)R-Groups氨基酸的親疏水性指數(shù)極性與非極性與蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)形成密切相關(guān)非極性aa一般形成蛋白質(zhì)的疏水核心，帶電荷的aa和極性aa位于表面。ProteinstructureNon-polargroupsdonotinteractwithwaterPolargroupsreadilyinteractwithwater氨基酸的疏水性和蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)思考：假設(shè)該序列只是大的球蛋白的一部分，下面氨基酸殘基中哪些可能分布在蛋白的外表面，哪些分布在內(nèi)部？

天冬氨酸；異亮氨酸；蘇氨酸；纈氨酸；谷氨酰胺；賴氨酸

分析：分布在外表面的為極性和帶電荷的殘基：Asp、Gln和Lys；分布在內(nèi)部的是非極性的氨基酸殘基：Try、Leu和Val；Thr盡管有極性，但疏水性也很強，因此，它出現(xiàn)在外表面和內(nèi)部的可能性都有。氨基酸的疏水性和蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)思考：有一個蛋白質(zhì)分子在pH7的水溶液中可以折疊成球狀，通常是帶極性側(cè)鏈的氨基酸位于分子外部，帶非極性側(cè)鏈的氨基酸位于分子內(nèi)部。請回答：

（1）在Val、Pro、Phe、Asp、Lys、Ile和His中，哪些位于分子內(nèi)部，哪些位于分子外部？

（2）為什么在球蛋白內(nèi)部和外部都能發(fā)現(xiàn)Gly和Ala？

（3）Ser、Thr、Asn和Gln都是極性氨基酸，為什么會在分子內(nèi)部發(fā)現(xiàn)？

（4）在球蛋白的分子內(nèi)部和外部都能找到Gys，為什么？氨基酸的疏水性和蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)分析：（1）Val、Pro、Phe、Ile是帶有非極性測鏈的氨基酸，這些氨基酸殘基位于分子內(nèi)部；Asp、Lys、His是帶有極性側(cè)鍵的氨基酸，這些氨基酸殘基位于分子的外部。

（2）因為Ala和Gly兩者的側(cè)鏈都比較小，疏水性和極性都小；Gly只有一個H＋與α–碳原子相連，Ala只有—CH3與α–碳原子相連，故它們既可以出現(xiàn)在分子內(nèi)部，也可以出現(xiàn)在分子外部。

（3）Ser、Thr、Asn、Gln在

pH7.0時含有不帶電荷的極性側(cè)鏈，參與分子內(nèi)部的氫鍵形成，從而減少了它們的極性，故會在分子內(nèi)部發(fā)現(xiàn)。

（4）因為Cys屬于不帶電荷的極性氨基酸，可位于分子外部，但又由于Cys常常參與鏈內(nèi)和鏈間的二硫鍵形成，使其極性減弱（少），F(xiàn)oldingproceedsviaintermediatesteps,formingmoltenglobule–whichisrefinedtominimumenergy(native)stateFreeenergydifferencebetweenfoldedandunfoldedstructureis~42kJ/mole(aboutthesameas1.5ATP)Becausefoldingiscooperative,onceaproteinbeginstofoldorunfold,theentireprocessiscompletedquickly.維持蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)或DNA雙螺旋最穩(wěn)定的因素是（？）疏水作用與蛋白質(zhì)折疊基本氨基酸的分類-方式3Essential/Non-EssentialAminoAcids按氨基酸是否能在人體內(nèi)合成分：（1）必需氨基酸：指人體內(nèi)不能合成的氨基酸，必須從食物中攝取，有八種：Lys,賴氨酸、Trp,色氨酸、Met甲硫氨酸、Met苯丙氨酸、Val纈氨酸、Leu亮氨酸、Ile異亮氨酸、Thr蘇氨酸。（攜一兩本淡色書來）（2）非必需氨基酸：指人體內(nèi)可以合成的氨基酸。有十種。（3）半必需氨基酸：指人體內(nèi)可以合成但合成量不能滿足人體需要（特別是嬰幼兒時期）的氨基酸，有兩種：組氨酸(His)、精氨酸(Arg)。OtheraminoacidderivativeI21st&22ndAAs含硒半胱氨酸只存在于含硒蛋白之中，而吡咯賴氨酸僅存在于一些真細菌和古細菌體內(nèi)，作為與產(chǎn)甲烷代謝有關(guān)的某些酶的組分?；景被崞渌诸惙绞?、參與尿素合成的基本氨基酸：

精氨酸、天冬氨酸基本氨基酸其他分類方式3、產(chǎn)生一碳單位：

甘氨酸、絲氨酸、組氨酸、色氨酸，蛋氨酸2.轉(zhuǎn)變成糖或脂肪

生糖氨基酸生酮氨基酸：亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸：

苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、異亮氨酸4、糖代謝產(chǎn)物直接轉(zhuǎn)氨基產(chǎn)生的氨基酸：

丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸（也可還原產(chǎn)生）基本氨基酸其他分類方式5、血液中轉(zhuǎn)運氨的氨基酸:谷氨酰胺和丙氨酸6、不能直接轉(zhuǎn)氨基的氨基酸：Gly、Lys、Thr、Pro7、蛋白質(zhì)中的熒光主要來自：酪氨酸和色氨酸8、參與核苷酸合成的氨基酸基本氨基酸其他分類方式9、蛋白質(zhì)中參與結(jié)合金屬離子的氨基酸：

半胱氨酸、組氨酸、天冬氨酸、谷氨酸羧肽酶A2、不常見蛋白質(zhì)氨基酸也稱修飾氨基酸，是在蛋白質(zhì)合成后，由基本氨基酸修飾而來①胱氨酸（Cystine)廣泛地存在于蛋白質(zhì)中。它由兩個半胱氨酸的巰基氧化之后形成的，形成二硫鍵。不常見蛋白質(zhì)氨基酸及非蛋白質(zhì)氨基酸：存在于生物體內(nèi)，但不組成蛋白質(zhì)的呈游離或結(jié)合態(tài)的氨基酸，約150種，具有多種生理功能。（1）L-α-氨基酸的衍生物

L-瓜氨酸和L-鳥氨酸是合成精氨酸的中間產(chǎn)物。（2）D-α-氨基酸

D-Ala存在于肽聚糖中，D-Phe是短桿菌肽S的組分（3）β、γ、δ-氨基酸

β-Ala是泛酸的前體，γ-氨基丁酸是傳遞神經(jīng)沖動的化學介質(zhì)。3、非蛋白質(zhì)氨基酸真核生物中的D型氨基酸

1990年以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)哺乳動物體內(nèi)大量存在D-Ser,D-Asn。D-Ser在大腦前葉中與谷氨酸受體(NMDA受體)的分布一致，能激活NMDA受體，與學習記憶有關(guān)。而D-Asn則在大鼠的所有組織中都有分布，可能與成熟有關(guān)。四、氨基酸的酸堿性質(zhì)（一）、氨基酸的兼性離子形式

兼性(兩性)離子：指在同一分子上帶有能釋放質(zhì)子的正離子基團和能接受質(zhì)子的負離子基團。兼性離子本身既是酸又是堿。因此它既可以和酸反應(yīng)，也可以和堿反應(yīng)。①晶體溶點高→離子晶格，不是分子晶格。②不溶于非極性溶劑→極性分子。③介電常數(shù)高→水溶液中的氨基酸是極性分子triprotictriprotic

diprotic

atlowpH,

Aminoacidscanbediproticacids,oreventriproticacids

iftheirRgroupsareionizable.(have>onedissociableH+).（二）氨基酸的解離每個氨基酸所帶電荷？完全質(zhì)子化的氨基酸可以看成二元酸或三元酸氨基酸的解離零電荷氨基后解離羧基先解離酸性環(huán)境

中性環(huán)境

堿性環(huán)境氨基酸解離集團的解離有順序，不同解離集團解離過程中的電荷變化？甘氨酸的解離曲線pKa值pKa值正電荷越？負電荷越？氨基酸的解離--pKa值(1)、α-COOH(羧基)

pK值在2.0左右，當pH>3.5，

α-COOH以α-COO-形式存在。

(2)α-ΝΗ2（氨基）pK值在9.4左右，當pH<8.0時，

α-ΝΗ2以α-ΝΗ3+

形式存在。pKa值就是指某種解離基團有一半解離時的pH值,pK值的大小可以表示解離基團酸性的強弱,pK值小則酸性強。在pKa時緩沖能力最強

COOH

→?

COOH

+?

COO-氨基酸解離的PKaHis是唯一具有近中性pKa基團(imidazole)的氨基酸氨基酸氨基和羧基的解離和PKa值當溶液的pH值在3.5-8.0范圍內(nèi)時，氨基酸是兩性離子（偶極離子）存在,為什么?熔點：氨基酸的熔點一般都比較高，一般都大于200℃，超過熔點以上氨基酸分解產(chǎn)生胺和二氧化碳。TitrationsofpolyproticaminoacidsTitrationofglutamicacidthreestages(threeionizationstepsthreepkavalues)TitrationsofpolyproticaminoacidsTitrationoflysine.threestages(threeionizationstepsthreepkavalues)Henderson-Hasselbalchequation

RelatespH,pKa,andmolarconcentrationoftheconjugateacid-basepair

pH=pKa+log

[A-][HA]

6.TheaminoacidhistidinehasasidechainforwhichthepKais6.0.CalculatewhatfractionofthehistidinesidechainswillcarryapositivechargeatpH5.4.Besuretoshowyourwork.Ans:pH=pKa+log[A-]/[HA]

pKa–pH=log[HA]/[A-]

antilog(pKa–pH)=[HA]/[A-]

antilog(6.0–5.4)=[HA]/[A-]4=[HA]/[A-]or

4[A-]=[HA]

Therefore,atpH5.4,4/5(80%)ofthehistidinewillbeintheprotonatedform.Henderson-HasselbalchequationLyslysCOOHNH２LyslysCOO－LyslysCOO－LyslysNH２COO－+3+2+10思考題P195-5

pH=pKa+log

[A-][HA]

Lys--lys--lysCOOHLys--lys--lysCOO－Lys--lys--lysNH２Lys--lys--lysNH２COO－COO－保留三分之一+

pH=pKa+log

[A-][HA]

思考題

一多肽有側(cè)鏈羧基30個（pk1=4.3），咪唑基15個（pk2=6.0），氨基10個（pk3=10）。兩端羧基，氨基的pk分別為COOH=3.5和NH4+=9.5。求該蛋白的PI值分析：

1）全部質(zhì)子化后（正）電荷（氨基）：15+10+1=262）全部羧基(零電荷)：30+1=30（3）30個羧基只需解離26個就可使該肽位于等電點（這時側(cè)鏈有25個解離，還有5個未解離）2012年廈門大學生物化學思考題pH=pKa+log

[A-][HA]

25510氨基酸與相應(yīng)脂肪酸（胺）解離比較氨基酸pKa比脂肪酸的-COOH的pKa（一般為4—5）,小氨基酸pKa脂肪胺中的--NH3+的pKa（一般為10—11）.小-e+氨基酸與肽解離比較-e++

在蛋白質(zhì)分子中，游離的α-NH2和α—COOH相距較遠，靜電引力減弱，故：

a末端的α—NH2的pK′值減少

b末端的α—COOH的pK′值增大ComparingthepKaValuesofAlanineandPolyalanineAminoacidorpeptidepK1-cooHpK2-NH3+Ala2.349.69Ala–Ala3.128.30Ala–Ala–Ala3.398.03Ala–(Ala)n–Ala,n大于43.427.94Thetitrationofdi-,tri-,andlargeroligopeptidesofalaninealsoshowstheionizationofonlytwofunctionalgroups,althoughtheexperimentalpKavaluesaredifferent.ThetrendinpKavaluesissummarizedinthetable.2011年南京大學生物化學思考題

Ala-Ala-Ala在PH=7時的結(jié)構(gòu)式，指出Pk1和Pk2代表的解離基團?說明為什么丙氨酸的鏈越長Pk1和Pk2的變化越大。（題目給出一張表格分別是一個丙氨酸、兩個丙氨酸鏈、三個丙氨酸鏈和n個丙氨酸鏈的Pk1和Pk2，而且Pk1越來越小，Pk2越來越大）2011年南京大學生物化學思考題+

氨基酸解離程度取決于所處溶液的酸堿度。1、氨基酸的等電點(isoelectricpoint,pI)：指氨基酸的正離子濃度和負離子濃度相等時的溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點,用符號pI表示(或使氨基酸凈電荷為零時溶液的pH值)。氨基酸的等電點和計算K1=[Gly±][H+][Gly+]K2=[Gly-][H+][Gly±]pI時，[Gly+]=[Gly-][Gly±][H+]K1=[Gly±]K2[H+][H+]2=K1K2pH=（pK1+pK2）/2pI=（pK1+pK2）/2pI=（2.34+9.60）/2=5.97Gly等電點的計算：中性氨基酸：以Gly為例

等電點相當于該aa兩性離子狀態(tài)兩側(cè)解離基團pK值之和的一半。中性氨基酸PI=(Pka-羧基+Pka-氨基)/2酸性氨基酸PI=(Pka-羧基+Pk側(cè)鏈羧基)/2堿性氨基酸PI=(Pka-氨基+Pk側(cè)鏈氨基)/2即：等電點pH值與離子濃度無關(guān)，只取決于兼性離子兩側(cè)基團的pK值。是否隨PH變化？氨基酸的等電點酸性氨基酸，以Asp為例：pK1-COOH=2.2pK2–NH3+=9.0pK3-Rgroup=10.5pI=(pK2+pK3)/2

=(9+10.5)/2

=9.75堿性氨基酸，以Lys為例：總結(jié)1.酸性氨基酸的等電點在3左右2.中性氨基酸的等電點在6.5左右3.堿性氨基酸的等電點在10左右

氨基酸帶電荷趨勢：PI-PH1.在PH值=3時上述三種氨基酸各帶什么電荷？當PH值分別等于6或7呢？2.PH小于（或大于）等電點，等電點越大可能帶的正電荷越―？等電點越小帶的正電荷越―？思考題問題1：把一個氨基酸結(jié)晶加入pH7.0的純水中，得到pH6.0的溶液，此氨基酸的pI值是大于6.0？小于6.0?還是等于6.0？（小于6.0）

問題2：

血液pH=7.35—7.45,哪一種氨基酸在血液保持pH穩(wěn)定方面起重要的緩沖作用？為什么？pH6.0氨基酸等電點思考晶體PH=7PH小于7加酸H+H+PH大于7H+加堿問題1：把一個氨基酸結(jié)晶加入pH7.0的純水中，得到pH6.0的溶液，此氨基酸的pI值是大于6.0？小于6.0?還是等于6.0？（小于6.0）H+H+PH

2、氨基酸在等電點的特點：（b）等電點時緩沖能力最?。╟）蛋白質(zhì)等電點時溶解度最小。蛋白質(zhì)等電點沉淀

思考：蛋白質(zhì)的等電點和等離子點（a）氨基酸的甲醛滴定法在一般情況下，α?NH3

+在pH12-13時才能出現(xiàn)解離，一般的指示劑則難以指示。加入過量甲醛，滴定過程中降低了氨基的堿性。使滴定曲線向低pH=9轉(zhuǎn)移。

（是非題）用甲醛滴定法測定氨基酸的含量時，甲醛的作用是使氨基酸的-NH3+酸性增強。南京大學2002年生物化學甲醛滴定法應(yīng)用：氨基酸定量分析—甲醛滴定法（間接滴定）

A.與甲醛反應(yīng)，滴定終點在9左右，可用酚酞作指示劑。

B.

釋放一個氫離子，相當于一個氨基（摩爾比1：1）

試題：將400ml的丙氨酸溶液調(diào)到pH=8.0，然后向該溶液中加入過量的甲醛，所得的溶液用NaOH反滴定到pH=8.0，消耗0.2mol/L的NaOH溶液250ml。問，在起始的溶液中丙氨酸為多少克？（丙氨酸的分子量按89計）（６分）

2003年廈門大學生物化學

蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團，在一定的溶液pH條件下都可解離成帶負電荷或正電荷的基團。在蛋白質(zhì)分子中，游離的α-NH2和α—COOH相距較遠，靜電引力減弱，故：

a末端的α—NH2的pK′值減少

b末端的α—COOH的pK′值增大蛋白質(zhì)的兩性電離蛋白質(zhì)的等電點(isoelectricpoint,pI)

當?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時，蛋白質(zhì)解離成正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點。在等電點時蛋白質(zhì)的溶解度最小，在電場中不移動。蛋白質(zhì)的等電點(isoelectricpoint,pI)

pH=pI時，蛋白質(zhì)凈電荷為零，蛋白質(zhì)分子在電場中不移動pH＞pI時，蛋白質(zhì)凈電荷為負，蛋白質(zhì)分子在電場中向陽極移動pH＜pI

時，蛋白質(zhì)凈電荷為正，蛋白質(zhì)分子在電場中向陰極移動在pI時，蛋白質(zhì)失去了膠體的穩(wěn)定條件，即沒有相同電荷相互排斥的作用。所以不穩(wěn)定，溶解度最小，易沉淀。蛋白質(zhì)的等電點在有中性鹽存在下可以發(fā)生明顯的變化，原因是蛋白質(zhì)分子中某些解離基團與中性鹽中的離子相結(jié)合。蛋白質(zhì)的等電點在一定程度上決定于介質(zhì)中離子的組成。

等離子點（isoionicpoint）：沒有其它鹽類干擾時，蛋白質(zhì)質(zhì)子供體基團解離出來的質(zhì)子數(shù)與質(zhì)子受體基團結(jié)合的質(zhì)子數(shù)相等時的pH稱為等離子點(蛋白質(zhì)的等離子點：指在純水中（即沒有其它鹽類存在）蛋白質(zhì)的正離子數(shù)等于負離子數(shù)的pH值。)蛋白質(zhì)的等離子點（特征常數(shù)）

核酸的酸堿性質(zhì)

核酸的磷酸基具有酸性，堿基具有堿性，因此，核酸具有兩性電離的性質(zhì)。但核酸中磷酸基的酸性大于堿基的堿性，其等電點偏酸性。

DNA的pI約為4～5，

RNA的pI約為2.0～2.5，在pH7～8電泳時泳向正極。電泳點樣在負極胞嘧啶核苷酸的解離123六、氨基酸的化學性質(zhì)1).α-NH2參與的反應(yīng)

(1).茚三酮的顏色反應(yīng)(2).成肽反應(yīng)2).α-COOH參與的反應(yīng)

(1).與亞硝酸反應(yīng)(2).與甲醛反應(yīng)(3).酰化反應(yīng)

(4).烷化反應(yīng)(5).希夫反應(yīng)3).由α-氨基與羧基共同參與的反應(yīng)

(1).成鹽反應(yīng)(2).成酯反應(yīng)(3).酰鹵化反應(yīng)

(4).脫羧反應(yīng)(5).疊氮反應(yīng)4).氨基酸的側(cè)鏈基團的反應(yīng)（一）

α-羧基參與的反應(yīng)

成鹽、成酯后羧基的化學反應(yīng)性能被保護，而氨基的化學反應(yīng)性能得到加強或說氨基被活化，易與酰基或烴基結(jié)合。為什么氨基酸的?；蜔N基化在堿性溶液中進行？1、成酯和成鹽反應(yīng)：

Hcl

α-羧基參與的反應(yīng)用途：這是使氨基酸羧基活化2、形成酰鹵的反應(yīng)3、成酰胺反應(yīng)

氨基酸的氨基與酰氯或酸酐在弱堿溶液中發(fā)生作用時，氨基即被?；＠缗c芐氧（苯甲氧）甲酰氯反應(yīng)。1、與?；噭┓磻?yīng)（二）．a(chǎn)-氨基參與的反應(yīng)?；噭┳饔糜猛荆菏氰b定多肽N-端aa和aa順序的重要方法。2.烴基化反應(yīng)-Edman試劑反應(yīng)Sanger試劑和Sanger

Sanger法。2,4-二硝基氟苯（FNDB)在堿性條件下，能夠與肽鏈N-端的游離氨基作用，生成二硝基苯衍生物。在酸性條件下水解，得到黃色DNP-氨基酸。該產(chǎn)物能夠用乙醚抽提分離。不同的DNP-氨基酸可以用色譜法進行鑒定

Sanger，確定了胰島素的一級結(jié)構(gòu)，1958年獲Nobel化學獎。1975年建立了快速測定DNA序列的加、減法，1976年又一次獲NobelPrize.）P48DNP?簡述Sanger氨基酸測序和核苷酸測序的方法？中國海洋大學2012生物化學試題3、形成西佛堿（Schiff）反應(yīng)氨基酸的α-氨基能與醛類反應(yīng)生成弱堿，這個弱堿叫西佛堿（Schiff’sbase).西佛堿是某些酶促反應(yīng)的中間產(chǎn)物（如轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)的中間產(chǎn)物）。

思考：有兩種重要的具維生素組分的輔酶。它們在酶促反應(yīng)中都具穩(wěn)定碳陰離子中間物的作用。請講出這兩種輔酶和對應(yīng)的維生素的名稱，及它們參與催化的主要反應(yīng)（TPP和PLP）

Effectiveelectronsinks.Pyridoxalphosphate(PLP)stabilizescarbanionic碳負離子

intermediatesbyservingasanelectronsink.Whichotherprostheticgroupcatalyzesreactionsinthisway?（Thiaminepyrophosphate.TPP）electronsinks上海交通大學電子穴（電子陷阱）電子穴（電子陷阱）PLP做電子受體脫氨基脫羧基碳負離子醌型electronsinks（三）．α-氨基和羧基共同參與的反應(yīng)茚三酮反應(yīng)

所有氨基酸及具有游離α-氨基的肽與茚三酮反應(yīng)都產(chǎn)生藍紫色物質(zhì)，只有脯氨酸和羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生黃色物質(zhì)。應(yīng)用：氨基酸定性和定量分析（光吸收法和測壓法）

茚三酮反應(yīng)應(yīng)用：氨基酸定性和定量分析（光吸收法和測壓法）

注意：所有α—氨基酸及一切蛋白質(zhì)都能和茚三酮反應(yīng)生成藍紫色物質(zhì)。β-丙氨酸、氨和許多一級胺都呈陽性反應(yīng)雖然蛋白質(zhì)和氨基酸均有茚三酮反應(yīng)，但能與茚三酮呈陽性反應(yīng)的不一定就是蛋白質(zhì)或氨基酸茚三酮反應(yīng)的修改李紹軍,郭藹光,梁宗鎖,生化教材中關(guān)于脯氨酸與茚三酮反應(yīng)描述的修改建議，生命的化學，2005(6):509-510⑴脯氨酸是亞氨基酸，沒有具α-氨基的氨基酸酸性茚三酮反應(yīng)。⑵脯氨酸可以與茚三酮反應(yīng)，在酸性條件下生成的直接產(chǎn)物是紅色的，最大吸收峰值是520nm。⑶脯氨酸與酸性茚三酮在有氰化物存在時反應(yīng)產(chǎn)物是黃色或橙黃色，最大吸收值是440nm；⑷脯氨酸與茚三酮在堿性條件下生成不穩(wěn)定的黃色產(chǎn)物。2、成肽反應(yīng)體內(nèi)的成肽反應(yīng)如何？(四)

氨基酸的側(cè)鏈基團的反應(yīng)氨基酸的側(cè)鏈基團的反應(yīng)氨基酸的側(cè)鏈基團的反應(yīng)(續(xù))氨基酸的側(cè)鏈基團的反應(yīng)pauly反應(yīng)His+重氮苯磺酸紅色（棕紅色）Tyr+重氮苯磺酸橘黃色

Folin一酚反應(yīng)+磷鉬酸Tyr磷鎢酸orTrp藍色（鉬藍與鎢藍混合物）氨基酸的側(cè)鏈基團的反應(yīng)斷開二硫鍵氧化法還原法烷基化試劑保護巰基乙醇二硫蘇糖醇過甲酸五、氨基酸的光學性質(zhì)和光譜性質(zhì)（一）、氨基酸的旋光性和立體化學氨基酸的構(gòu)型也是與甘油醛構(gòu)型比較而確定的氨基酸的旋光性和立體化學1、除R=H的甘氨酸外，其他19種基本氨基酸a－碳原子均有不對稱碳原子，有D-型和L－型兩種異構(gòu)體，因而是光學活性物質(zhì)，構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸除Gly外均為L-型異構(gòu)體。2.Thr和Ile有四種光學異構(gòu)體。3、氨基酸的旋光性（符號和大小）取決于它的R基的性質(zhì)，并與溶液的PH值有關(guān)。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)。氨基酸的旋光性氨基酸的旋光性（符號和大?。┤Q于它的R基的性質(zhì)，并與溶液的PH值有關(guān)。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)。外消旋物：D-型和L-型的等摩爾混合物。內(nèi)消旋物：分子內(nèi)消旋物質(zhì)的構(gòu)型1.手性碳的D型和L型：如單糖、氨基酸和磷脂2.

雙鍵的順式與反式：肽鍵和脂肪酸中的雙鍵3.單糖醛基環(huán)化后的α和β型，后者又聯(lián)系嘧啶或嘌呤堿糖苷鍵的β型多是順式糖的旋光性和構(gòu)型α和β嘧啶或嘌呤堿糖苷鍵的β型糖的D型和L型旋光性和構(gòu)型1.肽鏈中的肽鍵一般是反式構(gòu)型，2.天然存在的已醛糖都是D型的3.天然氨基酸為多L型4.戊糖與嘧啶或嘌呤堿以C-N糖苷鍵連接就稱為核苷，β型糖苷鍵,堿基與糖環(huán)平面互相垂直，反式存在。Originofaminoacidhomochirality

TamuraK.Molecularhandednessoflife:significanceofRNAaminoacylation.JBiosci.2009,34(6):991-4.（二）氨基酸光譜性質(zhì)TheUVspectraofthearomaticaminoacidsatpH6.氨基酸的一個重要光學性質(zhì)是對光有吸收作用，20種蛋白質(zhì)氨基酸在可見光區(qū)域均無光吸收,在遠紫外區(qū)(220nm)均有光吸收,在紫外區(qū)(近紫外區(qū))(220nm—300nm)只有三種氨基酸有光吸收能力酪氨酸:

max＝275nm，苯丙氨酸:max＝257nm，色氨酸:max＝280nm，

SpectroscopicPropertiesofAminoAcids六、氨基酸的分離分析(一).

層析法(chromatography)

–分配柱層析–紙層析–薄層層析–離子交換層析法(二).

電泳法(Electophy)(三).

氣相色譜法(四).

高效液相層析(一).層析法(chromatography)

色譜法（chromatography）又稱“色譜分析”、“色譜分析法”、“層析法”，是一種分離和分析方法，色譜過程的本質(zhì)是待分離物質(zhì)分子在固定相和流動相之間分配平衡的過程，不同的物質(zhì)與兩相發(fā)生相互作用，如吸附、溶解或結(jié)合等，結(jié)果在兩相之間的分配會不同，這使其隨流動相運動速度各不相同，隨著流動相的運動，混合物中的不同組分在固定相上相互分離。根據(jù)物質(zhì)的分離機制，又可以分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜等類別。1、原理：組成層析系統(tǒng)的固定相和流動相具有相反的極性。被分析的樣品（如aa混合物）中的各組分依據(jù)其自身極性的強弱，與此兩相的親和力不同。與固定相親和力大者，易留滯于原地，與流動相親和力大者，易隨流動相移動，因而達到分離的目的。（一）.分配層析分配定律：當一種溶質(zhì)在兩種一定的互不相溶的溶劑中分配時，在一定的溫度下達到平衡后，溶質(zhì)在兩相中的濃度比值為一常數(shù)。即分配系數(shù)（kd）。分離的先決條件：各種AA成分的分配系數(shù)有差異，差異越大，越容易分開。分配層析分配層析的原理：逆流分配固定相流動相48362720.5

分離的先決條件：各種AA成分的分配系數(shù)有差異，差異越大，越容易分開。固定相流動相646464646464166464646448分配系數(shù)：3:1分配層析的原理：逆流分配固定相流動相166464646448166464646448644646464123612分配層析的原理：逆流分配固定相流動相4126464641241264646412641646496183363627分配層析的原理：逆流分配分配層析的原理：逆流分配固定相流動相1696464316964643640.25646.756.752.256.750.75181820.25272720.25分配層析的原理：逆流分配固定相流動相0.252.256.756.75640.750.252.256.756.75640.75640.065.16.83.40.752.250.196.756.7510.120.2520.2520.220.2520.2515.2分配層析的原理：逆流分配固定相流動相646464646464326464646432分配系數(shù)：1:1分配層析的原理：逆流分配固定相流動相326464646432161664646416分配系數(shù)：1:13216分配層析的原理：逆流分配固定相流動相412124644412124644642281288212121212128442分配層析的原理：逆流分配固定相流動相64/64646464646432/166464646432/48A物質(zhì)B物質(zhì)分配層析的原理：逆流分配固定相流動相64/64121246444121246446422812882121212/10.112128

/20.2442分配層析的原理：逆流分配若是逆流分溶或逆流分配，當轉(zhuǎn)移n次后，某一物質(zhì)在（n+1）個管中分布的分數(shù)含量是（p+q)n=1展開式的相應(yīng)項的值。這里p和q分別為某一物質(zhì)在靜相和動相中的分數(shù)含量，即p+q=1。例如物質(zhì)Y的Kd=q(動相)/(靜相)p=1即:p+q=1/2+1/2=1轉(zhuǎn)移n次后,在第k號管中某一物質(zhì)的含量可由下式計算:

n！·pn-k+1·qk-1Tn,k=———————————（n-k+1）！·（k-1）！2分配柱層析3、紙層析原理：紙層析法屬于分配層析。紙層析法是用濾紙作為惰性支持物的分配層析法。纖維素吸附的水為固定相，有機溶劑為流動相。當有機溶劑沿濾紙流動時，層析點中的物質(zhì)就會在有機相和水相中進行分配，其中部分溶質(zhì)隨有機相的不斷流動進入水相，或從水相進入有機相，如此進行反復的分配，由于不同物質(zhì)的分配系數(shù)不同、移動速度不同因而得以分離。相對遷移率Rf

Rf主要與R基的極性有關(guān)，溶劑的pH可影響R基的極性，氨基酸與濾紙的吸附作用也影響Rf。在流動相中分配系數(shù)越大，移動越快。預測在以苯酚-甲酚-水為展層劑利用紙層析分離下列氨基酸時Rf值大小順序：

（1）Ala、Leu、Ser（2）Val、Gly、Glu雙向紙層析圖4、薄層層析4．離子交換層析

SeparationbyCharge離子交換層析

原理：分離氨基酸時，用離子交換樹脂作為支持物，利用離子交換樹脂上的活性基團與溶液中的離子進行交換反應(yīng)，由于各種離子交換能力不同，與樹脂結(jié)合的牢固程度就不同，在洗脫過程中，各種離子以不同的速度移動，從而達到分離的目的。離子交換層析，利用氨基酸的兩性游離性質(zhì)，在某一特定PH時，各氨基酸的電荷量及性質(zhì)不同，故可以通過離子交換層析得以分離。

氨基酸與樹脂的親和力:

取決于它們之間的（1）靜電吸引和（2）氨基酸側(cè)鏈與樹脂基質(zhì)之間的疏水相互作用

離子交換層析

陽離子交換樹脂-負電荷+++陰離子交換樹脂-正電荷---氨基酸陽離子交換樹脂-負電荷+++陰離子交換樹脂-正電荷---氨基酸+氨基酸PI=3PI=7PI=10氨基酸-Ion-exchangechromatography

陽離子交換樹脂-負電荷陰離子交換樹脂-正電荷---1.氨基酸+氨基酸2.氨基酸+3.氨基酸+Ion-exchangechromatography

SeparationbyChargePI=3PI=7PI=10離子交換層析陽離子交換樹脂-負電荷陰離子交換樹脂-正電荷---1.氨基酸+1.PI=32.PI=73.PI=102.氨基酸+3.氨基酸+氨基酸（-）PH？離子交換樹脂離子交換樹脂可以分為陽離子交換樹脂（如羧甲基纖維素等）和陰離子交換樹脂（如二乙基氨基乙基纖維素等）。

(1)陽離子交換樹脂:供交換的是陽離子,樹脂帶負電荷

(2)陰離子交換樹脂:可供交換的是陰離子，樹脂帶正電荷+++++++++A-1C-B-2陰離子交換樹脂---------A+1C+B+2陽離子交換樹脂氨基酸的洗脫ChangesinionicstrengthorpH洗脫方法：（1）改變PH值（改變離子電荷）（2）增加離子濃度（競爭作用）.陰離子樹脂：降低PH，則陽離子樹脂升高PH氨基酸的洗脫氨基酸與樹脂上解離基團之間的靜電引力氨基酸與樹脂基質(zhì)聚苯乙烯之間的疏水作用習題舉例（1）在PI=6時，用陽離子交換柱層析分離Lys、His和Leu的氨基酸的洗脫順序（2）在PI=8時，用陰離子交換柱層析分離Glu、Arg和Val的氨基酸的洗脫順序陽離子交換樹脂洗脫順序（aa帶正電荷）酸性aa中性aa堿性aa陰離子交換樹脂洗脫順序（aa帶負電荷）先后先后堿性aa中性aa酸性aa（中國科技大學2002）習題舉例

有一種蛋白質(zhì)水解物,在pH6時,用陽離子交換柱層析分離,第一個被洗脫的氨基酸是()

A.Val(pI5.96)B.Lys(pI9.74)C.Asp(pI2.77)D.Arg(pI10.76)E.Tyr(pI5.66)用強酸型陽離子交換樹脂分離下述每對氨基酸，當用pH7.0的緩沖液洗脫時，下述每對中先從柱上洗脫下來的是哪種氨基酸?

①天冬氨酸和賴氨酸；②精氨酸和甲硫氨酸；⑧谷氨酸和纈氨酸;④甘氨酸和亮氨酸；⑤絲氨酸和丙氨酸。習題舉例解答：用離子交換樹脂分離核苷酸主要是根據(jù)它們與樹脂上相反電荷的靜電結(jié)合力的

不同以及核苷酸疏水的堿基環(huán)與樹脂骨架之間非極性吸附力的差異。本來，用陽離子交換樹脂分離這四種核苷酸時，按照它們解離的差異，應(yīng)該是AMP在CMP之前被洗脫下來。但是，由于嘌嶺環(huán)比嘧啶環(huán)同交換樹脂的非極性吸附力大三倍，抵消了它們之間的電荷差異，故出現(xiàn)上面的冼脫順序。思考：用陽離子交換樹脂分離核苷酸時，核苷酸被洗脫的先后順序是UMP→GMP→CMP→AMP而不是UMP→GMP→AMP→CMP。為什么?

氨基酸的疏水性質(zhì)的應(yīng)用pH3.5時各核苷酸所帶電荷

陰離子交換樹脂柱洗脫順序（+）-1-0.95-0.46-0.16UMPGMPAMPCMP實際洗脫順序CMP>AMP>UMP>GMP電荷之間作用力相似，嘌呤疏水引力大（難洗脫）UMPGMPAMPCMP電荷小大大小陰離子交換樹脂疏水作用（三）、電泳電泳（electrophoresis）：帶電粒子在電場的作用下，向它所帶的電荷相反方向泳動的現(xiàn)象稱為電泳。氨基酸在pH高于或低于其pI的溶液中為帶電的顆粒，在電場中能向正極或負極移動。電泳SeparationofAminoAcids分離氨基酸混合物常用紙電泳。

有一種蛋白質(zhì)水解物,在pH=6時,用電泳分離,怎樣控制PH值使氨基酸有效分離？點樣應(yīng)該點在什么位置？（1）A.Lys(pI9.74)B.Asp(pI2.77)C.Tyr(pI5.66)（2）A.Val(pI5.96)B.Arg(pI10.76)C.Lys(pI9.74)氨基酸電泳分離時電荷一樣為什么移動距離不同？思考題1、

三種氨基酸Thr、Lys和Glu在PH=6進行電泳分離，茚三酮染色，畫出分離結(jié)果圖和正負極.

-2011廈門大學生物化學試題

2.

從賴氨酸中分離出谷氨酸的可能性最小的方法是()

A、紙層析B、陽離子交換層析

C、陰離子交換層析D、葡萄糖凝膠過濾

E、電泳

上海交通大學生物化學試題3.

所有的α—氨基酸共有的顯色反應(yīng)是()

A、茚三酮反應(yīng)B、雙縮膫反應(yīng)C、坂口反應(yīng)

D、福林酚試劑反應(yīng)

湖南大學2006年生物化學2005年江南大學生物化學

4.

可用于測定蛋白質(zhì)分子量的方法是（

）

A、SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳B、離子交換層析

C、凱氏定氮法

D、親和層析

湖南大學2006年生物化學5、下列哪種方法可得到蛋白質(zhì)的“指紋”圖譜？

A、酸水解，然后凝膠過濾

B、用胰蛋白酶水解，然后紙層析或紙電泳

C、徹底堿水解并用例子交換層析測定氨基酸的組成

D、用2,4－二硝基氟苯處理蛋白質(zhì)。廈門大學2005年生物化學思考題思考題6、

有一個某種溶液中含有三種三肽：Tyr-Arg-Ser,

Glu-Met-Phe和Asp-Pro-Lys,α-COOH基團的

pKa為3.8;α-NH3基團的pKa為8.5。在哪種pH（2.0,

6.0或13.0）下，通過電泳分離這三種多肽的效果最好？

答：pH=6.07、有一混合蛋白質(zhì)溶液，各種蛋白質(zhì)的pl為4.6；5.0；5.3；6.7；7.3。電泳時欲使其中4種泳向正極，緩沖液的pH應(yīng)該是：（D）

A．5.0B.4.0C.6.0D.7.0E.8.0

一、蛋白質(zhì)的概述蛋白質(zhì)(Protein，pr)：是一切生物體中普遍存在的，由天然氨基酸按照一定的順序，通過肽鍵連接而成的一條或多條肽鏈構(gòu)成的生物大分子；其種類繁多，各具有一定的相對分子質(zhì)量，復雜的分子結(jié)構(gòu)和特定的生物功能；是表達生物遺傳性狀的一類主要物質(zhì)。第4章蛋白質(zhì)的共價結(jié)構(gòu)

（一）、蛋白質(zhì)的元素組成一般蛋白質(zhì)含氮量平均為16%,即1份氮素相當于6.25份蛋白質(zhì),此即蛋白質(zhì)系數(shù)。P157凱氏定氮法

①消化：含氮的有機物(除硝基外)與濃硫酸共熱時，其中的碳、氫二元素被氧化成二氧化碳和水，而氮則轉(zhuǎn)變成氨；氨進一步與過量的硫酸作用，生成硫酸銨；②蒸餾：加強堿堿化，可使消化液中的硫酸銨分解，放出氨；③

吸收：可用水蒸汽將產(chǎn)生的氨蒸餾到過量的硼酸標準溶液中，硼酸吸收氨后使溶液中的氫離子濃度降低；

④

滴定：用標準無機酸滴定硼酸溶液，直至恢復溶液中原來的氫離子濃度為止，最后根據(jù)所用標準酸的摩爾數(shù)（相當于待測物中氮原子的摩爾數(shù)）計算出待測物中的總氮量。凱氏定氮法凱氏定氮法的原理是什么？-2009年中科院生物化學（二）、蛋白質(zhì)的分類球蛋白（globulins）：不溶于水而溶于稀鹽、稀酸和稀堿溶液，能被半飽和硫酸銨所沉淀。普遍存在于生物體內(nèi)，如血清球蛋白、肌球蛋白和植物種子球蛋白等B根據(jù)蛋白質(zhì)形狀的分類2.球狀蛋白質(zhì)、球狀和球蛋白？1.根據(jù)分子形狀的不同，可將蛋白質(zhì)分為球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)兩大類，要注意球狀蛋白質(zhì)不等于球蛋白。球蛋白是按溶解度分類的一類蛋白質(zhì)1.

當嚴重營養(yǎng)不良時常會發(fā)生全身性水腫，這主要是由于

A.清蛋白含量過低；B.脂蛋白含量過低；

C.糖蛋白含量過低；D.球蛋白含量過低。廈門大學2007年生物化學﹡單體蛋白質(zhì)：僅含一條多肽鏈。牛核糖核酸酶：一條多肽鏈﹡多聚蛋白質(zhì)：含兩條或多條多肽鏈。胰島素：兩條（兩種）多肽鏈血紅蛋白：四條（兩種）多肽鏈

C.按多肽鏈條數(shù)分類胰島素多聚蛋白質(zhì)為什么可以多聚？血紅蛋白和肌紅蛋白誰的疏水氨基酸更多？體積大的球狀蛋白質(zhì)疏水氨基酸比例在增加還是減少？（三）、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次1.一級結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)分子中的氨基酸的排列順序。2.二級結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)多肽鏈的主鏈骨架中的若干肽段的構(gòu)象，排列。所有蛋白質(zhì)的主鏈結(jié)構(gòu)相同，長短不同。3.三級結(jié)構(gòu)；指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，各原子的空間排布，包括側(cè)鏈基團的取向，是二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上范圍更廣的盤旋和折疊。4.四級結(jié)構(gòu)：是指多條肽鏈組成的一個蛋白質(zhì)分子時，各亞單位在寡聚蛋白質(zhì)中空間排布及亞單位間的相互作用（四）、蛋白質(zhì)的生物學重要性蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分分布廣含量高2.蛋白質(zhì)具有重要的生物學功能

1）催化生物化學反應(yīng)（酶）

2）結(jié)構(gòu)成分(結(jié)締組織的膠原蛋白、皮膚的彈性蛋白、膜蛋白)

3）貯藏（卵清蛋白、種子蛋白）

4）物質(zhì)運輸（血紅蛋白、脂蛋白、電子傳遞體）

5）細胞運動（肌肉收縮的肌球蛋白、肌動蛋白）

6）激素功能（胰島素）

7）防御功能（抗體、血凝蛋白）

8）接受傳遞信息（受體蛋白、味覺蛋白）

9）調(diào)節(jié)細胞生長、分化和遺傳信息的表達（阻遏蛋白）3.氧化供能二、肽（peptide）和肽鍵(peptidebond)（一）、肽和肽鍵的結(jié)構(gòu)和命名

肽是由一個氨基酸的-羧基與另一個氨基酸的-氨基脫水縮合而形成的無分支線形聚合物。其中的氨基酸單位稱氨基酸殘基。氨基酸間縮水形成的共價鍵稱肽鍵肽鏈中的氨基酸在參加肽鍵形成時失去了1分子水，已經(jīng)不是原來完整的分子，稱為氨基酸殘基。氨基酸殘基的平均分子量為：110或120。肽氨基酸借肽鍵連接的分子叫肽：

1）兩個氨基酸組成的肽叫二肽；

2）三個氨基酸組成的肽叫三肽；

3）多個氨基酸組成的肽叫多肽；

4）氨基酸借肽鍵連成長鏈，稱為肽鏈，肽鏈兩端有

自由-NH2和-COOH，自由-NH2端稱為N-末端（氨基

末端），自由-COOH端稱為C-末端（羧基末端）；

5）構(gòu)成肽鏈的氨基酸已殘缺不全，稱為氨基酸殘基；

6）肽鏈中的氨基酸的排列順序，一般-NH2端開始，由N指

向C，即多肽鏈有方向性，N端為頭，C端為尾。二肽沒有雙縮尿反應(yīng)肽的寫法肽鍵的結(jié)構(gòu)特點：

C-N：

0.149nm

肽鍵：0.132nm

C=N：0.127nm（1）酰胺氮上的孤對電子與相鄰羰基之間形成共振雜化體。（2）肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。肽鍵比一般

C-N鍵短（3）肽鍵具有平面性，組成肽鍵的4個原子和2個

Cα幾乎處在同一平面內(nèi)（酰氨平面）。（4）肽鍵亞氨基在pH014內(nèi)不解離。（5）肽鏈中的肽鍵一般是反式構(gòu)型，而Pro的肽鍵可能出現(xiàn)順、反兩種構(gòu)型．肽鍵的結(jié)構(gòu)特點肽鍵的紫外吸收 210～230nm

蛋白質(zhì)溶液在238nm處的光吸收的強弱,與肽鍵的多少成正比。相關(guān)名詞-肽單元肽單元：參與肽鍵的6個原子被約束于一個平面上，與此相應(yīng)的-Cα-CO-NH-Cα-則稱為肽單元。一個氨基酸相關(guān)名詞-多肽主鏈多肽主鏈：在多肽鏈中由肽鍵連接的各氨基酸殘基形成的長鏈骨架為多肽鏈的主鏈。或：肽鏈的骨干是由肽單元重復排列而成長鏈，稱為主鏈。長鏈骨架N-C-C-N-C-C-N-C-C

判斷題：蛋白質(zhì)中主鏈骨架由NCCNCCNCC……和NCCCNCCCNCC……等方式組成2003年福州大學生物化學1、肽的晶體是離子晶格，溶點高。2、旋光性：一般短肽的旋光度等于其各個氨基酸的旋光度的總和，長肽不等于。3、具有兩性解離和等電點：肽的酸堿性質(zhì)－－決定于末端α-氨基和α-羧基及R基。在長肽或蛋白質(zhì)中，可解離的基團主要是側(cè)鏈基團。肽中C端的羧基的pK要比自由氨基酸的pK大.肽中N端的氨基的pK要比自由氨基酸的pK小，酸性強了

R基的解離和氨基酸差不多。（二）、肽的物理和化學性質(zhì)氨基酸和肽解離比較自由氨基酸的pK要比肽中C端的羧基的pK小.自由氨基酸的pK要比肽中N端的氨基的pK大，-e+++-肽的兩性解離和肽的等電點ComparingthepKaValuesofAlanineandPolyalanineAminoacidorpeptidepK1-cooHpK2-NH3+Ala2.349.69Ala–Ala3.128.30Ala–Ala–Ala3.398.03Ala–(Ala)n–Ala,n大于43.427.94Thetitrationofdi-,tri-,andlargeroligopeptidesofalaninealsoshowstheionizationofonlytwofunctionalgroups,althoughtheexperimentalpKavaluesaredifferent.ThetrendinpKavaluesissummarizedinthetable.肽的物理和化學性質(zhì)雙縮脲反應(yīng)是肽和蛋白質(zhì)特有的反應(yīng)，游離氨基酸無此反應(yīng)。該法測定蛋白質(zhì)含量需肽端完整，不能水解4、雙縮脲反應(yīng)：含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物與堿性硫酸銅作用，生成藍紫色的復合物，肽鍵越多顏色越深，受蛋白質(zhì)特異性影響小，可用于肽和蛋白質(zhì)定量測定及測定蛋白質(zhì)水解程度（兩個肽鍵以上的肽均有該反應(yīng)，二肽沒有）思考：用下列方法測定蛋白質(zhì)含量，_需要完整的肽鍵。

A.雙縮脲反應(yīng)B.凱氏定氮C.紫外吸收D.茚三酮反應(yīng)華中農(nóng)業(yè)大學2002生物化學試題四川大學生物化學雙縮脲反應(yīng)思考（判斷）：雙縮脲反應(yīng)是肽和蛋白質(zhì)特有的反應(yīng)，所以二肽也有雙縮脲反應(yīng)中國科學院2001年招收攻讀碩士學位研究生入學考試試卷5、肽也有茚三酮反應(yīng)雙縮脲法測量蛋白質(zhì)含量具有兩個或兩個以上肽鍵的化合物皆有雙縮脲反應(yīng)。而蛋白質(zhì)及多肽的肽鍵能與Cu2+形成紫紅色絡(luò)合物，其最大光吸收在540nm處。其顏色深淺與蛋白質(zhì)濃度成正比，而與蛋白質(zhì)的分子量及氨基酸的組成無關(guān)，該法測定蛋白質(zhì)的濃度范圍適于1~10mg/mL。雙縮脲法常用于蛋白質(zhì)的快速測定。雙縮脲法主要針對蛋白質(zhì)的肽鍵多少雙縮脲法的缺點是靈敏度差、所需樣品量大。Folin-酚試劑法測定蛋白質(zhì)含量Folin酚試劑法測定蛋白質(zhì)含量是最靈敏的方法之一。此法的顯色原理與雙縮脲方法是相同的(甲試劑由碳酸鈉、氫氧化鈉、硫酸銅及酒石酸鉀鈉組成)，只是加入了第二種試劑，即Folin—酚試劑(磷鉬酸和磷鎢酸、硫酸、溴等組成)，以增加顯色量，從而提高了檢測蛋白質(zhì)的靈敏度。這兩種顯色反應(yīng)產(chǎn)生深藍色的原因是：在堿性條件下，蛋白質(zhì)中的肽鍵與銅結(jié)合生成復合物。Folin—酚試劑中的磷鉬酸鹽—磷鎢酸鹽被蛋白質(zhì)中的酪氨酸和苯丙氨酸殘基還原，產(chǎn)生深藍色（鉬蘭和鎢蘭的混合物）。在一定的條件下，藍色深度與蛋白的量成正比。四川大學2011年生物化學思考題1、在下列檢測蛋白質(zhì)的方法中，哪一種取決于完整的肽鏈？

A．凱氏定氮法B．雙縮尿反應(yīng)

C．紫外吸收法D．茚三酮法四川大學生物化學（三）.天然存在的活性肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在，這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽。如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。1.

谷胱甘肽

三肽（Glu-Cys-Gly），廣泛存在于生物細胞中，含有自由的巰基，具有很強的還原性，可作為體內(nèi)重要的還原劑，保護某些蛋白質(zhì)或酶分子中的巰基免遭氧化，使其處于活性狀態(tài)。谷胱甘肽解毒作用：與毒物或藥物結(jié)合，消除其毒性作用；

參與氧化還原反應(yīng)：作為重要的還原劑，參與體內(nèi)多種氧化還原反應(yīng)；

保護巰基酶的活性：使巰基酶的活性基團-

SH維持還原狀態(tài)；

維持紅細胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定：消除氧化劑對紅細胞