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文檔簡介
第三章氨基酸copy演示文稿本文檔共102頁;當(dāng)前第1頁;編輯于星期三\10點10分第三章氨基酸Chapter3aminoacid
氨基酸是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子。本文檔共102頁;當(dāng)前第2頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二氨基酸的分類三氨基酸的酸堿化學(xué)四氨基酸的化學(xué)反應(yīng)五氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)六氨基酸的分析分離第三章氨基酸本文檔共102頁;當(dāng)前第3頁;編輯于星期三\10點10分(1)酸水解:常用H2S04或HCl進行水解。一般用6mol/LHCl,4mol/LH2S04;回流煮沸20h左右可使蛋白質(zhì)完全水解。優(yōu)點:不引起消旋作用,得到的是L—氨基酸。缺點:色氨酸完全被沸酸所破壞,羥基氨基酸(絲氨酸及蘇氨酸)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。蛋白質(zhì)可以在酸、堿和蛋白酶的作用下發(fā)生水解,但水解的結(jié)果有所不同(一)蛋白質(zhì)的水解123頁一、氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子(2)堿水解(3)酶水解1.蛋白質(zhì)的酸水解一般用6mol/LHCI,110℃水解20小時左右,可使蛋白質(zhì)完全水解。酸水解的優(yōu)點是(),缺點是使()被完全破壞。(廈大2007)本文檔共102頁;當(dāng)前第4頁;編輯于星期三\10點10分(2)堿水解:一般與5mol/LNaOH共煮10~20h,即可使蛋白質(zhì)完全水解。
缺點:(1)多數(shù)氨基酸遭到不同程度的破壞,如精氨酸脫氨,生成鳥氨酸和尿素。(2)產(chǎn)生消旋現(xiàn)象,所得產(chǎn)物是D—和L—氨基酸的混合物,稱消旋物。
優(yōu)點:在堿性條件下色氨酸是穩(wěn)定的。
蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物即為氨基酸的混合物,不同水解方法各有其優(yōu)缺點。(一)蛋白質(zhì)的水解123頁(3)酶水解:(1)酸水解:一、氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子本文檔共102頁;當(dāng)前第5頁;編輯于星期三\10點10分(3)酶水解:常用的蛋白酶有胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶以及胃蛋白酶等,該方法主要用于蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)分析以獲得蛋白質(zhì)的部分水解產(chǎn)物。
優(yōu)點:不產(chǎn)生消旋作用,也不破壞氨基酸。缺點:a.使用一種酶往往水解不徹底,需要幾種酶協(xié)同作用才能使蛋白質(zhì)完全水解。
b.酶水解所需時間較長。
蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物即為氨基酸的混合物,不同水解方法各有其優(yōu)缺點。(一)蛋白質(zhì)的水解123頁(1)酸水解(2)堿水解一、氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子本文檔共102頁;當(dāng)前第6頁;編輯于星期三\10點10分氨基酸的通式組成蛋白質(zhì)的常見氨基酸有20種,除脯氨酸(亞氨基酸)外,均為α-氨基酸共同特點是在同一個碳原子上有羧基、氨基和氫不同特點是R不同。(二)-氨基酸的一般結(jié)構(gòu)
一、氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子本文檔共102頁;當(dāng)前第7頁;編輯于星期三\10點10分按氨基酸按分子中所含-NH2和-COOH的相對位置,可將其分為:α-氨基酸(aminoacid):是羧酸分子中α-碳原子上的一個氫原子被氨基替代而成的化合物,故稱α-氨基酸。它是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單元。本文檔共102頁;當(dāng)前第8頁;編輯于星期三\10點10分氨基酸的通式組成蛋白質(zhì)的常見氨基酸有20種,除脯氨酸(亞氨基酸)外,均為α-氨基酸共同特點是在同一個碳原子上有羧基、氨基和氫不同特點是R不同。(二)-氨基酸的一般結(jié)構(gòu)
一、氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子本文檔共102頁;當(dāng)前第9頁;編輯于星期三\10點10分1.形成肽鍵因為氨基酸同時含有氨基和羧基,所以它們能以首尾相連的方式進行聚合反應(yīng),除去一分子水形成一個共價酰胺鍵或稱肽鍵.2.兼性離子多數(shù)氨基酸在中性pH時,羧基以-COO-,氨基以-NH3+形式存在,R基不解離。這樣的氨基酸分子含有一個正電荷和一個負電荷,成為兼性離子(同時帶有正電荷和負電荷的離子,且正負電荷相等、凈電荷為零)
。3.旋光性
α-氨基酸除甘氨酸外,其它的α-碳原子是一個手性碳原子,因此都具有旋光性。(三)氨基酸的性質(zhì)P145一、氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子本文檔共102頁;當(dāng)前第10頁;編輯于星期三\10點10分構(gòu)型:根據(jù)甘油醛構(gòu)型確定D型和L型1.根據(jù)甘油醛原則確定構(gòu)型,由α-碳原子上氨基的位置來確定2.組成蛋白質(zhì)的氨基酸除甘氨酸外都有旋光性。L—AA3.自然界的氨基酸有兩種構(gòu)型,構(gòu)型和旋光方向沒有必然聯(lián)系。一、氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子(廈大2009)
本文檔共102頁;當(dāng)前第11頁;編輯于星期三\10點10分1.形成肽鍵因為氨基酸同時含有氨基和羧基,所以它們能以首尾相連的方式進行聚合反應(yīng),除去一分子水形成一個共價酰胺鍵或稱肽鍵.2.兼性離子氨基酸在中性pH時,羧基以-COO-,氨基以-NH3+形式存在。這樣的氨基酸分子含有一個正電荷和一個負電荷,稱為兼性離子。3.旋光性
α-氨基酸除甘氨酸外,其它的α-碳原子是一個手性碳原子,因此都具有旋光性。4.結(jié)晶
α-氨基酸都是白色晶體,熔點很高,一般都能溶于水。每種氨基酸都有特殊的結(jié)晶形狀。利用結(jié)晶形狀可以鑒別各種氨基酸。氨基酸的性質(zhì)P145一、氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子本文檔共102頁;當(dāng)前第12頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子第三章氨基酸(一)蛋白質(zhì)的水解(水解蛋白質(zhì)的方法有哪幾種?有什么優(yōu)缺點?)(二)-氨基酸的一般結(jié)構(gòu)
(三)氨基酸的性質(zhì)(兼性離子;旋光性)本文檔共102頁;當(dāng)前第13頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二氨基酸的分類三氨基酸的酸堿化學(xué)四氨基酸的化學(xué)反應(yīng)五氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)六氨基酸的分析分離第三章氨基酸本文檔共102頁;當(dāng)前第14頁;編輯于星期三\10點10分常見的蛋白質(zhì)氨基酸(基本氨基酸):
蛋白質(zhì)中常見的20種氨基酸不常見的蛋白質(zhì)氨基酸(稀有氨基酸)
:蛋白質(zhì)組成中,除上述20種常見氨基酸外,從少數(shù)蛋白質(zhì)中還分離出一些稀有氨基酸,它們都是相應(yīng)常見氨基酸的衍生物。如4-羥脯氨酸、5-羥賴氨酸等。非蛋白質(zhì)氨基酸:生物體內(nèi)呈游離或結(jié)合態(tài)的氨基酸,150多種
.二氨基酸的分類
P124蛋白質(zhì)中的氨基酸目前從各種生物體中發(fā)現(xiàn)的氨基酸已有180多種本文檔共102頁;當(dāng)前第15頁;編輯于星期三\10點10分
20種氨基酸的名稱及縮寫代號P124(一)常見的蛋白質(zhì)氨基酸20種本文檔共102頁;當(dāng)前第16頁;編輯于星期三\10點10分1)按R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類
脂肪族氨基酸:15種芳香族氨基酸(含有苯環(huán)):3種雜環(huán)族氨基酸(含咪唑基或吡咯環(huán)):2種(一)常見的蛋白質(zhì)氨基酸
P1241常見氨基酸
P124-127本文檔共102頁;當(dāng)前第17頁;編輯于星期三\10點10分根據(jù)性質(zhì)分為中性、含羥基或硫、酸性氨基酸及酰胺及堿性脂肪族氨基酸。中性脂肪族氨基酸
P125(一)常見的蛋白質(zhì)氨基酸
P124脂肪族氨基酸干Gan了le的葉ye子
一個夾心餅干(把A想成一片餅干,兩面都是A,中間加點東西)
山谷(Valley)的坡面是斜(纈)的亮的讀音碳原子數(shù)目側(cè)鏈是氫原子或烷烴側(cè)鏈。R基對分子酸堿性影響很小,幾乎有相同的等電點(6.0±0.03)。本文檔共102頁;當(dāng)前第18頁;編輯于星期三\10點10分含羥基或硫脂肪族氨基酸(一)常見的蛋白質(zhì)氨基酸
P124脂肪族氨基酸加一個兒化音,絲兒(Sier)科學(xué)理論(Theory)的出現(xiàn),標志著人類開始蘇醒西紅柿炒雞蛋,每個人的做法(method)是不同的本文檔共102頁;當(dāng)前第19頁;編輯于星期三\10點10分酸性氨基酸及酰胺
P125(一)常見的蛋白質(zhì)氨基酸
P124脂肪族氨基酸冬天非常寒冷,我們渴望(Aspire)溫暖碳原子數(shù)目“谷”的拼音在生理條件下僅有的帶負電荷的兩個氨基酸酰胺基中氨基易發(fā)生氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng),轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)在生物合成和代謝中有重要意義本文檔共102頁;當(dāng)前第20頁;編輯于星期三\10點10分(一)常見的蛋白質(zhì)氨基酸
P124脂肪族氨基酸堿性脂肪族氨基酸
P126胍基側(cè)鏈上的胍基是已知堿性最強的有機堿Arg是堿性最強的氨基酸,側(cè)鏈有4個C的直鏈,柔性較大,使側(cè)鏈的氨基反應(yīng)活性增大。工作要精益求精,有些事需經(jīng)過激烈的爭辯(argument)本文檔共102頁;當(dāng)前第21頁;編輯于星期三\10點10分芳香族氨基酸
P126吲哚基把try后兩個字母顛倒過來都含苯環(huán),都有紫外吸收(280nm)。所以可通過測量蛋白質(zhì)的紫外吸收來測定蛋白質(zhì)的含量。本文檔共102頁;當(dāng)前第22頁;編輯于星期三\10點10分雜環(huán)氨基酸P126-127(一)常見的蛋白質(zhì)氨基酸
P124咪唑基俗話說,男(His)女組合,干活不累胸脯(p)肉(ro)
堿性較弱的氨基酸,在生理條件下是否帶電與周圍內(nèi)環(huán)境有關(guān)。它在活性中心常起傳遞電荷的作用。α-螺旋的破壞者本文檔共102頁;當(dāng)前第23頁;編輯于星期三\10點10分5、寫出Ser、Thr、Pro、Tyr的分子結(jié)構(gòu)式,并簡述其R基特征。2006年暨南大學(xué)7、常見的雜環(huán)族氨基酸有(21)和(22)。(華南理工2011)(中山大學(xué)2011)
(廈大2009)5、常見的芳香族氨基酸有(14)、(15)和苯丙氨酸。(華南理工2010)(廈大2009)(暨南大學(xué)2010)
本文檔共102頁;當(dāng)前第24頁;編輯于星期三\10點10分1)按R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類
脂肪族氨基酸:15種芳香族氨基酸:3種雜環(huán)族氨基酸:2種(一)常見的蛋白質(zhì)氨基酸
P124本文檔共102頁;當(dāng)前第25頁;編輯于星期三\10點10分①非極性、疏水氨基酸(非極性R基氨基酸):
AlaVal,Leu,Ile(脂肪烴支鏈);Met(含硫);Phe,Trp(芳香族);Pro(亞氨基);②不帶電荷的極性R基氨基酸:
Ser,Thr(含羥基);Tyr(芳香族);Cys(含硫);Gln,Asn(含酰氨)Gly(無旋光異構(gòu));③帶正電荷的R基氨基酸
Arg(胍基)、His(咪唑基)、Lys(ε氨基),側(cè)鏈基團在中性(pH=7.0
)溶液中解離后帶正電荷的氨基酸④帶負電荷的R基氨基酸
Glu(含γ羧基)、Asp(含β羧基),側(cè)鏈基團在中性溶液(pH=7.0
)中解離后帶負電荷的氨基酸(2)按側(cè)鏈R基的極性22.氨基酸根據(jù)R基的極性性質(zhì)可分為4類,即(43)、不帶電荷的極性R基氨基酸、(44)和帶負電荷的R基氨基酸。(華南理工2009本文檔共102頁;當(dāng)前第26頁;編輯于星期三\10點10分營養(yǎng)學(xué):必需氨基酸\非必需氨基酸\半必需氨基酸“笨蛋來宿舍晾一晾鞋”
1、笨-苯丙氨酸2、蛋-蛋氨酸也叫甲硫氨酸3、來-賴氨酸4、宿-蘇氨酸5、舍-色氨酸6、晾-亮氨酸7、一晾-異亮氨酸8、鞋-纈氨酸八種必需氨基酸人體合成精氨酸、組氨酸的能力不足于滿足自身的需要,需要從食物中攝取一部分,稱之為半必需氨基酸。本文檔共102頁;當(dāng)前第27頁;編輯于星期三\10點10分二十種常見蛋白質(zhì)氨基酸的分類據(jù)R基團化學(xué)結(jié)構(gòu)分類脂肪族AA(中性、含羥基或巰基、酸性、堿性)芳香族AA(Phe、Tyr、Trp)雜環(huán)AA(His、Pro)據(jù)R基團極性分類極性R基團AA非極性R基團AA(8種)不帶電荷(7種)帶電荷:正電荷(3種)負電荷(2種)營養(yǎng)學(xué):必需氨基酸\非必需氨基酸\半必需氨基酸本文檔共102頁;當(dāng)前第28頁;編輯于星期三\10點10分
在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見的氨基酸,通常稱為非標準(non-standard)氨基酸(稀有氨基酸)。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來的。重要的有4-羥基脯氨酸、5-羥基賴氨酸(在膠原和彈性蛋白中含量較多
)、N-甲基賴氨酸(肌球蛋白)和3,5-二碘酪氨酸(甲狀腺素
)等。(二)不常見的蛋白質(zhì)氨基酸P128本文檔共102頁;當(dāng)前第29頁;編輯于星期三\10點10分(三)、天然的非蛋白質(zhì)氨基酸如瓜氨酸和鳥氨酸是合成精氨酸的中間產(chǎn)物;β-丙氨酸是遍多酸(泛酸,輔酶A前體)的前體;γ-氨基丁酸,由Glu脫羧形成,是傳遞神經(jīng)沖動的化學(xué)介質(zhì)自然界中還有150多種不參與構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。它們大多是基本氨基酸的衍生物,但也有些是D-氨基酸或β、γ、δ-氨基酸。本文檔共102頁;當(dāng)前第30頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二天然氨基酸的分類
常見的蛋白質(zhì)氨基酸:20種
不常見的蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸第三章氨基酸本文檔共102頁;當(dāng)前第31頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二天然氨基酸的分類三氨基酸的酸堿化學(xué)第三章氨基酸是蛋白質(zhì)很多性質(zhì)的基礎(chǔ),也是氨基酸分析分離工作的基礎(chǔ)本文檔共102頁;當(dāng)前第32頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二天然氨基酸的分類三氨基酸的酸堿化學(xué)第三章氨基酸氨基酸的解離
氨基酸的等電點氨基酸的甲醛滴定本文檔共102頁;當(dāng)前第33頁;編輯于星期三\10點10分(一)、氨基酸的兼性離子形式多數(shù)氨基酸在晶體或水溶液中通常以兼性離子(dipolarion)形式存在。同一個氨基酸分子上可以即有正電荷又有負電荷。三、氨基酸的酸堿化學(xué)P130本文檔共102頁;當(dāng)前第34頁;編輯于星期三\10點10分Br?nsted-Lowry的酸堿理論,即廣義酸堿理論。酸是質(zhì)子(H+)供體,堿是質(zhì)子的受體。酸堿的相互關(guān)系如下:HAA-+H+酸堿質(zhì)子
(二)氨基酸的解離本文檔共102頁;當(dāng)前第35頁;編輯于星期三\10點10分Asabase(protonacceptor):Asanacid(protondonor):氨基酸在水中的兼性離子形式既能像酸一樣放出質(zhì)子,也能像堿一樣接受質(zhì)子,氨基酸具有酸堿性質(zhì),是一類兩性電解質(zhì)。本文檔共102頁;當(dāng)前第36頁;編輯于星期三\10點10分完全質(zhì)子化的氨基酸可以看成是多元酸,側(cè)鏈不能解離的中性氨基酸可看作是二元酸,現(xiàn)以甘氨酸為例說明側(cè)鏈不能解離的中性氨基酸的解離情況。它分步解離如下:
(A+)(A0)(A0)(A-)
[A+][A0][A0][A-]Ka1Ka2Ka1Ka2如何了解氨基酸的解離情況?Ka反映的是電解質(zhì)在水溶液中電離成離子趨勢的大小本文檔共102頁;當(dāng)前第37頁;編輯于星期三\10點10分甘氨酸滴定曲線如何確定解離常數(shù)Ka(PKa
)的大小?酸堿滴定Ka1Ka2[A+][A0]Ka1[A0][A-]Ka2本文檔共102頁;當(dāng)前第38頁;編輯于星期三\10點10分本文檔共102頁;當(dāng)前第39頁;編輯于星期三\10點10分原因:鄰近的—NH3+基的正電荷對—COOH的質(zhì)子(H+)產(chǎn)生靜電排斥因而增強了—COOH基釋放質(zhì)子的趨勢甘氨酸中的—COOH基(pK1’=2.34)的酸性要比相應(yīng)的醋酸(pK′=4.76)強200多倍?本文檔共102頁;當(dāng)前第40頁;編輯于星期三\10點10分根據(jù)Henderson-Hasselbalch
(H-H)公式pH=pKa+[質(zhì)子受體][質(zhì)子供體]lg根據(jù)所給pKa1和pKa2的數(shù)據(jù)可以計算任一pH條件下一種氨基酸各種離子的比例P132書155頁第2、3、6、8題含一氨基一羧基和不解離R基的氨基酸都具有類似甘氨酸的滴定曲線。這類氨基酸的pK1′值的范圍為2.0~3.0,pK2′為9.0~10.0南京理工2010本文檔共102頁;當(dāng)前第41頁;編輯于星期三\10點10分谷氨酸對于側(cè)鏈能發(fā)生解離的氨基酸,相當(dāng)于三元酸,有三個pK′值,因此滴定曲線比較復(fù)雜。本文檔共102頁;當(dāng)前第42頁;編輯于星期三\10點10分His的滴定曲線本文檔共102頁;當(dāng)前第43頁;編輯于星期三\10點10分本文檔共102頁;當(dāng)前第44頁;編輯于星期三\10點10分為什么組氨酸在生理pH條件下具有緩沖能力?溶液在生理pH范圍內(nèi)發(fā)生較小的變動,組氨酸能夠接受或釋放較多的質(zhì)子His的滴定曲線本文檔共102頁;當(dāng)前第45頁;編輯于星期三\10點10分寫出絲氨酸、組氨酸、賴氨酸、色氨酸的三字母符號、結(jié)構(gòu)式
常見的芳香族氨基酸有()、()和苯丙氨酸。常見的雜環(huán)族氨基酸有()和()。含硫的基本氨基酸()和()時間:5分鐘記得寫上姓名、學(xué)號、班級?。?!本文檔共102頁;當(dāng)前第46頁;編輯于星期三\10點10分氨基酸在強酸性溶液中以正離子存在。在強堿性溶液中以負離子存在。兩性離子存在。不同pH時氨基酸以不同的離子化形式存在:
(三)氨基酸等電點(isoelectricpoint,pI)P133-135本文檔共102頁;當(dāng)前第47頁;編輯于星期三\10點10分pH=pI
凈電荷=0
pH<pI凈電荷為正pH>pI凈電荷為負CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3++H++OH-+H++OH-(pK′1)(pK′2)氨基酸的等電點(isoelectricpoint,pI):在某一特定的pH時,氨基酸主要以兼性離子形式存在,正電荷與負電荷數(shù)相等,凈電荷為零,這時氨基酸所處溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點。在pI時,在電場中,既不向正極移動,也不向負極移動,氨基酸的導(dǎo)電率最低,溶解度最小,容易發(fā)生沉淀。(暨南大學(xué)2010)
本文檔共102頁;當(dāng)前第48頁;編輯于星期三\10點10分一氨基一羧基氨基酸的等電點計算:對側(cè)鏈R基不解離的中性氨基酸來說,其等電點是它的羧基解離的pKl′和氨基解離的pK2′的算術(shù)平均值。+-本文檔共102頁;當(dāng)前第49頁;編輯于星期三\10點10分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一氨基一羧基氨基酸的等電點計算:對側(cè)鏈R基不解離的中性氨基酸來說,其等電點是它的羧基解離的pKl′和氨基解離的pK2′的算術(shù)平均值。原課件本文檔共102頁;當(dāng)前第50頁;編輯于星期三\10點10分酸性氨基酸,以Asp為例:對于側(cè)鏈R基可解離的氨基酸,只要依次寫出它從酸性至中性至堿性解離過程的各種離子形式,取兼性離子兩側(cè)的pK值的平均值即為該氨基酸的pI值。(P134)本文檔共102頁;當(dāng)前第51頁;編輯于星期三\10點10分堿性氨基酸,以Lys為例:(杭州師大2009)本文檔共102頁;當(dāng)前第52頁;編輯于星期三\10點10分一氨基一羧基AA的等電點計算:pI=2pK′a1+pK′a2一氨基二羧基AA的等電點計算:pI=2pK′a1+pK′a2而二氨基一羧基AA的等電點計算:pI=2pK′a2+pK′a3總結(jié)等電點(isoelectricpoint,pI):在某一特定的pH時,氨基酸主要以兼性離子形式存在,正電荷與負電荷數(shù)相等,凈電荷為零,這時氨基酸所處溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點。在pI時,在直流電場中,既不向正極移動,也不向負極移動,氨基酸的導(dǎo)電率最低,溶解度最小,容易發(fā)生沉淀。等電點的計算本文檔共102頁;當(dāng)前第53頁;編輯于星期三\10點10分在等電點時,氨基酸所帶的靜電荷為零,在電場中既不向陰極移動,也不向陽極移動在等電點以上的任何pH值,氨基酸帶凈負電荷,并因此在電場中向正極移動。在低于等電點的任一pH值,氨基酸帶有凈正電荷,在電場中向負極移動。在一定pH值范圍內(nèi),氨基酸溶液的pH值離等電點越遠,氨基酸所攜帶的凈電荷越大。注意:這一說法也適合于蛋白質(zhì)和多肽當(dāng)溶液的pHP134本文檔共102頁;當(dāng)前第54頁;編輯于星期三\10點10分氨基酸不可直接用酸、堿滴定進行定量測定,因為滴定終點的pH過高(11-13)或過低(1-2),無適當(dāng)?shù)闹甘緞?。在氨基酸溶液中加入過量的甲醛,甲醛能迅速與氨基酸的氨基結(jié)合,生成羥甲基化合物,使上述平衡右移,促使一NH3,釋放H+,使溶液的酸度增加,用標準氫氧化鈉溶液滴定,滴定終點移至酚酞的變色域內(nèi)(pH9.0左右)。因此,可用酚酞作指示劑,從消耗的堿量可以計算出氨基酸的含量。(四)氨基酸的甲醛滴定(formaltitration)P135氨基酸的甲醛滴定是氨基酸測定的一種常用的方法本文檔共102頁;當(dāng)前第55頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二天然氨基酸的分類三氨基酸的酸堿化學(xué)第三章氨基酸氨基酸的解離
氨基酸的等電點氨基酸的甲醛滴定本文檔共102頁;當(dāng)前第56頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二天然氨基酸的分類三氨基酸的酸堿化學(xué)四氨基酸的化學(xué)反應(yīng)五氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)六氨基酸的分析分離第三章氨基酸本文檔共102頁;當(dāng)前第57頁;編輯于星期三\10點10分(一)由-氨基參加的反應(yīng)(二)由-羧基參加的反應(yīng)(三)-氨基和-羧基共同參加的反應(yīng)(四)側(cè)鏈R基參加的反應(yīng)三氨基酸的化學(xué)反應(yīng)本文檔共102頁;當(dāng)前第58頁;編輯于星期三\10點10分1與亞硝酸的反應(yīng)(VanSlyke定氮)(一)由α-氨基參與的反應(yīng):P136氨基酸中游離的α-氨基可與亞硝酸反應(yīng)生成定量地放出氮氣,氨基酸被氧化成羥酸(1)在標準條件下測定生成的氮氣體積,即可計算出氨基酸的量,此反應(yīng)是Vanslyke氨基氮測定法的基礎(chǔ),可用于氨基酸定量和蛋白質(zhì)水解程度的測定。(2)生成的氮氣(N2)只有一半來自氨基酸。(3)除α-NH2外,賴氨酸的ε-NH2也能與亞硝酸反應(yīng),但速度較慢。而α-NH2作用3~4min即完成反應(yīng)。(4)含亞氨基的脯氨酸則不能與亞硝酸反應(yīng).本文檔共102頁;當(dāng)前第59頁;編輯于星期三\10點10分2酰基化反應(yīng)(與?;噭┑姆磻?yīng))芐氧甲酰氯、苯甲酰氯、鄰苯二甲酸酐等?;噭┰诘鞍踪|(zhì)和多肽的合成中作為氨基的保護基團。P136芐氧甲酰氯芐氧甲?;被岚被岬陌被c酰氯或酸酐在弱堿溶液中發(fā)生作用時,氨基即被酰基化。本文檔共102頁;當(dāng)前第60頁;編輯于星期三\10點10分與丹磺酰氯的反應(yīng)(2)?;磻?yīng)丹磺?;梢园l(fā)出強烈的熒光,DNS-氨基酸在紫外光激發(fā)后發(fā)黃色熒光。該反應(yīng)常被用于多肽鏈N-末端氨基酸的標記和微量氨基酸的定量測定丹磺?;被岬せ酋B缺疚臋n共102頁;當(dāng)前第61頁;編輯于星期三\10點10分3烴基化反應(yīng)(R’=烴基)氨基酸氨基上的氫原子可被一個烴基所取代發(fā)生烴基化反應(yīng)P137本文檔共102頁;當(dāng)前第62頁;編輯于星期三\10點10分DNFBDNP-氨基酸(黃色)氨基酸與2,4一二硝基氟苯(DNFB)(sanger試劑)的反應(yīng)這個反應(yīng)首先被英國的Sanger用來鑒定多肽或蛋白質(zhì)的N末端氨基酸。DNP-氨基酸,黃色,層析法鑒定.Sanger反應(yīng)二硝基苯基氨基酸本文檔共102頁;當(dāng)前第63頁;編輯于星期三\10點10分②與苯異硫氰酸(酯)的反應(yīng)Edman反應(yīng)PITCPTC-氨基酸PTH-氨基酸苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物(PTH-氨基酸),無色,可以用層析法分離鑒定。該反應(yīng)首先被Edman用于鑒定多肽或蛋白質(zhì)的N-末端氨基酸(Edman反應(yīng))在多肽和蛋白質(zhì)的氨基酸順序分析方面占有重要地位。Edman反應(yīng)苯氨基硫甲酰苯乙內(nèi)酰硫脲硝基甲烷三氟乙酸在硝基甲烷中與酸作用硫氰酸根(SCN?)用氮原子配位時生成的化合物本文檔共102頁;當(dāng)前第64頁;編輯于星期三\10點10分4形成西佛堿(Shiff’sbase):
P137-H2O
醛+aaR-CH=N-CH-COOH+H2OR
O=C5脫氨基反應(yīng):在生物體內(nèi)經(jīng)氨基酸氧化酶催化即脫去a-氨基酸而變成酮酸。
氨基酸的a-氨基能與醛類化合物發(fā)生脫水縮合反應(yīng)生成弱堿,即西佛堿,在生物體內(nèi),西佛堿是以氨基酸為底物的某些酶促反應(yīng)如轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)的中間物。本文檔共102頁;當(dāng)前第65頁;編輯于星期三\10點10分α-氨基參加的反應(yīng)與亞硝酸反應(yīng)(氨基酸的定量及蛋白質(zhì)水解程度的測定)與?;噭┓磻?yīng)(氨基被?;槐Wo)烴基化反應(yīng)DNFB反應(yīng)(生成DNP-aa)PITC反應(yīng)(生成PTH-aa)形成西佛堿反應(yīng)(與醛類化合物)脫氨基反應(yīng)
sanger反應(yīng):用于蛋白質(zhì)N-端測定。
Edman反應(yīng):用于蛋白質(zhì)N-端測定,蛋白質(zhì)序列測定儀設(shè)計原理的依據(jù)。氨基酸的化學(xué)反應(yīng)本文檔共102頁;當(dāng)前第66頁;編輯于星期三\10點10分(二).α-羧基參加的反應(yīng)1成鹽和成酯反應(yīng)當(dāng)羧基變成鈉鹽、甲酯或乙酯后,羧基的化學(xué)性質(zhì)就被掩蔽了,而氨基的化學(xué)性能得到加強或者說被活化,容易和?;驘N基結(jié)合。P138羧基保護成鹽,成脂,成酰氯,脫羧基反應(yīng)本文檔共102頁;當(dāng)前第67頁;編輯于星期三\10點10分2成酰氯反應(yīng)
使氨基酸的羧基活化,易于另一氨基酸的氨基結(jié)合,在合成肽的工作上常用。P138本文檔共102頁;當(dāng)前第68頁;編輯于星期三\10點10分3脫羧基反應(yīng)P138體內(nèi)部分氨基酸也可進行脫羧基作用生成相應(yīng)的胺,催化這些反應(yīng)是氨基酸脫羧酶。如:谷氨酸脫羧基生成γ-氨基丁酸,γ-氨基丁酸是抑制性神經(jīng)遞質(zhì),對中樞神經(jīng)有抑制作用。本文檔共102頁;當(dāng)前第69頁;編輯于星期三\10點10分4疊氮反應(yīng)?;被狨;被峒柞ヵ;陌被狨k迈;被岑B氮P138(?;陌被狨ヅc肼作用生成酰肼,酰肼與亞硝酸作用生成疊氮化合物)疊氮化合物與另一氨基酸酯作用即能縮合成二肽(用此法能合成光學(xué)純度的肽),近年來氨基酸的疊氮化合物常用于肽的人工合成。本文檔共102頁;當(dāng)前第70頁;編輯于星期三\10點10分1.與茚三酮(ninhydrin)的反應(yīng)
(三)-氨基和-羧基共同參加的反應(yīng)本文檔共102頁;當(dāng)前第71頁;編輯于星期三\10點10分茚三酮還原茚三酮紫色化合物的兩個共振形式(2)Pro和Hyp與茚三酮反應(yīng)不放出氨,直接生成亮黃色化合物。最大吸收峰在Pro440nm在弱酸性溶液中,氨基酸與茚三酮水合物共熱,可生成藍紫色化合物。(1)最大吸收峰在570nm處。用紙層析或柱層析把各種氨基酸分開后,利用茚三酮顯色可以定性或定量測定各種氨基酸。
第二個茚三酮弱酸(3)許多一級胺、B-丙氨酸、和胺也能發(fā)生類似的反應(yīng)本文檔共102頁;當(dāng)前第72頁;編輯于星期三\10點10分2成肽反應(yīng)本文檔共102頁;當(dāng)前第73頁;編輯于星期三\10點10分2H2O甘氨酸甘氨酸二酮吡嗪加熱乙二醇肽鍵肽鍵2成肽反應(yīng)本文檔共102頁;當(dāng)前第74頁;編輯于星期三\10點10分(A)pauly反應(yīng)His+重氮苯磺酸紅色(棕紅色)Tyr+重氮苯磺酸橘黃色(四)側(cè)鏈R基參加的主要反應(yīng)
or(B)Folin一酚反應(yīng)+磷鉬酸Tyr磷鎢酸Trp藍色(鉬藍與鎢藍混合物)課外閱讀本文檔共102頁;當(dāng)前第75頁;編輯于星期三\10點10分(C)苯環(huán)的黃色反應(yīng)phe+少量濃H2SO4+濃HNO3
黃色TyrorTrp+濃HNO3
黃色(D)酚基的Millon反應(yīng)(米倫氏反應(yīng))HgNO3
Tyr+ Hg(NO3)2
紅色HNO3
本文檔共102頁;當(dāng)前第76頁;編輯于星期三\10點10分4.側(cè)鏈R基的化學(xué)反應(yīng)(1)-S-S-和-SH的氧化還原反應(yīng)R-SH:HS-CH2CH2OH巰基乙醇(mercaptoethanol)HS-CH2COOH巰基乙酸(mercaptoaceticacid)HS-CH2(CHOH)2-CH2SH二硫蘇糖醇(DTT)本文檔共102頁;當(dāng)前第77頁;編輯于星期三\10點10分α-羧基參加的反應(yīng)成鹽成酯成酰氯(與二氯亞砜等)脫羧基反應(yīng)疊氮反應(yīng)(氨基酸酯與肼、亞硝酸)α-氨基與α-羧基共同參加反應(yīng)與茚三酮反應(yīng)成肽反應(yīng)側(cè)鏈R基參加的反應(yīng)酪氨酸酚羥基組氨酸咪唑精氨酸胍基色氨酸吲哚基半胱氨酸巰基用于氨基酸定量定性測定本文檔共102頁;當(dāng)前第78頁;編輯于星期三\10點10分8、氨基酸的化學(xué)反應(yīng)包括有氨基和羧基及側(cè)鏈基團所參與的反應(yīng),其中由氨基和羧基共同參加的反應(yīng)有(23)反應(yīng)和(24)反應(yīng)。(華南理工2011)11、與茚三酮反應(yīng)呈黃色的氨基酸是苯丙氨酸(B)酪氨酸(C)色氨酸(D)組氨酸(E)脯氨酸(廈門大學(xué)2010)(華中農(nóng)大2011)
9、蛋白質(zhì)化學(xué)修飾本文檔共102頁;當(dāng)前第79頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二天然氨基酸的分類三氨基酸的酸堿化學(xué)四氨基酸的化學(xué)反應(yīng)五氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)六氨基酸的分析分離第三章氨基酸
P143本文檔共102頁;當(dāng)前第80頁;編輯于星期三\10點10分
組成蛋白質(zhì)的氨基酸除Gly以外,都有手性碳原子,所以都有旋光性,能使偏振光的偏振面的向左或向右旋轉(zhuǎn),向左旋轉(zhuǎn)的稱左旋,用“―”號表示,向右旋轉(zhuǎn)的稱右旋,用“+”號表示。
1旋光性本文檔共102頁;當(dāng)前第81頁;編輯于星期三\10點10分
酪氨酸的max=275nm,275=1.4x103;苯丙氨酸的max=257nm,257=2.0x102;色氨酸的max=280nm,280=5.6x103;利用這一特點,可以通過測定280nm處的紫外吸收值的方法對蛋白溶液進行定量。在紫外有特征吸收的僅三個芳香族的氨基酸Trp、Tyr、Phe,氨基酸的光譜性質(zhì)本文檔共102頁;當(dāng)前第82頁;編輯于星期三\10點10分一氨基酸——蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子二天然氨基酸的分類三氨基酸的酸堿化學(xué)四氨基酸的化學(xué)反應(yīng)五氨基酸的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)六氨基酸的分析分離第三章氨基酸
P143本文檔共102頁;當(dāng)前第83頁;編輯于星期三\10點10分層析法(色譜)
利用被分離樣品混合物中各組分的物理化學(xué)性質(zhì)(分子量、所帶的電荷、極性以及分子表面的某些基團)的差別,使各組分以不同程度分布在兩個“相”中。這兩個相中的一個被固定在一定的支持介質(zhì)上,稱為固定相;另一個是移動的,稱為流動相。當(dāng)流動相流過固定相時,在流動過程中由于各組分在兩相中時分配情況不同,或電荷分布不同,或離子親和力不同等,而以不同速度前進,從而達到分離的目的。六、氨基酸的分析分離氨基酸的分析分離,無論是在氨基酸的生產(chǎn)和利用,還是在蛋白質(zhì)的研究方面都具有重要的意義。本文檔共102頁;當(dāng)前第84頁;編輯于星期三\10點10分3按層析過程的機理分類:分配層析:利用不同組分在流動相和固定相之間的分配系數(shù)不同,使之分離。離子交換層析:利用不同組分對離子交換劑親和力的不同。吸附層析:利用吸附劑表面對不同組分吸附性能的差異,達到分離鑒定的目的。凝膠層析:利用某些凝膠對于不同分子大小的組分阻滯作用的不同。1、按流動相的狀態(tài)分類:(1)液相層析(2)氣相層析;2、按固定相的使用形式分類:(1)柱層析(2)紙層析(3)薄層層析等;本文檔共102頁;當(dāng)前第85頁;編輯于星期三\10點10分氨基酸混合物的分析分離分離方法分配柱層析紙層析薄層層析離子交換層析(電荷和非極性)氣相層析高效液相層析氨基酸的分離方法主要基于氨基酸的酸堿性質(zhì)和極性大小分配層析本文檔共102頁;當(dāng)前第86頁;編輯于星期三\10點10分分配層析原理:利用混合物在兩相之間的分配系數(shù)的不同而達到分離各組分的目的。固定相是極性溶劑,此類溶劑能和多孔的支持物緊密結(jié)合,使呈不流動狀態(tài);流動相則是非極性的有機溶劑。分配系數(shù):當(dāng)一種溶質(zhì)分布在兩個互不相溶的溶劑中時,它在固定相和流動相兩相內(nèi)的濃度之比是個常數(shù)分配系數(shù)Kd=CACB分配系數(shù)大的溶質(zhì)在流動相中的分配的數(shù)量多,移動快;分配系數(shù)小的溶質(zhì)在固定相分配的數(shù)量多,移動慢。因此可彼此分開。CA:一種物質(zhì)在A相(流動相)中的濃度CB:一種物質(zhì)在B相(固定相)中的濃度利用分配層析法來分離氨基酸混合物,其先決條件是各種氨基酸成分的分配系數(shù)要有差異,一般差異越大越容易分開。本文檔共102頁;當(dāng)前第87頁;編輯于星期三\10點10分逆流分溶(逆流分配)本文檔共102頁;當(dāng)前第88頁;編輯于星期三\10點10分(1)分配柱層析特點:將支持劑裝柱常用的支持劑:纖維素粉、淀粉、硅藻土。基本操作過程
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