生物化学蛋白质氨基酸.ppt
第一章第一章 蛋白质化学蛋白质化学第一节第一节 蛋白质概念、生物学意义和化学组成蛋白质概念、生物学意义和化学组成 蛋白质初步认识蛋白质初步认识一、蛋白质的概念一、蛋白质的概念二、蛋白质的生物学意义二、蛋白质的生物学意义三、蛋白质的化学组成三、蛋白质的化学组成一、蛋白质的概念一、蛋白质的概念蛋白质：蛋白质：较复杂的含氮生物有机大分子，较复杂的含氮生物有机大分子，是生物体内一切细胞的重要组成部是生物体内一切细胞的重要组成部分，是生命的重要物质基础，其基分，是生命的重要物质基础，其基本组成成分是氨基酸本组成成分是氨基酸.蛋白质是有蛋白质是有20种种-氨基酸通氨基酸通过肽键相互连接而成的一类具有特过肽键相互连接而成的一类具有特定空间构象和生物学活性的高分子定空间构象和生物学活性的高分子有机化合物。有机化合物。二、蛋白质的生物学意义二、蛋白质的生物学意义1.1.蛋白质是一切生物细胞和组织的主要组成蛋白质是一切生物细胞和组织的主要组成部分，是生命活动所依据的部分，是生命活动所依据的物质基础物质基础。2.2.2.2.生物的各种生物的各种生物功能生物功能也都靠蛋白质体现。也都靠蛋白质体现。蛋白质在生物体系中的质和量蛋白质在生物体系中的质和量质：质：蛋白质是一切生命活动的体现者，有什么样的蛋白质蛋白质是一切生命活动的体现者，有什么样的蛋白质就能表达出什么样的生物性状。就能表达出什么样的生物性状。量：量：原生质的各种成分比例原生质的各种成分比例、无机盐、无机盐 11.5%11.5%、糖类和核酸、糖类和核酸 11.5%11.5%、脂类、脂类 12%12%、蛋白质、蛋白质 710%710%、水、水 8090%8090%蛋白质是细胞和生物体中最重要的物质，它对生命蛋白质是细胞和生物体中最重要的物质，它对生命的重要性体现在两个字上：质与量上。的重要性体现在两个字上：质与量上。三、蛋白质的化学组成三、蛋白质的化学组成蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成 C H O N S（50%）（7%）（23%）（16%）（03%）Others:P、Cu、Fe、Zn、Mn、Co、Se、I磷 铜 铁 锌 锰 钴 硒 碘氮氮含量含量一般一般15%1715%17平均平均16%16%凯氏定氮凯氏定氮。蛋白质含量蛋白氮蛋白质含量蛋白氮蛋白质分子结构层次蛋白质分子结构层次结构和构象结构和构象C、H、O、N等等 20种氨基酸种氨基酸肽肽蛋白质分子蛋白质分子X-X-射线衍射法射线衍射法 第二节第二节 氨基酸通式、分类、性质、制备氨基酸通式、分类、性质、制备 （一）（一）氨基酸的通式和手性氨基酸的通式和手性 或或非极性氨基酸非极性氨基酸（二）氨基酸的分类、结构和代号（二）氨基酸的分类、结构和代号极性氨基酸极性氨基酸不带电不带电负电负电正电正电氨基酸的分类方式氨基酸的分类方式Gly(1)(1)按按R R的极性的极性(1)(1)按按R R的结构的结构必须氨基酸、稀有氨基酸和非蛋白质氨基酸必须氨基酸、稀有氨基酸和非蛋白质氨基酸必需氨基酸：必需氨基酸：自身不能合成或难以合成、必须从食物中摄取的自身不能合成或难以合成、必须从食物中摄取的氨基酸。氨基酸。Met,Trp,Lys,Val,Ile,Leu,Phe,Thr。假、设、来、写、一、两、本、书。假、设、来、写、一、两、本、书。稀有氨基酸稀有氨基酸非蛋白质氨基酸非蛋白质氨基酸（三）氨基酸的性质（三）氨基酸的性质状态、熔点、溶解性、光吸收特性状态、熔点、溶解性、光吸收特性1、一般的物理性质、一般的物理性质 组成蛋白质的氨基酸中，组成蛋白质的氨基酸中，TrpTrp、TyrTyr和和 PhePhe对紫外光有一定的吸收，这是因为它们分子中对紫外光有一定的吸收，这是因为它们分子中含有苯环，是苯环的共轭双键造成的，这三个含有苯环，是苯环的共轭双键造成的，这三个氨基酸的光吸收都在氨基酸的光吸收都在280nm280nm附近。附近。1 1）氨基酸的酸碱性质和等电点）氨基酸的酸碱性质和等电点2、化学性质、化学性质 氨基酸所带静电荷为氨基酸所带静电荷为“零零”时，溶液的时，溶液的pH值称为该氨基酸的等值称为该氨基酸的等电点（电点（isoelectric point），以），以pI表示。表示。不同不同pH时氨基时氨基酸以不同的离酸以不同的离子化形式存在子化形式存在等电点时，氨基等电点时，氨基酸主要以两性离酸主要以两性离子形式存在子形式存在2 2）氨基酸的酸碱滴定曲线和等电点的计算）氨基酸的酸碱滴定曲线和等电点的计算 K1=Gly H+Gly+K2=Gly-H+GlypIpI时，时，Gly+=Gly-Gly H+K1=Gly K2H+H+2=K1K2pH=（pK1+pK2）/2pI=（pK1+pK2）/2pI =（2.34+9.60）/2=5.97Gly1 0 1H+的物质的量 OH-的物质的量酸性氨基酸，以酸性氨基酸，以AspAsp为例：为例：碱性氨基酸，以碱性氨基酸，以Lys为例：为例：3 3）化学反应化学反应 与甲醛的反应与甲醛的反应与与HNOHNO2 2的反应的反应2，4一二硝基氟苯一二硝基氟苯SangerSanger的反应的反应DNFBDNP-氨基酸（黄色）氨基酸（黄色）EdmanEdman反应反应 PITCPTC-氨基酸氨基酸PTH-氨基酸氨基酸与茚三酮的显色反应与茚三酮的显色反应蓝紫色化合物蓝紫色化合物Pro黄色化合物黄色化合物米伦试剂：硝酸汞、硝酸亚汞、硝酸、亚硝酸的混合液米伦试剂：硝酸汞、硝酸亚汞、硝酸、亚硝酸的混合液作用对象：作用对象：酪氨酸酪氨酸、含酪氨酸的蛋白质；、含酪氨酸的蛋白质；白色、加热变红色白色、加热变红色米伦氏反应米伦氏反应 其它的显色反应其它的显色反应乙醛酸反应乙醛酸反应 色氨酸色氨酸与乙醛酸和浓硫酸反应在界面上出现与乙醛酸和浓硫酸反应在界面上出现紫红色的环紫红色的环坂口反应坂口反应试剂：碱性次氯（溴）酸钠、试剂：碱性次氯（溴）酸钠、1-萘酚；作用对象萘酚；作用对象 Arg;红色产物红色产物福林反应福林反应试剂：磷钼酸试剂：磷钼酸 和磷钨酸；和磷钨酸；作用对象：作用对象：酪氨酸及含酪氨酸的蛋白质酪氨酸及含酪氨酸的蛋白质；蓝色（钼蓝与钨蓝混合物）蓝色（钼蓝与钨蓝混合物）特殊氨基酸的反应特殊氨基酸的反应-S-S-S-S-和和-SH-SH的氧化还原反应的氧化还原反应 R-SH：HS-CH2CH2OH 巯基乙醇（巯基乙醇（mercaptoethanol）HS-CH2COOH 巯基乙酸（巯基乙酸（mercaptoacetic acid）HS-CH2(CHOH)2-CH2SH二硫苏糖醇（二硫苏糖醇（dithiothreitol,DTT）1 1 氨基酸的制备氨基酸的制备 1 1）蛋白质水解）蛋白质水解 （1 1）酸水解）酸水解 （2 2）碱水解）碱水解 （3 3）酶水解）酶水解 2 2）化学合成）化学合成 3 3）生物法）生物法微生物发酵微生物发酵 （四）（四）氨基酸制备、分析分离和应用氨基酸制备、分析分离和应用 1 1）分配层析法：）分配层析法：分配系数分配系数 Kd=CACB2 2 氨基酸的分离分析氨基酸的分离分析（1 1）纸层析）纸层析（2 2）薄层层析）薄层层析 （3 3）凝胶层析）凝胶层析 （4）高效液相层析）高效液相层析（HPLC：灵敏度：灵敏度10-12mol)2 2）离子交换层析法）离子交换层析法 原理原理：离子交换树脂为支持物，：离子交换树脂为支持物，活性基团活性基团与与溶液中的离子溶液中的离子交换交换，在洗脱，在洗脱过程中，各种离子以不同的速度移动，从而分离。过程中，各种离子以不同的速度移动，从而分离。分离主要与各离子分离主要与各离子所带电荷所带电荷有关；电荷相同时，与有关；电荷相同时，与极性，非极性极性，非极性有关。有关。阳离子交换树脂：活性基团阳离子交换树脂：活性基团-酸性酸性，如，如-SO-SO3 3H H（强）；（强）；-COOH-COOH（弱）（弱）阴离子交换树脂：阴离子交换树脂：活性基团活性基团-碱性碱性，如，如-N-N+(CH(CH3 3)3 3OHOH-3 氨基酸的应用氨基酸的应用补充营养、调味、药物补充营养、调味、药物
