王镜岩生物化学课件PPT-第3章-氨基酸教学文案.ppt

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1、王镜岩生物化学课件PPT-第3章-氨基酸（一）（一）蛋白质水解蛋白质水解蛋白质和多肽的肽键可被催化水解蛋白质和多肽的肽键可被催化水解酸酸/碱碱能将蛋白能将蛋白完全水解完全水解 酶酶水解一般是水解一般是部分水解部分水解得到各种得到各种AA的混合物的混合物得到多肽片段和得到多肽片段和AA的混合物的混合物氨基酸是蛋白质的基本结构单元蛋白质蛋白质月示月示胨胨多肽多肽肽肽AAAA 1*104 5*103 2*103 1000 200 100 -500（二）（二）氨基酸的结构氨基酸的结构地球上天然形成的地球上天然形成的AA300种以上。种以上。构成蛋白质的构成蛋白质的AA只有只有20余种余种，且都且都是是

2、-氨基酸氨基酸。什么是氨基酸？什么是氨基酸？-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？大多数大多数AAAA在中性在中性pHpH时呈时呈兼兼性离子性离子状态状态:除甘氨酸外，除甘氨酸外，1919种种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

3、外，其余AAAA都能溶于水。都能溶于水。COO-NH3+二、氨基酸的分类二、氨基酸的分类（一）常见的蛋白质氨基酸（一）常见的蛋白质氨基酸按基的化学结构分类：按基的化学结构分类：、脂肪族、脂肪族aaaa（）中性（）中性aaaa（2 2）含羟基或硫）含羟基或硫aaaa（）酸性（）酸性aaaa及其酰胺及其酰胺（）碱性（）碱性aaaa、芳香族、芳香族aaaa、杂环、杂环aaaa按基的极性性质分类：按基的极性性质分类：、非极性基、非极性基aaaa、不带电荷的极性基、不带电荷的极性基aaaa3 3、带正电荷的基、带正电荷的基aaaa4 4、带负电荷的基、带负电荷的基aaaa（二）不常见的蛋白质氨基酸（二）

4、不常见的蛋白质氨基酸 由常见由常见aa经修饰而来。经修饰而来。（三）非蛋白质氨基酸（三）非蛋白质氨基酸 150150多种多种多是蛋白质中多是蛋白质中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鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸三、氨基酸的酸碱性质三、氨基酸的酸碱性质（一）兼性离子（一）兼性离子H3NCHCOOHR+（pHpI）H3NCHCOO-R+（pH=pI）H2NCHCOO-R（pHpI）（二）氨基酸的解离（二）氨基酸的解离（三）氨基酸的等电点（三）氨基酸的等电点当当溶溶液液为为某某一一pHpH值值时时，AAAA主主要要以以兼兼性性离离子子的

5、的形形式式存存在在，分分子子中中所所含含的的正正负负电电荷荷数数目目相相等等，净净电电荷荷为为0 0。这这一一pHpH值值即即为为AAAA的的等等电电点（点（p pI I）。在在p pI I时时，AAAA在在电电场场中中既既不不向向正正极极也也不不向向负负极移动，即处于两性离子状态。极移动，即处于两性离子状态。Ka1*Ka2=l侧链不含离解基团的中性侧链不含离解基团的中性AAAAlpI=(pK1+pK2)/2 甘甘氨氨酸酸滴滴定定曲曲线线对于侧链含有可解离基团的对于侧链含有可解离基团的AAAAp pI I取取决决于于两两性性离离子子两两边边p pK K值值的的算算术术平平均均值值酸性酸性AAA

6、A：p pI I=(p=(pK K1 1+p+pK KR-COOR-COO-)/2)/2 碱性碱性AAAA：p pI I=(p=(pK K2 2+p+pK KR-NH2 R-NH2)/2)/2 四、氨基酸的化学反应四、氨基酸的化学反应（一）（一）-氨基参加的反应氨基参加的反应1.1.与亚硝酸反应与亚硝酸反应2.2.与酰化试剂反应与酰化试剂反应3.3.烃基化反应烃基化反应4.4.形成形成SchiffsSchiffs碱反碱反应应5.5.脱氨基反应脱氨基反应 NH2 OH R CH COOH+HNO2 R CH COOH+H2O+N2lVan Slyke 法测氨基氮（体积）的基础。法测氨基氮（体积）

7、的基础。lN2中的中的1/21/2为氨基氮。为氨基氮。氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。NO2FO2N+H2NCHCOOHRNO2O2NHNCHCOOHR+HF弱碱性弱碱性DNP-氨基酸氨基酸 （黄色黄色）DNFBSanger 法测定法测定N N末端氨基酸基础末端氨基酸基础N=C=S +NCHCOOHHHRPITCNCNCHCOOHHHRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSNCCOPTH-氨基酸氨基酸pH8.3无水无水HF苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯PITC苯氨基硫甲酰衍生物苯氨基硫甲酰衍生物苯乙内硫脲衍生物苯乙内硫脲衍生物Edman降解法基础降解法基础 R COOH

8、 R COO R COOH R COO C=O+H C=O+H2 2N CH C=N CH N CH C=N CH H R H R H R H R醛醛 氨基酸氨基酸 Schiffs碱碱-H20+H20在生物体内经在生物体内经AA氧化酶氧化酶催化催化即脱去即脱去-氨基而转变为酮酸。氨基而转变为酮酸。（二）（二）-羧基参加的反应羧基参加的反应1.1.成盐或成酯反应成盐或成酯反应2.2.成酰氯反应成酰氯反应3.3.脱羧基反应脱羧基反应4.4.叠氮反应叠氮反应（2）成酯）成酯 NH2 干燥，干燥，HCl R CH COOH+C2H5OH 回流回流 R CH COOC2H5+H2ONH3Cl保护羧基保护

9、羧基（1）与）与NaOH等形成盐等形成盐 HN-保护基保护基 R CH-COOH +PCl5 HN-保护基保护基 R CH-COOCl +POCl3 +HCl保护氨基保护氨基 活化羧基活化羧基 NH2 脱羧酶脱羧酶 RCH-COOH R-CH2-NH2 +CO2 YNH O NH2NH2 RCHCOCH3 YNH O HNO2 RCHCNHNH2 YNH O RCHCN-N+N+2H2O 酰化氨基酸甲酯酰化氨基酸甲酯 肼肼酰化氨基酰肼酰化氨基酰肼酰化氨基酰叠氮酰化氨基酰叠氮肽的人工合成肽的人工合成（三）（三）-羧基和羧基和-氨基都参加的反应氨基都参加的反应1 1、与与茚三酮反应茚三酮反应 2

10、2、成肽成肽反应反应弱酸弱酸 加热加热（四）（四）侧链侧链R R基参加的反应基参加的反应1 1、TyrTyr2 2、碱性、碱性AAAA2 2、碱性、碱性AAAA3 3、带硫、带硫AAAATyr酚基在酚基在3和和5位上易发生亲电取代反应，位上易发生亲电取代反应，如碘化和硝化如碘化和硝化黄色反应黄色反应Pauly反应反应His侧链咪唑基侧链咪唑基与重氮苯磺酸生与重氮苯磺酸生成棕红色化合物成棕红色化合物Pauly反应反应Arg侧链胍基与侧链胍基与环己二酮生成环己二酮生成缩合物缩合物Trp侧链吲哚基能被侧链吲哚基能被N-溴代琥珀酰亚胺溴代琥珀酰亚胺氧化氧化分光光度法测定分光光度法测定Trp含量含量Me

11、t侧链上甲硫基：强亲核基团与烃化试剂成锍盐侧链上甲硫基：强亲核基团与烃化试剂成锍盐保护巯基保护巯基与二硫硝基苯甲酸发生硫醇与二硫硝基苯甲酸发生硫醇-二硫化物交二硫化物交换换pH8.0时时412nm最大光吸收最大光吸收分光光度法测定分光光度法测定-SHCys的巯基不稳定，易被氧化成二硫键的巯基不稳定，易被氧化成二硫键巯基在有痕量的金属离子如：巯基在有痕量的金属离子如：Cu2+，Fe2+，Co2+或或Mn2+时，易被氧化时，易被氧化Cys中的二硫键可被氧化剂（过甲酸）以中的二硫键可被氧化剂（过甲酸）以及还原剂（巯基化合物）打开。及还原剂（巯基化合物）打开。磺基丙氨酸磺基丙氨酸五、五、AAAA的光学

12、活性和光谱性质的光学活性和光谱性质（一）（一）AA的光学活性和立体化学的光学活性和立体化学（二）氨基酸的光谱性质（二）氨基酸的光谱性质可见光区：无吸收可见光区：无吸收远紫外和红外区：都吸收远紫外和红外区：都吸收近紫外区（近紫外区（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、紫外吸收光谱、紫外吸收光谱Trp 280nmTrp 280nmTyr 275nmTyr 275nmPhe 257nmPhe 257nm蛋白质含量测定蛋白质含量测定280nm、核磁共振波谱、核磁共振波谱六

13、、氨基酸混合物的分析分离六、氨基酸混合物的分析分离 利用利用AAAA成分分配系数的差异成分分配系数的差异（一）分配层析法的一般原理（一）分配层析法的一般原理 层析系统层析系统固定相固定相流动相流动相附着在固相上的液体附着在固相上的液体固体固体 按两相所处状态分：按两相所处状态分：流动相流动相液体液体气体气体固固定定相相液液体体液液层析液液层析气液层析气液层析固固体体液固层析液固层析气固层析气固层析柱柱固定相装于柱内固定相装于柱内纸纸固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品点在纸上，用流动相展开点在纸上，用流动相展开薄层薄层将有适当粘度的固定相涂在薄板上将有适当粘度的

14、固定相涂在薄板上薄膜薄膜与纸层析相似，与纸层析相似，纸用其它高分子有机吸附剂代替纸用其它高分子有机吸附剂代替 按操作形式分：按操作形式分：吸附吸附固体固体 吸附能力不同吸附能力不同分配分配液体液体 分配系数不同分配系数不同离子交换离子交换 离子交换剂离子交换剂 亲和性不同亲和性不同凝胶凝胶多孔凝胶，多孔凝胶，通过速度不同通过速度不同亲和亲和固定相只能与一种组分结合，固定相只能与一种组分结合，分开其它无亲和力的组分分开其它无亲和力的组分 按层析原理分：按层析原理分：固定相固定相 各组分对固定相各组分对固定相（二）分配柱层析（二）分配柱层析 填充物为亲水性的不溶物质如纤维素、填充物为亲水性的不溶物质如纤维素、淀粉、硅胶等，收集的组分用茚三酮淀粉、硅胶等，收集的组分用茚三酮 显色定量。显色定量。（三）纸层析（三）纸层析（四）薄层层析（四）薄层层析（五）离子交换层析（五）离子交换层析（六）气液层析（六）气液层析固定相支持剂颗粒细，表面积大；固定相支持剂颗粒细，表面积大；采取高压，洗脱速度快。采取高压，洗脱速度快。（七）高效液相层析（七）高效液相层析此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢