生物化學(xué)--氨基酸的結(jié)構(gòu)ppt課件

1、(Amino Acid, AA, Aa, aa)第第3 3章章 氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子Protein Architecture一、氨基酸一、氨基酸一一 蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵可被催化水解蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵可被催化水解酸酸/ /堿能將蛋白完全水解堿能將蛋白完全水解 酶水解普通是部分水解酶水解普通是部分水解得到各種得到各種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質(zhì)的根本構(gòu)造單元蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)月示月示胨胨多肽多肽肽肽AAAA 1 1* *104 5104 5* *103 2103 2* *103 103 1000 200 1

2、001000 200 100 -500-500什么是氨基酸？什么是氨基酸？ -C-C-C-C-COOH-C-C-C-C-COOH -C-C-C-C(NH2)-COOH -C-C-C-C(NH2)-COOH -氨基酸氨基酸 -C-C-C(NH2)-C-COOH -C-C-C(NH2)-C-COOH -氨基酸氨基酸 -C-C(NH2)-C-C-COOH -C-C(NH2)-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)AA在中性pH時(shí)呈兼性離子形狀: 除甘氨酸外，19種AA都具有旋光性。 除胱氨酸和酪氨酸外，其他AA都能溶于水。COO-NH3+二、氨基酸的分類二、氨基酸的分

3、類一常見的蛋白質(zhì)氨基酸一常見的蛋白質(zhì)氨基酸按基的化學(xué)構(gòu)造分類：按基的化學(xué)構(gòu)造分類：、脂肪族、脂肪族aaaa中性中性aaaa2 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(zhì)分類：按基的極性性質(zhì)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、帶正電荷的基、帶正電荷的基aaaa4 4、帶負(fù)電荷的基、帶負(fù)電荷的基aaaa二不常見的蛋白質(zhì)氨基酸二不常見的蛋白質(zhì)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(zhì)氨基酸三非蛋白質(zhì)氨基酸 150150多種多種多是蛋白質(zhì)中多是

4、蛋白質(zhì)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(zhì)三、氨基酸的酸堿性質(zhì)一兼性離子一兼性離子H3NCHCOOHR+pHpIH3NCHCOO-R+pH=pIH2NCHCOO-RpHpI二氨基酸的解離二氨基酸的解離三氨基酸的等電點(diǎn)三氨基酸的等電點(diǎn) 當(dāng)溶液為某一當(dāng)溶液為某一pHpH值時(shí)，值時(shí)，AAAA主要以兼性離子主要以兼性離子的方式存在，分子中所含的正負(fù)電荷數(shù)目的方式存在，分子中所含的正負(fù)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(diǎn)點(diǎn)pIpI。

5、在在pIpI時(shí)，時(shí)，AAAA在電場中既不向正極也不向負(fù)在電場中既不向正極也不向負(fù)極挪動(dòng)，即處于兩性離子形狀。極挪動(dòng)，即處于兩性離子形狀。 Ka1*Ka2=l側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性AAAAlpI = (pKpI = (pK1 + pK1 + pK2 )/2 2 )/2 甘氨酸滴定曲線甘氨酸滴定曲線 對(duì)于側(cè)鏈含有可解離基團(tuán)的對(duì)于側(cè)鏈含有可解離基團(tuán)的AAAA pIpI取決于兩性離子兩邊取決于兩性離子兩邊pKpK值的算術(shù)平均值值的算術(shù)平均值 酸性酸性AAAA：pI = (pKpI = (pK1 + pK1 + pKR-COO- )/2 R-COO- )/2 堿性堿性AAAA：pI

6、 = (pKpI = (pK2 + pK2 + pKR-NH2 )/2 R-NH2 )/2 四、氨基酸的化學(xué)反響四、氨基酸的化學(xué)反響一一-氨基參與的反響氨基參與的反響1.1.與亞硝酸反響與亞硝酸反響2.2.與酰化試劑反響與?；噭┓错?.3.烴基化反響烴基化反響4.4.構(gòu)成構(gòu)成SchiffSchiffs s堿反響堿反響5.5.脫氨基反響脫氨基反響 NH2 OH R CH COOH + HNO2 R CH COOH+H2O+N2Van Slyke 法測氨基氮體積的根底。N2中的1/2為氨基氮。 氨基酸定量和蛋白質(zhì)水解程度的測定。氨基酸定量和蛋白質(zhì)水解程度的測定。NO2FO2N+ H2NCHCOO

7、HRNO2O2NHNCHCOOHR+ 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末端氨基酸根底末端氨基酸根底N=C=S + NCHCOOHHHRPITCNCNCHCOOHHHRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSNCCOPTH-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降解法根底降解法根底醛醛 氨基酸氨基酸 Schiff Schiffs s堿堿-H20+H20在生物體內(nèi)經(jīng)在生物體內(nèi)經(jīng)AA氧化酶催化氧化酶催化即脫去即脫去-氨基而轉(zhuǎn)變?yōu)橥?。氨基而轉(zhuǎn)變?yōu)橥?。?/p>

8、二 - -羧基參與的反響羧基參與的反響1.1.成鹽或成酯反響成鹽或成酯反響2.2.成酰氯反響成酰氯反響3.3.脫羧基反響脫羧基反響4.4.疊氮反響疊氮反響2成酯成酯 NH2 枯燥，枯燥，HCl R CH COOH + C2H5OH 回流回流 R CH COOC2H5 + H2ONH3Cl維護(hù)羧基維護(hù)羧基1與與NaOH等構(gòu)成鹽等構(gòu)成鹽 HN-維護(hù)基維護(hù)基 R CH-COOH + PCl5 HN-維護(hù)基維護(hù)基 R CH-COOCl + POCl3 + HCl維護(hù)氨基維護(hù)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 RCHCO

9、CH3 YNH O HNO2 RCHCNHNH2 YNH O RCHCN -N+ N + 2H2O 酰化氨基酸甲酯?；被峒柞?肼肼?；被ｋ迈；被ｋ迈；被／B氮?；被／B氮肽的人工合成肽的人工合成三三-羧基和羧基和-氨基都參與的反響氨基都參與的反響1 1、 與茚三酮反響與茚三酮反響 2 2、 成肽反響成肽反響弱酸弱酸 加熱加熱四四 側(cè)鏈側(cè)鏈R R基參與的反響基參與的反響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

10、上易發(fā)生親電取代反響，位上易發(fā)生親電取代反響，如碘化和硝化如碘化和硝化黃色反響黃色反響NNNNONH2OHOHHO3SHO3SNNNHNNNCH2 CH COOHNH2HO3SHO3SHis側(cè)鏈咪唑基側(cè)鏈咪唑基與重氮苯磺酸生與重氮苯磺酸生成棕紅色化合物成棕紅色化合物Arg側(cè)鏈胍基與側(cè)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(cè)鏈吲哚基能被側(cè)鏈吲哚基能被N-溴代琥珀酰亞胺氧化溴代琥珀酰亞胺氧化分光光度法測定分光光度法測定Trp含量含量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復(fù)原劑巰基化合物翻開。及復(fù)原劑巰基化合物翻開。H2N-CH-COOH CH2 S S CH2

11、H2N-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(xué)活性和光譜性質(zhì)的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)一一AA的光學(xué)活性和立體化學(xué)的光學(xué)活性和立體化學(xué)二氨基酸的光譜性質(zhì)二氨基酸的光譜性質(zhì)可見光區(qū)：無吸收可見光區(qū)：無吸收遠(yuǎn)紫外和紅外區(qū)：都吸收遠(yuǎn)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 緣由：緣由：-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(zhì)含量測定蛋白質(zhì)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別六、氨基酸混合物的分析分別 利用AA成分分配系數(shù)的差別一分配層析法的普通原理一分配層析法的普通原理 層析系統(tǒng)層析系統(tǒng)固定相固定相流動(dòng)相流動(dòng)相附著在固相上的液體附著在固相上的液體固體固體 按兩相所處形狀分： 按操作方式分： 按層析原理分： 固定相固定相 各組分對(duì)固定相各組分對(duì)固定相二分配柱層析二分配柱層