氨基酸精品課件

1、關(guān)于氨基酸第一張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成和分類蛋白質(zhì)是一類含氮有機(jī)化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為： 碳 50 氫 7 氧 23 氮 16% 硫 03 其他 微 量第二張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白質(zhì)的含氮量蛋白質(zhì)中氮占生物組織中所有含氮物質(zhì)的絕大部分。因此，可以將生物組織的含氮量近似地看作蛋白質(zhì)的含氮量。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于16%，所以，可以根據(jù)生物樣品中的含氮量來計(jì)算蛋白質(zhì)的大概含量：蛋白質(zhì)含量（克%）=每克生物樣品中含氮的

2、克數(shù) 6.25第三張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白質(zhì)的分類組成上分：?jiǎn)渭兊鞍踪|(zhì)、綴合蛋白質(zhì)。功能上分：酶、調(diào)節(jié)蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、貯存蛋白等9類。形狀上分：纖維蛋白、球蛋白、膜蛋白。第四張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)和多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣可以被酸堿或蛋白酶催化水解，酸或堿能夠?qū)⒍嚯耐耆猓杆庖话闶遣糠炙?第五張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 A、酸水解常用6 mol/L的鹽酸或4 mol/L的硫酸在105-110條件下進(jìn)行水解，反應(yīng)時(shí)間約20小時(shí)。此法的優(yōu)點(diǎn)是不容易引起水解產(chǎn)物的消旋化。缺點(diǎn)是色氨酸被沸酸完全破壞；含有羥基的氨基酸

3、如絲氨酸或蘇氨酸有一小部分被分解；天冬酰胺和谷氨酰胺側(cè)鏈的酰胺基被水解成了羧基。第六張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月B、堿水解一般用5 mol/L氫氧化鈉煮沸10-20小時(shí)。由于水解過程中許多氨基酸都受到不同程度的破壞，產(chǎn)率不高。部分的水解產(chǎn)物（主要指含-OH和-SH的氨基酸，如，Ser、Thr、Tyr、Cys等 ）發(fā)生消旋化。該法的優(yōu)點(diǎn)是色氨酸在水解中不受破壞。第七張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月C、酶水解目前用于蛋白質(zhì)肽鏈斷裂的蛋白水解酶或稱蛋白酶（protease）已有十多種。應(yīng)用酶水解多肽不會(huì)破壞氨基酸，也不會(huì)發(fā)生消旋化。水解的產(chǎn)物為較小的肽段。 最常見的蛋白水解酶有以

4、下幾種：胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶等。第八張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、- 氨基酸的一般結(jié)構(gòu)特征： -碳（與羧酸相鄰的碳，C ）上都有一個(gè)氨基（ -氨基酸 ），此外， C 還結(jié)合著一個(gè)H原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)(R)每一種氨基酸的R都是不同的，側(cè)鏈上的碳依次按字母命名為、和 碳，分別指的是第3，4，5和6位碳第九張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 生理?xiàng)l件下（pH=7附近），氨基酸呈兼性離子形式。氨基（-NH2）質(zhì)子化為-NH3+羧基（-COOH）離子化為COO-第十張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月絕大多數(shù)氨基酸是L型氨基酸-氨基酸除R為H（甘氨酸）外，其-

5、碳原子是一個(gè)手性碳原子，具有旋光性，存在著兩種不能疊合的鏡像立體異構(gòu)體。將-COO-畫在頂端，垂直畫一個(gè)氨基酸，然后與立體化學(xué)參考化合物甘油醛相比較， -氨基位于-碳左邊的為L(zhǎng)-異構(gòu)體，位于右邊的為D-異構(gòu)體。絕大多數(shù)氨基酸是L-型氨基酸，近年來，D-型氨基酸在哺乳動(dòng)物生命活動(dòng)中的意義引起了越來越多的關(guān)注。第十一張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月L-甘油醛D-甘油醛L-丙氨酸D-丙氨酸第十二張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月四、 氨基酸的分類4.1、氨基酸的表示方法： 中文名，如甘氨酸、半胱氨酸等。 三字母簡(jiǎn)寫：如Gly、Cys等。 單字母簡(jiǎn)寫：如G、C等。第十三張，PPT共八十頁

6、，創(chuàng)作于2022年6月 記憶技巧 （按字母順序記憶）Ala Arg Asp Asn 丙 精 天 天酰 Cys Glu Gln Gly 半 谷 谷酰 甘 His Ile Leu Lys 組 異亮 亮 賴 Met Phe Pro 甲硫 苯丙 脯 Ser Thr Trp Tyr Val 絲 蘇 色 酪 纈第十四張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月4.2、 20種氨基酸可按其側(cè)鏈分類氨基酸的側(cè)鏈可以按照它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)分為三類，即：脂肪族氨基酸；芳香族氨基酸；雜環(huán)氨基酸。第十五張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 甘氨酸 Glycine1）脂肪族氨基酸（中性）（-氨基乙酸）G第十六張，PPT共八

7、十頁，創(chuàng)作于2022年6月 甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine（-氨基丙酸）1）、脂肪族氨基酸（中性）A第十七張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 （-氨基-甲基丁酸 ）甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine纈氨酸 Valine1）、脂肪族氨基酸（中性）V第十八張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine纈氨酸 Valine亮氨酸 Leucine（-氨基-甲基戊酸 ）L1）、脂肪族氨基酸（中性）第十九張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月Certain proteins that bind to DNA and may he

8、lp regulate its activities, posses regions in which leucines are arranged in configurations called leucine zippers.第二十張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine纈氨酸 Valine亮氨酸 Leucine異亮氨酸 IleucineI1）、脂肪族氨基酸（中性）（-氨基-甲基戊酸 ）第二十一張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月甘氨酸是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性。異亮氨酸分子中的碳和碳都是不對(duì)稱碳原子，所以異亮氨酸具有四

9、種可能的異構(gòu)體：L-異亮氨酸、D-異亮氨酸、 L-別構(gòu)異亮氨酸和D-別構(gòu)異亮氨酸。通常出現(xiàn)在蛋白質(zhì)中的為L(zhǎng)-異亮氨酸。丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的側(cè)鏈具有高度疏水性，在維持蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)中起重要作用。注意：第二十二張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月1）、脂肪族氨基酸（含羥基或硫） 絲氨酸 Serine （ -氨基-羥基丙酸 ）S第二十三張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 絲氨酸 Serine 蘇氨酸 Threonine（ -氨基-羥基丁酸 ）T1）、脂肪族氨基酸（含羥基或硫）第二十四張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月L-ThreonineD-ThreonineL-al

10、lo-ThreonineD-allo-Threonine蘇氨酸的光學(xué)異構(gòu)體第二十五張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 絲氨酸 Serine 蘇氨酸 Threonine半胱氨酸 Cysteine（ -氨基-巰基丙酸 ）C1）、脂肪族氨基酸（含羥基或硫）第二十六張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月兩個(gè)半胱氨酸氧化可生成胱氨酸第二十七張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月人頭發(fā)的電子顯微鏡照片與模型第二十八張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月燙發(fā)過程：1、加還原劑（巰基乙醇）打開二硫鍵。2、加氧化劑（雙氧水）重新生成錯(cuò)位二硫鍵。第二十九張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十張

11、，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 絲氨酸 Serine 蘇氨酸 Threonine半胱氨酸 Cysteine甲硫氨酸 Methionine（ -氨基-甲硫基丁酸 ）M1）、脂肪族氨基酸（含羥基或硫）第三十一張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月絲氨酸和蘇氨酸側(cè)鏈含有-羥基，具有伯醇和仲醇的離子化特性。絲氨酸的羥甲基可以參與很多酶的活性部位反應(yīng)。蘇氨酸具有兩個(gè)手性碳原子，通常出現(xiàn)在蛋白質(zhì)中的是L-蘇氨酸。半胱氨酸在蛋白質(zhì)中經(jīng)常以其氧化型的胱氨酸存在。胱氨酸是由兩個(gè)半胱氨酸通過它們側(cè)鏈上的-SH氧化成共價(jià)的二硫橋連接形成的。注意：第三十二張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月1）、脂肪族

12、氨基酸（酸性aa、酰胺） 天冬氨酸 Aspartate -氨基丁二酸D第三十三張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 天冬氨酸 Aspartate天冬酰氨 AsparagineN1）、脂肪族氨基酸（酸性aa、酰胺）第三十四張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月天冬氨酸 Aspartate天冬酰氨 Asparagine谷氨酸 Glutamate -氨基戊二酸E1）、脂肪族氨基酸（酸性aa、酰胺）第三十五張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月天冬氨酸 Aspartate天冬酰氨 Asparagine谷氨酸 Glutamate谷氨酰胺 Glutamine Q1）、脂肪族氨基酸（酸性aa、酰胺）

13、第三十六張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月天冬氨酸和谷氨酸是二羧基氨基酸，除了含有-羧基外，天冬氨酸含-羧基，谷氨酸含-羧基。生理?xiàng)l件下，二者呈酸性。天冬酰胺和谷氨酰胺分別是天冬氨酸和谷氨酸的酰胺化產(chǎn)物。盡管這兩個(gè)氨基酸的側(cè)鏈不帶電荷，但其極性很強(qiáng)。另外，這兩種氨基酸的酰胺鍵可以與其它極性氨基酸的側(cè)鏈上的原子形成氫鍵。注意：第三十七張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 精氨酸 Arginine-氨基-胍基戊酸R1）、脂肪族氨基酸（堿性aa）第三十八張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月精氨酸 Arginine賴氨酸 Lysine ,-二氨基己酸K1）、脂肪族氨基酸（堿性aa）第三十

14、九張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月精氨酸是堿性最強(qiáng)的氨基酸，側(cè)鏈上的胍基是已知堿性最強(qiáng)的有機(jī)堿，pKa值為12.48，生理?xiàng)l件下完全質(zhì)子化。賴氨酸的側(cè)鏈上含有一個(gè)氨基，側(cè)鏈氨基的pKa為10.53。生理?xiàng)l件下，Lys側(cè)鏈帶有一個(gè)正電荷（NH3+），同時(shí)它的側(cè)鏈?zhǔn)?個(gè)C的直鏈，柔性較大，使側(cè)鏈的氨基反應(yīng)活性增大。注意：第四十張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月2）、芳香族氨基酸 苯丙氨酸Phenylalanine（ -氨基-苯基丙酸 ）F第四十一張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月2）、芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine （ -氨基-對(duì)羥苯基丙酸

15、 ）Y第四十二張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月2）、芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine色氨酸 Tryptophan （ -氨基-吲哆基丙酸 ）W第四十三張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月3）、雜環(huán)族氨基酸 組氨酸 Histidine-氨基-咪唑基丙酸H第四十四張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月3）、雜環(huán)族氨基酸 組氨酸 Histidine脯氨酸 Proline-吡咯烷基-羧酸P第四十五張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月組氨酸含咪唑環(huán)，咪唑環(huán)的pKa在游離氨基酸中和在多肽鏈中不同，前者pKa為6.00，后者為7.35，它是20種氨基酸中

16、側(cè)鏈pKa值最接近生理pH值的一種，在接近中性pH時(shí)，可離解平衡。它是在生理pH條件下唯一具有緩沖能力的氨基酸。脯氨酸是唯一的一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)的氨基酸，它的-亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)。它在蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中具有極重要的作用，一般出現(xiàn)在兩段-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。注意：第四十六張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)氨基酸側(cè)鏈的極性可以分為非極性氨基酸和極性氨基酸。極性氨基酸又可分為不帶電荷的極性氨酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸。第四十七張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月非極性氨基酸（八種）第四十八張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月

17、不帶電何的極性氨基酸（八種）第四十九張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月帶負(fù)電荷的氨基酸（2種）第五十張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月帶正電荷的氨基酸（2種）第五十一張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月第21種基本氨基酸是硒代半胱氨酸（Selenocysteine, Sec）第22種基本氨基酸是吡咯賴氨酸（Pyrrolysine, Pyr）兩種罕見基本氨基酸是在特定生物的特定調(diào)控條件下生成。第五十二張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月有些蛋白質(zhì)中還含有少數(shù)特殊的氨基酸，稱為蛋白質(zhì)的稀有氨基酸。這些氨基酸都是正常氨基酸的衍生物，如彈性蛋白和膠原蛋白中的4-羥基脯氨酸和5-羥基

18、賴氨酸；肌球蛋白和組蛋白中含有6-N-甲基賴氨酸；凝血酶原中存在-羧基谷氨酸；酪蛋白中存在磷酸絲氨酸；哺乳動(dòng)物的肌肉中存在N-甲基甘氨酸等。蛋白質(zhì)中的稀有氨基酸在遺傳上是特殊的，因?yàn)樗鼈儧]有三聯(lián)體密碼，所有已知的稀有氨基酸都是在蛋白質(zhì)合成后，在常見的氨基酸的基礎(chǔ)上經(jīng)過化學(xué)修飾而形成的。4.3 不常見蛋白質(zhì)氨基酸和非蛋白質(zhì)氨基酸第五十三張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月 在各種組織和細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)約150種其它氨基酸，它們不存在于蛋白質(zhì)中，而是以游離或結(jié)合狀態(tài)存在于生物體內(nèi)，所以稱為非蛋白質(zhì)氨基酸。這些氨基酸大多數(shù)是蛋白質(zhì)中存在的L-型-氨基酸的衍生物，如鳥氨酸（ornithine）、瓜氨酸（

19、citrulline）、高絲氨酸（homeserine）、高半胱氨酸等,但也有一些是-、-或-氨基酸，如-丙氨酸、-氨基丁酸。另外，還有些是D型氨基酸。這些氨基酸雖然不參與蛋白質(zhì)組成，但在生物體中往往具有一定的生理功能，如鳥氨酸和瓜氨酸是合成精氨酸的前體，-丙氨酸是維生素泛酸的組成成分，-氨基丁酸是神經(jīng)傳導(dǎo)的化學(xué)物質(zhì)。植物中含有很多非蛋白質(zhì)氨基酸，其中有些具有特殊的生物功能，但大多數(shù)非蛋白質(zhì)氨基酸的功能還不清楚。第五十四張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月五、氨基酸的酸堿化學(xué)氨基酸是個(gè)兩性電解質(zhì)，既可進(jìn)行酸解離也可進(jìn)行堿解離，用解離方程式表示就是：Ka1Ka2第五十五張，PPT共八十頁，創(chuàng)

20、作于2022年6月第五十六張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸的離子狀態(tài)完全取決于溶液的pH值。如果調(diào)節(jié)溶液的pH值使得其中的氨基酸呈電中性，那么，我們就把這個(gè)pH值稱為氨基酸的等電點(diǎn)（isoelectric point, pI ）。 pI是氨基酸的重要常數(shù)之一，它的意義在于，物質(zhì)在pI處的溶解度最小，這是分離純化蛋白質(zhì)或氨基酸的重要依據(jù)。 第五十七張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月甘氨酸的解離與等電點(diǎn)滴定曲線第五十八張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)甘氨酸在酸性溶液中，它是以帶凈的正電荷的形式存在的，可以看作是一個(gè)二元弱酸，具有兩個(gè)可解離的H，即COOH和-NH3+上

21、的H。根據(jù)上述甘氨酸的解離方程可得到：第五十九張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月K1、K2為解離常數(shù)，當(dāng)達(dá)到等電點(diǎn)時(shí)， Gly+ Gly ，即：則：K1K2=H+2方程兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)：pH=1/2*(PK1+PK2)第六十張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月例題：Gly的-NH3+有1/3解離時(shí)，溶液的pH值？pH = pK2 + lg (Gly- / Gly0)pH = 9.6 + lg (1/2)pH = 9.3第六十一張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月習(xí)題：第六十二張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月帶有可解離側(cè)鏈的氨基酸：Glu的滴定曲線：第六十三張，PPT共八十頁，

22、創(chuàng)作于2022年6月Lys的滴定曲線解題思路：抓住主要矛盾！第六十四張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月為什么組氨酸在生理pH值下有明顯緩沖作用？第六十五張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十六張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月亞硝酸鹽反應(yīng)烴基化反應(yīng)?；磻?yīng)脫氨基反應(yīng)西佛堿反應(yīng)側(cè)鏈反應(yīng)成鹽成酯反應(yīng)成酰氯反應(yīng)脫羧基反應(yīng)疊氮反應(yīng)六、 氨基酸的特征化學(xué)反應(yīng)第六十七張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月六、 氨基酸的特征化學(xué)反應(yīng)1、2,4-二硝基氟苯（DNFB）與氨基酸氨基的反應(yīng)（Sanger法鑒定多肽、蛋白質(zhì)的N末段氨基酸）第六十八張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月2、苯異硫氰酸酯（PITC）與氨基的反應(yīng)。（Edman試劑，測(cè)定氨基酸序列）第六十九張，PPT共八十頁，創(chuàng)作于2022年6月3、丹磺酰氯與氨基酸的反應(yīng)（生成熒光性強(qiáng)和穩(wěn)定的磺胺衍生物，常用于蛋白質(zhì)和氨基酸的微量分析）第七十張，PPT共八