氨基酸和肽的學(xué)習(xí)材料

氨基酸和肽的學(xué)習(xí)材料第1頁/共41頁L-氨基酸的基本結(jié)構(gòu)CHH2NCOOHRα碳原子,不對(duì)稱碳原子側(cè)鏈二十種氨基酸除Gly外全是L-型。Pro呢？殘基：在肽鏈中每個(gè)氨基酸都脫去一個(gè)水分子，脫水后的殘余部分叫殘基（residue),因此蛋白質(zhì)肽鏈中的氨基酸統(tǒng)統(tǒng)是殘基形式。自然選擇了L-型氨基酸，D-型沒有營養(yǎng)價(jià)值，僅存在于纈氨霉素、短桿菌肽等極少數(shù)寡肽之中，沒有在蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)。

第2頁/共41頁D：dextro

右；

L：

levo

左第3頁/共41頁

表2.1二十種常見蛋白質(zhì)氨基酸名稱與符號(hào)

英文名稱中文名稱三字母縮寫單字母符號(hào)alanine 丙氨酸 Ala Aarginine 精氨酸 Arg Rasparagine 天冬酰胺

AsnAsx Nasparticacid 天冬氨酸 AspAsx Dcystine 半胱氨酸 Cys Cglutamine 谷氨酰胺 GlnGlx Qglutamicacid 谷氨酸 GluGlx Eglycine 甘氨酸 Gly Ghistidine 組氨酸 His Hisoleucine 異亮氨酸 Ile Ileucine 亮氨酸 Leu Llysine 賴氨酸 Lys Kmethionine 甲硫氨酸 Met Mphenylalanine 苯丙氨酸 Phe Fproline 脯氨酸 Pro Pserine 絲氨酸 Ser Sthreonine 蘇氨酸 Thr Ttryptophan 色氨酸 Trp Wtyrosine 酪氨酸 Tyr Yvaline 纈氨酸 Val V第4頁/共41頁2.1.2二十種氨基酸的分類據(jù)營養(yǎng)學(xué)分類

必需ＡＡ非必需ＡＡ據(jù)R基團(tuán)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(tuán)極性分類極性R基團(tuán)AA非極性R基團(tuán)AA（9種）不帶電荷（6種）據(jù)氨基、羧基數(shù)分類一氨基一羧基ＡＡ一氨基二羧基ＡＡ(Glu、Asp)二氨基一羧基ＡＡ(Lys、His、Arg)

人必需氨基酸TrpIlePheMetThrValHis

ArgLysLeu

帶電荷：正電荷（３種）負(fù)電荷（２種）第5頁/共41頁甘氨酸（Gly,G）丙氨酸（Ala,A）纈氨酸（Val,V）亮氨酸（Leu,L）異亮氨酸（Ile,I）中性脂肪族氨基酸p11含羥基（醇類）和含硫脂肪族氨基酸p11絲氨酸（Ser,S）蘇氨酸（Thr,T）半胱氨酸（Cys,C）甲硫氨酸（Met,M）第6頁/共41頁酸性氨基酸及酰胺p11天冬氨酸（Asp,D）谷氨酸（Glu,E）天冬酰胺（Asn,N）谷氨酰胺（Gln,Q）第7頁/共41頁堿性氨基酸p11

賴氨酸（Lys,K）精氨酸（Arg,R）組氨酸（His,H）雜環(huán)氨基酸第8頁/共41頁雜環(huán)氨基酸p127

組氨酸(咪唑基)

（His,H）脯氨酸（Pro,P）第9頁/共41頁芳香族氨基酸p12

苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸（Tyr,Y）色氨酸(吲哚基)（Trp,W）第10頁/共41頁Trp,Tyr和Phe的紫外吸收第11頁/共41頁紫外吸收色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測(cè)定蛋白質(zhì)溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡(jiǎn)便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收第12頁/共41頁幾種特殊氨基酸

脯氨酸（亞氨基酸）第13頁/共41頁

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH第14頁/共41頁同一個(gè)氨基酸分子上可以即有正電荷又有負(fù)電荷，故稱為兩性電解質(zhì)。在水溶液中，氨基和羧基在不同的pH條件下表現(xiàn)出不同的解離狀態(tài)，在特定的pH條件下會(huì)呈電荷中性，這時(shí)的pH稱為等電點(diǎn)（isoelectricpoint),以符號(hào)pI

來表示。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，是分離純化物質(zhì)的重要手段。

2.2氨基酸的酸堿特性

氨基酸為兩性電解質(zhì)

第15頁/共41頁氨基酸的酸堿滴定第16頁/共41頁當(dāng)溶液的PH值>PI時(shí)，aa帶電為+/-？

當(dāng)溶液的PH值<PI時(shí)，aa帶電為+/-？第17頁/共41頁第18頁/共41頁對(duì)于所有的R基團(tuán)不解離的氨基酸而言（即解離只發(fā)生在α-羧基和α-氨基上），計(jì)算起來非常簡(jiǎn)單：

PI＝（PK1’+PK2’）/2

若是碰到R基團(tuán)也解離的，氨基酸就有了多級(jí)解離，這個(gè)公式就不好用了，比如Lys、Glu、Cys等。

氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算第19頁/共41頁在這種情況下可以按下面的步驟來計(jì)算：

<1>由PK’值判斷解離順序，總是PK1’<PK2’<PK3’<…，即誰的PK’值小，誰就先解離。

<2>按照解離順序正確寫出解離方程式：簡(jiǎn)式，注意解離基團(tuán)的正確寫法。

<3>找出呈電中性的物質(zhì)，其左右PK’值的平均值就是氨基酸的等電點(diǎn)：PI＝（PK左’+PK右’）/2

第20頁/共41頁●氨基的化學(xué)反應(yīng):◆與茚三酮

(ninhydrin)的反應(yīng)定量定性測(cè)定◆與2,4-二硝基氟苯

(DNBF)的反應(yīng)

（sanger反應(yīng)）用于蛋白質(zhì)N-端測(cè)定

◆與二甲基氨基萘磺酰氯

(DNS-Cl)的反應(yīng)測(cè)序

◆與Edman試劑(苯異硫氰酸酯PITC)和測(cè)序

有色Edman試劑的反應(yīng)

（Edman反應(yīng)） 用于蛋白N-端測(cè)定， 蛋白質(zhì)順序測(cè)定儀設(shè)計(jì)原理的依據(jù)2.3氨基酸的特征化學(xué)反應(yīng)第21頁/共41頁紫色物質(zhì)，用于α－氨基酸的比色測(cè)定和紙層析顯色與水含茚三酮的反應(yīng)：第22頁/共41頁氨基酸與2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反應(yīng)

（sanger反應(yīng)）DNFB（dinitrofluorobenzene）DNP-AA(黃色)++HF弱鹼中氨基酸第23頁/共41頁氨基酸與苯異硫氰酯（PITC）的反應(yīng)

（Edman反應(yīng)）PITC（phenylisothiocyanate）+苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物(PTH-AA)（phenylisothiohydantion-AA）弱堿中(400

C)(硝基甲烷400C)H+第24頁/共41頁Edman水解：

異硫睛酸苯酯（）第25頁/共41頁2.4肽*肽鍵(peptidebond)是由一個(gè)氨基酸的-羧基與另一個(gè)氨基酸的-氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵。（一）肽(peptide)第26頁/共41頁+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵第27頁/共41頁*肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。*兩分子氨基酸縮合形成二肽，三分子氨基酸縮合則形成三肽……*

肽鏈中的氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全，被稱為氨基酸殘基(residue)。*由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽(polypeptide)。第28頁/共41頁肽(peptide)是氨基酸的線性聚合物，因此也常稱肽鏈(peptidechain)。

寡肽：3-10，無構(gòu)象，谷胱甘肽是3肽

多肽：10-50，介于之間，胰高血糖素是29肽

蛋白質(zhì)：50以上，有特定的構(gòu)象，胰島素是51肽。 是由一條或多條多肽鏈構(gòu)成的大分子。肽的種類第29頁/共41頁肽的表示法N端、C端的概念：肽鏈的兩個(gè)端點(diǎn)

N端的氨基酸殘基的α-氨基未參與肽鍵的形成，C端的氨基酸殘基的α-羧基未參與肽鍵的形成。寫法和讀法： 規(guī)定書寫方法為N端→C端，例如：Ala-Gly-Phe，讀作：丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。

注意有時(shí)會(huì)看到一些奇怪的寫法，比如：NH2-Ala-Gly-Phe-COOH，或H-Ala-Gly-Phe-OH，均屬于畫蛇添足，但Ala-Gly-Phe-NH2則表示C端被酰胺化了。

若有必要從C端→N端寫，則必須標(biāo)明， 如（C）Phe-Gly–Ala（N）

第30頁/共41頁N末端C末端牛核糖核酸酶第31頁/共41頁2.5天然存在的活性肽類別：激素、抗菌素、輔助因子實(shí)例：1.谷胱甘肽（結(jié)構(gòu)見后）2.催產(chǎn)素和加壓素：9肽或環(huán)8肽，都是腦垂體后葉激素，都有升血壓、抗利尿、刺激子宮收縮、排乳的作用，催產(chǎn)素促進(jìn)遺忘，加壓素增強(qiáng)記憶。3.短桿菌肽（見后）和放線菌素4.促甲狀腺素釋放因子：TRF，是個(gè)三肽5.胰高血糖素：29肽，升高血糖，作用同腎上腺素。

第32頁/共41頁1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)第33頁/共41頁GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+第34頁/共41頁習(xí)題參考答案1.3側(cè)鏈p23a.含有一個(gè)羥基：SerThrTyrb.含有一個(gè)氨基：Lysc.含有一個(gè)具有芳香性質(zhì)的基團(tuán)：PheTyrTrpd.含有分支的芳脂肪族烴鏈：LeuIleVale.含有硫：CysMet第35頁/共41頁1.4b

在pH1，4，8，12時(shí)組氨酸的凈電荷分別是多少？

pK1=1.82pK2=6.0pK3=9.17His++←—→His++-←—→His+-←—→His-Henderson-Hasselbalch公式：

1=1.82+lg([His++-]/[His++])lg([His++-]/[His++])=-0.82lg(1/100.82)=lg(1/6.6)His++-=13%His++=87%

所以在pH=1時(shí)，組氨酸的凈電荷數(shù)為+1.87

8=9.17+lg([His-]/[His+-])lg([His-]/[His+-])=-1.17

lg(1/101.17)=lg(1/14.8)His-=6%His+-=94%

所以在pH=8時(shí)，組氨酸的凈電荷數(shù)為-0.06pI=7.59第36頁/共41頁P(yáng)49第2題頭發(fā)生長(zhǎng)速度15cm~20cm/年

0.15mX109/365X24X60X60=0.15mX109/3.154X107=4.756nm/sor=0.20mX109/3.154X107=6.341nm/s

每個(gè)aa的伸展長(zhǎng)度：

0.54nm/3.6=0.15nm4.756/0.15=31.7/sor6.341/0.15=42.3/s第37頁/共41頁P(yáng)49第4題

A=εCLTrpε=3400/mol.cmA=0.1代入得C=2.94x10-5mol

已知此蛋白的MW為1x105,且含有3個(gè)Trp.

所以該溶液的蛋白質(zhì)濃度為：

2.941x10-5x1x1