(3.2.2)-1.2 氨基酸基礎(chǔ)生物化學(xué)

1.2氨基酸目錄一、蛋白質(zhì)的水解二、氨基酸的種類三、氨基酸的結(jié)構(gòu)四、氨基酸的分類五、氨基酸的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)酸堿酶水解層析氨基酸一、蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)的基本組成單位—氨基酸氨基酸（aminoacid,Aa）蛋白質(zhì)的水解方法

酸水解色氨酸(Trp)被破壞天冬酰胺(Asn),谷氨酰胺(Gln)脫氨基氨基酸不產(chǎn)生消旋現(xiàn)象堿水解色氨酸(Trp)不被破壞大多數(shù)氨基酸被破壞氨基酸產(chǎn)生消旋現(xiàn)象酶解氨基酸不被破壞氨基酸不產(chǎn)生消旋現(xiàn)象氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸標(biāo)準(zhǔn)/基本/常見(jiàn)氨基酸20種出現(xiàn)頻率高二、氨基酸的種類組成蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)20種氨基酸賴氨酸Lys

K精氨酸Arg

R組氨酸His

H半胱氨酸Cys

C纈氨酸Val

V脯氨酸Pro

P色氨酸Trp

W異亮氨酸Ile

I甲硫氨酸Met

M蘇氨酸Thr

T天冬酰氨Asn

N甘氨酸Gly

G亮氨酸Leu

L酪氨酸Tyr

Y絲氨酸

Ser

S谷氨酸Gln

Q天冬氨酸

Asp

D苯丙氨酸Phe

F丙氨酸Ala

A

中文名稱三字符單字符

中文名稱三字符單字符

氨基酸結(jié)構(gòu)通式RCN3HHCOO+RCNH2HCOOHα-碳原子

常見(jiàn)氨基酸結(jié)構(gòu)=α-碳原子+氨基+羧基+H原子

分子形式

離子形式三、氨基酸的結(jié)構(gòu)

除脯氨酸和甘氨酸外，其余均屬于L-α-氨基酸。標(biāo)準(zhǔn)氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)每種氨基酸α-碳原子上都直接連接有一個(gè)α-氨基，α-羧基，一個(gè)H原子及R基。已知的天然蛋白質(zhì)中氨基酸都為L(zhǎng)-型。即天然蛋白質(zhì)都是由L-α-氨基酸組成。除甘氨酸(Gly)外,其它所有氨基酸分子中的α-碳原子都為不對(duì)稱碳原子，都具有旋光性。20種天然氨基酸中含有2個(gè)羧基的氨基酸是谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asn)；含有巰基的氨基酸為半胱氨酸(Cys)。20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸結(jié)構(gòu)四、氨基酸的分類1、按R基極性分類氨基酸非極性氨基酸（9種）極性氨基酸不帶電，極性微弱，具疏水性。甘氨酸/丙氨酸/纈氨酸/亮氨酸/異亮氨酸/苯丙氨酸/甲硫氨酸/脯氨酸/色氨酸極性不帶電荷(6)-中性氨基酸-R基團(tuán)有極性，但不解離。絲氨酸/蘇氨酸/天冬酰胺/谷氨酰胺/酪氨酸/半胱氨酸極性帶正電荷氨基酸(3)-堿性氨基酸-R基團(tuán)有極性/解離帶正電/溶液顯堿性。例如：精氨酸/組氨酸/賴氨酸極性帶負(fù)電荷氨基酸(2)-酸性氨基酸-R基團(tuán)有極性/解離帶負(fù)電/溶液顯酸性。例如：天冬氨酸/谷氨酸（11種）2、按R基結(jié)構(gòu)特征分類氨基酸脂肪族氨基酸：甘氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺芳香族氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸雜環(huán)族氨基酸：組氨酸和脯氨酸3、按人體是否可以合成分類氨基酸必須氨基酸：機(jī)體不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。甲硫氨酸/色氨酸/賴氨酸/纈氨酸/異亮氨酸/亮氨酸/苯丙氨酸/蘇氨酸半必需氨基酸：人體可合成，但幼兒期合成速度不能滿足需要。

精氨酸/組氨酸非必需氨基酸：機(jī)體可自身合成的氨基酸。五、氨基酸的理化性質(zhì)1、氨基酸的物理性質(zhì)溶解性氨基酸在水中溶解度差別大，能溶解于稀酸或稀堿，不能溶解于有機(jī)溶劑。熔點(diǎn)氨基酸的熔點(diǎn)極高，一般在200℃以上。氨基酸都是無(wú)色結(jié)晶狀態(tài)。物理狀態(tài)

氨基酸結(jié)晶2、氨基酸的光吸收性質(zhì)遠(yuǎn)紫外區(qū)＜220nm和遠(yuǎn)紅外區(qū)均有吸收?？梢?jiàn)光區(qū)紫外光區(qū)遠(yuǎn)紅外光區(qū)無(wú)吸收100nm400nm700nm蛋白質(zhì)在280nm處具有最大紫外吸收，可用紫外法測(cè)定蛋白質(zhì)含量。

近紫外區(qū)220-400nm，絡(luò)氨酸/苯丙氨酸/色氨酸苯環(huán)含共軛雙鍵，有光吸收。有吸收有吸收3、氨基酸的兩性解離與等電點(diǎn)氨基酸分子中既含有ɑ-羧基、又含有ɑ-氨基，其晶體或在水溶液均以兼性離子存在。帶凈電荷為零狀態(tài)時(shí)的氨基酸狀態(tài)即為兼性離子狀態(tài)。3.1氨基酸的兼性離子形式

不同的pH條件下，氨基酸的兼性離子狀態(tài)隨之改變。

改變?nèi)芤簆H，可以使氨基酸帶正電或負(fù)電。3.2氨基酸的解離及酸堿性酸性溶液中的氨酸堿性溶液中的氨基酸中性溶液中的氨酸3.3氨基酸的等電點(diǎn)(isoelectricpoint,pI)氨基酸的等電點(diǎn)(pI)：氨基酸所帶凈電荷為零時(shí)的溶液的pH。氨基酸等電點(diǎn)pI是氨基酸的特征常數(shù)，不會(huì)隨所在溶液濃度變化而變化。溶液pH=pI氨基酸凈電荷為零中性氨基酸：pI=1/2（pK1+pK2）K1K22.349.60

pI=1/2（pK1+pK2）=1/2(2.34+9.60)=5.97中性氨基酸等電點(diǎn)計(jì)算3.4氨基酸等電點(diǎn)計(jì)算酸性氨基酸：pI=1/2（pK1+pKR-COO-）酸性氨基酸等電點(diǎn)計(jì)算堿性氨基酸：pI=1/2（pK2+pKR-NH2）堿性氨基酸等電點(diǎn)計(jì)算3.5氨基酸的電場(chǎng)移動(dòng)溶液pH=pI氨基酸凈電荷為零電場(chǎng)中不移動(dòng)溶液呈中性溶液pH＜pI氨基酸凈電荷為正電場(chǎng)中向負(fù)極移動(dòng)溶液呈酸性溶液pH＞pI氨基酸凈電荷為負(fù)電場(chǎng)中向正極移動(dòng)溶液呈堿性氨基酸在電場(chǎng)中移動(dòng)方向取決于溶液pH。4、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)4.1茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng)是檢測(cè)α-氨基酸濃度最常用方法，用于氨基酸的定性和定量分析。弱酸環(huán)境下，α-氨基酸與茚三酮溶加熱，生成藍(lán)紫色化合物（Asn顯棕色/Pro,HYP顯黃色）色深與氨基濃度成正比。570nm測(cè)吸光度OD值，測(cè)定并計(jì)算出樣品中氨基酸含量。4.2桑格(Sanger)反應(yīng)反應(yīng)由F.Sanger用于氨基酸的鑒別與定性。桑格反應(yīng)又稱為FDNB法或2,4-二硝基氟苯法。弱堿性條件，α-氨基與2,4-二硝基氟苯(DNFB)反應(yīng),生成黃色2,4-二硝基氨基酸(NDFB-氨基酸)。4.3艾德曼(Edeman)反應(yīng)艾德曼(Edeman)反應(yīng)又稱異硫氰酸苯酯反應(yīng)。反應(yīng)主要用于測(cè)定肽鏈N末端氨基酸的種類，在氨基酸順序分析方面有重要作用。艾德曼反應(yīng)4.4丹磺酰氯反應(yīng)（DNS-Cl）反應(yīng)可測(cè)定肽鏈N末端氨基酸的種類。原理是氨基酸與5-（二甲胺基）萘-1-磺酰氯（DNS-Cl）反應(yīng)，生成DNS-氨基酸。DNS-氨基酸在360nm有強(qiáng)熒光，可用于微量分析。學(xué)習(xí)小結(jié)重點(diǎn)掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及氨基酸的分類（酸性，堿性氨基酸的分類)。重點(diǎn)掌握氨基酸的光吸收特性、氨基酸的等電點(diǎn)與兩性解離(氨基酸等電點(diǎn)概念、等電點(diǎn)計(jì)算、氨基酸電場(chǎng)移動(dòng)方向判斷)重點(diǎn)掌握氨基酸重要的化學(xué)反應(yīng)(茚三酮反應(yīng)，桑格反應(yīng)，艾德曼反應(yīng)的原理及作用)。

酸性氨基酸Glu，Asp

天冬氨酸Asp(D)

谷氨酸Glu(E)

側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶負(fù)電荷

堿性氨基酸His，Arg，Ly