第二講-氨基酸(馬捷瓊).ppt

蛋白質(zhì)化學(xué),第一講氨基酸第二講肽第三講蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)第三講蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能第四講蛋白質(zhì)性質(zhì)與生化分析,蛋白質(zhì)最初發(fā)現(xiàn)于雞蛋，是一類含氮的復(fù)雜有機(jī)化合物。1.蛋白質(zhì)是一切生物細(xì)胞和組織的主要組成部分，是生命活動(dòng)所依據(jù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.生物的各種生物功能都靠蛋白質(zhì)體現(xiàn)。,蛋白質(zhì)化學(xué),一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu),第一節(jié)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位氨基酸,氨基酸的結(jié)構(gòu)通式,非解離形式,兩性離子形式,蛋白質(zhì)被酸堿或蛋白酶催化水解，最終得到各種氨基酸的混合物。氨基酸（aminoacid，AA）是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元。大多數(shù)的蛋白質(zhì)都是由20種氨基酸組成。這20種氨基酸被稱為基本氨基酸。,非蛋白質(zhì)AA,蛋白質(zhì)AA（20種）,負(fù)電荷AA,天冬氨酸,谷氨酸,正電荷AA,賴氨酸,組氨酸,精氨酸,中性AA,極性AA,非極性AA,絲AA,蘇AA,半胱AA,酪AA,天冬酰胺,谷氨酰胺,甘AA,丙AA,亮AA,異亮AA,苯丙AA,甲硫AA,色AA,脯氨酸,纈AA,氨基酸,氨基酸的種類,甘氨酸,脯氨酸,亮氨酸,丙氨酸,苯丙氨酸,甲硫氨酸,纈氨酸,色氨酸,異亮氨酸,一起再認(rèn)認(rèn)，找規(guī)律！,極性不帶電荷氨基酸,絲氨酸,蘇氨酸,天冬酰胺,谷氨酰胺,酪氨酸,半胱氨酸,一起再認(rèn)認(rèn)，找規(guī)律！,帶負(fù)電荷氨基酸,天冬氨酸,谷氨酸,賴氨酸,精氨酸,組氨酸,一起再認(rèn)認(rèn)，找規(guī)律！,氨基酸的光學(xué)活性和光吸收性質(zhì),氨基酸的旋光性,構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸除甘氨酸外，均含有不對稱碳原子，所以除甘氨酸外都具有旋光性，且每種氨基酸都具有特定的比旋光度-這是氨基酸定量測量的基礎(chǔ)（課本P66表5-3）。,構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但在遠(yuǎn)紫外區(qū)(220nm)均有光吸收。在近紫外區(qū)(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力酪氨酸max275nm；苯丙氨酸max257nm；色氨酸max280nm；蛋白質(zhì)的最大光吸收一般在280nm處.,氨基酸的光學(xué)活性和光吸收性質(zhì),氨基酸的光吸收性質(zhì),氨基酸的兩性解離和等電點(diǎn),等電點(diǎn)（pI）-氨基酸所帶正電荷和負(fù)電荷相等，此時(shí)的pH值，pI氨基酸溶解度最小,此特點(diǎn)可用于氨基酸分離。,pI=1/2(pKl+pK2),NaOH和HCL滴定，用NaOH和HCL的摩爾數(shù)對pH值作圖,氨基酸的兩性解離和等電點(diǎn),對多氨基和多羧基氨基酸的解離解離原則：,氨基酸的兩性解離和等電點(diǎn),A,pK1,pK2,pI,pI,pK3,pK3,pK2,pK1,加入的OH-mL數(shù),加入的OH-mL數(shù),pH,pH,一氨基二羧基AA的等電點(diǎn)計(jì)算：,pI=,2,pK1+pK2,二氨基一羧基AA的等電點(diǎn)計(jì)算：,谷氨酸（A）和賴氨酸（B）滴定曲線和等電點(diǎn)計(jì)算,中性氨基酸：pK1，為-羧基的解離常數(shù)，pK2，為-氨基的解離常數(shù)。pI=(pK1，+pK2，)/2酸性氨基酸：pK1，為-羧基的解離常數(shù)，pK2，為側(cè)鏈羧基的解離常數(shù)。pI=(pK1，+pK2，)/2堿性氨基酸：pK2，為-氨基的解離常數(shù)，pK3，為側(cè)鏈氨基的解離常數(shù)。pI=(pK2，+pK3，)/2,總結(jié),氨基酸的兩性解離和等電點(diǎn),1.與亞硝酸反應(yīng)-測定蛋白質(zhì)的水解程度在室溫下亞硝酸能與含游離-氨基的氨基酸起反應(yīng)，定量地放出氮?dú)猓被岜谎趸闪u酸(注：含亞氨基的脯氨酸則不能與亞硝酸反應(yīng))。,氨基酸的化學(xué)反應(yīng)-a-氨基參加的反應(yīng),2.與甲醛的反應(yīng)-甲醛滴定的基礎(chǔ)在室溫下亞硝酸能與含游離-氨基的氨基酸起反應(yīng)，定量地放出氮?dú)?，氨基酸被氧化成羥酸(注：含亞氨基的脯氨酸則不能與亞硝酸反應(yīng))。,4.與2，4-二硝基氟苯的反應(yīng)(Sanger反應(yīng)）在弱堿性溶液中，氨基酸的-氨基很容易與2，4-二硝基氟苯（DNFB）作用，生成穩(wěn)定的黃色2，4-二硝基苯基氨基酸（簡寫為DNP-氨基酸）。此反應(yīng)被廣泛用于肽鏈末端分析，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)測定中的一個(gè)重要的反應(yīng)。,3.酰化反應(yīng)-保護(hù)a-氨基的中間體,氨基酸的化學(xué)反應(yīng)-a-氨基參加的反應(yīng),+,DNFB（dinitrofiuorobenzene）,氨基酸,DNP-AA(黃色),+HF,氨基酸的化學(xué)反應(yīng)-a-氨基參加的反應(yīng),氨基酸的化學(xué)反應(yīng)-a-羧基參加的反應(yīng)成鹽反應(yīng)、成酯反應(yīng)、酰化反應(yīng)、脫羧反應(yīng),+,氨基酸與茚三酮反應(yīng),水合性茚三酮,氨基酸的化學(xué)反應(yīng)-氨基和羧基均參加的反應(yīng),一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。,多肽與肽鍵的形成,肽,肽鍵,肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。,肽,N=C0.127nm鍵長=0.132nmN-C0.148nm,多肽與肽鍵的形成,肽平面或酰胺平面：,組成肽單位的4個(gè)原子和2個(gè)相鄰的碳原子都處于同一個(gè)平面內(nèi)，此剛性結(jié)構(gòu)的平面稱為肽平面或酰胺平面。,肽單位：實(shí)際就是一個(gè)肽平面,肽單位肽鍵的四個(gè)原子和與之相連的兩個(gè)-碳原子所組成的基團(tuán)。,肽,酰胺平面與-碳原子之間形成的二面角（和）,肽,肽鏈中AA的排列順序和命名,通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的-氨基，稱為氨基端或N-端；在另一端含有一個(gè)游離的-羧基，稱為羧基端或C-端。氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以C-端氨基酸殘基為終點(diǎn)的排列順序。如下面的五肽可表示為：Ser-Gly-Tyr-Val-Leu,肽,多肽鏈結(jié)構(gòu)示意圖,肽,天然存在的活性肽,自然界中有自由存在的活性肽，主要有：1.谷胱甘肽（GSH）：三肽（Glu-Cys-Gly），含有自由的巰基，具有很強(qiáng)的還原性，可作為體內(nèi)重要的還原劑，保護(hù)某些蛋白質(zhì)或酶分子中的巰基免遭氧化，使其處于活性狀態(tài)。,分子中具有一個(gè)由谷氨酸的-羧基和半胱氨酸的-氨基脫水縮合的-肽鍵,肽,2.腦啡肽：為五肽，具有鎮(zhèn)痛作用，它們在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中形成，是體內(nèi)自己產(chǎn)生的一類鴉片劑。,3.牛催產(chǎn)素與加壓素：均為九肽，分子中含有一對二硫鍵，兩者結(jié)構(gòu)類似。前者第八位為Leu，后者為Arg。