最新王鏡巖生物化學(xué)課件PPT-第3章 氨基酸精品課件ppt培訓(xùn)講學(xué)

1、王鏡巖生物化學(xué)課件PPT-第3章 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 -C-C-C-C-COOH-C-C-C-C-COOH -C-C-C-C(NH-C-C-C-C(NH2 2)-COOH -)-COOH -氨基酸氨基酸 -C-C-C(NH-C-C-C(NH2 2)-C-COOH -)-C-COOH -氨基酸氨基酸 -C-C(NH-C-C(NH2 2)-C-C-COOH -)-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)大多數(shù)AAAA在中性在中性pHpH時(shí)呈時(shí)呈兼兼性離子性離子狀態(tài)狀態(tài): : 除甘氨酸外，除

2、甘氨酸外，1919種種AAAA都具有都具有旋光性。旋光性。 除胱氨酸和酪氨酸外，其余除胱氨酸和酪氨酸外，其余AAAA都能溶于水。都能溶于水。COO-NH3+二、氨基酸的分類二、氨基酸的分類（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)結(jié)構(gòu)分類：按基的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：、脂肪族、脂肪族aaaa（）中性（）中性aaaa（2 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

3、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+（pHpI）H3NCHCOO-R+（pH=pI）H2NCHCOO-R（pHpI）（二）氨基酸的解離（二）氨基酸的解離（三）氨基酸的等電點(diǎn)

4、（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形式存在，分子中所含的正負(fù)電荷數(shù)目的形式存在，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)（p pI I）。 在在p pI I時(shí)，時(shí)，AAAA在電場(chǎng)中既不向正極也不向負(fù)在電場(chǎng)中既不向正極也不向負(fù)極移動(dòng)，即處于兩性離子狀態(tài)。極移動(dòng)，即處于兩性離子狀態(tài)。 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 = (pK1 + pK2 )/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)

5、鏈含有可解離基團(tuán)的AAAA p pI I取決于兩性離子兩邊取決于兩性離子兩邊p pK K值的算術(shù)平均值的算術(shù)平均值值 酸性酸性AAAA：p pI I = (p = (pK K1 1 + p + pK KR-COOR-COO- - )/2 )/2 堿性堿性AAAA：p pI I = (p = (pK K2 2 + p + pK KR-NH2 R-NH2 )/2 )/2 四、氨基酸的化學(xué)反應(yīng)四、氨基酸的化學(xué)反應(yīng)（一）（一）-氨基參加的反應(yīng)氨基參加的反應(yīng)1.1.與亞硝酸反應(yīng)與亞硝酸反應(yīng)2.2.與?；噭┓磻?yīng)與酰化試劑反應(yīng)3.3.烴基化反應(yīng)烴基化反應(yīng)4.4.形成形成SchiffsSchiffs堿反堿反

6、應(yīng)應(yīng)5.5.脫氨基反應(yīng)脫氨基反應(yīng) NH2 OH R CH COOH + HNO2 R CH COOH+H2O+N2lVan Slyke 法測(cè)氨基氮（體積）的基礎(chǔ)。法測(cè)氨基氮（體積）的基礎(chǔ)。lN2中的中的1/21/2為氨基氮。為氨基氮。 氨基酸定量和蛋白質(zhì)水解程度的測(cè)定。氨基酸定量和蛋白質(zhì)水解程度的測(cè)定。NO2FO2N+ H2NCHCOOHRNO2O2NHNCHCOOHR+ HF弱堿性弱堿性DNP- -氨基酸氨基酸 （黃色黃色）DNFBSanger 法測(cè)定法測(cè)定N N末端氨基酸基礎(chǔ)末端氨基酸基礎(chǔ)N=C=S + NCHCOOHHHRPITCNCNCHCOOHHHRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSN

7、CCOPTH-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降解法基礎(chǔ)降解法基礎(chǔ)醛醛 氨基酸氨基酸 Schiffs堿堿-H20+H20在生物體內(nèi)經(jīng)在生物體內(nèi)經(jīng)AA氧化酶氧化酶催化催化即脫去即脫去-氨基而轉(zhuǎn)變?yōu)橥帷０被D(zhuǎn)變?yōu)橥?。（二）（二?-羧基參加的反應(yīng)羧基參加的反應(yīng)1.1.成鹽或成酯反應(yīng)成鹽或成酯反應(yīng)2.2.成酰氯反應(yīng)成酰氯反應(yīng)3.3.脫羧基反應(yīng)脫羧基反應(yīng)4.4.疊氮反應(yīng)疊氮反應(yīng)（2）成酯）成酯 NH2 干燥，干燥，HCl R CH COOH + C2H5OH 回流回流 R CH COO

8、C2H5 + H2ONH3Cl保護(hù)羧基保護(hù)羧基（1）與）與NaOH等形成鹽等形成鹽 HN-保護(hù)基保護(hù)基 R CH-COOH + PCl5 HN-保護(hù)基保護(hù)基 R CH-COOCl + POCl3 + HCl保護(hù)氨基保護(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 RCHCOCH3 YNH O HNO2 RCHCNHNH2 YNH O RCHCN -N+ N + 2H2O?；被峒柞ヵ；被峒柞?肼肼?；被ｋ迈；被ｋ迈；被／B氮酰化氨基酰疊氮肽的人工合成肽的人工合成（三）（三）-羧基和羧基和-氨基都參加的反應(yīng)

9、氨基都參加的反應(yīng)1 1、 與與茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng) 2 2、 成肽成肽反應(yīng)反應(yīng)弱酸弱酸 加熱加熱（四）（四） 側(cè)鏈側(cè)鏈R R基參加的反應(yīng)基參加的反應(yīng)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位上易發(fā)生親電取代反應(yīng)，位上易發(fā)生親電取代反應(yīng)，如碘化和硝化如碘化和硝化黃色反應(yīng)黃色反應(yīng)NNNNONH2OHOHHO3SHO3S反應(yīng)反應(yīng)NNNHNNNCH2 CH COOHNH2HO3SHO3SHis側(cè)鏈咪唑基側(cè)鏈咪唑基與重氮苯磺酸生與重氮

10、苯磺酸生成棕紅色化合物成棕紅色化合物反應(yīng)反應(yīng)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-溴代琥珀酰亞胺溴代琥珀酰亞胺氧化氧化分光光度法測(cè)定分光光度法測(cè)定Trp含量含量Met側(cè)鏈上甲硫基：強(qiáng)親核基團(tuán)與烴化試劑成锍鹽側(cè)鏈上甲硫基：強(qiáng)親核基團(tuán)與烴化試劑成锍鹽保護(hù)巰基保護(hù)巰基與二硫硝基苯甲酸發(fā)生硫醇與二硫硝基苯甲酸發(fā)生硫醇-二硫化物交換二硫化物交換pH8.0時(shí)時(shí)412nm最大光吸收最大光吸收分光光度法測(cè)定分光光度法測(cè)定-SH2R-SH+1/2O2R-S-S-R+H2OCys的巰基不穩(wěn)定，易被氧化成二硫鍵的巰基不穩(wěn)定，易被氧化成二硫鍵巰基在有痕量的

11、金屬離子如：巰基在有痕量的金屬離子如：Cu2+，F(xiàn)e2+，Co2+或或Mn2+時(shí)，易被氧化時(shí)，易被氧化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）以及還原劑（巰基化合物）打開。及還原劑（巰基化合物）打開。H2N-CH-COOH CH2 S S CH2H2N-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

12、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 原因：原因：-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(cè)定蛋白質(zhì)含量測(cè)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離六、氨基酸混合物的分析分離

13、 利用利用AAAA成分分配系數(shù)的差異成分分配系數(shù)的差異（一）分配層析法的一般原理（一）分配層析法的一般原理 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 按兩相所處狀態(tài)分：按兩相所處狀態(tài)分：流動(dòng)相流動(dòng)相液體液體氣體氣體固固定定相相液液體體液液層析液液層析氣液層析氣液層析固固體體液固層析液固層析氣固層析氣固層析柱柱固定相裝于柱內(nèi)固定相裝于柱內(nèi)紙紙固定相是液體，吸附在濾紙上，將樣品固定相是液體，吸附在濾紙上，將樣品點(diǎn)在紙上，用流動(dòng)相展開點(diǎn)在紙上，用流動(dòng)相展開薄層薄層將有適當(dāng)粘度的固定相涂在薄板上將有適當(dāng)粘度的固定相涂在薄板上薄膜薄膜與紙層析相似，與紙層析相似，紙用其它高分子有機(jī)吸附劑代替紙用其它高分子有機(jī)吸附劑代替 按操作形式分：按操作形式分：吸附吸附固體固體 吸附能力不同吸附能力不同分配分配液體液體 分配系數(shù)不同分配系數(shù)不同離子交換離子交換 離子交換劑離子交換劑 親和性不同親和性不同凝膠凝膠多孔凝膠，多孔凝膠， 通過速度不同通過速度不同親和親和固定相只能與一種組分結(jié)合，固定相只能與一種組分結(jié)合，分開其它無親和力的組分分開其它無親和力的組分 按層析原理分：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