楊榮武生物化學(xué)原理-第一章-氨基酸.ppt

1、第一章 氨基酸的 結(jié)構(gòu)與功能,提綱,一、氨基酸的結(jié)構(gòu)、種類和分類 氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 蛋白質(zhì)氨基酸和非蛋白質(zhì)氨基酸 疏水氨基酸和親水氨基酸 必需氨基酸與非必需氨基酸 二、氨基酸的性質(zhì)與功能 縮合 手性（Gly除外） 酸堿解離性質(zhì)與兩性離子 R基團(tuán)的結(jié)構(gòu)變化和化學(xué)反應(yīng)性質(zhì) 三、氨基酸的分離與純化 層析 離子交換層析,氨基酸的結(jié)構(gòu)通式,不同的側(cè)鏈基團(tuán)，不同的理化性質(zhì),蛋白質(zhì)氨基酸，即標(biāo)準(zhǔn)氨基酸在蛋白質(zhì)生物合成中，由專門的tRNA攜帶，直接參入到蛋白質(zhì)分子之中 共22種：20種常見+2種不常見 相同的結(jié)構(gòu)通式 差別在側(cè)鏈基團(tuán)（R基團(tuán)） 所有的生物體都含有常見的20種 2種不常見的蛋白質(zhì)氨基酸：含硒半胱

2、氨酸（第21種）和吡咯賴氨酸（第22種） 非蛋白質(zhì)氨基酸不能直接參入到蛋白質(zhì)分子之中，或者是蛋白質(zhì)氨基酸翻譯后修飾產(chǎn)物 例如：瓜氨酸、鳥氨酸和羥脯氨酸,蛋白質(zhì)氨基酸和非蛋白質(zhì)氨基酸,脂肪族 芳香族 含硫族 極性/不帶電荷 堿性/酸性,疏水：非極性R基團(tuán),親水：極性的R基團(tuán)（電中性、帶負(fù)電荷、帶正電荷）,氨基酸的分類,親水氨基酸，即極性氨基酸，其R基團(tuán)呈極性，一般能和水分子形成氫鍵，故對(duì)水分子具有一定的親和性。它們包括：Ser、Thr、Tyr、Cys、Sec、Asn、Gln、Asp、Glu、Pyl、Arg、Lys、His； 疏水氨基酸，即非極性氨基酸，其R基團(tuán)呈非極性，對(duì)水分子的親和性不高或者極

3、低，但對(duì)脂溶性物質(zhì)的親和性較高。它們包括：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Met、Phe和Trp。,親水氨基酸VS疏水氨基酸,不帶電荷的非極性氨基酸,不帶電荷的極性氨基酸,三種芳香族氨基酸,帶電荷的極性氨基酸,含硒半胱氨酸只存在于含硒蛋白之中，而吡咯賴氨酸僅存在于一些原核生物體內(nèi)，作為與產(chǎn)甲烷代謝有關(guān)的某些酶的組分。,氨基酸的分類圖解,詞記親水氨基酸與疏水氨基酸,西湖景，紫竹為骨水潺潺 橫笛相伴，閑聽天簌靜思禪 流蘇落，心比雙絲郁中纏 親水氨基酸：西-硒代半胱氨酸；景-精氨酸；竹-組氨酸；骨-谷氨酸 谷氨酰胺；伴-半胱氨酸；天-天冬氨酸 天冬酰胺；籟-賴氨酸；蘇-蘇氨酸；落-酪

4、氨酸；比-吡咯賴氨酸；絲-絲氨酸 孤雁本色，一行斜去浮生轉(zhuǎn) 兩鬢白，異家龍井難為甘 疏水氨基酸：本-苯丙氨酸；色-色氨酸；斜-纈氨酸；浮-脯氨酸；兩-亮氨酸；鬢-丙氨酸；異-異亮氨酸；家-甲硫氨酸；甘-甘氨酸,必需氨基酸VS非必需氨基酸,必需氨基酸是指人體必不可少，而機(jī)體內(nèi)又不能合成、必須從食物中補(bǔ)充的氨基酸。如果飲食中經(jīng)常缺少它們，就會(huì)影響健康。必需氨基酸共有10種：Lys、Trp、Phe、Met、Thr、Ile、Leu、Val、Arg和His。人體雖能夠合成Arg和His，但合成的量通常不能滿足正常的需要，因此這兩種氨基酸又被稱為半必需氨酸。-Tip MTV Hall 余下的氨基酸則屬于非

5、必需氨基酸，動(dòng)物體自身可以進(jìn)行有效的合成，它們包括：Ala，Asn、Asp、Gln、Glu、Pro、Ser、Cys、Tyr和Gly。,一組（組氨酸）笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）精（精氨酸）來（賴氨酸）宿（蘇氨酸）舍（色氨酸）?。ńM氨酸）亮（亮氨酸）涼（異亮氨酸）鞋（纈氨酸）,氨基酸的名稱和縮寫,兩種非蛋白質(zhì)氨基酸,氨基酸的縮合反應(yīng)與肽的形成,氨基酸的手性：D型與L型氨基酸,22種蛋白質(zhì)氨基酸分子中，除了甘氨酸，均至少含有一個(gè)不對(duì)稱碳原子，因此除甘氨酸以外的21種蛋白質(zhì)氨基酸都具有手性性質(zhì)。如果以L型甘油醛為參照物，具有不對(duì)稱碳原子的氨基酸就有D型和L型兩種對(duì)映異構(gòu)體。實(shí)驗(yàn)證明，蛋白質(zhì)分子中的不對(duì)

6、稱氨基酸都是L型。D型氨基酸僅存在于一些特殊的抗菌肽和某些細(xì)菌的細(xì)胞壁成分之中，它們不能參入到在核糖體上合成的多肽或蛋白質(zhì)分子之中。 氨基酸的構(gòu)型與其旋光方向沒有必然的聯(lián)系。,由于氨基酸既含有堿性的氨基又含有酸性的羧基，因此氨基酸具有特殊的解離性質(zhì)，但氨基算的堿性和酸性分別弱于單純的胺和羧酸。一個(gè)氨基酸分子內(nèi)部的酸堿反應(yīng)使氨基酸能同時(shí)帶有正負(fù)兩種電荷，以這種形式存在的離子被稱為兼性離子（zwitterions）或兩性離子。,特殊的酸堿性質(zhì)與等電點(diǎn),氨基酸的兩性解離,對(duì)于任何一種氨基酸來說，總存在一定的pH值，使其凈電荷為零，這時(shí)的pH值被稱為等電點(diǎn)。pI是一個(gè)氨基酸的特征常數(shù)。在等電點(diǎn)pH時(shí)，氨基酸在電場中，不向兩極移動(dòng)，并且絕大多數(shù)處于兼性離子狀態(tài)，少數(shù)可能解離成陽離子和陰離子，但解離成陰、陽離子的趨勢和數(shù)目相等。,等電點(diǎn)（pI）,氨基酸的主要反應(yīng)性質(zhì),氨基酸與DNFB和PITC的反應(yīng),所有氨基酸及具有游離-氨基的肽與茚三酮反應(yīng)都產(chǎn)生藍(lán)紫色物質(zhì)，只有脯氨酸和羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生黃色物質(zhì)。,氨基酸與茚三酮的反應(yīng),芳香族氨基酸的紫外吸收性質(zhì),半胱氨酸的氧化與二硫鍵的形成,His的R基團(tuán)中接近生理pH下的解離性質(zhì),所有關(guān)于氨基