王镜岩《生物化学》第三章 氨基酸.pptVIP

第一章 蛋白质的化学 第一节氨基酸 第二节蛋白质的共价结构 第三节蛋白质的三维结构 第四节蛋白质的结构与功能 第五节蛋白质的分离纯化和鉴定 第一节 氨基酸（amino acid） 一、氨基酸—蛋白质的构件分子 二、氨基酸的分类 三、氨基酸的酸碱化学 四、氨基酸的化学反应 五、氨基酸的物理性质 六、氨基酸的分析分离 一、氨基酸—蛋白质的构件分子 （一）蛋白质的水解 蛋白质—→蛋白胨—→多肽—→二肽—→氨基酸 蛋白质和多肽的肽键与一般的酰胺键一样可以被酸碱或蛋白酶催化水解，酸或碱能够将多肽完全水解，酶水解一般是部分水解. 1、酸水解 常用6 mol/L的盐酸或4 mol/L的硫酸在105-110℃条件下进行水解，反应时间约20小时。 此法的优点是不引起消旋，得到的是L-氨基酸。 缺点是色氨酸被沸酸完全破坏；含有羟基的氨基酸如丝氨酸或苏氨酸有一小部分被分解；天门冬酰胺和谷氨酰胺侧链的酰胺基被水解成了羧基。 2、碱水解 一般用5 mol/L氢氧化钠煮沸10-20小时。 由于水解过程中许多氨基酸都受到不同程度的破坏；产生消旋现象，其产物是D-型和L-型氨基酸的混合物。 该法的优点是色氨酸在水解中不受破坏 3、酶水解 应用酶水解多肽不会破坏氨基酸，也不会发生消旋化。但水解往往不彻底，产物为较小的肽段。 目前用于蛋白质肽链断裂的蛋白水解酶（proteolytic enzyme）或称蛋白酶（proteinase）已有十多种。 最常见的蛋白水解酶有以下几种：胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶、嗜热菌蛋白酶。 （二）α-氨基酸的一般结构 蛋白质都由20种常见氨基酸（基本氨基酸）组成。 氨基酸的结构通式：19种氨基酸具有一级氨基（-NH3+）和羧基（-COOH）结合到α碳原子（Cα），同时结合到（Cα）上的是H原子和各种侧链（R）；Pro具有二级氨基（α-亚氨基酸）。 二、氨基酸的分类 （一）根据来源分：内源氨基酸和外源氨基酸 （二）从营养学角度分：必需氨基酸和非必需氨基酸 （三）根据是否组成蛋白质来分：蛋白质中常见氨基酸、蛋白质中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸 　 习惯分类方法 芳香族氨基酸：Trp、Tyr、Phe 含羟基氨基酸：Ser、Thr、Tyr 含硫氨基酸：Cys、Met 杂环族氨基酸：His 杂环族亚氨基酸：Pro 支链氨基酸：Val、Leu、Ile 1、蛋白质中常见氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 氨基酸的结构 按R基极性分类20种常见氨基酸 (1)非极性R基团氨基酸：8种—Ala Val Leu Ile Phe Pro Met Trp (2)极性不带电荷R基团氨基酸：7种—Ser Thr Asn Gln Tyr Cys Gly (3)带负电荷R基团氨基酸：2种—Asp Glu (4)带正电荷R基团氨基酸：3种—Lys Arg His 2.蛋白质中几种重要的稀有氨基酸 在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为不常见蛋白质氨基酸。 这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。 其中重要的有4-羟基脯氨酸、5-羟基赖氨酸、N-甲基赖氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白质氨基酸的结构如下。 3.非蛋白氨基酸 广泛存在于各种细胞和组织中，呈游离或结合态，但并不存在蛋白质中的一类氨基酸，大部分也是蛋白质氨基酸的衍生物。 H2N-CH2-CH2-COOH H2N-CH2-CH2-CH2-COOH 三、氨基酸的酸碱化学 1.氨基酸的兼性离子形式 氨基酸的两个重要性质：氨基酸晶体的熔点 高（?200?C）；氨基酸使水的介电常数增高。 H +H3N-C-COO- R 氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以兼性离子形式存在。 2.氨基酸的两性解离