生物化学蛋白质之一幻灯片.pptVIP

蛋白质化学之一氨基酸结构与功能 生物化学 注：二十种氨基酸的结构特点 支链氨基酸：缬氨酸、亮氨酸，异亮氨酸 含羟基的氨基酸：丝氨酸、苏氨酸 含硫的氨基酸：半胱氨酸（含巯基）、 甲硫氨酸（含硫甲基） 含苯环的氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸 注：二十种氨基酸的结构特点 含胍基的氨基酸：精氨酸 含咪唑基的氨基酸：组氨酸 亚氨基酸：脯氨酸 含酰胺的氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺 含吲哚基的氨基酸：色氨酸 含ε-氨基的氨基酸：赖氨酸 （四）蛋白质中不常见的氨基酸 羟-脯氨酸 羟-赖氨酸 r-羧基谷氨酸 6-氮-甲基赖氨酸 （五）非蛋白氨基酸 鸟氨酸 胍氨酸 高半胱氨酸 高丝氨酸 β-丙氨酸 γ-氨基丁酸等 三.氨基酸的理化性质 （一）物理性质 1.形态：均为白色结晶或粉末，不同氨基酸的晶型结构不同。 2.溶解性：一般都溶于水，不溶或微溶于醇，不溶于丙酮，在稀酸和稀碱中溶解性好。 3.熔点：氨基酸的熔点一般都比较高，一般都大于200℃，超过熔点以上氨基酸分解产生胺和二氧化碳。 4.旋光性：除甘氨酸外的氨基酸均有旋光性。 5.光吸收：氨基酸在可见光范围内无光吸收，在近紫外区含苯环氨基酸有光的吸收。 （二）化学性质 1. 两性电离及等电点： 氨基酸既含有氨基，可接受H+，又含有羧基，可电离出H+，所以氨基酸具有酸碱两性性质。通常情况下，氨基酸以两性离子的形式存在，如下图所示： 从上图可知：氨基酸在酸性环境中，主要以阳离子的形式存在，在碱性环境中，主要以阴离子的形式存在。在某一pH环境下，以两性离子（兼性离子）的形式存在。该pH称为该氨基酸的等电点。所以氨基酸的等电点可以定义为：氨基酸所带正负电荷相等时的溶液pH。 氨基酸的水溶液既可被酸滴定，又可被碱滴定，应该具有两性电离的性质，现以甘氨酸为例来说明氨基酸两性电离的特点。 一氨基一羧基AA的等电点计算： pI= 2 pK′1+pK′2 左图是甘氨酸的电离酸碱滴定曲线，从左向右是用NaOH滴定的曲线，溶液的pH由小到大逐渐升高；从右向左是用盐酸滴定的曲线，溶液的pH由大到小逐渐降低。曲线中从左向右第一个拐点是氨基酸羧基解离50%的状态，第二个拐点是氨基酸的等电点，第三个拐点是氨基酸氨基解离50%的状态。 一氨基二羧基AA的等电点计算： pI= 2 pK′1+pK′2 二氨基一羧基AA的等电点计算： pI= 2 pK′2+pK′3 谷氨酸（A）和赖氨酸（B）滴定曲线和等电点计算 在酸性条件下，丙氨酸以阳离子形式存在，可以看作是一个二元弱酸，有两个可以解离的H+，即COOH上的H+和NH3上的H+。 物质的解离常数是用滴定曲线的实验方法求得，画出曲线。 加入酸碱使丙氨酸的净电荷等于0时，丙氨酸所带的正负电荷相等，这时的pH值就是丙氨酸的等电点。 PI:两性电解质所带正负电荷相等时溶液的pH值。 PI=两性离子状态两侧的基团的PK’值之和的一半（2.34+5.69）/2=6.02 中性氨基酸： pI=(pK’1 + pK’2)/2 pK’1为α-羧基的解离常数, pK’2为α-氨基的解离常数。 氨基酸等电点的计算 2.由α-氨基参加的反应： (1) 与亚硝酸反应：放出氮气，氮气的一半来自氨基氮，一半来自亚硝酸，在通常情况下测定生成的氮气的体积量可计算氨基酸的量，此反应可用于测定蛋白质的水解程度。 (2) 与甲醛的反应： 用过量的中性甲醛与氨基酸反应，可游离出氢离子，然后用NaOH滴定，从消耗的碱量可以计算出氨基酸的含量。此法称为间接滴定法。 2.由α-氨基参加的反应： (3) 与2,4-二硝基氟苯（2,4-DNFB）的反应（Sanger反应）：生成黄色的二硝基苯-氨基酸衍生物。 (4) 与苯异硫氰酸酯（PITC）反应（Edman反应）：生成苯乙内酰硫脲-氨基酸。 (5) 与丹磺酰氯（DNS-Cl）的反应：生成荧光物质DNS-氨基酸。 (3)、(4)、(5)反应用于蛋白质的N-末端的测定。 2.由α-氨基参加的反应： 3.α-羧基参加的反应： (1)与碱反应成盐 (2)与醇反应成酯 (3)与酰化试剂反应成酰氯 4.α-氨基与α-羧基共同参加的反应 与茚三酮的反应：除脯氨酸与羟脯氨酸外，可与其它氨基酸生成蓝紫色化合物。脯氨酸与羟脯氨酸为黄色化合物。 (1)??Millon反应：检测Tyr或含Tyr的蛋白质的反应。 Millon试剂：汞的硝酸盐与亚硝酸盐溶液。 产物：红色的化合物。 (2)??Folin反应：检测Tyr或含Tyr的蛋白质的反应。 Folin试剂：磷钼酸、磷钨酸混合溶液。 产物：蓝色的钼蓝、钨蓝。