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安庆一中2009级理科实验班生物竞赛辅导讲义——生物化学（蛋白质及其代谢） PAGE PAGE 10 专题2 生物化学 第3章 蛋白质及其代谢 第1节 蛋白质 一、氨基酸： （一）结构：脯氨酸除外。 1.天然蛋白质中存在的氨基酸都是a-氨基酸； 2.除甘氨酸外，天然蛋白质中存在的氨基酸都是L-a-氨基酸。 （二）分类： 1.据R基团化学结构分类： 脂肪族+芳香族+杂环族。 脂肪族氨基酸据R基团化学结构分类： （1）1氨基1羧基（中性氨基酸）：Gly，Ala，Val，Leu，Ile； （2）1氨基2羧基（酸性氨基酸）：Asp，Glu； （3）2氨基1羧基（碱性氨基酸）：Lys，Arg； （4）含羟基：Ser，Thr； （5）含酰胺基：Asn，Gln； （6）含硫：Cys，Met。 2.据R基团极性分类： 非极性氨基酸（8种）+不带电荷极性氨基酸（7种）+带正电荷极性氨基酸（3种）+带负电荷极性氨基酸（2种）。 3.据营养学分类：必需氨基酸+半必需氨基酸+非必需氨基酸。 （三）氨基酸的性质： 1.旋光性：甘氨酸除外。 2.氨基酸的紫外吸收： 20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区（＜220nm）均有光吸收。在近紫外区（220-300nm）只有R基团含有苯环共轭双键的酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有光吸收。 利用紫外光法可以测定氨基酸的含量。 3.重要化学反应： （1）a-氨基、a-羧基共同参与的反应： ①成肽反应； ②与茚三酮的反应： 【注意】 a.脯氨酸、羟脯氨酸与茚三酮反应生成黄色物质。 b.此反应用于定性、定量鉴定氨基酸。 （2）a-氨基参与的反应： ①与亚硝酸反应产生氮气： 【注意】a-氨基可与亚硝酸反应产生氮气，在标准条件下测定氮气体积，即可计算出氨基酸的量。 凯氏定氮法：测定蛋白质含量的经典方法。 ②与2，4-二硝基氟苯的反应： 【注意】鉴定多肽或蛋白质的N-末端氨基酸。 ③与苯异硫氰酸酯（PITC）的反应：Edman反应。 【注意】鉴定多肽或蛋白质的N-末端氨基酸；由于此反应能够不断重复循环，将肽链N-末端氨基酸残基逐一进行标记和解离，所以是测定蛋白质氨基酸序列的最基本、最有效的手段，蛋白质测序仪就是该反应原理设计的。 （3）a-羧基参与的反应： 成盐和成酯反应。 （4）侧链R基团参与的反应。 4.氨基酸的酸碱性质： （1）氨基酸的两性解离： 氨基酸在晶体或水中主要以兼性离子存在。 ①氨基酸是一类两性电解质，它既起酸（质子供体）的作用，又起碱（质子受体）的作用： ②中性氨基酸的解离（以Gly为例）： 【注意】K1和K2分别为-COOH和-+NH3的解离常数。 （2）氨基酸的等电点： ①概念：调节溶液pH值，使氨基酸处于兼性离子状态，此时氨基酸所带正负电荷数相等，即净电荷为0，在电场中既不向阳极又不向阴极移动，这时溶液的pH值即为氨基酸的等电点（pI）。 ②公式： a.中性氨基酸：pI=（pK1+pK2）/2； b.酸性氨基酸：pI=（pK1+pKR）/2； c.碱性氨基酸：pI=（pK2+pKR）/2。 【注意】 氨基酸的等电点： 各种氨基酸的等电点不同，当溶液的pH=pI时，净电荷为0；当溶液的pH＜pI时，氨基酸主要为正离子；当溶液的pH＞pI时，氨基酸主要为负离子。在一定pH范围内，pH离pI越远，氨基酸所带静电荷越大。 氨基酸在等电点时，溶解度最小，最易沉淀，利用这一性质可以分离制备各种氨基酸；亦可通过电泳法、离子交换层析法进行分离。 （四）分离： 1.纸层析：最简单的液-液分配层析，采用滤纸作为支持物。 2.离子交换层析：一种用离子交换树脂作为支持物的层析法。 氨基酸的洗脱顺序：酸性氨基酸、中性氨基酸、碱性氨基酸。 目前具有全自动的氨基酸分析仪。 【例题】2008年预赛 计算天冬氨酸的pI值。它的pK1值2.09，pK2值为3.86，pK3值为9.82。（ ） A．5.26 B．2.98 C．5.96 D．6.84 【例题】2010年预赛 能出现在蛋白质分子中的下列氨基酸，哪一种没有遗传密码？（ ） A．酪氨酸 B．苯丙氨酸 C．异亮氨酸 D．羟赖氨酸 【例题】2010年联赛 1.在氨基酸的分类中，下面哪一个氨基酸属于芳香族氨基酸？（ ）（1分） A．丙氨酸 B．丝氨酸 C．色氨酸 D．亮氨酸 2.蛋白质的肽键是以下列哪一种方式形成的？（ ）（1分） A．α-氨基与α-羧基缩合而成 B．α-氨基与β-羧基缩合而成 C．β-氨基与α-羧基缩合而成 D．β-氨基与β-羧基缩合而成 二、蛋白质： （一）结构： 1.一级结构： 【肽键】