氨基酸的解离和等电点_陈建华

氨基酸的解离和等电点_陈建华
氨基酸的解离和等电点_陈建华

氨基酸等电点

1、氨基酸等电点:氨基酸处于净电荷为零时的PH. 2、超二级结构:是指在多肽链内顺序上相互邻近的二级结构常常在空间折叠中靠近,彼此相互作用,形 成规则的二级结构聚集体。 3、结构域:是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个层次。 4、蛋白质一、二、三、四级结构:蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构,蛋白质分子的结构决定了 它的功能。一级结构:蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序,以及二硫键的位置。二级结构:蛋白质分子局区域内,多肽链沿一定方向盘绕和折叠的方式。三级结构:蛋白质的二级结构基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的空间构象。四级结构:多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链,以适当的方式聚合所形成的蛋白质的三维结构。 5、蛋白质变性:是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被改变,从而导致其理化性 质的改变和生物活性的丧失,这种现象称为蛋白质变性 6、蛋白质复性:如果除去变性因素,在适当条件下变性蛋白质可恢复其天然构象和生物活性,这种现象 称为蛋白质的复性。 7、一碳单位:指某些氨基酸分解代谢过程中产生含有一个碳原子的基团,包括甲基、亚甲基、甲烯基、 甲炔基、甲酚基及亚氨甲基等。 8、转氨基作用:非氨基酸物质通过物质转换成为非必须氨基酸(必须氨基酸不能转换获得) 如果氨基酸要变为其它物质则要通过脱氨基作用,就是脱去含N的不分(形成尿素) 9、联合脱氨基作用:即转氨基作用与L-谷氨酸氧化脱氨基作用联合起来进行的脱氨方式.。 氧化脱氨基作用:氨基酸在酶的催化下生成酮酸。 11、密码子:在一个MRNA上的三个核苷酸(不是脱氧核苷酸),按一定顺序排列,这样的m10、RNA叫密码子。 12、反密码子:RNA链经过折叠,看上去像三叶草的叶形,其一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对,因而叫反密码子。 13、多核糖体:在蛋白质合成过程中,同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合,同时合成若干条蛋白质多肽链,结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体。 14、增色效应; 由于DNA变性引起的光吸收增加称增色效应,也就是变性后DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。 15、减色效应:若变性DNA复性形成双螺旋结构后,其紫外吸收会降低,这种现象叫减色效应。 16、Tm:Tm值就是DNA熔解温度,指把DNA的双螺旋结构降解一半时的温度。 17、DNA复性:DNA复性指变性的DNA在适当条件下,可使分开的两条双链重新缔合为双螺旋结构。 18、DNA变性:指核酸双螺旋氢键断裂,变成单链,并不涉及共价键的断裂。 19、半保留复制:DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂,双螺旋解旋分开,每条链分别作模板合成新链,每个子代DNA的一条链来自亲代,另一条则是新合成的,故称之为半保留式复制。 20、半不连续复制:指DNA复制时,前导链上DNA的合成是连续的,后随链上是不连续的,故称为半不连续复制。 21、前导链: 在DNA复制过程中,两条链均按5'到3'方向合成,一条链是可连续合成的,复制方向和复制叉前进的方向一致,称前导链. 22、后随链; 在DNA复制过程中,两条链均按5'到3'方向合成, 一条链的合成是不连续的,形成冈崎片段,最后由连接酶连成完整的一条链,此链称后随链. 23、转录; 是遗传信息由DNA转换到RNA的过程。 24、逆转录:以RNA为模板合成DNA的过程。 25、复制叉:DNA复制时在DNA链上通过解旋、解链和SSB蛋白的结合等过程形成的Y字型结构称为复制叉。

实验4 氨基酸

实验4 氨基酸、蛋白质的主要化学性质一、目的要求 用实验方法验证氨基酸、蛋白质的主要化学性质,增强感性认识。 二、原理 α-氨基酸和蛋白质均含有α-氨基酰基R—CH—C—的结构,故都能与水合 | || NH2 O 茚三酮作用生成兰紫色物质。 O C O H C C O H O +R C H C O O H N H 2 O C C H O H C O +N H 3 pH5 100℃ +R C H O C O 2 + +N H 3 O C C H O H C + O H O C C H O C O O C C C O O C C C O N+3H2O O C C C O O C C C N O N H 4 C C C O O C C C O N -+ (蓝紫色) 水合茚三酮 N H 3 脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应不释放氨而直接生成黄色化合物。 蛋白质分子中含有肽键,与双缩脲结构相似,故在碱性环境中能与硫酸铜结合成紫红色的络合物,此反应称为双缩脲反应。 蛋白质分子中若存在含有苯环的氨基酸,如酪氨酸、色氨酸等,当其与浓硝酸共热时,则变成黄色,这就是黄蛋白反应,若再继续加碱则颜色转变成橘黄色。 若蛋白质分子中具有含硫氨基酸如半胱氨酸、蛋氨酸等,则与碱及醋酸铅共热时,分解而产生硫离子,后者遇铅盐即生成黑色硫化铅沉淀。 蛋白质胶体是亲水胶体,若除去其质点上的水膜和电荷,蛋白质粒子则凝聚析出,这就

是蛋白质的沉淀作用,使蛋白质胶体沉淀的方法有多种,常用的有下列几种: 1、盐析法: 加中性盐或硫酸铵等电解质试剂于蛋白质溶液中,这些电解质离子的水化能力比蛋白质强,可以夺去蛋白质粒子外围的水膜,并且蛋白质粒子外围的双电层又受到了压缩,也就是使其所带的电荷削弱,蛋白质胶体粒子由于失去两种使自己稳定的因素而沉淀。 2、有机溶剂的沉淀作用: 水溶性的有机溶剂如乙醇、丙酮等,它们与水的亲和力大于蛋白质,因此能破坏蛋白质粒子的水膜,而使其沉淀析出。 3、生物碱试剂的沉淀反应: 生物碱沉淀剂如三氯醋酸、若味酸、鞣酸等都能与蛋白质阳离子结成不溶性的盐而沉淀析出。 4、重金属离子的沉淀作用: 某些重金属离子,如Cu2+、Hg2+、Pb2+、Ag+等,能与蛋白质阴离子结合成不溶性盐类而沉淀析出。 三、器材与试剂 (一)器材 电炉、烧杯、试管。 (二)试剂 1%甘氨酸、5%蛋白质溶液、0.25%茚三酮水溶液、10%NaOH、1%硫酸铜、浓硝酸、2%醋酸铅、饱和硫酸铵溶液、95%乙醇、10%鞣酸溶液、饱和苦味酸。 四、实验步骤 1、茚三酮反应 在两支试管中,分别加入甘氨酸1ml和5%蛋白质溶液1ml,然后各加入0.25%茚三酮水溶液10滴,将试管放入沸水中加热几分钟,观察现象。 2、双缩脲反应 向存有1ml 5%蛋白质溶液的试管中,加入10% NaOH 10滴。充分摇匀,逐滴加入1% CuSO4数滴,观察试管中的颜色变化。 注意:硫酸铜不能多加,否则将产生蓝色Cu(OH)2,防碍此颜色反应的观察。 3、黄蛋白反应 向一支盛有0.5ml 5%蛋白质溶液的试管中加入浓硝酸4滴,并加热,观察有何现象出现?然后再加入10% NaOH 1ml,观察有何变化? 4、蛋白质中硫的鉴定 取头发几根或指甲少许,并加10%NaOH 2ml 于试管内,煮沸2分钟,冷却后加入3~4滴2%Pb(Ac)2溶液,观察其现象,说明头发或指甲中有什么样的结构存在。 5、盐析作用 取5%蛋白质溶液1ml于试管中,加入饱和硫酸铵溶液2ml,有何现象产生?再向试管中加入6ml左右的蒸馏水,振荡后又有何变化? 6、有机溶剂的沉淀作用 取5%蛋白质溶液1ml于试管中,再加95%乙醇2ml,充分混合,观察有无沉淀析出。 7、生物碱试剂的沉淀作用

氨基酸

一、氨基酸 1.氨基酸的概念和物理性质 概念:羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。 物理性质:无色晶体,熔点极高,一般在200℃以上。不同的氨基酸其味不同,有的无味,有的味甜,有的味苦,谷氨酸的单钠盐有鲜味,是味精的主要成分。各种氨基酸在水中的溶解度差别很大,并能溶解于稀酸或稀碱中,但不能溶于有机溶剂。通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。 2.氨基酸的结构和化学性质 组成蛋白质的氨基酸几乎为α-氨基酸,其结构简式可表示为,如: 甘氨酸谷氨酸 丙氨酸苯丙氨酸 ①氨基酸的两性 氨基酸分子中既有羧基,又有氨基;羧基是酸性基团,氨基是碱性基团,因此氨基酸是两性化合物,既能与酸又能与碱反应生成盐(和水),例如: 拓展:中学化学常见的既能与酸又能与碱反应的物质 1.金属:Al等。 2.两性氢氧化物:Al2O3等。 3.乳酸的铵盐: 4.多元弱酸的酸式盐: 5.具有双官能团的有机物: ②成肽反应 两个氨基酸分子(可以相同,也可以不同),在酸或碱存在的条件下加热,通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水,缩合形成肽键的化合物,称为成肽反应。 (1mol二肽含1mol肽键) 3.C4H9O2N的同分异构体: 二、蛋白质 蛋白质的分子结构划分: 一级结构是指蛋白质中氨基酸排列顺序,是平面结构,维持一级结构的化学键是肽键和二硫键. 二级结构是指蛋白质多肽主链有一定周期性的,有氢键(C=O和N-H),如α螺旋、β折叠等,维持的化学键是氢键、盐键等非共价键、以及疏水作用和范德华力. 三级结构是多肽链上包括主链和侧脸在内所用原子在三维空间内的分布,但只含有一条多肽链,维持的化学键也是氢键、盐键等非共价键、以及疏水作用和范德华力.

常见氨基酸的名称结构及分类

常见氨基酸的名称结构 及分类 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

表16-120种常见氨基酸的名称和结构式 名称中文缩 写 英文缩写结构式 等电点 非极性氨基酸 丙氨酸 (-氨基丙酸) Alanine 丙Ala A 缬氨酸 (-甲基--氨基丁酸) *Valine 缬Val V 亮氨酸 (-甲基--氨基戊酸) *Leucine 亮Leu L 异亮氨酸 (-甲基--氨基戊酸) *Isoleucine 异亮Ile I 苯丙氨酸 (-苯基--氨基丙酸) *Phenylalanine 苯丙Phe F 色氨酸 [-氨基--(3-吲哚基)丙 酸] *Tryptophan 色Trp W 蛋(甲硫)氨酸 (-氨基--甲硫基戊酸) *Methionine 蛋 (甲 硫) Met M 脯氨酸 (-四氢吡咯甲酸) Proline 脯Pro P 非电离的极性氨基酸 甘氨酸 (-氨基乙酸) Glycine 甘Gly G 丝氨酸 (-氨基--羟基丙酸) Serine 丝Ser S 苏氨酸 (-氨基--羟基丁酸) *Threonine 苏Thr T 半胱氨酸 (-氨基--巯基丙酸) 半胱Cys C

Cysteine 酪氨酸 酪Tyr Y (-氨基--对羟苯基丙酸) Tyrosine 天冬酰胺 天胺Asn N (-氨基丁酰胺酸) Asparagine 谷氨酰胺 谷胺Gln Q (-氨基戊酰胺酸) Glutamine 碱性氨基酸 组氨酸 [-氨基--(4-咪唑基)丙 组His H 酸] Histidine 赖氨酸 赖Lys K (,-二氨基己酸) *Lysine 精氨酸 精Arg R (-氨基--胍基戊酸) Arginine 酸性氨基酸 天冬氨酸 天冬Asp D (-氨基丁二酸) Asparticacid 谷氨酸 (-氨基戊二酸) 谷Glu E Glutamicacid 带“*”为必需氨基酸

氨基酸概述

第三节氨基酸 氨基酸是一类具有特殊重要意义的化合物。因为它们中许多是与生命活动密切相关的蛋白质的基本组成单位,是人体必不可少的物质,有些则直接用作药物。 α-氨基酸是蛋白质的基本组成单位。蛋白质在酸、碱或酶的作用下,能逐步水解成比较简单的分子,最终产物是各种不同的α-氨基酸。水解过程可表示如下: 蛋白质→月示→胨→多肽→二肽→α-氨基酸 由蛋白质水解所得到的α-氨基酸共有20多种,各种蛋白质中所含氨基酸的种类和数量都各不相同。有些氨基酸在人体内不能合成,只能依靠食物供给,这种氨基酸叫做必需氨基酸(见表18-3,*)。 一、氨基酸的构造、构型及分类、命名 (一)氨基酸的构造和构型 分子中含有氨基和羧基的化合物,叫做氨基酸。 由蛋白质水解所得到的α-氨基酸,可用通式表示如下: 除甘氨酸(R=H)外,所有α-氨基酸中的α碳原子均是手性碳,故有D型与L型两种构型。天然氨基酸均为L-氨基酸。 L-氨基酸 (二)α-氨基酸的分类和命名 氨基酸有脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。 在α-氨基酸分子中可以含多个氨基和多个羧基,而且氨基和羧基的数目不一定相等。因此,天然存在的α-氨基酸常根据其分子中所含氨基和羧基的数目分为中性氨基酸、碱性氨基酸和酸性氨基酸。所谓中性氨基酸是指分子中氨基和羧基的数目相等的一类氨基酸。但氨基的碱性和羧基的酸性不是完全相当的,所以它们并不是真正中性的物质,只能说它们近乎中性。分子中氨基的数目多于羧基时呈现碱性,称为碱性氨基酸;反之,氨基的数目少于羧基时呈现酸性,称为酸性氨基酸。

氨基酸的系统命名方法与羟基酸一样,但天然氨基酸常根据其来源或性质多用俗名。例如胱氨酸是因它最先来自尿结石;甘氨酸是由于它具有甜味而得名(见表18-3)。 表18-3 常见的α-氨基酸

氨基酸分类及等电点的计算方法

等电点: 某一氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的介质pH,用pl表示 中性氨基酸的羧基解离程度大于氨基,故其pI偏酸,pI值略小于7.0,等电点一般在5~6.3之间;酸性氨基酸的羧基解离程度更大,pI明显小于7.0,等电点一般在2.8~3.2之间。;碱性氨基酸的氨基解离程度明显大于羧基等,故其pI大于7.0,等电点一般在7.6~10.8之间;在一定的pH条件下,氨基与羧基的解离程度相等,静电荷为零,此时溶液的pH 即为其等电点。 各种氨基酸在其等电点时,溶解度最小,因而用调节等电点的方法,可以分离氨基酸的混合物。 氨基酸形成内盐:氨基酸的晶体是以偶极离子的形式存在。这种偶极离子是分子内的氨基与羧基成盐的结果,故又叫内盐。 核酸的等电点比较低。如DNA的等电点为4~4.5,RNA的等电点为2~2.5。 在氨基酸溶液中存在如下平衡,在一定的pH值溶液中,正离子和负离子数量相等且浓度都很低,而偶极浓度最高,此时电解以偶极离子形式存在,氨基酸不移动。这时溶液的pH值便是该氨基酸的等电点。 蛋白氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸,丙氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸、胱氨酸、脯氨酸、酷氨酸、丝氨酸、脯氨酸 20种蛋白质氨基酸在结构上的差别取决于侧链基团R的不同。通常根据R基团的化学结构或性质将20种氨基酸进行分类 根据侧链基团的极性 1、非极性氨基酸(疏水氨基酸):8种 丙氨酸(Ala)缬氨酸(Val)亮氨酸(Leu)异亮氨酸(Ile)脯氨酸(Pro)苯丙氨酸(Phe) 色氨酸(Trp)蛋氨酸(Met) 2、极性氨基酸(亲水氨基酸): 1)极性不带电荷:7种 甘氨酸(Gly)丝氨酸(Ser)苏氨酸(Thr)半胱氨酸(Cys)酪氨酸(Tyr)天冬酰胺(Asn)谷氨酰胺(Gln) 2)极性带正电荷的氨基酸(碱性氨基酸): 3种 赖氨酸(Lys)精氨酸(Arg)组氨酸(His) 3)极性带负电荷的氨基酸(酸性氨基酸): 2种 天冬氨酸(Asp)谷氨酸(Glu) 根据氨基酸分子的化学结构 1、 脂肪族氨基酸: 丙、缬、亮、异亮、蛋、天冬、谷、赖、精、甘、丝、苏、半胱、天冬酰胺、谷氨酰胺

常见蛋白质等电点参考值

常见蛋白质等电点参考值 常见蛋白质等电点参考值 蛋白质等电点蛋白质等电点 鲑精蛋白[salmine]鲱精蛋白[clupein e] 血清白蛋白[serumalbumin] 鲟精蛋白[sturline]胸腺组蛋白[thymohistone] 珠蛋白(人)[globin (human)] 卵白蛋白[ovalbu in] 伴清蛋白[conal12。1 12。1 4。7—4。 9 11。71 10.8 7.5 4.7 1;4.59 6。8,7。1 3.5 6.3 5。1—5.3 肌红蛋白[myoglobin] 血红蛋白(人)[hemogl obin(human)] 血红蛋白(鸡)[hemoglobin(h en)] 血红蛋白(马)[hemoglobi n(horse)] 血蓝蛋白[hemerythrin] 蚯蚓血红蛋白[chlorocruo rin] 血绿蛋白[chlorocruori n] 无脊椎血红蛋白[eryt 7.07 7。23 6.92 4.6- 6.4 5。6 4。3- 4.5 4。6— 6.2 9.8— 10.1 4.47—

bumin] 肌清蛋白[myoal bumin] 肌浆蛋白[myogen A]β-乳球蛋白[β—lactoglobulin] 卵黄蛋白[livetin]γ1—球蛋白(人)[γ1-globulin(human)] γ2-球蛋白(人)[γ2—globulin(huma n)] 肌球蛋白A[myosin A] 原肌球蛋白[myosin A]4。8-5。 5.8,6.6, 7。3,8.2 5.2-5.5 5.1 5。9 3.4-3。 5 5.5-5.8 4.8 6.0 5.1 3.9 3.7-5.0 4。6-4。 7 hrocruorins] 细胞色素C[cytochrome C] 视紫质[rhodopsin] 促凝血酶原激酶[th romboplastin] α1-脂蛋白[α1-lipoprot ein] β1-脂蛋白[β1-lip oprotein] β—卵黄脂磷蛋白[β-lip ovitellin] 芜菁黄花病毒[turnip yell ow vvirus] 牛痘病毒[vaccinia viru s] 生长激素[somatotropin] 4.57 5。2 5.5 5.4 5.9 3。75 5。3 6.85 5。73 5。35 1.0 8。1 4。9 7.8 4.58 4 3.83

氨基酸和肽类

第17章氨基酸和肽 本章重点:介绍20种编码氨基酸的结构、分类和命名;氨基酸的两性电离和等电点;氧化脱氨、茚三酮反应、脱羧反应;肽的命名;肽键的结构及其与医药相关的生物活性肽。 蛋白质可以被酸、碱或蛋白酶催化水解,在水解过程中,蛋白质分子逐渐降解成相对分子质量越来越小的肽段,直到最终成为氨基酸混合物。氨基酸(amino acid)是分子中具有氨基和羧基的一类含有复合官能团的化合物,是蛋白质的基本组成成分;肽(peptide)是氨基酸分子间脱水后以肽键(peptide bond)相互结合的物质,除蛋白质部分水解可产生长短不一的各种肽段外,生物体内还有很多肽游离存在,它们具有各种特殊的生物学功能,在生长、发育、繁衍及代谢等生命过程中起着重要的作用。本章主要介绍组成蛋白质的氨基酸结构、种类、性质。 学完本章以后,你能否回答以下问题: 1.组成天然蛋白质的氨基酸有多少种?其结构特点是什么? 2.何谓氨基酸的等电点?中性氨基酸的等电点是小于7、等于7、还是大于7? 3.什么是肽单位?它有哪些基本特征? 17.1氨基酸的结构、分类和命名 17.1.1 氨基酸的结构 温习提示:羟基酸和羰基的结构。手性碳原子,D/L和R/S构型标记法。 氨基酸是一类取代羧酸,可视为羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的一类产物,根据氨基和羧基在分子中相对位置的不同,氨基酸可分为α-,β-,γ-,…,ω-氨基酸。 R CHC OOH R CHC H COOH R CHC H2CH2C OOH 2 NH2NH NH2 2 α-氨基酸β-氨基酸γ-氨基酸 目前在自然界中发现的氨基酸有数百种,但由天然蛋白质完全水解生成的氨基酸中只有20种,与核酸中的遗传密码相对应,用于在核糖体上进行多肽合成,这20种氨基酸称为编码氨基酸(coding amino acid)。它们在化学结构上具有共同点,即在羧基邻位α-碳原子上有一氨基,为α-氨基酸(脯氨酸为α-亚氨基酸)。由于氨基酸分子中既含有碱性的氨基又含有酸性的羧基,在生理条件下,羧基几乎完全以—COO-形式存在,大多数氨基主要以—NH3+形式存在,所以氨基酸分子是一偶极离子,一般以内盐形式存在,可用通式表示为: R C H C OO +NH 3 式中R代表侧链基团,不同的氨基酸只是侧链R基不同。20种编码氨基酸中除甘氨酸外,其它各种氨基酸分子中的α-碳原子均为手性碳原子,都有旋光性。 氨基酸的构型通常采用D/L标记法,有D-型和L -型两种异构体。以甘油醛为参考标准,

氨基酸相关知识

氨基酸 天然氨基酸有180多种,组成蛋白质的20种基本氨基酸α-氨基酸,脯氨酸例外为α-环状亚氨基酸。基本氨基酸通式 不同α-氨基酸的R侧链不同,它对蛋白质的空间结构和理化性质有重要的影响。除了甘氨酸的R侧链为氢原子外,其它氨基酸的α-碳原子都是不对称碳原子,可形成不同构型(D-型和L-型),具有旋光性。蛋白质分子中的氨基酸都是L-型,称为L-型-α-氨基酸。 非极性疏水性氨基酸:丙氨酸(Ala,pI6.00)、缬氨酸(Val,pI5.96)、亮氨酸(Leu,pI5.98)、异亮氨酸(Ile,pI6.02)、苯丙氨酸(Phe,pI5.48)、脯氨酸(Pro,pI6.30)、蛋氨酸(Met,pI5.74)和色氨酸(Trp,pI5.89)。有酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸和丙氨酸。 极性中性氨基酸:甘氨酸(Gly,pI5.97)、丝氨酸(Ser,pI5.68)、酪氨酸(tyr,pI)、半胱氨酸(Cys,pI5.07)、天冬酰胺(Asn,pI5.41)、谷氨酰胺(Gln,pI5.65)和苏氨酸(Thr,pI5.60) 酸性氨基酸:天冬氨酸(Asp,pI2.97)、谷氨酸(Glu,pI3.22)(含有两个羧基) 碱性氨基酸:赖氨酸(Lys,pI9.74)、精氨酸(Arg,pI10.76)、组氨酸(His,pI7.59) 芳香族氨基酸:苯丙氨酸和酪氨酸 杂环族氨基酸:脯氨酸色氨酸和组氨酸。 其它为脂肪族氨基酸。 人体必需氨基酸(EAA):缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸(需要量最少的)、苏氨酸、赖氨酸。 半必需氨基酸:酪氨酸和半胱酰胺(可有苯丙氨酸和蛋氨酸转化) 组氨酸是儿童必需氨基酸。 各种基本氨基酸均为无色结晶,熔点极高(一般200℃以上)。各种氨基酸在水中的溶解度差别很大,并能溶于稀酸和稀碱中,但不能溶解于有机溶剂。通常用乙醇能把氨基酸沉淀析出。除甘氨酸外,每种氨基酸都有旋光性和一定的比旋光度。各种氨基酸对可见光均无吸收能力。酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸在近紫外区有吸收。氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以离子的形式存在,故属于离子化合物,但氨基酸以两性离子形式存在,即H3N+CH2COO-。两性离子是指在同一个氨基酸分子上带有能释放质子的—NH3能和接受质子的—COO—。 氨基酸等电点是指氨基酸静电荷为零时溶液中的pH。 一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基可以缩合秤肽,形成的酰胺键在蛋白质中称为肽键。 维持蛋白质构象的作用力次级键和二硫键(共价键),次级键包括氢键、疏水键、离子键、范德华力。 蛋白质是一类两性电解质,能和酸或碱发生作用。各种解离基团的解离度与溶液的pH值有关,pH值越低,碱性基团的解离程度越大(—COOH也会被封

20种常见氨基酸的名称、结构及分类

20种常见氨基酸的名称和结构式 名称中文英文缩写结构式等电点非极性氨基酸 丙氨酸 (α-氨基丙酸) Alanine 丙Ala A CH COO NH3 CH3 6.02 缬氨酸 (β-甲基-α-氨基丁酸) *Valine 缬Val V CHCOO NH3 (CH3)2CH 5.97 亮氨酸 (γ-甲基-α-氨基戊酸) *Leucine 亮Leu L CHCOO NH3 (CH3)2CHCH2 5.98 异亮氨酸 (β-甲基-α-氨基戊酸) *Isoleucine 异亮Ile I CHCOO NH3 CH3CH2CH CH3 6.02 苯丙氨酸 (β-苯基-α-氨基丙酸) *Phenylalanine 苯丙Phe F CHCOO NH3 CH2 5.48 色氨酸 [α-氨基-β-(3-吲哚基)丙 酸] *Tryptophan 色Trp W N CH2CH COO NH3 H 5.89 蛋(甲硫)氨酸 (α-氨基-γ-甲硫基戊酸) *Methionine 蛋 (甲硫) Met M CHCOO NH3 CH3SCH2CH2 5.75 脯氨酸 (α-四氢吡咯甲酸) Proline 脯Pro P COO N H H 6.30 非电离的极性氨基酸 甘氨酸 (α-氨基乙酸) Glycine 甘Gly G CH2COO NH3 5.97 丝氨酸 (α-氨基-β-羟基丙酸) Serine 丝Ser S CHCOO NH3 HOCH2 5.68 苏氨酸 (α-氨基-β-羟基丁酸) *Threonine 苏Thr T CHCOO NH3 CH3CH OH 6.53

半胱氨酸 (α-氨基-β-巯基丙酸) Cysteine 半胱Cys C CHCOO NH3 HSCH2 5.02 酪氨酸 (α-氨基-β-对羟苯基丙 酸) Tyrosine 酪Tyr Y CHCOO NH3 CH2 HO 5.66 天冬酰胺 (α-氨基丁酰胺酸) Asparagine 天胺Asn N CH2CHCOO NH3 H2N C O 5.41 谷氨酰胺 (α-氨基戊酰胺酸) Glutamine 谷胺Gln Q CH2CH2CHCOO NH3 H2N C O 5.65 碱性氨基酸组氨酸 [α-氨基-β-(4-咪唑基)丙 酸] Histidine 组His H N CH2CH COO NH3 H N7.59 赖氨酸 (α,ω-二氨基己酸) *Lysine 赖Lys K CHCOO NH2 CH2CH2CH2CH2 NH39.74 精氨酸 (α-氨基-δ-胍基戊酸) Arginine 精Arg R H 2 N C CHCOO NH2 NHCH2CH2CH2 NH210.76 酸性氨基酸天冬氨酸 (α-氨基丁二酸) Aspartic acid 天冬Asp D NH3 HOOCCH2CHCOO 2.97 谷氨酸 (α-氨基戊二酸) Glutamic acid 谷Glu E CHCOO NH3 HOOCCH2CH2 3.22 带“*”为必需氨基酸

氨基酸等电点

氨基酸等电点::在某一PH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时的溶液ph称该氨基酸的等电点。 .蛋白质的等电点:在某一pH溶液中,蛋白质分子可游离成正电荷和负电荷相等的兼性离子,即蛋白质分子的净电荷等于零,此时溶液的pH值称为该蛋白质的等电点。 蛋白质的变性:在某些物理或化学因素的作用下,蛋白质的空间结构受到变化,从而导致其理化性质的改变和生物学功能的丧失,成为蛋白质的变性。 蛋白质一级结构:就是蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序,即氨基酸的线性序列。 蛋白质的二级结构:在pr分子中的某一段肽链的局部空间结构,也就是该段肽链主链的骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。 蛋白质的三级结构:指多肽链上的所有原子(包括主链和侧链)在三维空间的分布。 蛋白质的四级结构:多肽亚基的空间排布和相互作用。亚基间以非共价键连接。 必需氨基酸:指人(或其它脊椎动物)自己不能合成,需要从饮食中获得的氨基酸。 DNA变性:在某些理化因素的作用下,DNA双链间互补碱基对之间的氢键断裂,双螺旋解开,使DNA双链解链为单链的过程,此种作用称DNA的变性。 增色效应:当DNA 从双螺旋结构变为单链的无规则卷曲状态时,它在260nm 处的吸收便增加,这叫“增色效应”。 核酸分子杂交:两条不同来源的单链DNA,或一条单链DNA,一条RNA,只要它们有大部分互补的碱基顺序,也可以复性,形成一个杂合双链,此过程称杂交。 解链温度(TM):在DNA热变性时,通常将DNA变性50%时的温度叫解链温度用Tm表示。 核酶:具有催化作用的RNA称为核酶。 解链曲线:以核酸溶液的流体力学特性(如黏度)或光学特性(如吸收率)作为温度的函数所作的图解。 酶的活性中心:必需基团在酶分子表面的一定区域形成一定的空间结构,直接参与了将作用物转变为产物的反应过程,这个区域叫酶的活性中心。 米氏常数(Km 值):用Km 值表示,是酶的一个重要参数。Km 值是酶反应速度(V)达到最大反应速度(Vmax)一半时底物的浓度(单位M 或mM)。米氏常数是酶的特征常数,只与酶的性质有关,不受底物浓度和酶浓度的影响 .同工酶:指催化的化学反应相同,而酶蛋白的分子结构、理化性质及免疫学性质不同的一组酶。 酶原:没有活性的酶的前体称为酶原。 酶原的激活:酶原转变成有活性的酶的过程称为酶原的激活。这个过程实质上是酶活性部位形成和暴露的过程。 辅酶:与酶蛋白结合疏松的辅助因子。 辅基:与酶pr结合紧密的酶辅助因子。 变构调节:是指某些调节物能与酶的调节部位结合使酶分子的构象发生改变,从而改变酶的活性,称酶的变构调节 竞争性抑制作用:一种最常见的酶活性的抑制作用,抑制剂与底物竞争,从而阻止底物与酶的结合。 非竞争性抑制作用:抑制剂不仅与游离酶结合,也可以与酶-底物复合物结合的一种酶促反应抑制作用。这种抑制使得Vmax变小,但Km不变。 反竞争性抑制作用:抑制剂只与酶-底物复合物结合,而不与游离酶结合的一种酶促反应抑制作用。这种抑制作用使得Vmax,Km都变小,但Vmax/Km比值不变。

各种氨基酸的生产工艺

各种氨基酸的生产工艺 1、谷氨酸 (1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸,即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调 PH 值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2),温度降到 10以下沉淀,离心分离谷氨酸,再将上清液用硫酸调 pH 至 1.5 上 732 强酸性阳离子交换树脂,用氨水调上清液 pH10 进行洗脱,洗脱下来的高流分再用硫酸调 pH1.0 返回等电车间加入发酵液进行等电提取,离交车间的上 柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。 该工艺方法的缺点是:废水量大,治理成本高,酸碱用量大。 (2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右,连续加入有晶种的等 电罐中,同时加入硫酸,控制等电罐中 PH 值维持在 3.2 左右,温度40℃进行结晶。 该工艺方法废的优点是:水量相对较少;缺点是:氨酸提取率及产品质量较差。 (3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行 超滤,澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整 pH 值为 3.20~3.25,然后进入常温的 等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶,分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和母液,将一部分 母液进入脱盐装置,脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并;另一 部分在第二调酸罐中被调整 pH 值至 4.5~7,蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调 pH 值至3.20~3.25 后,进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置,使母液中的谷氨酸充分结晶出来,低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和二 次母液。 (4)水解等电点法 发酵液-----浓缩(78.9kPa,0.15MPa 蒸汽)----盐酸水解(130℃,4h)----过滤-- ---滤液脱色-----浓缩-----中和,调 pH 至 3.0-3.2(NaOH 或发酵液)-----低温放置, 析晶-------谷氨酸晶体 此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省 (5)低温等电点法 发酵液-----边冷却边加硫酸调节 pH4.0-4.5-----加晶种,育晶 2h-----边冷却边加硫酸 调至 pH3.0-3.2------冷却降温------搅拌 16h------4℃静置 4h------离心分离------ --谷氨酸晶体 此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省 (6)直接常温等电点法 发酵液-----加硫酸调节 pH4.0-4.5-----育晶 2-4h-----加硫酸调至 pH3.5-3.8------育 晶 2h------加硫酸调至 pH3.0-3.2------育晶 2h------冷却降温------搅拌 16-20h------ 沉淀 2-4h-------谷氨酸晶体 此工艺的优点:设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。 2、L-亮氨酸 (1)浓缩段 原料:蒸汽 将一次母液通入浓缩罐内,通入蒸汽,温度 120 度,气压-0.09Mpa,浓缩时间 6h,结晶。终点产物:结晶液(去一次中和段) (2)一次中和段 辅料:硫酸,纯水 结晶液进入一次中和罐,通入硫酸,纯水,温度 80,中和时间 4h,过滤

氨基酸的特征反应

教学目标:氨基酸的特征反应 教学重点:掌握氨基酸的两性和等电点、α—氨基酸的鉴定、氨基酸的定量分析 教学安排:K —>O4;20min 3,M7 -COOH)两种官能团,应具有胺和羧酸的通性和特征氨基酸有氨基(-NH 2)和羧基( 反应,两种官能团于一分子内,因此,还应具有一些氨基与羧基的综合反应,构成氨基酸的特征反应。 一、氨基酸的两性和等电点 1.酸性 氨基酸与碱作用生成羧酸盐,显酸性 2.氨基酸与酸作用生成铵盐,显碱性。 氨基酸两性:有酸性又有碱性,分别显示了-COOH 和-NH 2的特征反应。 氨基酸本身能进行酸碱反应: 内盐:分子内的氨基与羧基反应生成的盐,称为内盐,在晶体时,氨基酸是以内盐的形式存在,显示盐的性质,如熔点高。 偶极离子:氨基酸以内盐的形式存在,分子中有正离子也有负离子称做偶极离子,又称两性离子。偶极离子不仅在固体时存在,在溶液中也可以存在。 由于羧基-COOH 解离出质子的能力与氨基-NH -COOH 2接受质子的能力不同,即 pH 值溶液中,氨基酸存在的形态不同。在中性的酸性大于-NH 2的碱性,因此,在不同 溶液中,氨基酸也不全是以偶极离子形态存在,可有下列平衡存在:

把这种平衡关系做成图,如下所示: 在溶液中,当氨基酸正离子和负离子的浓度相等,主要以偶极离子形态存在时的溶液的pH 值称做该氨基酸的等电点,用IP 表示。 等电点时溶液的特征:偶极离子浓度最大,溶解度最小,如果在溶液中加两个电极,偶极离子不向正极方向移动,也不向负极方向移动。 利用等电点时溶液的特性,可以分离混合氨基酸。调节溶液的pH 值,使某种氨基酸达到等电点,溶解度最小,过滤出。 由于-COOH 的酸性稍大于-NH 2的碱性,因此中性氨基酸的等电点溶液应偏酸性,pH<7。 中性氨基酸:IP=5.6~6.3 酸性氨基酸:IP=2.8~3.2 碱性氨基酸:IP=7.6~10.8 二、氨基酸受热后消除反应 (学习这一部分内容可与羟基酸脱水(见K 13)反应对照学习,容易记住)不同结构的氨基酸受热后,由于有不同的消除方式,得到不同的产物。 1.α-氨基酸受热后,两分子间脱水,生成六元环的交酰胺: 2.β—氨基酸受热后,分子内脱水生成α、β—不饱和酸:

氨基酸等电点的相关问题

氨基酸等电点的相关问题 一、定义 等电点(pI,isoelectric point):在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,所带净电荷为零,呈电中性,此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变,当两性离子正负电荷数值相等时,溶液的pH值即其等电点。 当外界溶液的pH大于两性离子的pl值,两性离子释放质子带负电。 当外界溶液的pH小于两性离子的pl值,两性离子质子化带正电。 二、两性与等电点的关系 氨基酸具有氨基和羧基的典型反应,例如氨基可以羟基化、酰基化可与亚硝酸作用;羧基以成酯或酰氯或酰胺等。此外,由于分子中同时具有氨基与羧基,还有氨基酸所特有的性质。 氨基酸分子中既含有氨基,又含有羧基,所以氨基酸与强酸强碱都能成盐,氨基酸是两性物质,本身能形成内盐。 氨基酸的高熔点(实际为分解点)、难溶于非极性有机溶剂等性质说明氨基酸在结晶状态是以两性离子存在的。 在水溶液中,氨基酸二偶极离子即可以与一个结合成为正离子,又可以失去一个成为负离子。这三种离子在水溶液中通过得到或失去互相转换同时存在,在pH值达到等电点时溶液处于平衡。 等电点不是中性点,不同氨基酸由于结构不同,等电点也不同。酸性氨基酸水溶液的pH值必然小于7,所以必须加入较多的酸才能使正负离子量相等。反之,碱性氨基酸水溶液中正离子较多,则必须加入碱,才能使负离子量增加。所以碱性氨基酸的等电点必然大于7。 各种氨基酸在其等电点时,溶解度最小,因而用调节等电点的方法,可以分离氨基酸的混合物。 核酸的等电点比较低。如DNA的等电点为4~4.5,RNA的等电点为2~2.5。 在氨基酸溶液中存在如下平衡,在一定的pH值溶液中,正离子和负离子数量相等且浓度都很低,而偶极浓度最高,此时电解以偶极离子形式存在,氨基酸不移动。这时溶液的pH值便是该氨基酸的等电点。 某一氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的介质pH,用pl表示。中性氨基酸的羧基解离程度大于氨基,故其pI偏酸,pI值略小于7.0;酸性氨基酸的羧基解离程度更大,pI明显小于7.0;碱性氨基酸的氨基解离程

计算氨基酸的等电点

计算氨基酸的等电点 氨基酸的带电状况与溶液的ph值有关,改变ph值可以使氨基酸带上正电荷或负电荷,也可以使他处于正负电荷数相等即净电荷为零的兼性离子状态,此时的ph值为氨基酸的等电点。 氨基酸是同时带氨基和羧基的物种,在水溶液中羧基失去氢离子带负电,而氨基得到氢离子带正电,由于羧基酸性和氨基的碱性不相同,所以氨基酸往往整体上是带电的。调节溶液的pH值,可以改变二者的电离状况,到某一点时羧基所带的负电荷与氨基所带的正电荷相同,氨基酸表现为整体不带电,这点的pH值就是氨基酸的等电点。 记-COOH的电离常数为Ka1 ,-NH3+的电离常数为Ka2,则等电点的pH值为pH=(Ka1+Ka2)/2 解释氨基酸的等电点 氨基酸是两性分子,能结合H(+)的-NH2,形成正电荷离子,也带有能够电离出H(+)的-COOH,形成负离子。 因此,氨基酸分子的整体与溶液的pH有关,改变溶液pH可以使氨基酸带上正电荷,负电荷或者正好处于净电荷为零的兼性离子状态,这个pH就是该氨基酸的等电点。 解离常数(pK)是水溶液中具有一定离解度的溶质的的极性参数。离解常数给予分子的酸性或碱性以定量的量度,pKa减小,对于质子给予体来说,其酸性增加;对于质子接受体来说,其碱性增加。 pK=PH+log电子受体/电子供体 氨基酸中,-COOH的电离常数为Ka1 ,-NH(3+)的电离常数为Ka2,该氨基酸的等电点的pH就是(Ka1+Ka2)/2 去哪找等电点计算方法的资料? 建议你去买本生化的教辅书 等电点:如果调节溶液的PH值使得其中的氨基酸呈电中性,我们把这个PH值称为氨基酸的等电点:PI。PI是氨基酸的重要常数之一,它的意义在于,物质在PI处的溶解度最小,是分离纯化物质的重要手段。等电点的计算:对于所有的R基团不解离的氨基酸而言(即解离只发生在α-羧基和α-氨基上),计算起来非常简单:PI=(PK1’+PK2’)/2若是碰到R基团也解离的,氨基酸就有了多级解离,这个公式就不好用了,比如Lys、Glu、Cys等。aa Cys Asp Glu Lys His ArgPK’α-羧基1.71 2.69 2.19 2.18 1.82 2.19PK’α-氨基8.33 9.82 9.67 8.95 9.17 9.04PK’-R-基团10.78(-SH)3.86(β-COOH)4.25(γ- COOH)10.53(ε-NH2)6(咪唑基)12.48(胍基)在这种情况下可以按下面的步骤来计算:<1> 由PK’值判断解离顺序,总是PK1’< PK2’< PK3’< …,即谁的PK’值小,谁

常见蛋白质等电点参考值

常见蛋白质等电点参考值

氨基酸的解离常数和等电点

辣根过氧化物酶 过氧化物酶,酶学分类号为EC 1.11.1.7。该酶催化 Donor+ H2O2--→Oxidized donor+2 H2O。 过氧化物酶,通常来源于辣根(因此称辣根过氧化物酶),是临床检验试剂中的常用酶。该产品不但广泛用于多个生化检测项目,也广泛运用于免疫类(ELISA)试剂盒。过氧化物酶作为多个试剂盒显色体系的关键成分,对试剂盒的质量有重要影响。 辣根过氧化物酶(Horseradish Peroxidase, HRP)比活性高,稳定,分子量小,纯酶容易制备,所以最常用。HRP广泛分布于植物界,辣根中含量高,它是由无色的酶蛋白和棕色的铁卟啉结合而成的糖蛋白,糖含量18%。HRP由多个同功酶组成,分子量为40,000,等电点为PH3~9,酶催化的最适PH因供氢体不同而稍有差异,但多在PH5左右。酶溶于水和58%以下饱和度硫酸铵溶液。HRP的辅基和酶蛋白最大吸收光谱分别为403nm和275nm,一般以OD403nm /OD275nm的比值RZ(德文Reinheit Zahl)表示酶的纯度。高纯度的酶RZ值应在3.0左右(最高可达3.4)。RZ值越小,非酶蛋白就越多。 英文名称:Glucose oxidase;GOX;GOD CAS号:9001-37-0 分子量:15.4~16万KDa(SDS-PAGE中约80KDa,等电点4.6) 活力:100~250u/mg 酶活定义:37℃,PH5.7条件下,每分钟形成1umol过氧化氢所需要的酶量 Solubility (1%, Water):Pass PH稳定性:4.5~6.5 最佳PH:5.5 热稳定性:<50℃(PH7.0,15min) 最适作用温度30℃~60℃ 使用方法:测活时,用10mM柠檬酸钠缓冲液(PH5.7)溶解冻干粉末 性状:黄色粉末。一种能氧化葡萄糖生成葡萄糖酸的氧化还原酶。该酶需黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)作为辅酶,每个分子中含两个FAD。易溶于水,完全不溶于乙醚、氯仿、丁醇、吡啶、甘油、乙二醇等有机溶剂,50%丙酮、66%的甲醇能使其沉淀。化学物质EDTA、KCN、NaF不影响其酶活性,但酶活性受HgCL(氯化汞)、AgCL(氯化银)、苯肼、对氯汞苯甲酸等影响而使酶活性降低

等电点

等电点(pI,isoelectric point) 等电点:在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,所带净电荷为零,呈电中性,此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。 两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变,当两性离子正负电荷数值相等时,溶液的pH值即其等电点。 当外界溶液的pH大于两性离子的pl值,两性离子释放质子带负电。 当外界溶液的pH小于两性离子的pl值,两性离子质子化带正电。 氨基酸具有氨基和羧基的典型反应,例如氨基可以羟基化、酰基化,可与亚硝酸作用;羧基以成酯或酰氯或酰胺等。此外,由于分子中同时具有氨基与羧基,还有氨基酸所特有的性质。 氨基酸分子中既含有氨基,又含有羧基,所以氨基酸与强酸强碱都能成盐,氨基酸是两性物质,本身能形成内盐。 氨基酸的高熔点(实际为分解点)、难溶于非极性有机溶剂等性质说明氨基酸在结晶状态是以两性离子存在的。 在水溶液中,氨基酸二偶极离子即可以与一个结合成为正离子,又可以失去一个成为负离子。这三种离子在水溶液中通过得到或失去互相转换同时存在,在pH值达到等电点时溶液处于平衡。 等电点不是中性点,不同氨基酸由于结构不同,等电点也不同。酸性氨基酸水溶液的pH值必然小于7,所以必须加入较多的酸才能使正负离子量相等。反之,碱性氨基酸水溶液中正离子较多,则必须加入碱,才能使负离子量增加。所以碱性氨基酸的等电点必然大于7。 各种氨基酸在其等电点时,溶解度最小,因而用调节等电点的方法,可以分离氨基酸的混合物。 氨基酸形成内盐 氨基酸的晶体是以偶极离子的形式存在。 这种偶极离子是分子内的氨基与羧基成盐的结果,故又叫内盐。 核酸的等电点比较低。如DNA的等电点为4~4.5,RNA的等电点为2~2.5。 等电点 在氨基酸溶液中存在如下平衡,在一定的pH值溶液中,正离子和负离子数量相等且浓度都很低,而偶极浓度最高,此时电解以偶极离子形式存在,氨基酸不移动。这时溶液的pH值便是该氨基酸的等电点。

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