氨基酸专业知识

纸电泳 (Paper electrophoresis)
pH < pI, 样品带正电荷，样品点向阴极移动 pH > pI, 样品带负电荷，样品点向阳极移动 pH = pI, 样品不带电荷，样品点不移动
例题与习题
现在有四个氨基酸：苯丙氨酸pI=5.5、脯氨酸pI=6.3、门冬 氨酸pI=2.8和赖氨酸pI=9.7，请问在以下pH条件下进行电 泳，各氨基酸的主要存在形式是什么？在外电场作用下， 移向阳极还是阴极？
H2N CH2 COOH
甘氨酸
HOOC CH2 CH2CH COOH NH2
谷氨酸
H2N CH2CH2CH2CH2CH COOH NH2
赖氨酸
中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸
二、α-氨基酸的构型： 组成蛋白质的氨基酸的α-C均为手性
碳，因此都具有旋光性，且以L-型为主。
特例(Gly)： H2N CH2COOH 甘氨酸(Gly)
α-C为决定构型的碳原子：
CHO HO * H
CH2OH
L-(-)-甘油醛
COOH
H2N * H
H
OH
CH3 L-苏氨酸
COOH
H2N * H
H3C
H
CH2CH3 L-异亮氨酸
三、氨基酸的物理性质（自学）：
1.水溶性：大多氨基酸易溶于水； 2.旋光性：除甘氨酸外，氨基酸都具
有旋光性； 3.熔点较高，一般在200℃以上。
（4）与甲醛的反应：
H R C COOH + HCHO
NH2
H R C COOH
N CH2 N-亚甲基氨基酸
（西佛碱）
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3.羧基的反应： （1）酸性；（2）酯化反应； （3）脱羧反应.
R
H C
COOH
Ba(OH)2
NH2
H2 R C NH2 + CO2
4.氨基、羧基共同参与的反应：
(1)与水合茚三酮反应：
第十四章 氨基酸、蛋白质和核酸
第一节 氨基酸（amino acid） 第二节 蛋白质（protein） 第三节 核酸（nucleate）
第一节 氨基酸（amino acid）
CH3CHCOOH NH2
-amino acid
NH2CH2CH2COOH -amino acid
COOH
NH2CH2CH2CH2COOH
+
氨基酸
用途：多肽链氨基酸顺序分析。
Amino Acids Analyzer
肽中氨基酸组分分析
—— The number and kinds of amino acids —— 6 N HCl, heating at 100oC for 24 h —— automated amino acid analyzer
COOH NH2
cid
-amino acid
o-amino benzoic acid
• 组成肽和蛋白质的结构单元分子
------ -Amino Acid
NH2
一、分类
1.根据R-基的不同——脂肪氨基酸、芳香 氨基酸、杂环氨基酸； 2.根据R-的极性可分为：
(1)中性氨基酸 (2)碱性氨基酸 (3)酸性氨基酸
• 在酸性条件下水解，得到黄色DNP-氨基酸。该产物能够 用乙醚抽提分离。不同的DNP-氨基酸可以用色谱法进行 鉴定。
O2N
RO F + H2N CH C
O2N
RO HN CH C
NO2 DNFB
H+ H2O
O2N
N-端 氨 基 酸 RO
HN CH C OH
NO2 DNP-氨 基 酸
NO2 DNP衍 生 物
电点，简称pI。
在等电点时，氨基酸既不向正极也不向 负极移动，即氨基酸处于两性离子状态。
等电点时，AA溶解度最小，最容易从溶液中 析出。
利用等电点，可分离各种不同的氨基酸。
氨基酸在不同环境中的存在形式 及在电场中的行为
溶液的PH值 电离能力 离子形式 电场中的 移动方向
pH=pI pH<pI
-COOH=-NH2 -COOH<-NH2
苯丙氨酸 脯氨酸 门冬氨酸 赖氨酸 （1）pH=7.0 负 阳极 负 阳极 负 阳极 正 阴极 （2）pH=6.0 负 阳极 正 阴极 负 阳极 正 阴极 （3）pH=5.0 正 阴极 正 阴极 负 阳极 正 阴极 （4）pH=2.0 正 阴极 正 阴极 正 阴极 正 阴极
注意： (1)中性氨基酸的pI<7,往往pI≈6； (2)各种氨基酸处于等电点时，是电中 性的，以偶极离子形式存在，与H2O的亲 合力小于正、负离子状态，因此，等电 点时，其溶解度最小，易沉淀。
四、氨基酸的化学性质： 1.两性及等电点两性反应
H R C COOH
NH2
H R C COO OH
NH2 阳离子 pH>pI
H
H
R C COO
NH3 内盐（偶极离子）
pI（等电点）
H R C COOH
NH3 阳离子 pH<pI
当溶液浓度为某一pH值时，氨基酸分子 中所含的-NH3+和-COO-数目正好相等， 净电荷为0。这一pH值即为氨基酸的等
偶极离子 不动 （电中性）
正离子 移向负极
pH>pI
-COOH>-NH2
负离子 移向正极
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① 纸电泳 (Paper electrophoresis)
Anode
filter paper
Cathode
Buffer
pH < pI, 样品点向阴极移动
pH > pI, 样品点向阳极移动
pH = pI, 样品点不移动
α-氨基酸 + 水合茚三酮
兰紫色
除α-氨基酸外，肽、蛋白质也有此 反应。
PH5～7 茚三酮
蓝紫色 与脯氨酸或羟脯氨酸显黄色
用于检验氨基酸
(2)络合反应
α-氨基酸 + Cu2+
深兰色
COOH
H2N
H + Cu2+
R
RH
N
O
Cu
O
2.氨基的反应 （1）亚硝化——放出N2 :
R
H C
COOH
HNO2
NH2
H R C COOH
OH + H2O + N2
用途：范斯来克法定量测定氨基酸的基本反应。
(2)氧化脱氨反应: ——在H2O2或KMnO4等氧化剂的作用下，氨 基酸分子中-NH2可被氧化成羰基。
R
H C
COOH
KMnO4
R C COOH
NH2
or H2O2
NH
亚氨基酸
R C COOH
O
+ NH3
酮酸
（3）与2.4—二硝基氟苯(DNFB)的反应：
O2N
F+ R
H C
COOH
DNFB NO2
NH2
R
O2N
H N
C
COOH + HF
H
NO2 N-DNP-氨基酸 （黄色）
• Sanger法。2,4-二硝基氟苯在碱性条件下，能够与肽链 N-端的游离氨基作用，生成二硝基苯衍生物（DNP）。