生物化学第二章 蛋白质.
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生物化学02第二章 多肽与蛋白质
Glu-Cys-Gly SH
Glu-Cys-Gly S S
Glu-Cys-Gly
谷胱甘肽的生理功用：
• 解毒作用：与毒物或药物结合，消除其 毒性作用；生物转化。
• 参与氧化还原反应：作为重要的还原剂， 参与体内多种氧化还原反应；
• 保护巯基酶的活性：使巯基酶的活性基 团-SH维持还原状态；
• 维持红细胞膜结构的稳定：消除氧化剂 对红细胞膜结构的破坏作用。
锌指结构是一个常见的模体。
由一个α-螺旋和两个反向平行的β-折迭组 成，形似手指。
Ｎ－端两个半胱氨酸，Ｃ－端两个组氨酸， 此四个氨基酸残基在空间上构成一个洞穴， 容纳一个锌，具结合锌离子功能。
含锌指结构的蛋白质都可与ＤＮＡ或ＲＮＡ 结合。
锌指结构 (折迭-折迭模序)
亮氨酸拉链结构：
• 见于真核生物DNA结合蛋白质的C端，与 癌基因表达调控有关。
第二章
多肽与蛋白质
Peptides and Proteins
1833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶。 1864年，Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白，
并将其制成结晶。 19世纪末，Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，
并将氨基酸合成了多种短肽 。 1938年，德国化学家Gerardus J. Mulder引用
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
3. 氧化供能
第一节
肽和蛋白质的一级结构
Primary Structure of Peptides and Proteins
一、肽和蛋白质是由氨基酸组成的多聚体
动物生物化学 第二章 蛋白质
肽链内形成氢键，氢键的取向 几乎与轴平行，第一个氨基酸 残基的酰胺基团的-CO基与第 四个氨基酸残基酰胺基团的NH基形成氢键（包含13个原 子）。
蛋白质分子为右手-螺旋。
（1）-螺旋
-螺旋
表 几种螺旋结构参数
结构类型 残基/圈 1个氢键环的原子数 每个残基高度（nm） Φ Ψ
310螺旋 3.0
位 置
及顺序分析，
的 然后同其它方法分析的肽段进行比较，
确 确定二硫键的位置。
定
2.4 蛋白质的高级结构
2.4.1 肽单位平面结构和二面角
O
O
O
H
H
H
H2N
C
C
N H
C
C
N H
C
C
R
R
R
N端
肽单位
肽单位
O
H
H
NH C C N C COOH
H
R
R
C端
肽单位： 主肽链中的重复单位
肽键平面—由于肽键的双键性质，使得形成肽键的N、C原子以及它们相 连的四个原子形成一个平面，这个平面就叫肽键平面。
蛋白质构件分子是氨基酸。 氨基酸是蛋白质的基本单位。 自然界存在的氨基酸有300多 种，但合成蛋白质的氨基酸只 有20种，都属于α-氨基酸，其 中除甘氨酸外，其余都是L-α氨基酸。
蛋白质分子中的20种 氨基酸在DNA分子中有它 们特异的遗传密码相对应，
因而也称编码氨基酸 （Coding amino acid）。 新近发现的硒代半胱氨酸 （SeCys）也是一种编码 氨基酸。
由 两 个 氨 基 酸 组 成 的 肽 称 为 二 肽 ， 由 多 个 氨 基酸组成的肽则称为多肽。因为多肽呈链状， 所以又称为多肽链。组成多肽的氨基酸单元称 为氨基酸残基。
蛋白质分子为右手-螺旋。
（1）-螺旋
-螺旋
表 几种螺旋结构参数
结构类型 残基/圈 1个氢键环的原子数 每个残基高度（nm） Φ Ψ
310螺旋 3.0
位 置
及顺序分析，
的 然后同其它方法分析的肽段进行比较，
确 确定二硫键的位置。
定
2.4 蛋白质的高级结构
2.4.1 肽单位平面结构和二面角
O
O
O
H
H
H
H2N
C
C
N H
C
C
N H
C
C
R
R
R
N端
肽单位
肽单位
O
H
H
NH C C N C COOH
H
R
R
C端
肽单位： 主肽链中的重复单位
肽键平面—由于肽键的双键性质，使得形成肽键的N、C原子以及它们相 连的四个原子形成一个平面，这个平面就叫肽键平面。
蛋白质构件分子是氨基酸。 氨基酸是蛋白质的基本单位。 自然界存在的氨基酸有300多 种，但合成蛋白质的氨基酸只 有20种，都属于α-氨基酸，其 中除甘氨酸外，其余都是L-α氨基酸。
蛋白质分子中的20种 氨基酸在DNA分子中有它 们特异的遗传密码相对应，
因而也称编码氨基酸 （Coding amino acid）。 新近发现的硒代半胱氨酸 （SeCys）也是一种编码 氨基酸。
由 两 个 氨 基 酸 组 成 的 肽 称 为 二 肽 ， 由 多 个 氨 基酸组成的肽则称为多肽。因为多肽呈链状， 所以又称为多肽链。组成多肽的氨基酸单元称 为氨基酸残基。
第二章 蛋白质的结构与功能(中职护理 《生物化学》)
HN O H2 N CH C CH2 OH
氨基酸的结构
亚氨基酸
脯氨酸 Proline
H N C OH O
2，根据R侧链的极性分类
非极性疏水性氨基酸 极性中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸
1，非极性疏水性氨基酸
特点：含有非极性的侧链，具有疏水性（在中性水 溶液中的溶解度较小）,共7种。
甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 脯氨酸
3， β-转角
定义： 在肽链进行180° 回折时的转角上，通 常由四个氨基酸残基 构成，其中第二个残 基常为脯氨酸。
作用力：氢键
4，无规卷曲
定义： 是指多肽链中没有确定规 律性的那部分肽链构像。
（二）三级结构
定义：
蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再 进一步盘曲或折叠形成具有一定规律的三维空间 结构，称为蛋白质的三级结构。
含硫氨基酸
O H2N CH C CH2 SH OH
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate
酸性氨基酸
O H2 N CH C CH2 C OH O OH
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate
谷氨酸 Glutamate
酸性氨基酸
O H2N CH C CH2 CH2 C OH O OH
氨基酸的结构
证明：氨基酸是蛋白质的基本组成单位
۶ 组成人体蛋白质的20种氨基酸均 属于L--氨基酸
• 存在自然界中的氨基酸有300余种， 但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种， 且均属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。
۶ 组成蛋白质的氨基酸
（一）氨基酸的结构
1、结构通式
侧链基团
氨基 羧基
2、结构特点：
① 每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个羧 基，并且连接在同一个碳原子上，故称α -氨基酸 （脯氨酸除外：亚氨基——NH2+）。 ②除甘氨酸的R为H外，其他氨基酸的Cα 是不对称 碳原子，因此具有L型与D型两种不同的构型，组成 人体的都是L型。 ③不同氨基酸的R侧链各异，它 们的分子量、解离程度和化学反 应性质也不相同。
氨基酸的结构
亚氨基酸
脯氨酸 Proline
H N C OH O
2，根据R侧链的极性分类
非极性疏水性氨基酸 极性中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸
1，非极性疏水性氨基酸
特点：含有非极性的侧链，具有疏水性（在中性水 溶液中的溶解度较小）,共7种。
甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 脯氨酸
3， β-转角
定义： 在肽链进行180° 回折时的转角上，通 常由四个氨基酸残基 构成，其中第二个残 基常为脯氨酸。
作用力：氢键
4，无规卷曲
定义： 是指多肽链中没有确定规 律性的那部分肽链构像。
（二）三级结构
定义：
蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再 进一步盘曲或折叠形成具有一定规律的三维空间 结构，称为蛋白质的三级结构。
含硫氨基酸
O H2N CH C CH2 SH OH
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate
酸性氨基酸
O H2 N CH C CH2 C OH O OH
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate
谷氨酸 Glutamate
酸性氨基酸
O H2N CH C CH2 CH2 C OH O OH
氨基酸的结构
证明：氨基酸是蛋白质的基本组成单位
۶ 组成人体蛋白质的20种氨基酸均 属于L--氨基酸
• 存在自然界中的氨基酸有300余种， 但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种， 且均属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。
۶ 组成蛋白质的氨基酸
（一）氨基酸的结构
1、结构通式
侧链基团
氨基 羧基
2、结构特点：
① 每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个羧 基，并且连接在同一个碳原子上，故称α -氨基酸 （脯氨酸除外：亚氨基——NH2+）。 ②除甘氨酸的R为H外，其他氨基酸的Cα 是不对称 碳原子，因此具有L型与D型两种不同的构型，组成 人体的都是L型。 ③不同氨基酸的R侧链各异，它 们的分子量、解离程度和化学反 应性质也不相同。
生物化学蛋白质
碱滴定测定含量。与甲醛反应后，氨基酸不再是偶极离子， 其滴定终点可用一般的酸碱指示剂指示，因而可以滴定， 这叫甲醛滴定法，可用于测定氨基酸。
(3) 与2，4-二硝基氟苯的反应 (Sanger反应）
在弱碱性溶液中，氨基酸的α- 氨基很容 易与2，4-二硝基氟苯（DNFB）作用，生成 稳定的黄色2，4-二硝基苯基氨基酸（简写 为DNP-氨基酸）。
负电荷（２种）Asp、Glu
人的必需氨基酸
Lys Trp Phe Val Met Leu Ile Thr Arg、His（半必需）
氨基酸的结构、代号
（三）氨基酸的重要理化性质
1 氨基酸的两性解离性质及等电点
R
CH NH3+ COOH
+ OH-
+ H+ (pK´1)
R
CH NH3+ COO
（三）肽链中AA的排列顺序和命名
参见p31
通常在多肽链的一端含有一个游离的氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有 一个游离的-羧基，称为羧基端或C-端。
氨基酸的顺序是从N-端的氨基酸残基开 始，以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。 如下面的五肽可表示为：
Ser-Gly-Tyr-Val-Leu
肽键和肽的结构如图所示 丝氨酰 甘氨酰 酪氨酰 丙氨酰 亮氨酸
• 蛋白质的高级结构包括二级结构、超二级 结构、结构域、三级结构和四级结构等。
1 维持蛋白质构象的作用力
维持蛋白质空间构象的作用力主要是次级键，即氢键和盐 键等非共价键，以及疏水作用力和范德华力等。
氢键： x — H … y 离子键（盐键）：它是由带相反电荷的两个基团
间的静电吸引所形成的 疏水作用力（疏水键）：是指非极性基团即疏水基团为
(3) 与2，4-二硝基氟苯的反应 (Sanger反应）
在弱碱性溶液中，氨基酸的α- 氨基很容 易与2，4-二硝基氟苯（DNFB）作用，生成 稳定的黄色2，4-二硝基苯基氨基酸（简写 为DNP-氨基酸）。
负电荷（２种）Asp、Glu
人的必需氨基酸
Lys Trp Phe Val Met Leu Ile Thr Arg、His（半必需）
氨基酸的结构、代号
（三）氨基酸的重要理化性质
1 氨基酸的两性解离性质及等电点
R
CH NH3+ COOH
+ OH-
+ H+ (pK´1)
R
CH NH3+ COO
（三）肽链中AA的排列顺序和命名
参见p31
通常在多肽链的一端含有一个游离的氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有 一个游离的-羧基，称为羧基端或C-端。
氨基酸的顺序是从N-端的氨基酸残基开 始，以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。 如下面的五肽可表示为：
Ser-Gly-Tyr-Val-Leu
肽键和肽的结构如图所示 丝氨酰 甘氨酰 酪氨酰 丙氨酰 亮氨酸
• 蛋白质的高级结构包括二级结构、超二级 结构、结构域、三级结构和四级结构等。
1 维持蛋白质构象的作用力
维持蛋白质空间构象的作用力主要是次级键，即氢键和盐 键等非共价键，以及疏水作用力和范德华力等。
氢键： x — H … y 离子键（盐键）：它是由带相反电荷的两个基团
间的静电吸引所形成的 疏水作用力（疏水键）：是指非极性基团即疏水基团为
生物化学重点知识
第二章蛋白质的结构与功能一、名词解释1.生物化学：生物化学是研究生物体的化学组成以及生物体内发生的各种化学变化的学科2.肽键：一个氨基酸的α–羧基与另一个氨基酸的α–氨基脱水缩合而成的酰胺键（–CO–NH–）称为肽键3.蛋白质的等电点：当蛋白质溶液处于某一PH时，蛋白质分子解离成阴阳离子的趋势相等，净电荷为零，呈兼性离子状态，此时溶液的PH称为该蛋白质的等电点4.蛋白质的一级结构：蛋白质分子中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构5.二级结构：蛋白质的二级结构是指多肽链中主链原子的局部空间排布，不涉及侧链原子的构象6.亚基：四级结构中每一条具有独立三级结构的多肽链称为亚基（本章考的最多的名词解释）二、问答1.蛋白质的基本组成单位是什么？其结构特点是什么？基本组成单位：氨基酸结构特点：组成蛋白质的20种氨基酸都属于α–氨基酸（脯氨酸除外）组成蛋白质的20种氨基酸都属于L–氨基酸（甘氨酸除外）2.什么是蛋白质的变性？在某些物理或化学因素作用下，蛋白质分子中的次级键断，特定的空间结构被破坏，从而导致蛋白质理化性质改变和生物学活性丧失的现象，称为蛋白质的变性3.什么是蛋白质的二级结构？它主要有哪几种？维持二级结构稳定的化学键是什么？蛋白质的二级结构是指多肽链中主链原子的局部空间排布，不涉及侧链原子的构象种类：α–螺旋、β–折叠、β–转角、无规卷曲维持蛋白质二级结构稳定的化学键是氢键重点：蛋白质的基本组成单位：氨基酸氨基酸的结构通式维持蛋白质一级结构稳定的是肽键二级结构稳定的化学键是氢键三级结构稳定的是疏水键α–螺旋是蛋白质中最常见最典型含量最丰富的二级结构形式由一条多肽链构成的蛋白质，只有具有三级结构才能发挥生物活性。
如果蛋白质只由一条多肽链构成，则三级结构为其最高级结构只有完整的四级结构才具有生物学功能，亚基单独存在一般不具有生物学功能胰岛素虽然由两条多肽链组成，但肽链间通过共价键（二硫键）相连，这种结构不属于四级结构蛋白质的变构现象例子：老年痴呆症、舞蹈病、疯牛病蛋白质分子表面的水化膜和同种电荷是维持蛋白质亲水胶体稳定的两个因素（填空题）凝固的前提是发生变性，凝固的蛋白质一定发生变性加热使蛋白质变性并凝聚成块状称为凝固第三章核酸的结构与功能一、名词解释1.核苷酸:核苷分子中戊糖的自由羟基与磷酸通过磷酸酯键连接而形成的化合物。
生物化学 第二章 蛋白质化学 上
一 氨基酸的一般结构特征
氨基酸的基本结构特征：
•酸性：
•碱性：
•手性（旋光性）：
•特异性
蛋白质是由20种L-型 的α-氨基酸构成。
非极性氨基酸（6个）
极性不带电荷（6个）
芳香族（3个）
带电荷（5个）
二 氨基酸的分类和结构 1．按照氨基酸侧链的极性分类 非极性氨基酸：Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro共八种 极性不带电荷：Gly, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, Tyr共七种 带正电荷：Arg, Lys, His（碱性氨基酸） 带负电荷：Asp, Glu（酸性氨基酸）
胶联剂、可制作金属涂料和车辆、电器用高档氨基树脂装饰漆。
第二节 蛋白质的组成单位-氨基酸
发现：
法国化学家H Braconnot 纤维素酸热解---葡萄糖（单体） 明胶酸热解----含氮化合物（甘氨酸） 肌肉酸水解---含氮化合物（含氨基和羧基）---氨基酸 蛋白质的基本组成单位是（***）氨基酸（amino acid，AA）
3 根据组成分类 简单蛋白质 分子中只有氨基酸 结合蛋白质 简单蛋白+非蛋白成分，
也称复合蛋白质（conjugated protein）或全蛋白质（holoprotein） 结合蛋白根据结合的非蛋白成分进一步分为：
① 色蛋白（chromoprotein）色素+Pr
血红素蛋白；细胞色素类（蛋白）；叶绿素蛋白；血蓝蛋白；黄 素蛋白
Tyr、Phe
Trp
N
红色 胍基 Arg
酚试剂反应 (Folin-Cioculteu 反应)
Ellman反应
碱性 CuSO4 及磷 钨酸-钼酸
二硫硝基苯甲酸 DTNB
第二章蛋白质的结构与功能PPT课件
生物氧化和能量代谢
分子生物学基础
复制、转录、翻译、表达 调控、重组DNA技术
.
8
牛奶加鸡蛋的早餐是否合理？ 多吃糖，让人发胖，原因何在？ 人为什么要呼吸？ 维生素、矿物质不能变成热量，为什么必须摄取？ 糖尿病患者血糖为何升高？ 胰岛素治疗糖尿病机理何在？
药物、毒物如何被排出体外？
黄疸如何发生？
子女与父母在多方面相似，.为什么？
赖
缬
异
假设来写. 一两本书
亮 23
二 、氨基酸的理化性质
1、两性解离及等电点
*氨基酸的等电点(isoelectric point,
pI)
.
24
2、紫外吸收：280nm 芳香族氨基酸，共轭双
键
3、茚三酮反应：
蓝紫色化合物, 570nm,
氨基酸的定量分析
.
25
三、肽键与肽*
二肽
寡肽
多肽
蛋白质
.
26
氨基酸残基
SUCCESS
THANK YБайду номын сангаасU
2020/6/22
.
27
*谷胱甘肽（glutathione, GSH）
γ-酰胺键
Cys
H
Gly
Glu
.
28
第二节 蛋白质的分子结构
蛋白质是氨基酸通过肽键连接形成的具有三维结构的生 物大分子。在研究中，一般将蛋白质分子的结构分为四个层次。
一级结构 二级结构
of
hemoglobins（血红蛋白）. , the oxygen-
14
The protein keratin （角蛋白） is the chief structural components of. hair, scales, horn, 15
生物化学第二章蛋白质知识点归纳
一、概述
结合蛋白：由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成。按辅基种类分为： 1 核蛋白（nucleoprotein ） 核酸 2 脂蛋白（lipoprotein ） 脂质 3 糖蛋白（glycoprotein） 糖 4 磷蛋白（phosphoprotein） 磷酸基 5 血红素蛋白（hemoprotein ） 血红素 6 黄素蛋白（flavoprotein ） FAD 7 金属蛋白（metallaprotein ） 金属
据R基团 极性分类
例外：
COO+α
H3N C H
R
Gly —— 没有手性
构型与旋光方向没有直接对应关系，L-α-氨基酸有的为左旋，有的为右旋， 即使同一种L-α-氨基酸，在不同溶剂也会有不同的旋光度或不同的旋光方向。
二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号
据R基团化学 结构分类
脂肪族ＡA（烃链、含羟基或巯基、羧基、碱性基团） 杂环ＡＡ(His、Pro) 芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)
6 结构蛋白（structural protein）
7 防御蛋白（defense protein） 8 异常蛋白 (exotic protein)
二
氨基酸
1.蛋白质的水解 2.氨基酸的结构与分类 3.氨基酸的理化性质
一、蛋白质水解
完全水解得到各种氨基酸的混合物； 部分水解通常得到肽片段及氨基酸的混合物。 氨基酸是蛋白质的基本结构单元。 大多数的蛋白质都是由20种氨基酸组成，这20种
一、概述
按生物功能分：
1 酶（enzyme）
2 调节蛋白（regulatory protein）
3 转运蛋白（transport protein） 4 储存蛋白（nutrient and storage
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1.某氨基酸的等电点即为该氨基酸两性离子 两边的pK值和的一半。
2.在氨基酸等电点以上任何pH，AA带净的负 电荷，在电场中向阳极移动；在氨基酸等 电点以下任何pH，AA带净的正电荷，在电 场中向阴极移动。
3.在一定pH范围中，溶液的pH离AA等电点愈 远，AA带净电荷愈多。
举例
例1: 甘氨酸的pK1=2.34,pK2=9.60.问该氨基 酸在pH为5.0时在电场中的移动方向.
COOH3+NCHCH2S-+ S
CO2H NO2
S NO2
COO-CO2H H+3NCHCH2S-S-
硝基苯甲酸二硫化合物(DTNB)
NO2 + HSCO2H
COONO2
作用：可用于比色法定量测定半胱氨酸的含量。
2.2.4 侧链基团的化学性质
(2) 羟基的性质
O
-OOCCHCH2OH + NH3+
则
pI= 1/2（pK2’+pK3’）
举例 将含有Asp，Gly，Thr，Leu和Lys的pH＝3.0的缓冲 溶液，加到预先用同样缓冲溶液平衡过的Dowex－50 阳离子交换树脂中，然后用该缓冲溶液洗脱，这5中 氨基酸洗脱顺序如何？并说明原因。
Asp >Thr> Gly> Leu>Lys
怎么办
小结
例3：计算0.1mol/L的谷氨酸溶液 在等电点时主要的离子浓度？
怎么办
2.2 氨基酸的化学性质
2.2.1 有氨基参与的反应
2.2.1.1 与亚硝酸的反应
R-CH| -COOH+HO-ON→N2+H2O+R-C|HCOOH
NH2
OH
此性质为Van Slyke氨基氮测定方法的原理.
2.2.1.2 与甲醛的反应：氨基酸是一种两性电解质，但
pH = pI
净电荷=0
pH > pI
净电荷为负
当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负电荷相等 ，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值即为 该氨基酸的等电点(isoelctric point)。
两个概念
两性离子:同一分子上带有正 负两种离子
等电点:净电荷为零时的pH 值(用pI表示) ◆ 等电点是氨基酸的特征常数
[质子受体]
pH=pK’+lg---------------
[质子供体]
pK’为表观解离常数的负对数，可用
测定滴定曲线的实验方法求得。其拐点处 PH值即为PK’
等电点的计算公式:
对于一氨基一羧基和一氨基二羧基氨基酸,其公式为: pI=(pK1+Pk2)/2
对于二氨基一羧基氨基酸,其公式为: pI=(pK2+pK3)/2
2.2.1.3 与酰化试剂反应： 氨基酸的氨基与酰氯或酸酐在弱碱溶液中发生作用
时，氨基即被酰基化。例如与苄氧（苯甲氧）甲酰氯 （carbobenzyloxychlorride）反应：
这里-NH2中的一个H被苄氧甲酰基（可简写为Cbz）取 代生成Cbz-氨基酸。除了苄氧甲酰氯外，酰化试剂还 有叔丁氧甲酰氯，对-甲苯磺酰氯以及邻苯二甲酸酐等。 这些酰化试剂在多肽的蛋白质的人工合成中被用作氨 基的保护试剂。
不能直接用酸或碱来进行定量测定。这是因为氨基酸的酸、碱 滴定的等电点pH过高（12-14）或过底（1-2），没有适当的指 示剂可被选用。但如果加入过量的甲醛，生成二羟甲基氨基酸 后即可降低氨基的碱性，而增加羧基的酸性，使其PK’值减少23个pH单位。这时即可用标准的NaOH溶液滴定。
作用: 氨基酸的甲醛滴定（formol titration）法是氨基酸测定的一 种常用方法。当氨基酸溶液存在1摩尔/升甲醛时，滴定终点由 pH12左右移至9附近，亦即酚酞指示剂的变色区域，这就是 SØ rensen甲醛滴定法的基础。
R0
K2’
R- + H+
K2’=[R-][H+]/R0 则 [R-]= [R0] K2’/ [H+]
当在等电点时，[ R+] = [R-] 则有：
[H+]2 = K1’ ·K2’ 即 [H+]= （K1’ ·K2’）1/2
等式两边取负对数得： pH=1/2（pK1’+pK2’） 也就是pI= 1/2（pK1’+pK2’）
CH2 CH2 Cl S: R1
Cl CH2 CH2 S+ R1
R2 H2N CH COO-
R1SCH2NHCH(R2)COO-
用途：是鉴定多肽N-端氨基酸的重要方法。
2.2.1.7 形成西佛碱反应：氨基酸的α-氨基能与醛类化合物
反应生成弱碱，即所谓西佛碱（Schiff’s base）。
R’ | C=O + | H 醛
2.2.1.4 氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB) 的反应（sanger反应）
+
DNFB（dinitrofiuorobenzene） 弱碱中
氨基酸
作用：多肽及蛋白质的
N-末端氨基酸上面的游 离氨基也能与2,4-二硝 基氟苯作用.所以此反应 常用于蛋白质一级结构
氨基末端的测定.
DNP-AA(黄色)
H2N
R1 O CC
R2 N C COOH
H
HH
H HH
应
肽键
用途：是多肽和蛋白质生物合成的基本反应。
2.2.4 侧链基团的化学性质
(1) 巯基（-SH）的性质
-OOC CHCH2 SH NH3+
O
CH2OCCl -OOC CHCH2 SOCCH2
CH2Cl
NH3+
O
-OOC CHCH2 SCH2
2.2.4 侧链基团的化学性质
(1) 巯基（-SH）的性质
-OOC CHCH2 SH NH3+
-OOC CHCH2 SH NH3+
-OOC CH CH2 NH3+ S
-OOC
S
CH CH2 NH3+
胱氨酸
作用：氧化还原反应可使蛋白质分子中二硫键形成或
端裂。
2.2.4 侧链基团的化学性质
(1) 巯基（-SH）的性质
O
NH3+Байду номын сангаас
ICH2CNH2
-OOC CHCH2 SCH2CNH2
NH3+
O
作用：这些反应可用于巯基的保护。
2.2.4 侧链基团的化学性质
(1) 巯基（-SH）的性质
-OOC CHCH2 SH + HO-Hg+ NH3+
COO-
-OOC CHCH2 S Hg+ NH3+
COO-
作用：与金属离子的螯合性质可用于体内解毒。
怎么办
解.因Lys属于碱性氨基酸,所以,它的等电点为:
pI=(pK2+pK3)/2=(8.59+10.53)/2=9.56
当pH为4.0时,pI大于pH,故是在酸性条件下,氨基酸本身带正 电,在电场中向阴极移动.
当pH为11.5时,pI小于pH,故是在碱性条件下,氨基酸本身带负 电,在电场中向阳极移动.
怎么办
解:先求出甘氨酸的等电点,再根据等电点与pH的关系,判断其 所带电荷,从而可得到答案.
GlypI=(pK1+Pk2)/2=(2.34+9.60)/2=5.97 因为等电点(5.97)大于pH(5.0),故而带正电荷,所以在电场 中向负极移动.
例2:LyspK1=2.18,pK2=8.59, pK3=10.53,问在pH为4.0和在 11.5时各带何种电荷,并说明在电场 中的移动方向.
+ HF
2.2.1.5 氨基酸与苯异硫氰酯（PITC）的反应 （Edman反应）
+
PITC（phenylisothiocyanate）
弱碱中 (400 C)
(硝基甲烷 400 C) H+
苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA) （phenylisothiohydantion-AA）
2.2.1.6 烃基化反应
第二章 蛋白质
3.1 氨基酸的两性解离性质及等电点 3.2 氨基酸的化学性质 3.3 蛋白质的分子结构 3.4 蛋白质测序的基本方法路线
2.1 氨基酸的两性解离性质及等电点
氨基酸分子既含有酸性的羧基(-COOH)， 又含有碱性的氨基(-NH2)。其-COOH能放 出质子(H＋)，而变成-COO－；其-NH2 能 接受质子，而变成-NH3+。因此，氨基酸 是两性电解质(ampholyte)。
氨基酸的两性解离符合Bronsted – Lowry的酸碱质 子理论，即氨基酸在水溶液中的偶极离子既起酸 （质子供体），又起碱（质子受体）的作用。氨基 酸完全质子化时，可以看成是多元酸.侧链不解离的 中性氨基酸可看作二元酸，酸性氨基酸和碱性氨基 酸可视为三元酸。
在这里同样可以利用Handerson – Hasselbalch公式进行pH或氨基酸各种离 子浓度比例的计算：
R
R’ R
|
-H2O
||
H2N-C-COOH------------→ C=N-C-COOH
|
||
H
HH
氨基酸
西佛碱
西佛碱是以氨基酸为底物的某些酶促反应例如转氨基反应的 中间物。
2.2.1.8 与荧光胺反应：荧光胺可与α-氨基酸中的氨基反应
生成产荧光的化合物，且反应非常灵敏。它具有特定的激发波长
（390纳米）和发射波长（475纳米），读取发射光的荧光强度 即可测定氨基酸的含量。
F POCH(CH3)2 OCH(CH3)2
二异丙基氟磷酸酯
2.在氨基酸等电点以上任何pH，AA带净的负 电荷，在电场中向阳极移动；在氨基酸等 电点以下任何pH，AA带净的正电荷，在电 场中向阴极移动。
3.在一定pH范围中，溶液的pH离AA等电点愈 远，AA带净电荷愈多。
举例
例1: 甘氨酸的pK1=2.34,pK2=9.60.问该氨基 酸在pH为5.0时在电场中的移动方向.
COOH3+NCHCH2S-+ S
CO2H NO2
S NO2
COO-CO2H H+3NCHCH2S-S-
硝基苯甲酸二硫化合物(DTNB)
NO2 + HSCO2H
COONO2
作用：可用于比色法定量测定半胱氨酸的含量。
2.2.4 侧链基团的化学性质
(2) 羟基的性质
O
-OOCCHCH2OH + NH3+
则
pI= 1/2（pK2’+pK3’）
举例 将含有Asp，Gly，Thr，Leu和Lys的pH＝3.0的缓冲 溶液，加到预先用同样缓冲溶液平衡过的Dowex－50 阳离子交换树脂中，然后用该缓冲溶液洗脱，这5中 氨基酸洗脱顺序如何？并说明原因。
Asp >Thr> Gly> Leu>Lys
怎么办
小结
例3：计算0.1mol/L的谷氨酸溶液 在等电点时主要的离子浓度？
怎么办
2.2 氨基酸的化学性质
2.2.1 有氨基参与的反应
2.2.1.1 与亚硝酸的反应
R-CH| -COOH+HO-ON→N2+H2O+R-C|HCOOH
NH2
OH
此性质为Van Slyke氨基氮测定方法的原理.
2.2.1.2 与甲醛的反应：氨基酸是一种两性电解质，但
pH = pI
净电荷=0
pH > pI
净电荷为负
当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负电荷相等 ，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值即为 该氨基酸的等电点(isoelctric point)。
两个概念
两性离子:同一分子上带有正 负两种离子
等电点:净电荷为零时的pH 值(用pI表示) ◆ 等电点是氨基酸的特征常数
[质子受体]
pH=pK’+lg---------------
[质子供体]
pK’为表观解离常数的负对数，可用
测定滴定曲线的实验方法求得。其拐点处 PH值即为PK’
等电点的计算公式:
对于一氨基一羧基和一氨基二羧基氨基酸,其公式为: pI=(pK1+Pk2)/2
对于二氨基一羧基氨基酸,其公式为: pI=(pK2+pK3)/2
2.2.1.3 与酰化试剂反应： 氨基酸的氨基与酰氯或酸酐在弱碱溶液中发生作用
时，氨基即被酰基化。例如与苄氧（苯甲氧）甲酰氯 （carbobenzyloxychlorride）反应：
这里-NH2中的一个H被苄氧甲酰基（可简写为Cbz）取 代生成Cbz-氨基酸。除了苄氧甲酰氯外，酰化试剂还 有叔丁氧甲酰氯，对-甲苯磺酰氯以及邻苯二甲酸酐等。 这些酰化试剂在多肽的蛋白质的人工合成中被用作氨 基的保护试剂。
不能直接用酸或碱来进行定量测定。这是因为氨基酸的酸、碱 滴定的等电点pH过高（12-14）或过底（1-2），没有适当的指 示剂可被选用。但如果加入过量的甲醛，生成二羟甲基氨基酸 后即可降低氨基的碱性，而增加羧基的酸性，使其PK’值减少23个pH单位。这时即可用标准的NaOH溶液滴定。
作用: 氨基酸的甲醛滴定（formol titration）法是氨基酸测定的一 种常用方法。当氨基酸溶液存在1摩尔/升甲醛时，滴定终点由 pH12左右移至9附近，亦即酚酞指示剂的变色区域，这就是 SØ rensen甲醛滴定法的基础。
R0
K2’
R- + H+
K2’=[R-][H+]/R0 则 [R-]= [R0] K2’/ [H+]
当在等电点时，[ R+] = [R-] 则有：
[H+]2 = K1’ ·K2’ 即 [H+]= （K1’ ·K2’）1/2
等式两边取负对数得： pH=1/2（pK1’+pK2’） 也就是pI= 1/2（pK1’+pK2’）
CH2 CH2 Cl S: R1
Cl CH2 CH2 S+ R1
R2 H2N CH COO-
R1SCH2NHCH(R2)COO-
用途：是鉴定多肽N-端氨基酸的重要方法。
2.2.1.7 形成西佛碱反应：氨基酸的α-氨基能与醛类化合物
反应生成弱碱，即所谓西佛碱（Schiff’s base）。
R’ | C=O + | H 醛
2.2.1.4 氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB) 的反应（sanger反应）
+
DNFB（dinitrofiuorobenzene） 弱碱中
氨基酸
作用：多肽及蛋白质的
N-末端氨基酸上面的游 离氨基也能与2,4-二硝 基氟苯作用.所以此反应 常用于蛋白质一级结构
氨基末端的测定.
DNP-AA(黄色)
H2N
R1 O CC
R2 N C COOH
H
HH
H HH
应
肽键
用途：是多肽和蛋白质生物合成的基本反应。
2.2.4 侧链基团的化学性质
(1) 巯基（-SH）的性质
-OOC CHCH2 SH NH3+
O
CH2OCCl -OOC CHCH2 SOCCH2
CH2Cl
NH3+
O
-OOC CHCH2 SCH2
2.2.4 侧链基团的化学性质
(1) 巯基（-SH）的性质
-OOC CHCH2 SH NH3+
-OOC CHCH2 SH NH3+
-OOC CH CH2 NH3+ S
-OOC
S
CH CH2 NH3+
胱氨酸
作用：氧化还原反应可使蛋白质分子中二硫键形成或
端裂。
2.2.4 侧链基团的化学性质
(1) 巯基（-SH）的性质
O
NH3+Байду номын сангаас
ICH2CNH2
-OOC CHCH2 SCH2CNH2
NH3+
O
作用：这些反应可用于巯基的保护。
2.2.4 侧链基团的化学性质
(1) 巯基（-SH）的性质
-OOC CHCH2 SH + HO-Hg+ NH3+
COO-
-OOC CHCH2 S Hg+ NH3+
COO-
作用：与金属离子的螯合性质可用于体内解毒。
怎么办
解.因Lys属于碱性氨基酸,所以,它的等电点为:
pI=(pK2+pK3)/2=(8.59+10.53)/2=9.56
当pH为4.0时,pI大于pH,故是在酸性条件下,氨基酸本身带正 电,在电场中向阴极移动.
当pH为11.5时,pI小于pH,故是在碱性条件下,氨基酸本身带负 电,在电场中向阳极移动.
怎么办
解:先求出甘氨酸的等电点,再根据等电点与pH的关系,判断其 所带电荷,从而可得到答案.
GlypI=(pK1+Pk2)/2=(2.34+9.60)/2=5.97 因为等电点(5.97)大于pH(5.0),故而带正电荷,所以在电场 中向负极移动.
例2:LyspK1=2.18,pK2=8.59, pK3=10.53,问在pH为4.0和在 11.5时各带何种电荷,并说明在电场 中的移动方向.
+ HF
2.2.1.5 氨基酸与苯异硫氰酯（PITC）的反应 （Edman反应）
+
PITC（phenylisothiocyanate）
弱碱中 (400 C)
(硝基甲烷 400 C) H+
苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA) （phenylisothiohydantion-AA）
2.2.1.6 烃基化反应
第二章 蛋白质
3.1 氨基酸的两性解离性质及等电点 3.2 氨基酸的化学性质 3.3 蛋白质的分子结构 3.4 蛋白质测序的基本方法路线
2.1 氨基酸的两性解离性质及等电点
氨基酸分子既含有酸性的羧基(-COOH)， 又含有碱性的氨基(-NH2)。其-COOH能放 出质子(H＋)，而变成-COO－；其-NH2 能 接受质子，而变成-NH3+。因此，氨基酸 是两性电解质(ampholyte)。
氨基酸的两性解离符合Bronsted – Lowry的酸碱质 子理论，即氨基酸在水溶液中的偶极离子既起酸 （质子供体），又起碱（质子受体）的作用。氨基 酸完全质子化时，可以看成是多元酸.侧链不解离的 中性氨基酸可看作二元酸，酸性氨基酸和碱性氨基 酸可视为三元酸。
在这里同样可以利用Handerson – Hasselbalch公式进行pH或氨基酸各种离 子浓度比例的计算：
R
R’ R
|
-H2O
||
H2N-C-COOH------------→ C=N-C-COOH
|
||
H
HH
氨基酸
西佛碱
西佛碱是以氨基酸为底物的某些酶促反应例如转氨基反应的 中间物。
2.2.1.8 与荧光胺反应：荧光胺可与α-氨基酸中的氨基反应
生成产荧光的化合物，且反应非常灵敏。它具有特定的激发波长
（390纳米）和发射波长（475纳米），读取发射光的荧光强度 即可测定氨基酸的含量。
F POCH(CH3)2 OCH(CH3)2
二异丙基氟磷酸酯