第二章第三讲-1氨基酸与肽

Val
O H 2 N CH C OH
CH 2 CH CH 3 CH 3
亮氨酸Leu
2020/6/28
异亮氨酸Ile
O
H 2 N CH C OH CH 2 CH 2
H N
CO
S
OH
CH 3
甲硫氨酸Met
脯氨酸Pro
Pro的α-亚氨基是环的一部分，因此具有特殊的刚性 结构。它在蛋白质空间结构中具有极重要的作用， Pro残基通常位于骨架方向发生变化的位置。
一 家写 两三本书来
2020/6/28
2020/6/28
2020/6/28
2.2 蛋白质中的不常见氨基酸
• 有些氨基酸虽然不常见但在某些蛋白质中存在。这些 氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。
• 其中重要的有4-羟基脯氨酸、5-羟基赖氨酸、N-甲 基赖氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。其结构如下：
▪ 紫外吸收法定量蛋白质的依据
2020/6/28
2.5.4 氨基酸参与的化学反应
（1）α-NH2参加的反应 1）酰化反应：氨基被酰化，具有保护氨基
的作用 丹磺酰氯（DNS-Cl，5—二甲基氨基萘-1磺酰氯）
2020/6/28
2） 烷基化反应 A. 2.4—二硝基氟苯反应（DNFB、FDNB）
Sanger反应
2.5 氨基酸的理化性质
2.5.1 氨基酸的构型和旋光性
氨基酸都含有一个手性-碳原子(Gly 除外）， 具有旋光性，有两种光学异构体：L型、D型。
构成protein的氨基酸均属L-型(除Gly）。
2020/6/28
O H2N CH C OH
H
2020/6/28
2.5.2 氨基酸的两性性质和等电点
（Orn）和胍氨酸（Cit）(尿素) 3.是神经传导的化学介质：-氨基丁酸 4.有些氨基酸只作为一种N素的转运和贮藏载体
（刀豆氨酸） 5.防御作用：D-环Ser(抗生素，链霉菌属细菌产生），抑制细菌
细胞壁形成，抗结核菌药物;5-羟色氨酸防治毛虫危害 绝大部分非蛋白氨基酸的功能尚不清楚。
2020/6/28
（甘氨酸），溶于水，形成氢键
O
H 2N CH C OH
Ser的-OH基是一个极性基团， 易与其它基团形成氢键，具
CH 2
有重要的生理意义。在大多 数酶的活性中心都发现有Ser
OH
丝氨酸 Serine
残基。-OH易发生磷酸化修 饰，以此调节酶的活性。
2020/6/28
O H 2N CH C OH
CH OH CH 3
H
甘氨酸 Glycine
2020/6/28
半胱氨酸 Cysteine 酶活性基团
（3）带负电R基团氨基酸
2种—天冬氨酸（Asp ） 谷氨酸（Glu），酸
性氨基酸
O
O
H 2 N CH C OH
H 2 N CH C OH
CH 2 CO
侧链羧基解离它们在 生理条件下带有负电 荷。
CH 2 CH 2 CO
2020/6/28
2.1 蛋白质常见氨基酸
COOH H2N C H
R
α氨基酸：与羧基相 连的α碳原子上具 有氨基
2020/6/28
依据R基团极性分类
• 按照PH6.0-PH7.0时R基团的极性 • 极性：一个共价分子是极性的，是说这个分
子内电荷分布不均匀，或者说，正负电荷中 心没有重合 • 分子的极性对物质溶解性有很大影响。极性 分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非 极性溶剂，也即“相似相溶” • 水是极性化合物 •202极0/6/2性8 ——溶于水，非极性——不溶于水
氨基酸的两性解离性质
氨基酸在中性pH时，羧基以COO-，氨基以 NH+形式存在，这样的氨基酸分子含有一个 正电荷和一个负电荷，称为兼性离子
氨基酸和氯化钠一样，是离子晶格，因此熔点
高
COOH的解离常数为2.0
左右，在pH>3.5时，以
COO-存在；NH的解离常
数为9.4左右，当pH<8.0
时，以NH3+存在
• pH > pI时，氨基酸带负电荷，向正极 移动。
• pH = pI时，氨基酸净电荷为零。
• pH < pI时，氨基酸带正电荷，向负极
移动。
酸 性
碱 性
2020/6/28
2.5.3 氨基酸的光吸 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Tyr、Phe和Trp有吸收光的 能力。
• 有些寡聚蛋白质的分子量可高达 数百万甚至数千万。
2020/6/28
1.3 蛋白质的分类
依据蛋白质的外形分类 • Globular protein和fibrous protein • 球状蛋白质：globular protein外形接近
球形或椭圆形，溶解性较好，能形成结晶 ，大多数蛋白质属于这一类。 • 纤维状蛋白质：fibrous protein分子类似 纤维或细棒。分子轴比(长轴／短轴)大于 10
广泛存在于各种细胞和组织中，呈游离或结合态 ，但并不存在蛋白质中的一类氨基酸（150多种 ），大部分也是蛋白质氨基酸的衍生物。
H2N-CH2-CH2-COOH
-丙氨酸
H2N-CH2-CH2-CH2-COOH
-氨基丁酸
VB3/泛酸/遍 多酸的成分
2020/6/28
神经递质
非蛋白氨基酸存在的意义
1.作为细菌细胞壁中肽聚糖的组分：D-Glu D-Ala 2.作为一些重要代谢物的前体或中间体:-丙氨酸（VB3）、鸟氨酸
2020/6/28
• 依据蛋白质的组成分类
简单蛋白(simple protein)：
结合/缀合蛋白 (conjugated protein)
含金属离子、脂质、糖类或核酸
等的蛋白质
prosthetic group（辅基） ligand（配体）
2020/6/28
1.4 分子组成
经酸、碱和酶处理蛋白质，使其彻底水解得到产物为 氨基酸，组成蛋白质的常见20种氨基酸中除脯氨酸外 ，均为-氨基酸：
无水强酸裂解：PTH—Gly、 Ala—Ser—Leu—Phe
2020/6/28
2 α-NH2和α-COOH共同参加的反应
1)与茚三酮反应 茚三酮在弱酸中与α-氨基酸共热，引起氨基酸的氧化脱 氨、脱羧反应。最后，茚三酮与反应产物—氨及还原茚 三酮反应，生成紫色物质。（λmax=570nm）可用分光 光度法在570nm处测定各种氨基酸
苏氨酸Threonine
2020/62
OH
酪氨酸Tyrosine
O H 2 N CH C OH
CH 2 CO OH
天冬氨酸 Aspartate
O H 2 N CH C OH
CH 2 CH 2 CO NH 2
谷氨酰胺 Glutamine
2020/6/28
O H2N CH C OH
维持重要的生命活动
they transport and store nutriment（运输储存）, they generate movement（动力蛋白）,
they transmit nerve impulses（神经冲动）, they control growth and differentiation（生长和分化）,
OH-
DNP-氨基酸，有机 相（黄色）层析分离
此反应最初被Sanger用来鉴定多肽、蛋 白质N末端氨基酸
2020/6/28
苯异硫氰酸酯反应（PITC ， Edman 反应 ）
PTH-氨基酸，无色有机相，层析分离
2020/6/28
Edman 反应步骤：一次水解一个Ｎ端氨基酸
（1）耦联 PITC ＋ H２N—A-B-C-D pH8-9，40℃
2020/6/28
O H 2 N CH C OH
CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2
2020/6/28
1 、蛋白质概述
构成细胞中各组分的重要物质
they provide mechanical support（支撑作用，膜，染色体） They function as catalysts（催化剂，酶） and immune protection（免疫球蛋白）
OH
OH
天冬氨酸 Aspartate
2020/6/28
谷氨酸 Glutamate
（4）带正点的R基团氨基酸
碱性氨基酸，3种—Lys（赖氨酸） Arg（精 氨酸） His（组氨酸）
O
O
H 2N
CH C
OH
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
NH 2
Lys（赖氨酸）
H 2 N CH C OH CH 2 CH 2 CH 2 NH C NH NH 2
精氨酸 Arginine（R）
2020/6/28
组氨酸 Histidine（H）
是R基团的PH值最接 近生理pH值（7.0） 的一种aa，在接近中 性pH时，可离解平 衡，具有缓冲能力。
2020/6/28
O H 2 N CH C OH
CH 2
N NH
-氨基--咪唑基丙酸
要点
• 非极性氨基酸一般位于蛋白质的疏水核心 ，带电荷的氨基酸和极性氨基酸位于蛋白 质表面。
氨基酸定性、定量分析。
2020/6/28
• 酶的活性中心：His、Ser、Cys • 唯一氨基是环的一部分的aa: Pro • R基团PH值接近7.0的aa: His
2020/6/28
其他分类方式
按R基团的结构来分：脂肪族,芳香族,杂环 族
根据来源分：内源氨基酸和外源氨基酸 从营养学角度分：必需氨基酸和非必需氨基