苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的紫外可见吸收
含芳香环的氨基酸
含芳香环的氨基酸一、引言氨基酸是构成蛋白质的基本单位，是生命体系中不可或缺的重要分子。
其中，含芳香环的氨基酸因为其特殊的结构和性质，在生物学研究中具有重要的地位。
本文将围绕着含芳香环的氨基酸展开讨论，介绍其结构、性质、生物学功能以及应用等方面的内容。
二、含芳香环的氨基酸概述1. 含芳香环氨基酸种类含芳香环氨基酸主要包括苯丙氨酸（Phe）、组氨酸（His）、色氨酸（Trp）、酪氨酸（Tyr）四种。
它们都具有共同的芳香环结构，但由于它们侧链上不同的官能团，使得它们在结构和性质上存在差异。
2. 含芳香环氨基酸结构特点含芳香环氨基酸都是由α-羧基、α-氢原子、一个共轭的芳香环以及一个侧链组成。
其中，苯丙氨酸和色氨酸侧链上有氢原子，组氨酸侧链上有组胺基团，而酪氨酸侧链上有羟基。
三、含芳香环氨基酸的性质1. 光学活性含芳香环氨基酸都是光学异构体，具有光学活性。
它们的α-碳原子上带有一个共价键和三个不同的官能团（羧基、氢原子和侧链），因此可以存在两种旋光异构体。
2. 疏水性含芳香环氨基酸中的芳香环结构使得它们具有较强的疏水性。
这种疏水性对于蛋白质的稳定和功能至关重要。
3. 吸收和荧光特性由于含芳香环氨基酸中的芳香环结构，它们都具有吸收紫外线和荧光发射特性。
其中，色氨酸是最强的吸收者和荧光发射者，常用于蛋白质结构分析中。
四、含芳香环氨基酸在生物学中的功能1. 构成蛋白质含芳香环氨基酸是构成蛋白质的基本单位，对于蛋白质的结构和功能具有重要的影响。
2. 参与信号转导组氨酸和酪氨酸作为磷酸化位点参与细胞信号转导，调节细胞功能。
3. 参与代谢途径色氨酸是色素合成的前体，同时也是血清素、褪黑激素和维生素B3等物质的合成前体。
4. 参与免疫反应组氨酸在免疫反应中发挥重要作用，可以调节免疫细胞的活性和介导炎症反应。
五、含芳香环氨基酸在医学上的应用1. 蛋白质结构分析由于含芳香环氨基酸具有吸收紫外线和荧光发射特性，因此常用于蛋白质结构分析中。
氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定
氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定一、实验目的（1）掌握紫外–可见分光光度计的工作原理与基本操作。
（2）学习紫外–可见吸收光谱的绘制及定量测定方法。
（3）了解氨基酸类物质的紫外吸收光谱的特点。
二、实验原理紫外-可见分光光度法属于吸收光谱法，分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。
电子由于受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到另一个能级，称为跃迁。
当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。
物质对不同波长的光线具有不同的吸收能力，如果改变通过某一吸收物质的入射光的波长，并纪录该物质在每一波长处的吸光度（A ）,然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这样得到的谱图为该物质的吸收光谱或吸收曲线。
当一定波长的光通过某物质的溶液时，入射光强度I 0与透过光强度I t 之比的对数与该物质的浓度c 及厚度b 成正比。
其数学表达式为：0l o g l o g tIA T k b cI ==-= （一）式（一）为Lambert-Beer 定律，是分光光度法定量分析的基础，其中T 为透光率(透射比）。
物质的吸收光谱反映了它在不同的光谱区域内吸收能力的分布情况，不同的物质，由于分子结构不同，吸收光谱也不同，可以从波形、波峰的强度、位置及其数目反映出来，因此，吸收光谱带有分子结构与组成的信息。
氨基酸类物质的一个重要光学性质是对光有吸收作用。
20种氨基酸在可见光区域均无光吸收，在远紫外区（<220 nm ）均有光吸收，在紫外区（近紫外区）（220 nm —300 nm ）只有三种AA 有光吸收能力，这三种氨基酸分别是苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸，因为它们的结构均含有含有苯环共轭双键系统。
苯丙氨酸最大吸收波长在259 nm 、酪氨酸在278 nm 、色氨酸在279 nm ，蛋白质一般都含有这三种氨基酸残基，所以其最大光吸收在大约280 nm 波长处，因此能利用分光光度法很方便的测定蛋白质的含量。
实验5 氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定
氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定【实验目的】 1、掌握紫外分光光度法的分析原理与基本操作，熟悉紫外分光光度计的结构及特点，掌握其使用方法。
2、学习紫外–可见吸收光谱的绘制及定量测定方法。
3、了解氨基酸类物质的紫外吸收光谱的特点。
【基本原理】原理概述：紫外光谱等物质的吸收光谱可以反映物质在不同的光谱区域内吸收能力的分布情况，不同的物质因分子结构不同，吸收光谱也不同，可以从波形、波峰的强度、位置及其数目反映出来，因此，吸收光谱带有分子结构与组成的信息。
紫外分光光度法：类型：吸收光谱法。
原理：电子的跃迁：电子由于受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到另一个能级的现象。
这是因为分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。
当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。
作图原理：物质对不同波长的光线具有不同的吸收能力，如果改变通过某一吸收物质的入射光的波长，并纪录该物质在每一波长处的吸光度A,然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这样得到的谱图为该物质的吸收光谱或吸收曲线；定量关系：当一定波长的光通过某物质的溶液时，入射光强度I 与透过光强度 I 之比的对数与该物质的0t浓度 c 及厚度 b 成正比。
其数学表达式，即Lambert-Beer 定律，为：-It 这是是分光光度法定量分析的基础，T为透光率（比）。
仪器构造：图1 紫外分光光度计仪器简图氨基酸：定义：含有氨基和羧基的有机物，是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位。
光学性质：对光有吸收作用。
20种氨基酸在可见光区域均无光吸收，在远紫外区（<220 nm）均有光吸收，在（近）紫外区（220 nm—300 nm）只有三种氨基酸有光吸收能力（苯丙氨酸（Phe）、酪氨酸（Tyr）、色氨酸（Trp）），因为它们的结构均含有含有苯环共轭双键系统。
苯丙氨酸最大吸收波长在259 nm、酪氨酸在278 nm、色氨酸在279 nm，蛋白质一般都含有这三种氨基酸残基，所以其最大光吸收在大约280 nm波长处，因此能利用紫外分光光度法很方便的测定蛋白质的含量。
蛋白质光吸收特点
蛋白质光吸收特点
1. 近紫外光吸收：蛋白质在近紫外光（200-300nm）区域对光
有很强的吸收能力。
这是由于蛋白质的氨基酸残基中含有芳香族氨基酸（如苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸等）所致。
2. 紫外光吸收：蛋白质在紫外光（280-320nm）区域也对光有
一定的吸收能力。
这是由于蛋白质中的酪氨酸残基对紫外光有较强的吸收。
3. 色氨酸吸收：蛋白质中的色氨酸残基对紫外光（280nm左右）有强烈的吸收峰。
这一特点常用于蛋白质的定量和纯化。
4. 基团吸收：蛋白质中的其他氨基酸残基（如赖氨酸、组氨酸等）也对特定波长的光有吸收能力。
这些吸收峰通常在可见光区域。
总的来说，蛋白质的光吸收特点是由其中的氨基酸组成所决定的，不同的氨基酸残基对光的吸收有不同的特点和强度。
这些吸收特点可以用于蛋白质的研究、分析和定量测定。
绘制吸收光谱及测定摩尔吸光系数
实验一绘制吸收光谱及测定摩尔吸光系数一.实验目的通过紫外吸收光谱的绘制和摩尔吸光系数的测定，掌握Agilent8453 UV-Vis的使用方法。
学习导数光谱计算方法及特点。
二.实验原理1．本实验用Agilent8453型分光光度计绘制氨基酸（苯丙氨酸，色氨酸）的紫外吸收光谱，找出它的吸收峰波长并计算摩尔吸光系数。
CH2CHCOOHNH2CNHCH2CHCHCOOHNH2苯丙氨酸色氨酸紫外分光光度法是利用物质对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，波长范围为200-400nm的紫外光谱。
各种分子都有其特征的吸收光谱，即吸光度与摩尔吸光系数随波长的变化而变化的规律。
吸收光谱的形状与物质的特征有关，以此进行定性分析。
为了清楚地描述各种物质对紫外区域电磁辐射的选择性吸收的情况，往往需绘制吸收光谱曲线，即吸光度对波长的曲线。
在吸收光谱曲线上可以找到最大吸收峰波长。
根据比尔定律：A = εb c式中A—吸光度ε—摩尔吸光系数b—液槽厚度，单位：cmc—摩尔浓度，单位：mol/l摩尔吸光系数可按下式计算：Abc ε=2．导数分光光度法：利用紫外-可见分光光度计软件系统带有的数学处理功能，对吸收光谱进行处理，可以获得导数光谱。
利用导数光谱进行分光光度测定，称为导数分光光度法。
通常可以获得1-4阶导数光谱。
在各阶导数光谱中，吸光度对波长的微分值与溶液中组分的浓度c保持线性关系：ssd Acdλ∝。
其中s为导数的阶数。
因此，可以利用导数光谱进行定量测定。
导数光谱可用于放大图谱间差别，定性分析中分辨重叠谱带，而且还可以减少定量分析中来自散射、基体、及其它吸收物的干扰影响。
由于导数光谱灵敏度高，因此对于试样纯度检验，多组分混合物的测定，消除共存杂质的干扰和背景吸收，测定混合式样都具有特殊的优越性。
三.实验仪器和试剂1.Agilent8453 UV-Vis分光光度计;2.移液枪(德国BRAND公司生产);3.50ml容量瓶2支; 废液池（烧杯）一只；4.氨基酸储备液：色氨酸0.400 g/l，苯丙氨酸2.00 g/l;5.去离子水四.实验步骤1.吸收光谱的测定（1）用氨基酸储备液及去离子水在50ml容量瓶中配置氨基酸溶液，色氨酸浓度为40mg/l, 苯丙氨酸800mg/l；（2）分别取上述溶液，用1cm石英比色皿，以水作参比溶液，在波长范围为190nm—400nm 间测定他们的吸收光谱。
酪氨酸色氨酸苯丙氨酸λ=280nm光吸收蛋白质分子中含有芳香
第十二章 蛋白质化学
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蛋白质颗粒表面的水化膜和电荷
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第十二章 蛋白质化学
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5.蛋白质的变性与复性
变性：理化因素影响→蛋白质空间构象破坏→蛋
白质理化性质改变，生物学活性丧失
理化因素：加热、紫外线、强酸强碱、有机溶
剂、重金属盐等
可逆变性（复性）：去除变性因素，蛋白质构
COCOOHOH
CHCOHO
COCOOOHH
H2NH2NC CH H HOHO C C H H H H CC NNHH2 2
RR
CHC2HO2 HOH
RR
L-α L-氨-α基-氨酸基 酸
L-甘L-油甘醛油醛
D-Dα-α-氨-氨基基酸酸
人体 内氨基酸均为 ：L-氨基酸
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第十二章 蛋白质化学
第十二章 蛋白质化学
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（一）氨基酸的结构
氨基酸的共同结构
α-碳原子为手性碳原子 都为L-α-氨基酸（甘氨酸、 脯氨酸除外）
H+H2HHN223NC—N HCC||HC--HO—NO2—HCC—CHαOCC||CO-—OHH_OH2HHH
甘氨脯酸氨R酸
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第十二章 蛋白质化学
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氨基酸的构型也以甘油醛为标准：
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五、维持蛋白质构象的主要作用力
氢键
范德华力
离子键
疏水键
二硫键
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第十二章 蛋白质化学
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？ 蛋白质一级结构的作用键 ？ 二级结构的作用键 ？ 三级结构的作用键 ？ 四级结构的作用键
实验4+紫外吸收法测定蛋白质含量
• 本法操作简便迅速，且不消耗样品(可以回收)，低
浓度的盐类不干扰测定，在蛋白质和酶的生化制备 及其它研究中应用广泛，多用于纯化之蛋白质的微 量测定，尤其是适合于柱层析分离中蛋白质洗脱情 况的检测。 • 核酸在280nm波长下也有一定吸收能力，可能发生 干扰。混有核酸时必须分别测定280nm和260nm两
误差。
• (4) 比色皿内盛液应为其容量的2/3～3/4，过少会 影响实验结果，过多易在测量过程中外溢，污染 仪器。 • (5) 拿放比色皿时，应持其“毛面”，杜绝接触 光路通过的“光面”。如比色皿外表面有液体， 应用滤纸吸干，以保证光路通过时不受影响。 • (6) 若待测液浓度过大，应适当稀释，一般应使 吸光度读数处于0.1～0.8范围内为宜。
实验七 紫外吸收法测定蛋白质含量
一、 实验目的：
• 学习紫外分光光度法测定蛋 白质含量的原理； • 熟练掌握紫外分光光度计测 定原理及使用方法。
二、 实验原理：
• 由于蛋白质中存在着酪氨酸、色氨酸及苯 丙氨酸残基，它们的结构中具有共轭双键， 对紫外光有吸收作用，其吸收高峰在 280nm波长处，且在此波长内吸收峰的光 密度值OD280nm与其浓度（范围是 0.1~1.0mg/ml）成正比关系，280nm的吸 光度故可作为蛋白质定量测定的依据。
?由于蛋白质中存在着酪氨酸色氨酸及苯丙氨酸残基它们的结构中具有共轭双键对紫外光有吸收作用其吸收高峰在对紫外光有吸收作用其吸收高峰在280nm波长处且在此波长内吸收峰的光密度值波长处且在此波长内吸收峰的光密度值od280nm与其浓度范围是0110mgml成正比关系280nm的吸光度故可作为蛋白质定量测定的依据
四、操作步骤
• 1．标准曲线制作
• 按表1分别向每支试管内加入各种试剂，混 匀。以光程为1cm的石英比色杯，在 280nm波长处测定各管溶液的光密度值 OD280nm。 • 以蛋白质浓度为横坐标，光密度值为纵坐 标，绘出标准曲线。
色氨酸紫外吸收光谱定性扫描及数据处理实验报告
色氨酸紫外吸收光谱定性扫描及数据处理实验报告一、实验目的1.了解紫外-可见光谱定性分析的原理2.掌握紫外-可见光谱定性图谱数据的处理方法3.掌握紫外可见光谱分析仪定性扫描的实验操作的方法二、实验原理1.分子的最外层电子吸收电磁波辐射，并跃迁到高能级后产生的吸收光谱，通常被称为电子光谱。
由于其波长范围在光谱的紫外可见光区，该谱图又叫做紫外可见光谱。
紫外可见光分为3个区域：远紫外区10-190nm，紫外区190-400nm，可见光区400-800nm，通常我们研究的波长在190-800nm之间的电磁波。
2.当光束照到物质上时，物质对不同波长的光的吸收、透射、反射、折射的程度不同，而使物质呈现不同的颜色。
对溶液来说，溶液呈现不同的颜色是因为溶液中的质点（离子或分子）对不同波长的光具有选择性吸收引起的，溶液呈现的是它吸收光的互补光的颜色。
如果将各种波长的单色光一次通过某一固定浓度的有色溶液，测量每一波长下有色溶液对光的吸收程度（即吸光度A），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得到的曲线，即称吸收光谱曲线。
通过该曲线可以明确看出有色溶液对光的吸收情况。
3.紫外吸收光谱的分析①定性分析：虽然各化合物的分子结构不尽相同，但是只要有相同的生色团（相同的共轭结构），他们的最大吸收波长值就相同。
②定量分析：标准曲线法、标准样品对照法、多组分定量分析、示差分光光度法等都是紫外吸收光谱定量分析的依据。
本次试验我们采用的是标准曲线法。
扫描未知浓度的样品我们可以得到其最大吸收波长值，测得不同浓度该化合物的标准溶液在该最大波长处的吸光度值，作浓度——吸光度的曲线，未知浓度的样品在最大吸收波长值处的吸光度落在该曲线上，可以求出样品的浓度。
4.参与蛋白质合成的20种氨基酸在可见光下均无吸收，由于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸含芳香基团，在紫外光区有吸收，并以色氨酸吸收紫外光的能力最强，其最大吸收峰出现在280nm左右5.UV-1240仪器的基本构造光源→单色器→样品室→检测器→显示器光源：紫外光区使用的光源是氢灯、氘灯，可见光区使用的光源是钨灯样品室:紫外区必须使用石英比色皿，可见光区可以使用石英比色皿或玻璃比色皿。
在280nm波长处有吸收峰的氨基酸为
在280nm波长处有吸收峰的氨基
酸为
【提问】蛋白质在280nm波长处有最大光吸收，是由下列哪种结构引起的
a 组氨酸的咪唑基
b 丝氨酸的羟基
c 半胱氨酸的-sh基
d 苯丙氨酸的苯环
e 谷氨酸的-cooh基
此题答案为d，色氨酸及酪氨酸也有此性质。
也是因为苯环吗，色氨酸里的环状结构也算苯环吗？
【回答】酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸的r基含有苯环共轭双键系统，在近紫外光区域（220～300nm）有吸收光的能力。
酪氨酸的最大光吸收波长（λmax）在275nm，在该波长下的摩尔消光系数ε275=1.4×103；苯丙氨酸的λmax在257nm，
ε257=2.0×102；色氨酸的λmax在280nm，
ε280=5.6×103。
蛋白质含有这些氨基酸，所以也有紫外吸收能力，一般最大光吸收在280nm波长处。
★问题所属科目：临床执业助理医师---生物化学。