氨基酸(课件PPT)

(AminoAcid,AA,Aa,aa)第3章氨基酸——蛋白质的构件分子ProteinArchitecture一、氨基酸（一）蛋白质水解蛋白质和多肽的肽键可被催化水解酸/碱能将蛋白完全水解酶水解一般是部分水解得到各种AA的混合物得到多肽片段和AA的混合物氨基酸是蛋白质的基本结构单元蛋白质——月示——胨——多肽——肽——AA1*1045*1032*1031000200100-500（二）氨基酸的结构地球上天然形成的AA300种以上。构成蛋白质的AA只有20余种，且都是α-氨基酸。什么是氨基酸？•----C-C-C-C-COOHγβα•----C-C-C-C(NH2)-COOHα-氨基酸•----C-C-C(NH2)-C-COOHβ-氨基酸•----C-C(NH2)-C-C-COOHγ-氨基酸什么是α-氨基酸？•大多数AA在中性pH时呈兼性离子状态:•除甘氨酸外，19种AA都具有旋光性。•除胱氨酸和酪氨酸外，其余AA都能溶于水。COO-NH3+二、氨基酸的分类（一）常见的蛋白质氨基酸按Ｒ基的化学结构分类：１、脂肪族aa（１）中性aa（2）含羟基或硫aa（３）酸性aa及其酰胺（４）碱性aa２、芳香族aa３、杂环aa按Ｒ基的极性性质分类：１、非极性Ｒ基aa２、不带电荷的极性Ｒ基aa3、带正电荷的Ｒ基aa4、带负电荷的Ｒ基aa（二）不常见的蛋白质氨基酸由常见aa经修饰而来。（三）非蛋白质氨基酸•150多种•多是蛋白质中L型α-AA衍生物•有一些是β-，γ-，δ-AA•有些是D-型AA鸟氨酸瓜氨酸三、氨基酸的酸碱性质（一）兼性离子H3N—CH—COOHR+（pH＜pI）H3N—CH—COO-R+（pH=pI）H2N—CH—COO-R（pH＞pI）（二）氨基酸的解离（三）氨基酸的等电点•当溶液为某一pH值时，AA主要以兼性离子的形式存在，分子中所含的正负电荷数目相等，净电荷为0。这一pH值即为AA的等电点（pI）。•在pI时，AA在电场中既不向正极也不向负极移动，即处于两性离子状态。Ka1*Ka2=……侧链不含离解基团的中性AApI=(pK’1+pK’2)/2甘氨酸滴定曲线•对于侧链含有可解离基团的AA•pI取决于两性离子两边pK’值的算术平均值•酸性AA：pI=(pK’1+pK’R-COO-)/2•碱性AA：pI=(pK’2+pK’R-NH2)/2四、氨基酸的化学反应（一）α-氨基参加的反应1.与亚硝酸反应2.与酰化试剂反应3.烃基化反应4.形成Schiff’s碱反应5.脱氨基反应NH2OHRCHCOOH+HNO2RCHCOOH+H2O+N2VanSlyke法测氨基氮（体积）的基础。N2中的1/2为氨基氮。氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。NO2FO2N+H2N—CH—COOHRNO2O2NHN—CH—COOHR+HF弱碱性DNP-氨基酸（黄色）DNFBSanger法测定N末端氨基酸基础—N=C=S+N—CH—COOHHHRPITC—N—C—N—CH—COOHHHRSPTC-氨基酸—N—CHRSNCCOPTH-氨基酸pH8.3无水HF苯异硫氰酸酯PITC苯氨基硫甲酰衍生物苯乙内硫脲衍生物Edman降解法基础R’COOHR’COOC=O+H2NCHC=NCHHRHR醛氨基酸Schiff’s碱-H20+H20在生物体内经AA氧化酶催化即脱去α-氨基而转变为酮酸。（二）α-羧基参加的反应1.成盐或成酯反应2.成酰氯反应3.脱羧基反应4.叠氮反应（2）成酯NH2干燥，HClRCHCOOH+C2H5OH回流RCHCOOC2H5+H2ONH3·Cl保护羧基（1）与NaOH等形成盐HN-保护基R—CH-COOH+PCl5HN-保护基R—CH-COOCl+POCl3+HCl保护氨基活化羧基NH2脱羧酶R—CH-COOHR-CH2-NH2+CO2YNHONH2NH2R—CH—C—OCH3YNHOHNO2R—CH—C—NHNH2YNHOR—CH—C—N-—N+N+2H2O酰化氨基酸甲酯肼酰化氨基酰肼酰化氨基酰叠氮肽的人工合成（三）α-羧基和α-氨基都参加的反应1、与茚三酮反应2、成肽反应弱酸加热（四）侧链R基参加的反应1、Tyr2、碱性AA2、碱性AA3、带硫AAONH2OHOHIIONH2OHOHIONH2OHOHO2NNO2ONH2OHOHNO2Tyr酚基在3和5位上易发生亲电取代反应，如碘化和硝化黄色反应NNNNONH2OHOHHO3SHO3SPauly反应NNNHNNNCH2CHCOOHNH2HO3SHO3SHis侧链咪唑基与重氮苯磺酸生成棕红色化合物Pauly反应Arg侧链胍基与环己二酮生成缩合物Trp侧链吲哚基能被N-溴代琥珀酰亚胺氧化——分光光度法测定Trp含量Met侧链上甲硫基：强亲核基团与烃化试剂成锍盐保护巯基与二硫硝基苯甲酸发生硫醇-二硫化物交换pH8.0时412nm最大光吸收—分光光度法测定-SH2R-SH+1/2O2R-S-S-R+H2OCys的巯基不稳定，易被氧化成二硫键巯基在有痕量的金属离子如：Cu2+，Fe2+，Co2+或Mn2+时，易被氧化Cys中的二硫键可被氧化剂（过甲酸）以及还原剂（巯基化合物）打开。H2N-CH-COOHCH2SSCH2H2N-CH-COOH6HCOOOHH2N-CH-COOHCH2SO3HH2N-CH-COOHCH2SH2R-SH++6HCOOHR-S-S-R磺基丙氨酸CH2SHHOCHHCOHCH2SH+R-S-S-ROHOHSS+2R-SH五、AA的光学活性和光谱性质（一）AA的光学活性和立体化学（二）氨基酸的光谱性质可见光区：无吸收远紫外和红外区：都吸收近紫外区（200—400nm）：Tyr/Trp/Phe原因：-C=C-C=C-C=C-C=C-1、紫外吸收光谱Trp280nmTyr275nmPhe257nm蛋白质含量测定280nm２、核磁共振波谱六、氨基酸混合物的分析分离——利用AA成分分配系数的差异（一）分配层析法的一般原理{层析系统固定相{流动相附着在固相上的液体固体按两相所处状态分：流动相液体气体固定相液体液液层析气液层析固体液固层析气固层析柱固定相装于柱内纸固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品点在纸上，用流动相展开薄层将有适当粘度的固定相涂在薄板上薄膜与纸层析相似，纸用其它高分子有机吸附剂代替按操作形式分：吸附固体吸附能力不同分配液体分配系数不同离子交换离子交换剂亲和性不同凝胶多孔凝胶，通过速度不同亲和固定相只能与一种组分结合，——分开其它无亲和力的组分按层析原理分：固定相各组分对固定相（二）分配柱层析填充物为亲水性的不溶物质如纤维素、淀粉、硅胶等，收集的组分用茚三酮显色定量。（三）纸层析（四）薄层层析（五）离子交换层析（六）气液层析固定相支持剂颗粒细，表面积大；采取高压，洗脱速度快。（七）高效液相层析4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫·托尔斯泰20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰·贝勒斯22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。53、希望是厄运的忠实的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。55、领导的速度决定团队的效率。56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。59、不要说你不会做！你是个人你就会做！60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。65、再冷的石头，坐上三年也会暖。66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。71、胜利，是属于最坚韧的人。72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。73、只要路是对的，就不怕路远。74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。