氨基酸

第3章氨基酸内容氨基酸-蛋白质的构件分子氨基酸的分类氨基酸的理化性质氨基酸的酸碱化学氨基酸的光学活性和光谱性质氨基酸混合物的分析分离希腊文“第一”的意思，生命中第一重要的有机物，是生命的物质基础。形成蛋白质的基石（“砖块性”分子）ProteinsAminoacids氨基酸是蛋白质的构件分子氨基酸的性质聚合能力酸碱性质侧链的结构手性蛋白质的水解完全水解：氨基酸的混合物部分水解：肽段和氨基酸在酸、碱、蛋白酶的作用下，可以被水解成氨基酸单体。酸水解：6MHCl或4MH2SO4不消旋，得到L-氨基酸；色氨酸破坏、羟基氨基酸部分分解、天冬酰胺、谷胺酰胺脱酰胺基。蛋白质的水解碱水解：多数氨基酸遭到不同程度的破坏，消旋，得到D-,L-型氨基酸的混合物；色氨酸稳定、精氨酸脱氨5MNaOH蛋白质的水解酶水解：不消旋、不破坏氨基酸、需要多种酶的协同作用；水解位点特异，水解时间长。用于一级结构分析蛋白质的水解酶解时间长不破坏aa不引起消旋肽段和氨基酸混合物生理温度、pH酶水解引起消旋；Arg脱氨基生成鸟氨酸不破坏TrpL-aa和D-aa混合物5MNaOH共煮20hrs碱水解Trp被破坏；一部分羟基aa(Ser,Thr)被分解；Asn和Gln的酰胺基被水解下来不引起消旋L-aa6MHCl或4MH2SO4共煮20hrs酸水解缺点优点产物反应条件水解方法知识的梳理二、氨基酸的结构及分类180种氨基酸蛋白质氨基酸非蛋白质氨基酸常见氨基酸(基本氨基酸20种)稀有氨基酸:几种(由基本aa经酶促修饰而来)COO-R基L-氨基酸结构aH=GlycineCH3=AlanineHN3+HCOOHH2NHRCHOHOHCH2OHL-氨基酸L-甘油醛L-氨基酸结构生物体内的氨基酸多属于L-型CHH2NCOOHRα碳原子侧链二十种氨基酸除Gly外全是L-型L-氨基酸结构天冬酰氨1806Vauquelin天门冬芽甘氨酸1820Braconnot明胶亮氨酸1820Braconnot羊毛、肌肉酪氨酸1849Bopp奶酪丝氨酸1865Cramer蚕丝谷氨酸1866Ritthausen面筋天冬氨酸1868Ritthausen蚕豆苯丙氨酸1881Schultze羽扇豆芽丙氨酸1881Weyl丝心蛋白赖氨酸1889Drechsel珊瑚精氨酸1895Hedin牛角组氨酸1896Kossel,Hedin奶酪胱氨酸1899Morner牛角缬氨酸1901Fischer奶酪脯氨酸1901Fischer奶酪色氨酸1901Hopkins奶酪异亮氨酸1904Erhlich纤维蛋白甲硫氨酸1922Mueller奶酪苏氨酸1935McCoyetal奶酪20种基本氨基酸的发现氨基酸的名称与符号alanine丙氨酸AlaAarginine精氨酸ArgRasparagine天冬酰氨AsnAsxNasparticacid天冬氨酸AspAsxDcystine半胱氨酸CysCglutarmine谷氨酰胺GlnGlxQglutarmicacid谷氨酸GluGlxEglycine甘氨酸GlyGhistidine组氨酸HisHisoleucine异亮氨酸IleIleucine亮氨酸LeuLlysine赖氨酸LysKmethionine甲硫氨酸MetMphenylalanine苯丙氨酸PheFproline脯氨酸ProPserine丝氨酸SerSthreonine苏氨酸ThrTtryptophan色氨酸TrpWtyrosine酪氨酸TyrYvaline缬氨酸ValV不用的字母JUZBOX天然产氨基酸更普遍使用习惯命名或俗名，即按其来源或性质命名。如天门冬氨酸最初由天门冬的幼苗中发现；甘氨酸因其具有甜味而得名。生物体内作为合成蛋白质的原料的20种氨基酸，象元素符号一样，都有国际通用的符号，中文用简称表示。（2）俗名（1）系统命名法。把氨基当作取代基，以羧酸做母体，称为氨基某酸。氨基的位置习惯上用希腊字母a、b、g等表示。氨基酸的命名氨基酸的结构氨基酸的结构甘氨酸GlycineH2NCHCHOHO脂肪族氨基酸(α-氨基乙酸)H2NCHCCH3OHO甘氨酸Glycine丙氨酸Alanine脂肪族氨基酸(α-氨基丙酸)氨基酸的结构甘氨酸Glycine丙氨酸Alanine缬氨酸ValineH2NCHCCHOHOCH3CH3脂肪族氨基酸(α-氨基异戊酸)氨基酸的结构甘氨酸Glycine丙氨酸Alanine缬氨酸Valine亮氨酸LeucineH2NCHCCH2OHOCHCH3CH3脂肪族氨基酸(α-氨基异己酸)氨基酸的结构甘氨酸Glycine丙氨酸Alanine缬氨酸Valine亮氨酸Leucine异亮氨酸IleucineH2NCHCCHOHOCH3CH2CH3脂肪族氨基酸(α-氨基-β-甲基戊酸)氨基酸的结构甘氨酸Glycine丙氨酸Alanine缬氨酸Valine亮氨酸Leucine异亮氨酸Ileucine脯氨酸ProlineHNCOHO亚氨基酸(β-吡咯烷基-α-羧酸)氨基酸的结构甘氨酸Glycine丙氨酸Alanine缬氨酸Valine亮氨酸Leucine异亮氨酸Ileucine脯氨酸Proline甲硫氨酸MethionineH2NCHCCH2OHOCH2SCH3含硫氨基酸（α-氨基-γ-甲硫基丁酸）氨基酸的结构甘氨酸Glycine丙氨酸Alanine缬氨酸Valine亮氨酸Leucine异亮氨酸Ileucine脯氨酸Proline甲硫氨酸Methionine半胱氨酸CysteineH2NCHCCH2OHOSH含硫氨基酸(α-氨基-β-巯基丙酸）氨基酸的结构苯丙氨酸PhenylalanineH2NCHCCH2OHO芳香族氨基酸（α-氨基-β-苯丙酸）氨基酸的结构苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸TyrosineH2NCHCCH2OHOOH芳香族氨基酸（α-氨基-β-对羟基苯丙酸）氨基酸的结构苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine色氨酸TrytophanH2NCHCCH2OHOHN芳香族氨基酸（β-吲哚-α-氨基丙酸）氨基酸的结构精氨酸ArginineH2NCHCCH2OHOCH2CH2NHCNH2NH碱性氨基酸（α-氨基-δ-胍基戊酸）氨基酸的结构精氨酸Arginine赖氨酸LysineH2NCHCCH2OHOCH2CH2CH2NH2碱性氨基酸（α，ε-二氨基己酸）氨基酸的结构精氨酸Arginine赖氨酸Lysine组氨酸HistidineH2NCHCCH2OHONNH碱性氨基酸（α-氨基-β-咪唑基丙酸）氨基酸的结构天冬氨酸AspartateH2NCHCCH2OHOCOHO酸性氨基酸（α-氨基丁二酸）氨基酸的结构天冬氨酸Aspartate谷氨酸GlutamateH2NCHCCH2OHOCH2COHO酸性氨基酸（α-氨基戊二酸）氨基酸的结构丝氨酸SerineH2NCHCCH2OHOOH含羟基氨基酸（α-氨基-β-羟基丙酸）氨基酸的结构丝氨酸Serine苏氨酸ThreonineH2NCHCCHOHOOHCH3含羟基氨基酸（α-氨基-β-羟基丁酸）氨基酸的结构天冬酰胺AsnaragineH2NCHCCH2OHOCNH2O含酰胺氨基酸（β-氨基-β-羧基丙酰胺）氨基酸的结构天冬酰胺Asnaragine谷氨酰胺GlutamineH2NCHCCH2OHOCH2CNH2O含酰胺氨基酸（γ-氨基-γ-羧基丁酰胺）氨基酸的结构①脂肪族氨基酸②含芳香环的氨基酸：色、酪、苯丙③含杂环的氨基酸：脯、组甘、丙、缬、亮、异亮(不含其它官能团)丝、苏(含-OH)；半胱、蛋(含S)；天酰、谷酰(含酰胺)天冬、谷(1氨基2羧基)精(含胍基)赖（2氨基1羧基）（1）根据化学结构不同分:二、氨基酸的分类LeuL-C-C-CONH2-C-CONH2-C-COOH-C-C-COOH-H-CH3-C-OH-C-SH-C-C-S-CPPro-C-CCNN+-C-C-C-C-NH3+-C--C--OH-C-N脂肪族酸性氨基酸及其酰胺碱性-C-C-C-N-C-NN+=C-C-C-CC-C-C-CCC-CCCCHNC-COOHa-C-COHGlnQAsnNAspDGluEPheFArgRLysKHisHGlyGAAAlaVValIIleYTyrSerSThrTMetMCysCTrpW亚氨基含硫含羟基芳香族Non-polarPolar杂环类：His、Pro非极性aa：仆笨些，梁刚亦笨-----脯/丙/缬，/亮/甘/异亮氨酸/苯丙氨酸中性氨基酸(1氨基1羧基)：甘、丙、缬、亮、异亮、丝、苏、半胱、蛋（甲硫）、苯丙、酪、色、天酰、谷酰、脯酸性氨基酸(1氨基2羧基)：天冬、谷碱性氨基酸(2氨基1羧基)：赖、精、组（2）根据氨基酸在水溶液中的酸碱性不同分：（3）据aa在生理pH范围其侧链R基极性及所带电荷分类：①R基团为非极性或疏水性的氨基酸。色、苯丙、脯、亮、异亮、甲硫、丙、缬。8种。它们通常埋藏于蛋白质内部。②R基团含羟基、巯基等极性基，有极性但不带电的氨基酸。甘、丝、苏、酪、半胱、天酰、谷酰。7种。往往分布于蛋白质分子的表面。①②两类为中性氨基酸。③R基团带负电荷的氨基酸。有谷、天冬2种。为酸性氨基酸。④R基团带正电荷的氨基酸。有精、赖、组3种。为碱性氨基酸。丙氨酸（Ala）缬氨酸（Val）亮氨酸（Leu）异亮氨酸（Ile）脯氨酸（Pro）苯丙氨酸（Phe）色氨酸（Trp）甲硫氨酸（Met）①非极性R基团氨基酸（8种）：特点：不易溶于水AlaValLeuIleMetPheTrpProR基疏水性大小Ala＜Met＜Pro＜Val＜Leu＝Ile＜Phe＜Trp这类氨基酸R基的疏水性，在维持蛋白质的三维结构中起着重要作用。甘氨酸（Gly）丝氨酸（Ser）苏氨酸（Thr）半胱氨酸（Cys）酪氨酸（Tyr）天冬酰胺（Asn）谷氨酰胺（Gln）②极性不带电荷R基团氨基酸（7种）：特点：侧链含极性基团，在生理条件下不解离，易溶于水，R侧链能与水形成氢键。GlySerThrCysAsnGlnTyr天冬氨酸（Asp）谷氨酸（Glu）AspGlu在生理条件下,侧链羧基完全解离，带负电荷。③R基团带负电荷氨基酸：为酸性氨基酸味精即为谷氨酸的钠盐④R基团带正电荷氨基酸：赖氨酸（Lys）精氨酸（Arg）组氨酸（His）为碱性氨基酸，在生理条件下，侧链解离，带正电荷胍基LysArgHisH+咪唑基δγβε必须氨基酸在人体内不能合成，是由于人体内不能合成这些氨基酸的碳架成年人：Leu、Ile、Val、Thr、Met、Trp、Lys、Phe（携一两本淡色书来）婴儿期：Arg和His供给不足，属半必需氨基酸。必需氨基酸Ser的-CH2OH基（pKa=15），在生理条件下不解离，但它是一个极性基团，能与其它基团形成氢键，具有重要的生理意义。在大多数酶的活性中心都发现有Ser残基存在。知识卡片Thr中的-OH是仲醇，具有亲水性，但此-OH形成氢键的能力较弱，因此，在蛋白质活性中心中很少出现。Ser和Thr的-OH往往与糖链相连，形成糖蛋白。知识卡片Cys具有两个重要性质（1）在较高pH值条件，巯基离解。（2）两个Cys的巯基氧化生成二硫键，生成胱氨酸。Cys—s—s—Cys。二硫键在蛋白质的结构中具有重要意义。Cys还常常出现在酶的活性中心。Met的R中含有甲硫基（-SCH3），硫原子有亲核性，易发生极化，因此，Met是一种重要的甲基供体。知识卡片Pro是一种环状结构的氨基酸，它的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，一般出现在两段α-螺旋之间的转角处，Pro残基所在的位置必然发生骨架方向的变化。知识卡片His含咪唑环，咪唑环的pKa在游离氨基酸中和在多肽链中不同，前者pKa为6.00，后者为7.35，它是20种氨基酸中侧链pKa值最接近生理pH值的一种，在接近中性pH时，可离解平衡。它是在生理pH条件下唯一具有缓冲能力的氨基酸。知识卡片蛋白质基本结构单位：L－a－氨基酸a－氨基