王鏡巖生物化學氨基酸學習教案

1、會計學1王鏡巖生物化學王鏡巖生物化學(shn w hu xu) 氨氨基酸基酸第一頁，共81頁。Protein Architecture一、氨基酸一、氨基酸第1頁/共80頁第二頁，共81頁。得到得到(d do)各種各種AA的混合物的混合物得到多肽片段和得到多肽片段和AA的混合物的混合物氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)月示月示胨胨多肽多肽肽肽AAAA 1*104 5*103 2*103 1000 200 100 -500第2頁/共80頁第三頁，共81頁。第3頁/共80頁第四頁，共81頁。什么什么(shn me)(shn me)是氨是氨基酸？基酸？第4頁/共80頁第五頁，共81頁。第5頁/共

2、80頁第六頁，共81頁。什么什么(shn me)(shn me)是是-氨基氨基酸？酸？第6頁/共80頁第七頁，共81頁。COO-NH3+第7頁/共80頁第八頁，共81頁。（一）常見（一）常見(chn jin)(chn jin)的蛋的蛋白質(zhì)氨基酸白質(zhì)氨基酸第8頁/共80頁第九頁，共81頁。按基的化學按基的化學(huxu)(huxu)結(jié)構(gòu)分類結(jié)構(gòu)分類：、脂肪、脂肪(zhfng)(zhfng)族族aaaa（）中性（）中性(zhngxng)aa(zhngxng)aa第9頁/共80頁第十頁，共81頁。（2 2）含羥基）含羥基(qingj)(qingj)或硫或硫aaaa第10頁/共80頁第十一頁，共81頁

3、。第11頁/共80頁第十二頁，共81頁。（）酸性（）酸性(sun xn)aa(sun xn)aa及其酰胺及其酰胺第12頁/共80頁第十三頁，共81頁。（）堿性（）堿性(jin xn)aa(jin xn)aa第13頁/共80頁第十四頁，共81頁。、芳香族、芳香族aaaa第14頁/共80頁第十五頁，共81頁。、雜環(huán)、雜環(huán)aaaa第15頁/共80頁第十六頁，共81頁。按基的極性性質(zhì)按基的極性性質(zhì)(xngzh)(xngzh)分分類：類：、非極性基、非極性基aaaa第16頁/共80頁第十七頁，共81頁。、不帶電荷、不帶電荷(dinh)(dinh)的極性的極性基基aaaa第17頁/共80頁第十八頁，共81

4、頁。3 3、帶正電荷的基、帶正電荷的基aaaa第18頁/共80頁第十九頁，共81頁。4 4、帶負電荷的基、帶負電荷的基aaaa第19頁/共80頁第二十頁，共81頁。（二）不常見（二）不常見(chn jin)的蛋白的蛋白質(zhì)氨基酸質(zhì)氨基酸 由常見由常見(chn jin)aa經(jīng)修飾經(jīng)修飾而來。而來。第20頁/共80頁第二十一頁，共81頁。第21頁/共80頁第二十二頁，共81頁。第22頁/共80頁第二十三頁，共81頁。（三）非蛋白質(zhì)氨基酸（三）非蛋白質(zhì)氨基酸 150150多種多種多是蛋白質(zhì)中多是蛋白質(zhì)中L L型型-AA-AA衍生物衍生物有一些有一些(yxi)(yxi)是是-，-，-AA-AA有些是有些

5、是D-D-型型AAAA第23頁/共80頁第二十四頁，共81頁。鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸第24頁/共80頁第二十五頁，共81頁。（一）兼性離子（一）兼性離子第25頁/共80頁第二十六頁，共81頁。第26頁/共80頁第二十七頁，共81頁。H3NCHCOOHR+（pHpI）H3NCHCOO-R+（pH=pI）H2NCHCOO-R（pHpI）（二）氨基酸的解離（二）氨基酸的解離(ji l)第27頁/共80頁第二十八頁，共81頁。第28頁/共80頁第二十九頁，共81頁。Ka1*Ka2=l側(cè)鏈不含離解基團側(cè)鏈不含離解基團(j tun)(j tun)的中性的中性AAAAlpI = (pK1 + pK2 )/

6、2 pI = (pK1 + pK2 )/2 第29頁/共80頁第三十頁，共81頁。甘氨酸滴定曲線甘氨酸滴定曲線(qxin)第30頁/共80頁第三十一頁，共81頁。第31頁/共80頁第三十二頁，共81頁。第32頁/共80頁第三十三頁，共81頁。第33頁/共80頁第三十四頁，共81頁。第34頁/共80頁第三十五頁，共81頁。第35頁/共80頁第三十六頁，共81頁。（一）（一）-氨基參加氨基參加(cnji)(cnji)的反應的反應1.1.與亞硝酸反應與亞硝酸反應(fnyng)(fnyng)2.2.與酰化試劑與?；噭?shj)(shj)反應反應3.3.烴基化反應烴基化反應4.4.形成形成Schiff

7、Schiffs s堿反應堿反應5.5.脫氨基反應脫氨基反應第36頁/共80頁第三十七頁，共81頁。 NH2 OH R CH COOH + HNO2 R CH COOH+H2O+N2Van Slyke 法測氨基氮（體積(tj)）的基礎(chǔ)。N2中的1/2為氨基氮。 氨基酸定量氨基酸定量(dngling)和蛋白質(zhì)水解程度的和蛋白質(zhì)水解程度的測定。測定。第37頁/共80頁第三十八頁，共81頁。NO2FO2N+ H2NCHCOOHRNO2O2NHNCHCOOHR+ HF弱堿性弱堿性(jin xn)DNP-氨基酸氨基酸 （黃色（黃色(hungs)）DNFBSanger 法測定法測定N末端末端(m dun)氨

8、氨基酸基礎(chǔ)基酸基礎(chǔ)第38頁/共80頁第三十九頁，共81頁。N=C=S + NCHCOOHHHRPITCNCNCHCOOHHHRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSNCCOPTH-氨基酸氨基酸pH8.3無水無水HF苯異硫氰酸酯苯異硫氰酸酯PITC苯氨基苯氨基(nj)硫甲酰衍生硫甲酰衍生物物苯乙內(nèi)硫脲衍生物苯乙內(nèi)硫脲衍生物Edman降解降解(jin ji)法基礎(chǔ)法基礎(chǔ)第39頁/共80頁第四十頁，共81頁。醛醛 氨基酸氨基酸 Schiffs堿堿-H20+H20第40頁/共80頁第四十一頁，共81頁。在生物體內(nèi)經(jīng)在生物體內(nèi)經(jīng)AA氧化酶催化氧化酶催化即脫去即脫去-氨基氨基(nj)而轉(zhuǎn)變?yōu)橥?。而轉(zhuǎn)變?yōu)橥帷?/p>

9、第41頁/共80頁第四十二頁，共81頁。（二）（二） - -羧基參加羧基參加(cnji)(cnji)的反應的反應1.1.成鹽或成酯反應成鹽或成酯反應(fnyng)(fnyng)2.2.成酰氯反應成酰氯反應(fnyng)(fnyng)3.3.脫羧基反應脫羧基反應4.4.疊氮反應疊氮反應第42頁/共80頁第四十三頁，共81頁。NH3Cl保護保護(boh)羧基羧基（1）與）與NaOH等形成等形成(xngchng)鹽鹽第43頁/共80頁第四十四頁，共81頁。 HN-保護保護(boh)基基 R CH-COOH + PCl5 HN-保護保護(boh)基基 R CH-COOCl + POCl3 + HCl保

10、護保護(boh)氨基氨基 活化活化羧基羧基第44頁/共80頁第四十五頁，共81頁。 NH2 脫羧酶脫羧酶 RCH-COOH R-CH2-NH2 +CO2第45頁/共80頁第四十六頁，共81頁。 YNH O NH2NH2 RCHCOCH3 YNH O HNO2 RCHCNHNH2 YNH O RCHCN -N+ N + 2H2O?；被峒柞ヵ；被峒柞?肼肼酰化氨基?；被?nj)酰酰肼肼酰化氨基?；被?nj)酰酰疊氮疊氮肽的人工合成肽的人工合成(rn n h chn)第46頁/共80頁第四十七頁，共81頁。（三）（三）-羧基和羧基和-氨基氨基(nj)(nj)都參加的反都參加的反應應1 1

11、、 與茚三酮反應與茚三酮反應(fnyng)(fnyng) 2 2、 成肽反應成肽反應(fnyng)(fnyng)第47頁/共80頁第四十八頁，共81頁。弱酸弱酸(ru sun) 加熱加熱第48頁/共80頁第四十九頁，共81頁。（四）（四） 側(cè)鏈側(cè)鏈R R基參加基參加(cnji)(cnji)的的反應反應1 1、TyrTyr2 2、堿性、堿性(jin xn)AA(jin xn)AA2 2、堿性、堿性(jin (jin xn)AAxn)AA3 3、帶硫、帶硫AAAA第49頁/共80頁第五十頁，共81頁。ONH2OHOHIIONH2OHOHIONH2OHOHO2NNO2ONH2OHOHNO2Tyr酚基

12、在酚基在3和和5位上易發(fā)生位上易發(fā)生(fshng)親電取代親電取代反應，反應，如碘化和硝化如碘化和硝化黃色黃色(hungs)反應反應第50頁/共80頁第五十一頁，共81頁。NNNNONH2OHOHHO3SHO3S第51頁/共80頁第五十二頁，共81頁。NNNHNNNCH2 CH COOHNH2HO3SHO3SHis側(cè)鏈咪唑側(cè)鏈咪唑(m zu)基與重氮苯磺基與重氮苯磺酸生成棕紅色化合酸生成棕紅色化合物物第52頁/共80頁第五十三頁，共81頁。Arg側(cè)鏈胍基與側(cè)鏈胍基與環(huán)己二酮生成環(huán)己二酮生成(shn chn)縮縮合物合物第53頁/共80頁第五十四頁，共81頁。Trp側(cè)鏈吲哚側(cè)鏈吲哚(yn du)

13、基能被基能被N-溴代琥珀酰亞胺氧化溴代琥珀酰亞胺氧化分光光度法測定分光光度法測定Trp含量含量第54頁/共80頁第五十五頁，共81頁。Met側(cè)鏈上甲硫基：強親核基團側(cè)鏈上甲硫基：強親核基團(j tun)與烴化試與烴化試劑成锍鹽劑成锍鹽保護保護(boh)巰基巰基第55頁/共80頁第五十六頁，共81頁。與二硫硝基苯甲酸發(fā)生與二硫硝基苯甲酸發(fā)生(fshng)硫醇硫醇-二硫二硫化物交換化物交換pH8.0時時412nm最大光吸收最大光吸收分光分光(fn un)光度法測定光度法測定-SH第56頁/共80頁第五十七頁，共81頁。2R-SH+1/2O2R-S-S-R+H2OCys的巰基不穩(wěn)定，易被氧化成二硫鍵

14、的巰基不穩(wěn)定，易被氧化成二硫鍵巰基在有痕量巰基在有痕量(hn lin)的金屬離子如：的金屬離子如：Cu2+，F(xiàn)e2+，Co2+或或Mn2+時，易被氧時，易被氧化化第57頁/共80頁第五十八頁，共81頁。Cys中的二硫鍵可被氧化劑（過甲酸）以及中的二硫鍵可被氧化劑（過甲酸）以及(yj)還原劑（巰基化合物）打開。還原劑（巰基化合物）打開。H2N-CH-COOH CH2 S S CH2H2N-CH-COOH6HCOOOHH2N-CH-COOH CH2 SO3H H2N-CH-COOH CH2 SH2R-SH+6HCOOHR-S-S-R磺基丙氨酸磺基丙氨酸第58頁/共80頁第五十九頁，共81頁。 CH

15、2SHHOCH HCOH CH2SH+R-S-S-ROHOHSS+2R-SH第59頁/共80頁第六十頁，共81頁。（一）（一）AA的光學的光學(gungxu)活性活性和立體化學和立體化學第60頁/共80頁第六十一頁，共81頁。第61頁/共80頁第六十二頁，共81頁。第62頁/共80頁第六十三頁，共81頁。第63頁/共80頁第六十四頁，共81頁。第64頁/共80頁第六十五頁，共81頁。1、紫外吸收光譜、紫外吸收光譜(x shu un p)第65頁/共80頁第六十六頁，共81頁。Trp 280nmTrp 280nmTyr 275nmTyr 275nmPhe 257nmPhe 257nm蛋白質(zhì)含量蛋

16、白質(zhì)含量(hnling)測定測定280nm第66頁/共80頁第六十七頁，共81頁。第67頁/共80頁第六十八頁，共81頁。、核磁共振、核磁共振(h c n zhn)波譜波譜第68頁/共80頁第六十九頁，共81頁。 利用AA成分分配系數(shù)(xsh)的差異（一）分配（一）分配(fnpi)層析法的一層析法的一般原理般原理 第69頁/共80頁第七十頁，共81頁。層析系統(tǒng)層析系統(tǒng)固定固定(gdng)相相流動流動(lidng)相相附著附著(fzhu)在固相上在固相上的液體的液體固體固體第70頁/共80頁第七十一頁，共81頁。 按兩相所處狀態(tài)(zhungti)分：流動相流動相液體液體氣體氣體固固定定相相液液體

17、體液液層析液液層析氣液層析氣液層析固固體體液固層析液固層析氣固層析氣固層析第71頁/共80頁第七十二頁，共81頁。柱柱固定相裝于柱內(nèi)固定相裝于柱內(nèi)紙紙固定相是液體，吸附在濾紙上，將樣品固定相是液體，吸附在濾紙上，將樣品點在紙上，用流動相展開點在紙上，用流動相展開薄層薄層將有適當粘度的固定相涂在薄板上將有適當粘度的固定相涂在薄板上薄膜薄膜與紙層析相似，與紙層析相似，紙用其它高分子有機吸附劑代替紙用其它高分子有機吸附劑代替 按操作(cozu)形式分：第72頁/共80頁第七十三頁，共81頁。吸附吸附固體固體 吸附能力不同吸附能力不同分配分配液體液體 分配系數(shù)不同分配系數(shù)不同離子交換離子交換 離子交換劑離子交換劑 親和性不同親和性不同凝膠凝膠多孔凝膠，多孔凝膠， 通過速度不同通過速度不同親和親和固定相只能與一種組分結(jié)合，固定相只能與一種組分結(jié)合，分開其它無親和力的組分分開其它無親和力的組分 按層析原理分：按層析原理分： 固定固定(gdng)(gdng)相相 各組分對固各組分對固定定(gdng)(gdng)相相第73頁/共80頁第七十四頁，共81頁。第74頁/共80頁第七十五頁，共81頁。第75頁/共80頁第七十六頁，共81頁。（三）紙層析（三）紙層析(cn x)（四）薄層（四）薄層(bo cn)層析層析第76頁/共80頁第七十七頁，