蛋白质化学 (6)精选PPT.ppt

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1、关于蛋白质化学(6)第1页，讲稿共67张，创作于星期三 序言序言 蛋蛋白白质质（Protein）是是由由L-氨氨基基酸酸按按一一定定的的次次序序通通过过肽肽键键（酰酰胺胺键键）连连接接而而成成的的生生物物大大分分子子。蛋蛋白白质质英英文文一一词词“protein”，来来源源于于希希腊腊语语“protos”，是是“第第一一”或或“最最重要的重要的”意思。意思。第2页，讲稿共67张，创作于星期三 蛋白质在生命活动中的作用蛋白质在生命活动中的作用 1.酶蛋白酶蛋白：蛋白质最重要的生物学功能之一是作为生：蛋白质最重要的生物学功能之一是作为生物体新陈代谢的催化剂物体新陈代谢的催化剂-酶。目前已发现的酶有

2、酶。目前已发现的酶有2000多多种，绝大多数是蛋白质；种，绝大多数是蛋白质；2.作为结构成份的蛋白质作为结构成份的蛋白质：蛋白质的另一重要生物学：蛋白质的另一重要生物学功能是作为生物体的结构成份。在高等动物里，胶原蛋功能是作为生物体的结构成份。在高等动物里，胶原蛋白和弹性蛋白都是结缔组织的蛋白质组分。胶原蛋白是白和弹性蛋白都是结缔组织的蛋白质组分。胶原蛋白是主要的细胞外结构蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体主要的细胞外结构蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体的支架，而弹性蛋白在血管和韧带中特别丰富；的支架，而弹性蛋白在血管和韧带中特别丰富；第3页，讲稿共67张，创作于星期三3.生生长长、分分化化的的

3、调调控控蛋蛋白白：组组蛋蛋白白、阻阻遏遏蛋蛋白白、转转录录因因子子等等参参与与基基因因的的表表达达调调控控；细细胞胞周周期期蛋蛋白白等等具具有有调调控控细细胞胞分分裂裂、增增殖殖、生长、分化的功能；生长、分化的功能；4.运运输输蛋蛋白白：脊脊椎椎动动物物红红细细胞胞的的血血红红蛋蛋白白和和无无脊脊椎椎动动物物中中的的血血蓝蓝蛋蛋白白在在生生命命呼呼吸吸过过程程中中起起作作输输送送氧氧气气的的作作用用。血血液液中中的的脂脂蛋蛋白白随随着着血血流流输输送送脂脂质质。生生物物氧氧化化过过程程中中某某些些色色素素蛋蛋白白如如细细胞胞色色素素c等等起起电电子子传传递递体体的的作作用用。生生命命活活动动需

4、需要要的的许许多多小小分分子子物物质质和和离离子的输送也需要蛋白质的协助；子的输送也需要蛋白质的协助；第4页，讲稿共67张，创作于星期三5.储储藏藏蛋蛋白白：有有一一类类蛋蛋白白质质具具有有储储藏藏氨氨基基酸酸，在在需需要要的的时时候候将将其其用用作作生生物物体体及及其其胚胚胎胎或或幼幼体体生生长长发发育育的的原原料料的的功功能能。如如卵卵清清蛋蛋白白，小小麦种子中的麦醇溶蛋白；麦种子中的麦醇溶蛋白；6.激激素素的的调调节节作作用用：含含氮氮激激素素本本质质上上是是蛋蛋白白质质、多多肽肽或或氨氨基基酸酸衍衍生生物物，如如胰胰岛岛素素。激激素素对对生生物体的新陈代谢具有调节作用；物体的新陈代谢具

5、有调节作用；7.运运动动功功能能：高高等等动动物物肌肌肉肉的的主主要要成成分分是是蛋蛋白白质质，肌肌肉肉收收缩缩是是由由肌肌球球蛋蛋白白和和机机动动蛋蛋白白的的相相对滑动来实现的；对滑动来实现的；第5页，讲稿共67张，创作于星期三 8.免疫功能免疫功能：生物体用于防御致病微生物或：生物体用于防御致病微生物或病毒侵害而产生的抗体（免疫球蛋白）是一病毒侵害而产生的抗体（免疫球蛋白）是一类高度专一性的蛋白质。它能识别病毒、细类高度专一性的蛋白质。它能识别病毒、细菌以及其它生物体的细胞，并与之相结合，菌以及其它生物体的细胞，并与之相结合，消除它们的病理作用，从而起作保护机体的消除它们的病理作用，从而起

6、作保护机体的作用；作用；9.干扰素的抗病毒作用干扰素的抗病毒作用：干扰素以蛋白质的：干扰素以蛋白质的形式存在于细胞内，消灭抗体不能抵御的入形式存在于细胞内，消灭抗体不能抵御的入侵病毒；侵病毒；第6页，讲稿共67张，创作于星期三10.接接受受和和传传递递信信息息：接接收收外外界界信信息息并并进进行行传传递递作作用用的的一一类类蛋蛋白白质质，如如酵酵母母细细胞胞的的信信号号传传导导系系统统、视视网网膜膜上上的的视视色色素素、味蕾上的味觉蛋白等。味蕾上的味觉蛋白等。第7页，讲稿共67张，创作于星期三第一节第一节 蛋白质分子的组成蛋白质分子的组成一、蛋白质的元素组成一、蛋白质的元素组成二、蛋白质的基本

7、组成单位二、蛋白质的基本组成单位氨基酸氨基酸 第8页，讲稿共67张，创作于星期三一、蛋白质的元素组成一、蛋白质的元素组成 单纯蛋白质的元素组成为单纯蛋白质的元素组成为:碳：碳：5055%；氢：氢：6%7%；氧：氧：19%24%；氮：氮：13%19%；硫：硫：04%；有的蛋白质含有磷、碘。少数含铁、铜、有的蛋白质含有磷、碘。少数含铁、铜、锌、锰、钴、钼等金属元素。锌、锰、钴、钼等金属元素。第9页，讲稿共67张，创作于星期三 各各种种蛋蛋白白质质的的含含氮氮量量很很接接近近，平平均均为为16%，即即一一克克氮氮相相当当于于6.25克克蛋蛋白白质质。由由于于体体内内组组织织的的主主要要含含氮氮物物是

8、是蛋蛋白白质质，因因此此，只只要要测测定定生生物物样样品品中中的的氮氮含含量量，就就可可以以此此换换算算出出蛋蛋白白质质大致含量。大致含量。第10页，讲稿共67张，创作于星期三二、蛋白质的基本组成单位二、蛋白质的基本组成单位-氨基酸氨基酸 （一）氨基酸的构型（一）氨基酸的构型 （二）蛋白质氨基酸的分类（二）蛋白质氨基酸的分类 （三）氨基酸的理化性质（三）氨基酸的理化性质 (四）氨基酸的分离与分析四）氨基酸的分离与分析氨基酸是指含氨基的羧酸氨基酸是指含氨基的羧酸第11页，讲稿共67张，创作于星期三（一）氨基酸的构型（一）氨基酸的构型第12页，讲稿共67张，创作于星期三旋旋光光性性：是是手手性性分

9、分子子的的一一种种性性质质，即即旋旋转转偏振光平面的能力；偏振光平面的能力；分分子子的的旋旋光光度度符符号号和和构构型型(D,L)之之间间没没有有简简单单的的关关系系.不不是是都都象象甘甘油油醛醛那那样样D-是是右右旋旋,L-是是左左旋旋。各各种种L-氨氨基基酸酸中中有有的的为为左左旋旋有有的的为为右右旋旋，即即使使同同一一种种L-氨氨基基酸酸，在在不不同同溶溶剂剂中中测测定定时时，其其比比旋旋光光值值和和旋旋光光方方向向也也会会不同。不同。第13页，讲稿共67张，创作于星期三（二）蛋白质氨基酸的分类（二）蛋白质氨基酸的分类 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬

10、氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯酸亮氨酸、异亮氨酸、脯酸 芳香族氨基酸：芳香族氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸 含硫氨基酸：含硫氨基酸：蛋氨酸、半胱氨酸蛋氨酸、半胱氨酸 含羟基氨基酸：含羟基氨基酸：丝氨酸、苏氨酸丝氨酸、苏氨酸 碱性氨基酸：碱性氨基酸：组氨酸、赖氨酸、精酸组氨酸、赖氨酸、精酸 酸性氨基酸：酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸天冬氨酸、谷氨酸 酰胺氨基酸：酰胺氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺天冬酰胺、谷氨酰胺1 1、按、按照侧照侧链链R R的的不同不同第14页，讲稿共67张，创作于星期三(1)R(1)R为脂肪族基团的氨基酸为脂肪族基团的氨基酸:甘甘氨氨酸酸(-氨氨基基乙乙酸酸

11、)的的侧侧链链是是个个氢氢原原子子，是是2020种种氨氨基基酸酸中中最最简简单单的的，所所以以甘甘氨氨酸酸的的碳碳原原子子不不是是手手性性碳。碳。丙丙氨氨酸酸（a-氨氨基基丙丙酸酸）的的侧侧链链是是一一个个简简单单的的甲甲基基；缬缬氨氨酸酸(a-氨氨基基异异戊戊酸酸)的的侧侧链链是一个含有支链的是一个含有支链的3碳侧链。碳侧链。第15页，讲稿共67张，创作于星期三 亮亮氨氨酸酸（-氨氨基基异异己己酸酸）和和异异亮亮氨氨酸酸（-氨氨基基-甲甲基基戊戊酸酸）都都是是含含有有支支链链的的4碳碳侧侧链链。要要注注意意的的是是，异异亮亮氨氨酸酸分分子子中中的的-碳碳和和-碳碳都都是是不不对对称称碳碳。所

12、所以以异异亮亮氨氨酸酸存存在在着着4种种可可能能的的立立体体异异构体。构体。第16页，讲稿共67张，创作于星期三 脯脯氨氨酸酸（-吡吡咯咯烷烷基基-羧羧酸酸）有有一一个个环环形形的的饱饱和和烃烃侧侧链链，所所以以严严格格地地讲讲，脯脯氨氨酸酸是是一一个个亚亚氨氨基基酸。酸。第17页，讲稿共67张，创作于星期三(2)R(2)R为芳香族基团的氨基酸为芳香族基团的氨基酸 苯丙氨酸苯丙氨酸（-氨基氨基-苯丙酸）侧链含有苯基。苯丙酸）侧链含有苯基。酪氨酸酪氨酸（-氨基氨基-对羟基苯丙酸）与苯丙氨酸相似，只是在苯基的对对羟基苯丙酸）与苯丙氨酸相似，只是在苯基的对位多了一个羟基，所以又称为对羟基苯丙氨酸。位

13、多了一个羟基，所以又称为对羟基苯丙氨酸。色氨酸色氨酸（-吲吲哚哚-氨基丙酸）的侧链带有一个双环的吲哚基，所以色氨酸又氨基丙酸）的侧链带有一个双环的吲哚基，所以色氨酸又称之吲哚丙氨酸。称之吲哚丙氨酸。第18页，讲稿共67张，创作于星期三(3)R(3)R为含硫基团的氨基酸为含硫基团的氨基酸 蛋蛋氨氨酸酸和和半半胱胱氨氨酸酸是是两两个个含含硫硫氨氨基基酸酸。蛋蛋氨氨酸酸（-氨氨基基-甲甲硫硫基基丁丁酸酸）是是个个疏疏水水氨氨基基酸酸,它它的的侧侧链链上上带带有有一一个个非非极极性性的的甲甲基基硫硫醚醚基基。半半胱胱氨氨酸酸（-氨氨基基-巯巯基基丙丙酸酸）侧侧链链上上含含有有一一个个巯巯基基（-SH）

14、，又又称称为为巯巯基基丙丙氨氨酸，其酸，其-SH是个高反应性的基团。是个高反应性的基团。第19页，讲稿共67张，创作于星期三(4)R(4)R为含羟基基团的氨基酸为含羟基基团的氨基酸 丝氨酸丝氨酸（-氨基氨基-羟基丙酸）和羟基丙酸）和苏氨酸苏氨酸（-氨基氨基-羟基羟基丁酸）都含有丁酸）都含有-羟基。丝氨酸的羟甲基（羟基。丝氨酸的羟甲基（-CH2OH）在水溶液中）在水溶液中不发生离子化，但可以参与很多酶的活性部位的反应。苏氨酸也不发生离子化，但可以参与很多酶的活性部位的反应。苏氨酸也象异亮氨酸一样，具有两个手性碳原子，即象异亮氨酸一样，具有两个手性碳原子，即-碳和碳和-碳原子。碳原子。第20页，讲

15、稿共67张，创作于星期三(5)R(5)R为碱性基团的氨基酸为碱性基团的氨基酸 在在pH7时，有时，有5种氨基酸的侧链基团种氨基酸的侧链基团带有电荷，其中有带有电荷，其中有3种带正电荷（碱性种带正电荷（碱性R基团），另外基团），另外2种带负电荷（酸性种带负电荷（酸性R基基团）。组氨酸、赖氨酸和精氨酸都带团）。组氨酸、赖氨酸和精氨酸都带有亲水的含氮碱基有亲水的含氮碱基R基团。基团。组组氨氨酸酸（-氨氨基基-咪咪唑唑基基丙丙酸酸）的的侧侧链链有有一一个个咪咪唑唑环环，又又称称为为咪咪唑唑丙丙氨氨酸酸。咪咪唑唑基基是是可可以以离离子子化化的的（pKa6.0）。）。第21页，讲稿共67张，创作于星期三

16、赖赖氨氨酸酸（，-二二氨氨基基己己酸酸）是是一一个个双双氨氨基基酸酸，含含有有-和和-氨氨基基。在在中中性性pH，-氨氨基基以以碱碱性性氨氨离离子子（-CH2-NH3）的的形形式式存存在在，在在蛋蛋白白质质中中通通常常带带正正电电荷荷。精精氨氨酸酸（-氨氨基基-胍胍基基戊戊酸酸）是是20种种氨氨基基酸酸中中碱碱性性最最强强的的氨氨基基酸。它的侧链胍基离子的酸。它的侧链胍基离子的pKa值最高（值最高（pKa12.5）。）。第22页，讲稿共67张，创作于星期三(6)R(6)R为酸性基团的氨基酸为酸性基团的氨基酸 天天冬冬氨氨酸酸（-氨氨基基丁丁二二酸酸）和和谷谷氨氨酸酸（-氨氨基基戊戊二二酸酸）是

17、是二二羧羧基基氨氨基基酸酸。除除了了含含有有-羧羧基基外外，天天冬冬氨氨酸酸还还含含有有b-b-羧羧基基；而而谷谷氨氨酸酸则则含含有有g-g-羧羧基基。两两个个氨氨基基酸酸的的侧侧链链在在pH7pH7时时都都离离子子化化，所所以以在在蛋蛋白白质质中中是是带带负负电电荷荷的的。这这两两个个氨氨基基酸酸经经常常出出现现在在蛋蛋白白质质分分子子表表面面上上，谷谷氨氨酸酸的的单单钠盐是调味品味精。钠盐是调味品味精。第23页，讲稿共67张，创作于星期三(7)R(7)R为含酰胺基团的氨基酸为含酰胺基团的氨基酸 天天冬冬酰酰胺胺（-氨氨基基-羧羧基基丙丙酰酰胺胺）和和谷谷氨氨酰酰胺胺（-氨氨基基-羧羧基基丁

18、丁酰酰胺胺）分分别别是是天天冬冬氨氨酸酸和和谷谷氨氨酸酸的的酰酰胺胺化化产产物物。尽尽管管这这两两个个氨氨基基酸酸的的侧侧链链是是不不带带电电荷荷的的，但但它它们们的的极极性性很很强强，也也经经常常出出现现在在蛋蛋白白质质分分子子的的表表面面，它它们们可可以以和和水水相相互互作作用用。另另外外这这两两种种氨氨基基酸酸的的酰酰胺胺基基可可以以与与其其它的极性氨基酸的侧链上的原子形成氢键。它的极性氨基酸的侧链上的原子形成氢键。第24页，讲稿共67张，创作于星期三2 2、按照侧链、按照侧链R R极性的不同极性的不同 （共（共2020种）种）不带电荷：不带电荷：丝氨酸、苏氨酸、天冬酰胺丝氨酸、苏氨酸、

19、天冬酰胺 谷氨酰胺、酪氨酸、半胱氨酸谷氨酰胺、酪氨酸、半胱氨酸 极性氨基酸极性氨基酸 带正电荷：带正电荷：组氨酸、赖氨酸、精氨酸组氨酸、赖氨酸、精氨酸 带负电荷：带负电荷：天冬氨酸、谷氨酸天冬氨酸、谷氨酸 甘氨酸甘氨酸 丙氨酸丙氨酸 缬氨酸缬氨酸 非极性氨基酸非极性氨基酸 亮氨酸亮氨酸 异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 脯氨酸脯氨酸 色氨酸色氨酸 第25页，讲稿共67张，创作于星期三 3.3.从营养学角度还可以将氨基从营养学角度还可以将氨基 酸分为必需和非必需氨基酸酸分为必需和非必需氨基酸必需氨基酸必需氨基酸指人体（或其它脊椎动物）不能自身合成指人体（或其它脊椎动物）不能自身合

20、成的氨基酸，包括：的氨基酸，包括：赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、色氨酸、组氨酸和精氨酸。缬氨酸、苏氨酸、色氨酸、组氨酸和精氨酸。其中的组氨其中的组氨酸和精氨酸，虽然人体能自己合成，但效率较低，尤其在酸和精氨酸，虽然人体能自己合成，但效率较低，尤其在婴幼儿时期，需要由外界供给，因此也被称为必须氨基酸；婴幼儿时期，需要由外界供给，因此也被称为必须氨基酸；非必需氨基酸非必需氨基酸指人体自身能合成的指人体自身能合成的10种氨基酸：种氨基酸：甘氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酸、谷甘氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酸、谷氨

21、酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸和丙氨酸。氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸和丙氨酸。第26页，讲稿共67张，创作于星期三中文名称中文名称英文名称英文名称三字母三字母缩缩写写单单字母符号字母符号甘氨酸Glycine Gly G丙氨酸 AlanineAlaA缬氨酸ValineValV亮氨酸LeucineLeuL异亮氨酸 Isoleucine IleI脯氨酸ProlineProP苯丙氨酸 Phenylalanine PheF酪氨酸TyrosineTyrY色氨酸Tryptophan TrpW丝氨酸 Serine SerS苏氨酸 ThreonineThr T半胱氨酸 Cystine CysC蛋氨酸 M

22、ethionineMetM天冬酰胺Asparagine Asn N谷氨酰胺 Glutarnine GlnQ天冬氨酸 AsparticacidAspD谷氨酸Glutamicacid Glu E赖氨酸LysineLysK精氨酸ArginineArgR组氨酸HistidineHisH 2020种蛋白质氨基酸的英文名称和简写符号种蛋白质氨基酸的英文名称和简写符号第27页，讲稿共67张，创作于星期三（三）氨基酸的重要理化性质（三）氨基酸的重要理化性质 1 1、一般物理性质、一般物理性质-氨氨基基酸酸为为无无色色晶晶体体，熔熔点点极极高高，一一般般在在200200以以上上。不不同同氨氨基基酸酸味味道道不不

23、同同，有有的的甜甜，有有的的苦苦，谷谷氨氨酸酸的的单单钠钠盐盐有有鲜鲜味味，是是味味精精的的主要成分。主要成分。在在水水中中，胱胱氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、天天冬冬氨氨酸酸、谷谷氨氨酸酸等等的的溶溶解解度度很很小小，精精氨氨酸酸和和赖赖氨氨酸酸的的溶溶解解度度特特别别大大。各各种种氨氨基基酸酸在在水水中中的的溶溶解解度度相相差差很大，但它们都能溶于稀酸和稀碱溶液中。很大，但它们都能溶于稀酸和稀碱溶液中。第28页，讲稿共67张，创作于星期三氨基酸不能溶于有机溶剂，通常酒精就能氨基酸不能溶于有机溶剂，通常酒精就能把把氨基酸从其溶液中沉淀析出。氨基酸从其溶液中沉淀析出。第29页，讲稿共67张，创作于星

24、期三有有共共轭轭双双键键的的物物质质都都具具有有紫紫外外吸吸收收，在在20种种基基本本氨氨基基酸酸中中，有有4种种是是具具有有共共轭轭双双键键的的，即即Trp、Tyr、Phe、His；His只有只有2个双键共轭，紫外吸收比较弱；个双键共轭，紫外吸收比较弱；Trp、Tyr、Phe均均有有3个个双双键键共共轭轭，紫紫外外吸吸收收较较强强；其其中中Trp的的紫紫外外吸吸收收最最强强，是是蛋蛋白白质质紫紫外外吸吸收特性的最大贡献者收特性的最大贡献者3种种氨氨基基酸酸的的最最大大紫紫外外吸吸收收波波长长为为：Phe：257nM；Tyr：275nM；Trp：280nM。第30页，讲稿共67张，创作于星期三

25、20种蛋白质氨基酸都是种蛋白质氨基酸都是L-型，而且除型，而且除Gly外外都具有旋光性。都具有旋光性。第31页，讲稿共67张，创作于星期三2、氨基酸的两性解离和等电点氨基酸的两性解离和等电点氨氨基基酸酸：是是蛋蛋白白质质的的构构件件分分子子，具具有有酸酸碱碱性性质质、手手性性、聚聚合合能能力力、特特定定的的侧侧链链结结构构及及多样的化学反应；多样的化学反应；两两性性离离子子：指指氨氨基基酸酸分分子子含含有有一一个个正正电电荷荷和和一一个个负负电电荷荷的的形形式式。在在氨氨基基酸酸晶晶体体中中或或中中性性水溶液中以兼性离子形式存在；水溶液中以兼性离子形式存在；第32页，讲稿共67张，创作于星期三

26、等等电电点点：当当氨氨基基酸酸所所带带净净电电荷荷为为零零，在在电电场场中中既既不不向向阴阴极极移移动动也也不不向向阳阳极极移移动动，此此时时氨氨基基酸酸所所处处溶溶液液的的pH值称为该氨基酸的等电点。值称为该氨基酸的等电点。侧链侧链R为非极性基团或虽为极性但不解离的，此种氨基为非极性基团或虽为极性但不解离的，此种氨基酸的等电点主要由酸的等电点主要由-氨基和氨基和-羧基的表观解离常数的负对羧基的表观解离常数的负对数数pK1，pK2决定：决定：pI=1/2(pK1+pK2)；第33页，讲稿共67张，创作于星期三 侧链基团可以解离，则由侧链基团可以解离，则由-氨基，氨基，-羧基及羧基及R基团的解离

27、情况共同决基团的解离情况共同决定，只需定，只需写出电离式，取其兼性离子两边的写出电离式，取其兼性离子两边的pK值的平均值值的平均值即可。如赖氨酸即可。如赖氨酸的电离式为：的电离式为：故其故其pI=?第34页，讲稿共67张，创作于星期三氨基酸具有氨基酸具有2个或个或3个（如果侧链可解离的话）酸碱基个（如果侧链可解离的话）酸碱基团。通过氨基酸的滴定曲线可以确定氨基酸的各个解团。通过氨基酸的滴定曲线可以确定氨基酸的各个解离基团的离基团的pK值。下图给出了丙氨酸和组氨酸的滴定值。下图给出了丙氨酸和组氨酸的滴定曲线：曲线：第35页，讲稿共67张，创作于星期三pK1(-COOH)=1.82;pK2=6.0

28、0(咪唑基咪唑基);pK3(-NH3+)=9.17 pIHis=?第36页，讲稿共67张，创作于星期三氨基酸的解离常数和等电点氨基酸的解离常数和等电点氨基酸pK1(COOH)pK2(NH3+)pKR(R基)pI甘氨酸2.349.605.97丙氨酸2.349.606.02缬氨酸2.329.625.97亮氨酸2.369.605.98异亮氨酸2.369.686.02丝氨酸2.219.155.68苏氨酸2.6310.436.53天冬氨酸2.099.823.86(-COOH)2.97天冬酰胺2.028.85.41谷氨酸2.199.674.25（-COOH）3.22谷氨酰胺2.179.135.65精氨酸2

29、.179.0412.48(胍基)10.76赖氨酸2.188.9510.50（-氨基）9.74组氨酸1.829.176.00（咪唑基）7.59半胱氨酸1.718.3310.78(-SH)5.02甲硫氨酸2.289.215.75苯丙氨酸1.839.135.48酪氨酸2.209.1110.07（-OH）5.66色氨酸2.389.395.89脯氨酸1.9910.606.30第37页，讲稿共67张，创作于星期三-氨基参氨基参加的反应加的反应与亚硝酸反应（生成与亚硝酸反应（生成羟基氨基酸和氮气）羟基氨基酸和氮气）与酰化试剂反应（氨基与酰化试剂反应（氨基被酰基化而被保护）被酰基化而被保护）烃基化反应烃基化反

30、应DNFB反应（生成反应（生成DNP-氨基酸）氨基酸）PITC反应（生成反应（生成PTH-氨基酸）氨基酸）形成西佛碱反应（与醛类化合物）形成西佛碱反应（与醛类化合物）脱氨基反应脱氨基反应3.3.氨基酸的化学反应氨基酸的化学反应第38页，讲稿共67张，创作于星期三-羧基参加的反应羧基参加的反应成盐成酯成酰氯（与二氯亚砜等）脱羧基反应叠氮反应（氨基酸酯与肼、亚硝酸）-氨基与氨基与-羧基共同参加反应羧基共同参加反应与茚三酮反应与茚三酮反应（氨与还原茚三酮发生作用生成紫色物质）成肽反应侧链侧链R基参加的反应基参加的反应酪氨酸酚羟基组氨酸咪唑精氨酸胍基色氨酸吲哚基半胱氨酸巯基第39页，讲稿共67张，创作

31、于星期三（1 1）氨基酸、肽以及蛋白质）氨基酸、肽以及蛋白质 与茚三酮的反应与茚三酮的反应用于检测和定量氨基酸与蛋白质；用于检测和定量氨基酸与蛋白质；茚三酮在弱酸性溶液中与氨基酸共热，茚三酮在弱酸性溶液中与氨基酸共热，具有游离氨基的氨具有游离氨基的氨基酸基酸都生成都生成紫色化合物紫色化合物（），而（），而亚氨基酸亚氨基酸，则，则生成生成黄色化合物黄色化合物（）；（）；第40页，讲稿共67张，创作于星期三产生的颜色的强度（溶液中的光吸收）与氨产生的颜色的强度（溶液中的光吸收）与氨基酸浓度成比例，根据溶液的吸光度，可以基酸浓度成比例，根据溶液的吸光度，可以算出相应的氨基酸和蛋白质的浓度；算出相应的

32、氨基酸和蛋白质的浓度；非常灵敏，几微克氨基酸就能显色。多肽和非常灵敏，几微克氨基酸就能显色。多肽和蛋白质与茚三酮也有反应，但分子越大，灵蛋白质与茚三酮也有反应，但分子越大，灵敏度也越差。敏度也越差。第41页，讲稿共67张，创作于星期三可可用用于于检检测测和和定定量量氨氨基基酸酸与与蛋蛋白白质质第42页，讲稿共67张，创作于星期三（2 2）氨基酸与）氨基酸与2,4-2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯 （DNFB）的的反应反应DNFB（2,4-dinitrofluorobenzene）与氨基酸、肽或蛋与氨基酸、肽或蛋白质的反应也叫做白质的反应也叫做Sanger反应反应；DNFB在弱碱性溶液中与它们发生取

33、代反应，生成在弱碱性溶液中与它们发生取代反应，生成黄色黄色化合物化合物DNP氨基酸氨基酸或或DNP肽肽（dinitro phenyl amino acidd）；第43页，讲稿共67张，创作于星期三可用于鉴定多肽或蛋白质的可用于鉴定多肽或蛋白质的N-末端氨基酸末端氨基酸第44页，讲稿共67张，创作于星期三（3 3）蛋白质或肽与）蛋白质或肽与DNFB的反应的反应由由于于硝硝基基苯苯与与氨氨基基结结合合牢牢固固，不不易易被被水水解解，因因此此当当DNP-多多肽肽被被酸酸水水解解时时，所所有有肽肽键键均均被被水水解解，只只有有N-末末端端氨氨基基酸酸仍仍连连在在DNP上上，所所以以产产物物为为黄色的黄

34、色的DNP-氨基酸和其它氨基酸的混合液。氨基酸和其它氨基酸的混合液。混混合合液液中中只只有有DNP-氨氨基基酸酸溶溶于于乙乙酸酸乙乙酯酯，所所以以可可以以用用乙乙酸酸乙乙酯酯抽抽提提并并将将抽抽提提液液进进行行色色谱谱分分析析，再再以以标标准准的的DNP-氨氨基基酸酸作作为为对对照照鉴鉴定定出出此此氨氨基基酸酸的的种种类类。因因此此2,4-二二硝硝基基氟氟苯苯法法可可用用于于鉴鉴定定多多肽或蛋白质的肽或蛋白质的N-末端氨基酸。末端氨基酸。第45页，讲稿共67张，创作于星期三这这一一反反应应在在蛋蛋白白质质化化学学研研究究史史上上起起过过重重要要作作用用，当当初初英英国国的的Sanger等等人人

35、对对胰胰岛岛素素一一级级结结构构的的阐阐明明就就是是应应用用了了这这一一方方法法。现现在在它它仍仍然然是蛋白质是蛋白质N端氨基酸测定方法之一。端氨基酸测定方法之一。第46页，讲稿共67张，创作于星期三(4)(4)氨基酸与异硫氰酸苯酯（氨基酸与异硫氰酸苯酯（PITCPITC）的反应）的反应此此反反应应又又称称艾艾德德曼曼反反应应（Edman reaction）。在在弱弱碱碱性性条条件件下下，氨氨基基酸酸的的-氨氨基基可可与与异异硫硫氰氰酸酸苯苯酯酯（phenylisothiocyanate,PITC）反反应应生生成成相相应应的的苯苯氨氨基基硫硫甲甲酰酰氨氨基基酸酸（简简称称PTC-氨氨基基酸酸）

36、。在在酸酸性性有有机机溶溶剂剂中中，PTC-氨氨基基酸酸环环化化形形成成在在酸酸中中稳稳定定的的苯苯乙乙内内酰酰硫硫脲脲（phenylthiohydantoin，简简称称PTH）氨氨基基酸酸(PTH-氨基酸氨基酸)。第47页，讲稿共67张，创作于星期三可用于蛋白质可用于蛋白质N N末端氨基酸及整个末端氨基酸及整个 蛋白质分子的序列分析蛋白质分子的序列分析 PITC PTC-氨基酸氨基酸 PTH-氨基酸氨基酸苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯 苯氨基硫甲酰氨基酸苯氨基硫甲酰氨基酸 苯乙内酰硫脲氨基酸苯乙内酰硫脲氨基酸第48页，讲稿共67张，创作于星期三（5）蛋白质或肽与蛋白质或肽与PITC的反应的反应 蛋

37、蛋白白质质多多肽肽链链N-末末端端氨氨基基酸酸的的-氨氨基基也也可可有有此此反反应应，生生成成PTC-肽肽。PTC基基团团的的引引入入使使得得N-末末端端第第一一个个肽肽键键的的稳稳定定性性下下降降，当当在在酸酸性性有有机机溶溶剂剂中中加加热热时时，N-末末端端的的PTC-氨氨基基酸酸环环化化，释释放放出出N末末端端的的PTH-氨氨基基酸酸和和比比原原来来少少一个氨基酸残基的多肽链。一个氨基酸残基的多肽链。第49页，讲稿共67张，创作于星期三PTH-氨氨基基酸酸在在酸酸性性条条件件下下极极稳稳定定并并可可溶溶于于乙乙酸酸乙乙酯酯，用用乙乙酸酸乙乙酯酯抽抽提提后后，经经高高压压液液相相层层析析鉴

38、鉴定就可以确定肽链定就可以确定肽链N-末端氨基酸的种类。末端氨基酸的种类。该该法法的的优优点点是是可可连连续续分分析析出出N端端的的十十几几个个氨氨基基酸酸。瑞瑞典典科科学学家家P.Edman首首先先使使用用该该反反应应测测定定蛋蛋白白质质N-末末端端的的氨氨基基酸酸。氨氨基基酸酸自自动动顺顺序序分分析析仪仪就就是根据该反应原理而设计的。是根据该反应原理而设计的。第50页，讲稿共67张，创作于星期三 为为什什么么蛋蛋白白质质与与DNFB的的反反应应主主要要用用于于蛋蛋白白质质末末端端氨氨基基酸酸的的鉴鉴定定，而而蛋蛋白白质质与与PITC的的反反应应除除了了用用于于蛋蛋白白质质末末端端氨氨基基酸

39、酸的的鉴鉴定定，还可用于蛋白质序列的分析？还可用于蛋白质序列的分析？第51页，讲稿共67张，创作于星期三(6)(6)其它反应其它反应u甲甲醛醛滴滴定定法法：氨氨基基酸酸还还可可通通过过甲甲醛醛滴滴定定法法测测定定氨氨基基酸酸的的含含量，大致判断蛋白质合成或水解的速度；量，大致判断蛋白质合成或水解的速度；u荧荧光光胺胺反反应应：与与荧荧光光胺胺进进行行荧荧光光胺胺反反应应生生成成具具有有荧荧光光的的物物质质，根根据据荧荧光光强强度度可可用用荧荧光光分分光光光光度度计计测测定定氨氨基基酸酸的的含量；含量；u与与5，5-双双硫硫基基-双双（2-硝硝基基苯苯甲甲酸酸）反反应应：半半光光氨氨酸酸R侧侧链

40、链上上的的-SH可可与与5，5-双双硫硫基基-双双（2-硝硝基基苯苯甲甲酸酸）反反应应，产产生生一一种种含含有有-SH的的硝硝基基苯苯甲甲酸酸。该该物物质质在在412nm波波长长处处有有最最大大吸吸收收峰峰，因因此此该该反反应应可可用用于于测测定定半半光光氨氨酸酸含含量量以以及细胞游离及细胞游离-SH的含量。的含量。第52页，讲稿共67张，创作于星期三(四）氨基酸的分离与分析四）氨基酸的分离与分析氨氨基基酸酸的的分分离离与与分分析析是是测测定定蛋蛋白白质质分分子子组组成与结构的基础；成与结构的基础；分分离离纯纯化化氨氨基基酸酸的的方方法法较较多多，如如电电泳泳法法、离离子子交交换换层层析析法法

41、、高高效效液液相相色色谱谱法法、气气相相色色谱谱法法、毛毛细细管管电电泳泳法法、等等电电点点法法和和溶溶解解度法等。度法等。第53页，讲稿共67张，创作于星期三1、氨基酸的电泳分离、氨基酸的电泳分离氨基酸是两性离子化合物，可以电离带氨基酸是两性离子化合物，可以电离带不同的电荷。它们在电场中的迁移率可不同的电荷。它们在电场中的迁移率可表示如下：表示如下：=（q/.2）.V q:分子的静电荷；分子的静电荷；：分子的半径；：分子的半径；：电泳发生时液体介质的黏度；：电泳发生时液体介质的黏度；V：电压；：电压；第54页，讲稿共67张，创作于星期三2、氨基酸的离子交换层析、氨基酸的离子交换层析离子交换层

42、析只适用于能在水中解离的离子交换层析只适用于能在水中解离的化合化合物物，包括，包括有机物有机物和和无机物无机物。对于蛋白质、核。对于蛋白质、核酸、氨基酸及核苷酸的分离分析有极好的分酸、氨基酸及核苷酸的分离分析有极好的分辨力。辨力。支持物是人工交联的带有能解离基团的支持物是人工交联的带有能解离基团的有机有机高分子高分子，如，如离子交换树脂离子交换树脂、离子交换纤维素、离子交换纤维素、离子交换凝胶等。离子交换凝胶等。第55页，讲稿共67张，创作于星期三带带阳阳离离子子基基团团的的，如如磺磺酸酸基基（SO3H）、羧羧甲甲基基（CH2COOH）和和磷磷酸酸基基等等为为阳阳离离子交换剂。子交换剂。带带阴

43、阴离离子子基基团团的的，如如DEAE（二二乙乙基基胺胺乙乙基基）和和QAE（四四级级胺胺乙乙基基）等等为为阴阴离离子子交换剂。交换剂。通常使用阳离子通常使用阳离子交换树脂交换树脂来分离氨基酸；来分离氨基酸；第56页，讲稿共67张，创作于星期三第57页，讲稿共67张，创作于星期三 用阳离子交换柱分离用阳离子交换柱分离Asp、Ser和和Lys混合溶液时这三种氨基酸的洗脱次序如何？混合溶液时这三种氨基酸的洗脱次序如何？第58页，讲稿共67张，创作于星期三第二节第二节 肽键和肽肽键和肽 一个氨基酸的一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的-氨基缩合，形氨基缩合，形成的酰胺键，也称为成的酰

44、胺键，也称为肽键肽键。氨基酸通过肽键连接形成。氨基酸通过肽键连接形成的产物称为的产物称为肽（肽（peptide）。第59页，讲稿共67张，创作于星期三 肽键肽键具有部分双键的性质具有部分双键的性质肽键比一般碳肽键比一般碳-氮单键短氮单键短与肽键相连的氢原子和氧原子呈反式构型与肽键相连的氢原子和氧原子呈反式构型肽键不可自由旋转肽键不可自由旋转肽第60页，讲稿共67张，创作于星期三肽的理化性质肽的理化性质肽肽键键的的酰酰氨氨氢氢不不解解离离，肽肽的的酸酸碱碱性性质质主主要要决决定定于于肽肽键键中中的的游游离末端离末端-NH2、-COOH及侧链及侧链R基上的可解离基团；基上的可解离基团；肽肽中中末末

45、端端-羧羧基基的的pKa值值比比游游离离氨氨基基酸酸的的大大，末末端端-氨氨基基的的pKa值比游离氨基酸的小；值比游离氨基酸的小；游游离离的的-氨氨基基、-羧羧基基和和R基基可可发发生生与与氨氨基基酸酸中中相相应应的的类类似反应，如茚三酮反应等；似反应，如茚三酮反应等；蛋蛋白白质质部部分分水水解解后后所所得得的的肽肽若若不不发发生生消消旋旋，则则具具有有旋旋光光性性，短短肽肽的的旋旋光光度度约约等等于于组组成成氨氨基基酸酸的的旋旋光光度度之之和和，较较长的肽的旋光度则不是简单加和；长的肽的旋光度则不是简单加和；第61页，讲稿共67张，创作于星期三由二个氨基酸残基形成的肽，称为由二个氨基酸残基形

46、成的肽，称为二肽二肽，由，由三个氨基酸残基形成的肽称为三个氨基酸残基形成的肽称为三肽三肽，依此类，依此类推。下图给出了一个寡肽结构式。推。下图给出了一个寡肽结构式。端端端端第62页，讲稿共67张，创作于星期三一一种种肽肽含含有有的的氨氨基基酸酸少少于于10个个时时称称为为寡寡肽肽，超超过过10个个时时就就称称为为多多肽肽，超超过过40个个时时一一般般都都称称为为蛋蛋白白质质。多多肽肽和和蛋蛋白白质质没没有有严严格格的的区分，只有肽链长短之别。区分，只有肽链长短之别。第63页，讲稿共67张，创作于星期三活性肽活性肽 具具特特殊殊的的生生物物学学功功能能的的肽肽段段，如如胰胰岛岛素素、脑脑啡啡肽肽

47、、谷谷胱胱甘甘肽肽、肌肌肽肽、加加压压素素和和催催产产素素等等。还还有有一一些些非非常常简简单单的的肽肽也也常常用用作作食食物物的的调味剂，如阿斯巴甜（调味剂，如阿斯巴甜（Aspartame）：）：第64页，讲稿共67张，创作于星期三甜甜味味剂剂品品种种是是以以安安全全、无无热热量量、高高甜甜度度倍倍受受欢欢迎迎，各各国国流流行行的的品品种种不不同同，美美国国主主要要是是阿阿斯斯巴巴甜甜（Aspartame），它它是是由由L-L-天天冬冬氨氨酸酸和和L-L-苯苯丙丙氨氨酸酸组组成成的的二二肽肽化化合合物物（左左图图）。它它的的甜甜度度是是蔗蔗糖糖的的200倍倍，所所以以广广泛泛用用于于食食品品

48、饮料中。饮料中。第65页，讲稿共67张，创作于星期三1.下列氨基酸哪个含有吲哚环？下列氨基酸哪个含有吲哚环？A.Met B.Phe C.Trp D.Val E.His2.下列氨基酸中，哪一种含氮量最高？下列氨基酸中，哪一种含氮量最高？A.Arg B.His C.Glu D.Lys E.Pro3.在一个肽平面中含有的原子数为在一个肽平面中含有的原子数为 A.3 B.4 C.5 D.6 E.74.在一个肽平面中含有几个化学键？其中能在一个肽平面中含有几个化学键？其中能自由旋转的有几个？自由旋转的有几个？A.2 B.3 C.4 D.5 E.6第66页，讲稿共67张，创作于星期三感感谢谢大大家家观观看看第67页，讲稿共67张，创作于星期三