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1、生 物 化 学赵艳玲2010第二章第二章 蛋白质化学蛋白质化学 主要内容主要内容:n重点重点：组成蛋白质的20种常见氨基酸的分类、化学结构、酸碱、性质及物化性质。蛋白质的肽和肽键。n难点难点：蛋白质的肽键性质蛋白质高级结构，尤其是超二级结构，结构域和三级结构，四级结构。第一节第一节 氨基酸氨基酸蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质 是是由由许许多多不不同同的的氨氨基基酸酸按按一一定定的的序序列列通通过过酰酰胺胺键键（肽肽键键）缩缩合合而而成成的的，具具有有较较稳稳定定的构象并具有一定生物功能的大分子。的构象并具有一定生物功能的大分子。n蛋白质的重要性蛋白质的重要性NHNHNHNH3 3 3 3,CH,CH
2、,CH,CH4 4 4 4,H,H,H,H2 2 2 2O,HO,HO,HO,H2 2 2 2原始有机物质原始有机物质原始有机物质原始有机物质复杂的有机化复杂的有机化复杂的有机化复杂的有机化合物合物合物合物(氨基酸、核苷氨基酸、核苷氨基酸、核苷氨基酸、核苷酸、糖类、脂酸、糖类、脂酸、糖类、脂酸、糖类、脂肪肪肪肪)原始生物原始生物原始生物原始生物（原始单细胞生物（原始单细胞生物（原始单细胞生物（原始单细胞生物）微生物、动植微生物、动植微生物、动植微生物、动植物、人类物、人类物、人类物、人类蛋白质是生命现象的蛋白质是生命现象的最基本物质基础最基本物质基础蛋白质的生物机体的结构物质蛋白质的生物机体的
3、结构物质蛋白质的生物的功能物质蛋白质的生物的功能物质蛋白质与生命起源的关系蛋白质与生命起源的关系1.1.生物体的组成成分生物体的组成成分2.2.酶酶3.3.运输：运输：4.4.运动：运动：5.5.抗体抗体6.6.干扰素干扰素7.7.遗传信息的控制遗传信息的控制8.8.细胞膜的通透性细胞膜的通透性9.9.高等动物的记忆、识别机构高等动物的记忆、识别机构Na-KNa-K泵、泵、驱动蛋白介导的转运活动驱动蛋白介导的转运活动离子转运离子转运蛋白质含量蛋白质含量 蛋白氮蛋白氮6.256.25N N的含量平均为的含量平均为16%16%凯氏（凯氏（KjadehlKjadehl）定氮法）定氮法的理论基础的理论
4、基础C C（5055%5055%）H H（68%68%）O O（2023%2023%）N N（1518%1518%）S S（04%04%）n n 蛋白质的一般组成n 蛋白质在生物体内的分蛋白质在生物体内的分布布 含量含量(干重干重)微生物微生物 50-80%50-80%人人 体体 45%45%一般细胞一般细胞 50%50%种类种类 大肠杆菌大肠杆菌 3000 3000种种 人体人体 10 10万种万种 第一节第一节 氨氨 基基 酸酸组成蛋白质组成蛋白质一些一些aaaa及其衍生物充当化学信号分子及其衍生物充当化学信号分子 Thyroxine(甲状腺素，酪氨酸衍生物)和吲哚乙酸(植物中的色氨酸衍生
5、物)都是激素。氨基酸是许多含氨基酸是许多含N N分子的前体物分子的前体物 核苷酸和核酸的含氮碱基、血红素、叶绿素的合成都需要aa一些基本氨基酸和非基本一些基本氨基酸和非基本aaaa是代谢中间物是代谢中间物 精氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸是尿素循环(Urea cycle)的中间物。主要内容主要内容:1、氨基酸的结构通式及其构型 2、氨基酸的分类及其结构3、氨基酸的物理性质4、氨基酸的酸碱性质5、氨基酸的重要化学通性6、氨基酸的制备一、氨基酸一、氨基酸蛋白质的构件分子蛋白质的构件分子（一）蛋白质的水解（一）蛋白质的水解蛋白质的水解可分为完全水解和部分水解两种情况。蛋白质的水解可分为完全水解和部分水解两种情
6、况。（1 1）酸酸水水解解 常常用用H H2 2SOSO4 4 (4mol/L)(4mol/L)和和HCl HCl(6mol/L)(6mol/L)进进行行水水解。色氨酸破坏，天冬酰胺、谷胺酰胺脱酰胺基。解。色氨酸破坏，天冬酰胺、谷胺酰胺脱酰胺基。（2 2）碱碱水水解解 用用5mol/L5mol/L的的NaOHNaOH水水解解，氨氨基基酸酸消消旋旋，色色氨氨酸酸稳定。稳定。（3 3）酶酶水水解解 水水解解位位点点特特异异，为为部部分分水水解解。用用于于一一级级结结构构分析。分析。（二）氨基酸的结构通式及其构型（二）氨基酸的结构通式及其构型 a-a-氨氨基基酸酸是是指指羧羧基基分分子子中中a-a-
7、碳碳原原子子上上的的一一个个氢氢原原子子被被氨氨基基取取代代而而成成的的化化合合物物。常常见见的的2020种种氨氨基基酸酸中中，除除了了脯氨酸脯氨酸外，都是外，都是a-a-氨基酸。氨基酸。不带电形式 H2NCHCOOHR +H3NCHCOO-R两性离子形式（1 1）具有酸性的）具有酸性的-COOH-COOH基及碱性的基及碱性的-NH-NH2 2基，为两性电解质。基，为两性电解质。（2 2）如果）如果RHRH，则具有不对称碳原子，因而是光活性物质。，则具有不对称碳原子，因而是光活性物质。1、氨基酸的结构通式2、氨基酸的构型C C如是不对称如是不对称C C（除甘氨酸（除甘氨酸GlyGly），则：）
8、，则：1 1、具有两种立体异构体、具有两种立体异构体 D-D-型和型和L-L-型型 2 2、具有旋光性（手性）、具有旋光性（手性）左旋（左旋（-）或右旋（）或右旋（+）（一）常见的蛋白质氨基酸（一）常见的蛋白质氨基酸二、氨基酸的分类及其结构二、氨基酸的分类及其结构 组成蛋白质的组成蛋白质的2020种氨基酸称为基本氨基酸。种氨基酸称为基本氨基酸。它们中除脯氨酸外都是它们中除脯氨酸外都是-氨基酸，即在氨基酸，即在-碳原碳原子上有一个氨基。基本氨基酸都符合通式，都有子上有一个氨基。基本氨基酸都符合通式，都有单字母和三字母缩写符号。单字母和三字母缩写符号。化学名称英文三字符号单字符中文代号甘氨酸Gly
9、cineGlyG甘丙氨酸alanineAlaA丙缬氨酸valineValV缬亮氨酸leucineLeuL亮异亮氨酸isoleucineIleI异亮丝氨酸serineSerS丝苏氨酸threonineThrT苏半胱氨酸cysteineCysC半胱甲硫氨酸methionineMetM甲硫天冬氨酸aspartic acidAspD天化学名称英文三字符号单字符中文代号谷氨酸glutamic acidGluE谷天冬酰胺asparagineAsnN 谷氨酰胺glutamineGlnQ赖氨酸lysineLysK赖精氨酸arginineArgR精苯丙氨酸phenylalaninePheF苯丙酪氨酸tyrosi
10、neTyrY酪组氨酸histidineHisH组色氨酸tryptophanTrpW色脯氨酸prolineProP脯甘、丙、缬、亮、异亮 是一氨基一羧基氨基酸丝、苏 是羟基氨基酸半胱、甲硫 是含硫氨基酸天、谷是一氨基二羧基氨基酸 天冬酰胺和谷氨酰胺是酰胺 赖和精 是二氨基一羧基氨基酸苯丙和酪 是芳香族氨基酸组、色、脯是杂环氨基酸1 1、根据侧链、根据侧链R R基团的结构分类基团的结构分类（1 1）脂肪族氨基酸（）脂肪族氨基酸（1515个）个）一氨基一羧基氨基酸（中性氨基酸）一氨基一羧基氨基酸（中性氨基酸）甘、丙、缬、亮、异亮甘、丙、缬、亮、异亮 含羟基氨基酸：含羟基氨基酸：丝、苏丝、苏 含硫氨基
11、酸：含硫氨基酸：半胱、甲硫半胱、甲硫 一氨基二羧基氨基酸（酸性氨基酸）：一氨基二羧基氨基酸（酸性氨基酸）：天、谷天、谷酰胺（酸性氨基酸）酰胺（酸性氨基酸）：天冬酰胺、谷氨酰胺天冬酰胺、谷氨酰胺二氨基一羧基氨基酸（碱性氨基酸）二氨基一羧基氨基酸（碱性氨基酸）：赖、精赖、精 （2 2）芳香族氨基酸）芳香族氨基酸 （2 2个）个）苯丙、酪苯丙、酪（3 3）杂环族氨基酸）杂环族氨基酸 （3 3个）个）组、色、脯组、色、脯甘甘甘甘丙丙丙丙缬缬缬缬亮亮亮亮异亮异亮异亮异亮丝丝丝丝苏苏苏苏半胱半胱半胱半胱甲硫甲硫甲硫甲硫天天天天谷谷谷谷赖赖赖赖精精精精组组组组苯丙苯丙苯丙苯丙酪酪酪酪色色色色脯脯脯脯六伴穷光
12、蛋六伴穷光蛋半胱、蛋半胱、蛋半胱、蛋（甲硫）氨酸半胱、蛋（甲硫）氨酸含硫氨基酸含硫氨基酸 酸谷天出门酸谷天出门谷、天谷、天谷氨酸、天冬氨酸谷氨酸、天冬氨酸酸性氨基酸酸性氨基酸 死猪肝色脸死猪肝色脸丝、组、甘、色丝、组、甘、色丝、组、甘、色氨酸丝、组、甘、色氨酸一碳单位来源的氨基酸一碳单位来源的氨基酸 只携一两钱只携一两钱缬、异亮、亮缬、异亮、亮缬、异亮、亮氨酸缬、异亮、亮氨酸支链氨基酸支链氨基酸 一本落色书一本落色书异、苯、酪、色、苏异、苯、酪、色、苏异亮、苯丙、酪、色、苏氨酸异亮、苯丙、酪、色、苏氨酸生糖兼生酮生糖兼生酮 拣来精读之拣来精读之赖、精、组赖、精、组赖氨酸、精氨酸、组氨酸赖氨酸、
13、精氨酸、组氨酸碱性氨基酸碱性氨基酸 芳香老本色芳香老本色酪、苯、色酪、苯、色酪、苯丙、色氨酸酪、苯丙、色氨酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸 不抢甘肃来不抢甘肃来脯、羟、甘、苏、赖脯、羟、甘、苏、赖脯、羟脯、甘、苏、赖氨酸脯、羟脯、甘、苏、赖氨酸不参与转氨基不参与转氨基的氨基酸的氨基酸（二）不常见的蛋白质氨基酸（二）不常见的蛋白质氨基酸 有有些些不不常常见见的的氨氨基基酸酸在在某某些些蛋蛋白白质质中中存存在在，是是由由相相应应的常见氨基酸经修饰而来。的常见氨基酸经修饰而来。在在结结缔缔组组织织的的胶胶原原蛋蛋白白中中有有5-5-羟羟赖赖氨氨酸酸、4-4-羟羟脯脯氨氨酸酸；肌肌球球蛋蛋白白含含有有甲甲基
14、基化化的的氨氨基基酸酸（6-N-6-N-甲甲基基赖赖氨氨酸酸 ）；凝凝血血酶酶原原中中发发现现了了羧羧基基谷谷氨氨酸酸；细细菌菌紫紫膜膜质质中中存存在在焦焦谷谷氨氨酸酸；甲甲状状腺腺蛋蛋白白中中TyrTyr的的衍衍生生物物：3.53.5-二二碘碘酪酪氨氨酸酸、甲甲状腺素等。状腺素等。（三）非蛋白质氨基酸（三）非蛋白质氨基酸 除除参参与与蛋蛋白白质质组组成成的的2020多多种种氨氨基基酸酸外外，生生物物体体内内存存在在大大量量的的氨氨基基酸酸中中间间代代谢谢产产物物，它它们们不不是是蛋蛋白白质质的的结结构构单单元元，但但在生物体内具有很多生物学功能。在生物体内具有很多生物学功能。（1 1）L-L
15、-型型氨基酸的衍生物：氨基酸的衍生物：L-L-瓜氨酸和瓜氨酸和L-L-鸟氨酸鸟氨酸 （2 2）D-D-型氨基酸：型氨基酸：D-D-谷、谷、D-D-丙（肽聚糖中）、丙（肽聚糖中）、D-D-苯丙（短苯丙（短杆菌肽杆菌肽S S）（3 3）-、-、-氨基酸氨基酸 ：-丙（泛素的前体）、丙（泛素的前体）、-氨基丁酸（神经递质）。氨基丁酸（神经递质）。三、氨基酸的物理性质(一)旋光性旋光性 rotation,optical activity,chiralityn一个异构体的溶液可使偏振光逆时针旋转（记为（一个异构体的溶液可使偏振光逆时针旋转（记为（-）)，另一个异构体可使偏振光顺时针旋转（计为（另一个异构
16、体可使偏振光顺时针旋转（计为（+），称为），称为旋光性。旋光性。n光学异构体的其它理化性质完全相同。光学异构体的其它理化性质完全相同。注意：旋光度与溶剂、浓度、温度、注意：旋光度与溶剂、浓度、温度、pHpH值等条件有关值等条件有关甘氨酸是一种构型甘氨酸是一种构型,无旋光性无旋光性苏氨酸苏氨酸和和异亮氨酸异亮氨酸有四种光有四种光学异构体。学异构体。其余其余1717种氨基酸有两种光学种氨基酸有两种光学异构体：异构体：L L型、型、D D型。型。构成蛋白质的氨基酸均属构成蛋白质的氨基酸均属L-L-型（型（L-L-苏氨酸）。苏氨酸）。(二二)溶解性：溶解性：溶解于水,特别是稀酸稀碱溶液,不溶于乙醚、氯
17、仿等有机溶剂。(三三)熔熔 点点:均大于200度l构构成成蛋蛋白白质质的的2020种种氨氨基基酸酸在在可可见见光光区区都都没没有有光光吸吸收收，但但在在远远紫紫外外区区(220nm)(220nm)均均有有光光吸收。吸收。l酪酪 氨氨 酸酸 的的 maxmax 275nm275nm，275275=1.4x10=1.4x103 3;l苯苯丙丙氨氨酸酸的的 maxmax257nm257nm，257257=2.0 x10=2.0 x102 2;l色色 氨氨 酸酸 的的 maxmax 280nm280nm，280280=5.6x10=5.6x103 3;(四四)氨基酸的紫外吸收：氨基酸的紫外吸收：蛋白质
18、最大紫外吸收峰在蛋白质最大紫外吸收峰在280nm280nm处。处。四、氨基酸的酸碱化学四、氨基酸的酸碱化学（一）氨基酸的两性离子形式（一）氨基酸的两性离子形式 三个现象：三个现象：晶体溶点高晶体溶点高离子晶格，不是分子晶格。离子晶格，不是分子晶格。不溶于非极性溶剂不溶于非极性溶剂极性分子极性分子 介介电电常常数数高高（氨氨基基酸酸使使水水的的介介电电常常数数增增高高，而而乙乙醇醇、丙丙酮酮使使水水的的介介电电常常数数降降低低。）水水溶溶液液中中的的氨氨基基酸酸是是极极性性分分子。子。(二二)氨基酸的两性解离性质及等电点氨基酸的两性解离性质及等电点（pIpI）pH=pIpH=pI 净电荷净电荷=
19、0=0 pH pH pIpH pI净电荷为负净电荷为负CHCHR RCOOHCOOHNHNH3 3+CHCHR RCOOCOONHNH2 2CHCHR RCOOCOONHNH3 3+H+OH-+H+OH-(pK(pK 1 1)(pK(pK 2 2)A+A+A0A0A-A-(三三)氨基酸的酸碱滴定曲线氨基酸的酸碱滴定曲线在在pH2.34pH2.34和和pH9.60pH9.60处，处，GlyGly具有缓冲能力。具有缓冲能力。起点：起点：100%Gly100%Gly+净电荷：净电荷：+1+1第一拐点：第一拐点：50%Gly50%Gly+，50%Gly50%Gly 平均净电荷：平均净电荷：+0.5+0
20、.5 pH=pK+lgGly pH=pK+lgGly/Gly/Gly+=pK=pK1 1=2.34=2.34第二拐点：第二拐点：100%Gly100%Gly 净电荷：净电荷：0 0 等电点等电点pIpI第三拐点：第三拐点：50%Gly50%Gly ，50%Gly50%Gly-平均净电荷：平均净电荷：-0.5-0.5 pH=pK pH=pK2 2+lgGly+lgGly-/Gly/Gly=pK=pK2 2=9.6=9.6终点：终点：100%Gly100%Gly-净电荷：净电荷：-1-1THANK YOUSUCCESS2023/1/439可编辑 当当氨氨基基酸酸溶溶液液在在某某一一定定pHpH值值
21、时时，使使某某特特定定氨氨基基酸酸分分子子上上所所带带正正负负电电荷荷相相等等，成成为为两两性性离离子子，在在电电场场中中既既不不向向阳阳极极也也不不向向阴阴极极移移动动，此此 时时 溶溶 液液 的的 pHpH值值 即即 为为 该该 氨氨 基基 酸酸 的的 等等 电电 点点(isoelctric point)(isoelctric point)。（四）氨基酸等电点的计算（四）氨基酸等电点的计算氨基酸在等电点状态下，溶解度最小。氨基酸在等电点状态下，溶解度最小。甘甘氨氨酸酸滴滴定定曲曲线线一氨基一羧基一氨基一羧基AA的的等电点计算：等电点计算：pI=2pK1+pK2一氨基二羧基一氨基二羧基AA的
22、的等电点计算：等电点计算：pI=2pK1+pK2二氨基一羧基二氨基一羧基AA的的等电点计算：等电点计算：pI=2pK2+pK3 下表给出了下表给出了下表给出了下表给出了25252525下游离氨基酸的酸性和碱性基团的下游离氨基酸的酸性和碱性基团的下游离氨基酸的酸性和碱性基团的下游离氨基酸的酸性和碱性基团的pKpKpKpKa a a a值和氨基酸的等电点（值和氨基酸的等电点（值和氨基酸的等电点（值和氨基酸的等电点（pIpIpIpI）。）。）。）。五、氨基酸的化学性质五、氨基酸的化学性质 1 1、羧基参加的反应、羧基参加的反应2 2、氨基参加的反应、氨基参加的反应3 3、氨基和羧基共同参加、氨基和羧
23、基共同参加4 4、侧链、侧链R R基团参加的反应基团参加的反应（一）（一）羧基参加的反应羧基参加的反应 氨氨基基酸酸在在有有HCl(HCl(干干氯氯化化氢氢气气)存存在在下下与与无无水水甲甲醇醇或或乙乙醇醇作用即产生氨基酸甲酯或乙酯。作用即产生氨基酸甲酯或乙酯。1.1.成酯和成盐反应成酯和成盐反应 当氨基酸的羧基变成乙酯当氨基酸的羧基变成乙酯(或甲酯或甲酯)后。羧基的化学性后。羧基的化学性质就被掩蔽了质就被掩蔽了(或者说羧基被保护了或者说羧基被保护了)，而氨基的化学性质，而氨基的化学性质就突出地显示出来就突出地显示出来(或者说氨基被活化了或者说氨基被活化了)，可与酰基结合。，可与酰基结合。酰化
24、氨基酸同酰化氨基酸同PClPCl5 5或或PClPCl3 3在低温下起作用，其在低温下起作用，其COOHCOOH基即基即可变为可变为COClCOCl基：基：2.2.酰氯化反应酰氯化反应这个反应可使氨基酸的羧基活化，使之易与另一氨基酸的这个反应可使氨基酸的羧基活化，使之易与另一氨基酸的氨基结合，在合成肽的工作上是常用的。氨基结合，在合成肽的工作上是常用的。生生物物体体内内的的氨氨基基酸酸经经脱脱羧羧酶酶(一一种种催催化化氨氨基基酸酸脱脱羧羧反反应应的的生生物催化剂物催化剂)作用就放出作用就放出COCO2 2和产生相应的胺。和产生相应的胺。3.3.脱羧反应脱羧反应大肠杆菌含有一种谷氨酸脱羧酶专使谷
25、氨酸脱羧。大肠杆菌含有一种谷氨酸脱羧酶专使谷氨酸脱羧。人体和动物体中的胺也是由于氨基酸脱羧产生的。人体和动物体中的胺也是由于氨基酸脱羧产生的。RCH2NH2酶RCHNH2COOH（二）（二）-氨基参加的反应氨基参加的反应1.1.酰基化和烃基化反应酰基化和烃基化反应 1 1）酰基化反应）酰基化反应 氨基酸氨基的一个氨基酸氨基的一个H H可被酰基或烃基可被酰基或烃基(包括环烃及其衍生包括环烃及其衍生物物)取代，这些取代基对氨基酸的氨基有保护作用。取代，这些取代基对氨基酸的氨基有保护作用。酰化试剂酰化试剂：苄氧酰氯苄氧酰氯(Cbz)(Cbz)、叔丁氧甲酰氯叔丁氧甲酰氯(Boc)(Boc)、对对-甲苯
26、磺酰氯甲苯磺酰氯(Tos)(Tos)、5-5-二甲氨基萘二甲氨基萘-1-1-磺酰氯磺酰氯(DNS)(DNS)，这些酰化剂在多肽和这些酰化剂在多肽和蛋白质的人工合成中被用作氨基保护剂。蛋白质的人工合成中被用作氨基保护剂。5-5-二甲氨基萘二甲氨基萘-1-1-磺酰氯磺酰氯(DNS)(DNS)与氨基起作用与氨基起作用,所得到的所得到的二甲氨萘磺酰基团有荧光二甲氨萘磺酰基团有荧光,微量的氨基酸可用此法测定。微量的氨基酸可用此法测定。SangerSanger反应反应 二二硝硝基基苯苯氨氨基基酸酸（DNP-DNP-氨氨基基酸酸），黄黄色色，被被SangerSanger用用来测定多肽的来测定多肽的N N末端
27、氨基酸。末端氨基酸。2 2）烃基化反应）烃基化反应EdmanEdman反应反应(苯异硫氰酸苯异硫氰酸 PITCPITC)PTH(PTH(苯苯硫硫乙乙内内酰酰脲脲)-)-氨氨基基酸酸，无无色色，可可以以用用层层析析法法分分离离鉴鉴定。被定。被EdmanEdman用来鉴定多肽的用来鉴定多肽的N N末端氨基酸。末端氨基酸。2 2.脱氨反应脱氨反应 氨基酸经氧化氨基酸经氧化剂或酶剂或酶(如氨基酸如氨基酸氧化酶氧化酶)的作用即的作用即脱出氨产生酮酸。脱出氨产生酮酸。（三）（三）氨基和氨基和羧基共同参加的反应羧基共同参加的反应1.1.与茚三酮反应与茚三酮反应 氨基酸的-氨基、-羧基以及氨基酸的各种侧链基团
28、可进行很多种化学反应。氨氨基基酸酸与与茚茚三三酮酮（ninhydrinninhydrin）的的反反应是一个检测和定量氨基酸和蛋白质的重要反应。应是一个检测和定量氨基酸和蛋白质的重要反应。CCCOONONH4OCCC2 NH3HCCCOHOOOHCCCOHOO茚三酮在弱酸性溶液中与氨基酸共热，所有具有游离氨所有具有游离氨基的氨基酸都生成基的氨基酸都生成紫色紫色化合化合物（物（570570）。然而由于脯脯氨酸是一个亚氨基酸，所以氨酸是一个亚氨基酸，所以与茚三酮反应生成的是与茚三酮反应生成的是黄色黄色化合物（化合物（440440）。从理论上讲，一个氨基酸的氨基与另一氨基酸的羧基可以从理论上讲，一个氨
29、基酸的氨基与另一氨基酸的羧基可以缩合成肽，其键称肽键。缩合成肽，其键称肽键。2.2.成肽反应成肽反应 （四）侧链（四）侧链R R基参加的反应基参加的反应氨基酸的侧链基团氨基酸的侧链基团R R有下列几种：有下列几种：1 1苯环苯环(苯丙氨酸及酪氨酸苯丙氨酸及酪氨酸)2 2酚基酚基(酪氨酸酪氨酸)3 3OHOH基基(丝氨酸、苏氨酸丝氨酸、苏氨酸)4 4SHSH基及基及S SS S键键(半胱氨酸及蛋氨酸半胱氨酸及蛋氨酸)5 5吲哚基吲哚基(色氨酸色氨酸)6 6胍基胍基(精氨酸精氨酸)7 7咪唑基咪唑基(组氨酸组氨酸)硫氢基硫氢基强氧化剂下才被氧化成磺酸基强氧化剂下才被氧化成磺酸基SO3HSO3H（过
30、甲酸氧化）（过甲酸氧化）二硫键还原剂：巯基乙醇，巯基乙酸，二硫键还原剂：巯基乙醇，巯基乙酸，DTTDTT（二硫苏糖醇）（二硫苏糖醇）六、氨基酸混合物的分析分离六、氨基酸混合物的分析分离层析（层析（chromatographychromatography）也称之色谱（来自Chroma），其基本原理是分析样品作为流动相流过固相时，样品中的各个成分与固相进行着不同程度的相互作用，使得样品中的各个成分在固相中的迁移率产生了差别，从而达到分离样品的目的。（一）分配层析法的一般原理（一）分配层析法的一般原理固定相（静相）固定相（静相）流动相（动相）流动相（动相）混合物在层折系统中的分离决定于该混合物的组分
31、在这两混合物在层折系统中的分离决定于该混合物的组分在这两相中的分配情况，一般用分配系数来描述。相中的分配情况，一般用分配系数来描述。层析系统层析系统利利用用层层析析法法分分离离混混合合物物例例如如氨氨基基酸酸混混合合物物，其其先先决决条条件件是是各各种种氨氨基基酸酸成成分分的的分分配配系系数数要要有有差差异异。一一般般差差异异越越大大，越容易分开。越容易分开。K Kd d=C=CA A/C/CB B分配系数分配系数 是指一种溶质在两种互不相溶的溶剂中分配时，在一定温度和压力下达到平衡后，溶质在两相中的浓度比值。目目前前在在分分析析分分离离上上使使用用较较广广的的分分配配层层析析法法，包包括括柱
32、柱层层析析、纸纸层层析析和和薄薄层层层层析析等等都都是是在在分分配配分分离离的的基基础上发展起来的。础上发展起来的。（二）分配柱层析（二）分配柱层析 层层析析柱柱中中的的填填充充物物或或称称支支持持剂剂都都是是一一些些具具有有亲亲水水性性的的不不溶溶物物质质，如如纤纤维维素素、淀淀粉粉、硅硅胶胶等等：支支持持剂剂吸吸附附着着一一层层不不会会流流动动的的结结合合水水，可可以以看看作作为为固固定定相相，沿沿固固定定相相流流动动的的与与它它不不互互溶溶的的溶溶剂剂(如如苯苯酚酚、正正丁丁醇醇等等)是流动相。是流动相。（三）（滤）纸层析（三）（滤）纸层析滤滤纸纸层层析析也也是是分分配配层层析析的的一一
33、种种。滤滤纸纸纤纤维维素素上上吸吸附附的的水水是是固固定定相相，展展层层用用的的溶溶剂剂是是流流动动相相。层层析析时时，混混合合氦氦基基酸酸在在这这两两相相中中不不断断分分配配，使使它它们们分分布布在在滤滤纸纸的的不不同同位位置置上。上。非极性氨基酸非极性氨基酸 极性氨基酸极性氨基酸（四）薄层层析（四）薄层层析 把支持剂涂布在玻璃板把支持剂涂布在玻璃板上使成一个均匀的薄层，上使成一个均匀的薄层，把要分析的样品滴加在薄把要分析的样品滴加在薄层的一端，然后用合适的层的一端，然后用合适的溶剂在密闭的容器中进行溶剂在密闭的容器中进行展层，使样品中各个成分展层，使样品中各个成分分离开来，最后进行鉴定分离
34、开来，最后进行鉴定和定量测定。和定量测定。（五）离子交换层析（五）离子交换层析 分分离离氨氨基基酸酸混混合合物物经经常常使使用用强强酸酸型型阳阳离离于于交交换换树树脂脂。在在交交换换柱柱中中，树树脂脂先先用用碱碱处处理理成成钠钠型型，将将氨氨基基酸酸混混合合液液(pH2(pH23)3)上上柱柱。在在pH2pH23 3时时，氨氨基基酸酸主主要要以以阳阳离离子子形形式式存在，与树脂上的钠离子发生交换而被存在，与树脂上的钠离子发生交换而被“挂挂”在构脂上。在构脂上。u氨氨基基酸酸在在树树脂脂上上结结合合的的牢牢固固程程度度，主主要要决决定定于于它它们们之之间间的的静静电电吸吸引引，其其次次是是氨氨基
35、基酸酸侧侧链链与与树树脂脂基基质质聚聚苯苯乙乙烯烯之之间间的的疏疏水相互作用。水相互作用。u在在PH3PH3左左右右，氨氨基基酸酸与与阳阳离离子子交交换换树树脂脂之之间间的的静静电电吸吸引引的的大大小小次次序序是是碱碱性性氨氨基基酸酸(R2+)(R2+)中中性性氨氨基基酸酸(R+)(R+)酸酸性性氨氨基基酸酸(R0)(R0)。u为为了了使使氨氨基基酸酸从从树树脂脂柱柱上上洗洗脱脱下下来来，需需要要降降低低它它们们之之间间的的亲亲和和力力，有有效效的的方方法法是是逐逐步步提提高高洗洗脱脱剂剂的的pHpH和和盐盐浓浓度度(离离子子强度强度)。（六）高效液相色谱（六）高效液相色谱（HPLCHPLC）
36、HPLCHPLC的的特特点点是是：(1)(1)使使用用的的固固定定相相支支持持剂剂颗颗粒粒很很细细，因因而而表表面面积积很很大大。(2)(2)溶溶剂剂系系统统采采取取高高压压，因因此此洗洗脱脱速速度度增增大大，多多种种类类型型的的柱柱层层析析都都可可用用HPLCHPLC来来代代替替，例例如如分分配配层层析析、离离子子交交换换层层析析、吸吸附附层析以及凝胶过滤等。层析以及凝胶过滤等。1.1.蛋白质是由蛋白质是由2020种氨基酸组成的。种氨基酸组成的。氨基酸性质方面的差别反映了它们侧链的不同。除了甘氨酸没有手性碳以外，其他19种氨基酸都至少含有一个手性碳。2.2.氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为：脂肪族的、氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为：脂肪族的、芳香族的、含硫的、含醇的、碱性的、酸性的和酰胺类。芳香族的、含硫的、含醇的、碱性的、酸性的和酰胺类。3.3.氨基酸的化学性质氨基酸的化学性质与其特殊的功能基团-羧基、氨基和侧链R基团是分不开的，氨基酸的羧基具有一羧酸羧基的性质（如成盐、成酯、成酰胺、脱羧、酰氯化等），氨基酸的氨基具有一级胺（R-NH2）氨基的一切性质（如与HCl结合、脱氨、与HNO2 作用等）。小小 结结THANK YOUSUCCESS2023/1/478可编辑