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1、关于蛋白质的构件氨基酸(2)第一页，本课件共有81页蛋白质蛋白质 （ProteinProtein）1838年，J.J.Berzelius提出，源自希腊文 第一重要，首要的物质蛋白质存在于所有生物细胞中，是构成生物体最基本的结构物质和功能物质（结构大分子、功能大分子）。蛋白质是生命活动的物质基础，参与了几乎所有的生命活动过程。第二页，本课件共有81页一、蛋白质的化学组成和分类一、蛋白质的化学组成和分类、元素组成、元素组成第三页，本课件共有81页、蛋白质的含氮量、蛋白质的含氮量v蛋白氮占生物组织所有含氮物质的绝大部分。蛋白氮占生物组织所有含氮物质的绝大部分。v大多数蛋白质含氮量接近于大多数蛋白质含
2、氮量接近于16%16%蛋白质含量蛋白质含量 =蛋白氮含量蛋白氮含量 6.256.25v凯氏定氮法凯氏定氮法第四页，本课件共有81页、蛋白质的分类、蛋白质的分类（1 1）依据外形分类）依据外形分类球状蛋白质：球状蛋白质：globular protein：形状接近球形，水溶性较好，种类很多，可行使多种多样的生物学功能。如：转运氧的血红蛋白 纤维状蛋白质纤维状蛋白质：fibrous protein：外形呈棒状或纤维状，大多数不溶于水，是生物体重要的结构成分，或对生物体起保护作用。如毛发里的角蛋白。膜蛋白质膜蛋白质：membrane protein：折叠成近球形，插入生物膜，也有一些通过非共价键或共价
3、键结合在生物膜的表面 第五页，本课件共有81页（2 2）依据蛋白质的组成分类）依据蛋白质的组成分类简单蛋白简单蛋白 simple protein 单纯蛋白，仅由氨基酸组成单纯蛋白，仅由氨基酸组成结合蛋白结合蛋白 conjugated protein由简单蛋白与其它由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成非蛋白成分结合而成辅基（配体、配基）辅基（配体、配基）第六页，本课件共有81页简简单单蛋蛋白白清蛋白和球蛋白清蛋白和球蛋白 albumin and globulin 广泛存在于动物组织广泛存在于动物组织谷蛋白和醇溶谷蛋白谷蛋白和醇溶谷蛋白 glutelin and prolamin 植物蛋白，不溶于水
4、，易溶于稀酸植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸/碱碱精蛋白和组蛋白精蛋白和组蛋白 碱性蛋白存在于细胞核碱性蛋白存在于细胞核硬蛋白硬蛋白根据溶解性分第七页，本课件共有81页结结合合蛋蛋白白色蛋白：简单蛋白色蛋白：简单蛋白+色素物质色素物质糖蛋白：简单蛋白糖蛋白：简单蛋白+糖类物质糖类物质脂蛋白：简单蛋白脂蛋白：简单蛋白+脂类结合脂类结合核蛋白：简单蛋白核蛋白：简单蛋白+核酸核酸根据辅基种类分第八页，本课件共有81页二、二、蛋白质水解蛋白质水解蛋白质和多肽的肽键可被催化水解蛋白质和多肽的肽键可被催化水解酸酸/碱碱能将蛋白能将蛋白完全水解完全水解 得到各种得到各种AA的混合物（即水解彻底），但部分的混合
5、物（即水解彻底），但部分AA受到破坏受到破坏酶酶水解一般是水解一般是部分水解部分水解 得到多肽片段和得到多肽片段和AA的混合物（即水解不彻底）的混合物（即水解不彻底）AA不受到破坏不受到破坏氨基酸是蛋白质的基本结构单元第九页，本课件共有81页三、三、氨基酸的一般结构氨基酸的一般结构地球上天然形成的地球上天然形成的AAAA有有300300种以上。种以上。构成蛋白质的构成蛋白质的AAAA只有只有2020余种余种，且都是且都是-氨基氨基酸酸（除脯氨酸，是亚氨基酸除脯氨酸，是亚氨基酸）第十页，本课件共有81页碳原子R基羧基氨基左右特点：特点：大多数大多数AAAA在中性在中性pHpH时呈时呈兼性离子兼性
6、离子状态状态:除甘氨酸外，除甘氨酸外，1919种种AAAA都具有旋光性，是都具有旋光性，是L L型。型。除胱氨酸和酪氨酸外，其余除胱氨酸和酪氨酸外，其余AAAA都能溶于水。都能溶于水。能形成肽键能形成肽键COO-NH3+第十一页，本课件共有81页第十二页，本课件共有81页四、氨基酸的分类四、氨基酸的分类天然氨基酸：300多种：蛋白质氨基酸：20多种基本氨基酸（常见氨基酸）：20种（含1种亚氨基酸）非蛋白氨基酸第十三页，本课件共有81页按基的化学结构分类：、脂肪族、脂肪族aaaa（1515种）种）（）中性（）中性aaaa（5 5种）种）（一）常见的蛋白质氨基酸（一）常见的蛋白质氨基酸甘氨酸甘氨酸
7、丙氨酸丙氨酸缬氨酸缬氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸第十四页，本课件共有81页（2 2）含羟基或硫）含羟基或硫aaaa丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸苏氨酸苏氨酸甲硫氨酸（蛋甲硫氨酸（蛋氨酸）氨酸）第十五页，本课件共有81页胱氨酸胱氨酸第十六页，本课件共有81页（）酸性（）酸性aaaa及其酰胺及其酰胺天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺第十七页，本课件共有81页（）碱性（）碱性aaaa赖氨酸赖氨酸精氨酸精氨酸第十八页，本课件共有81页、芳香族、芳香族aaaa（3 3种）种）苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸色氨酸色氨酸第十九页，本课件共有81页、杂环、杂环aaaa（2 2种种)组
8、氨酸组氨酸脯氨酸脯氨酸第二十页，本课件共有81页按基的极性性质分类：、非极性基、非极性基aaaa苯丙氨酸苯丙氨酸缬氨酸缬氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸丙氨酸丙氨酸酪氨酸酪氨酸蛋氨酸蛋氨酸脯氨酸脯氨酸第二十一页，本课件共有81页、不带电荷的极性基、不带电荷的极性基aaaa丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺天冬酰胺天冬酰胺半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸酪氨酸酪氨酸第二十二页，本课件共有81页3 3、带正电荷的基、带正电荷的基aaaa组氨酸组氨酸赖氨酸赖氨酸精氨酸精氨酸第二十三页，本课件共有81页4 4、带负电荷的基、带负电荷的基aaaa天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸第二十四页，本课件共有81页
9、（二）不常见的蛋白质氨基酸（二）不常见的蛋白质氨基酸 由常见由常见aa经修饰而来。经修饰而来。脯氨酸脯氨酸4-羟脯氨酸羟脯氨酸结缔组织的胶原蛋白第二十五页，本课件共有81页赖氨酸赖氨酸5-羟赖氨酸羟赖氨酸结缔组织的胶原蛋白第二十六页，本课件共有81页-N-N-甲基赖氨酸甲基赖氨酸-羧基谷氨酸羧基谷氨酸肌球蛋白凝血酶原第二十七页，本课件共有81页（三）非蛋白质氨基酸（三）非蛋白质氨基酸 200200多种多种多是蛋白质中多是蛋白质中L L型型-AA-AA衍生物衍生物有一些是有一些是-，-，-AA-AA有些是有些是D-D-型型AAAA第二十八页，本课件共有81页鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸第二十九页，本
10、课件共有81页五、氨基酸的酸碱性质兼性离子中性分子（极少数）第三十页，本课件共有81页（一）氨基酸的解离（一）氨基酸的解离第三十一页，本课件共有81页（一）氨基酸的解离（一）氨基酸的解离氨基酸的解离顺序氨基酸的解离顺序赖氨酸赖氨酸精氨酸精氨酸先解离羧基，再解离氨基教材上没有、重要哦第三十二页，本课件共有81页+H3NCHCOOHR（A+）（一）氨基酸的解离（一）氨基酸的解离+H3NCHCOO-R（A0）H2NCHCOO-R（A-）K1K2CH2CHNH3+COOHCOOH（Asp+）CH2CHNH3+COOHCOO-CH2CHNH3+COO-COO-CH2CHNH2COO-COO-（Asp0）
11、（Asp-）（Asp-）K1K2K3第三十三页，本课件共有81页（一）氨基酸的解离（一）氨基酸的解离(CH2)4CHNH3+NH3+COOH（Lys+）K1(CH2)4CHNH3+NH3+COO-（Lys+）K2(CH2)4CHNH2NH3+COO-（Lys0）K3(CH2)4CHNH2NH2COO-（Lys-）K值可以用测定滴定曲线的实验方法获得在计算题中，一般直接给出第三十四页，本课件共有81页甘甘氨氨酸酸滴滴定定曲曲线线第三十五页，本课件共有81页第三十六页，本课件共有81页第三十七页，本课件共有81页第三十八页，本课件共有81页（三）氨基酸的等电点定定义义：当当溶溶液液为为某某一一pH
12、pH值值时时，AAAA主主要要以以兼兼性性离离子子的的形形式式存存在在，分分子子中中所所含含的的正正负负电电荷荷数数目目相相等等，净净电电荷荷为为0 0。这这时时的的pHpH值值即即为为AAAA的的等电点（等电点（pIpI）。）。在在pIpI时时，AAAA在在电电场场中中既既不不向向正正极极也也不不向向负负极极移动，即处于两性离子状态。移动，即处于两性离子状态。第三十九页，本课件共有81页等电点的计算：等电点的计算：pI=(ppI=(pK K1 1+p+pK K2 2)/2)/2 第四十页，本课件共有81页六、氨基酸的化学反应第四十一页，本课件共有81页（一）（一）-羧基参加的反应羧基参加的反
13、应成盐或成酯反应成盐或成酯反应成酰氯反应成酰氯反应脱羧基反应脱羧基反应叠氮反应叠氮反应第四十二页，本课件共有81页（2）成酯）成酯 NH2 干燥，干燥，HCl R CH COOH+C2H5OH 回流回流 R CH COOC2H5+H2ONH3Cl保护羧基保护羧基（1）与）与NaOH等形成盐等形成盐成盐或成酯反应成盐或成酯反应第四十三页，本课件共有81页 HN-保护基保护基 R CH-COOH +PCl5 HN-保护基保护基 R CH-COOCl +POCl3 +HCl保护氨基保护氨基 活化羧基活化羧基成酰氯反应成酰氯反应第四十四页，本课件共有81页 NH2 脱羧酶脱羧酶 RCH-COOH R-
14、CH2-NH2 +CO2脱羧基反应脱羧基反应第四十五页，本课件共有81页 YNH O NH2NH2 RCHCOCH3 YNH O HNO2 RCHCNHNH2 YNH O RCHCN-N+N+2H2O 酰化氨基酸甲酯酰化氨基酸甲酯 肼肼酰化氨基酰肼酰化氨基酰肼酰化氨基酰叠氮酰化氨基酰叠氮叠氮反应叠氮反应第四十六页，本课件共有81页（二）-氨基参加的反应与亚硝酸反应与亚硝酸反应与酰化试剂反应与酰化试剂反应烃基化反应烃基化反应形成形成SchiffsSchiffs碱反应碱反应脱氨基反应脱氨基反应第四十七页，本课件共有81页 NH2 OH R CH COOH+HNO2 R CH COOH+H2O+N2
15、lVan SlykeSlyke（范斯来克氨基氮测定法（范斯来克氨基氮测定法 ）法测氨基法测氨基氮（体积）的基础。氮（体积）的基础。lN2中的中的1/21/2为氨基氮。为氨基氮。氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。与亚硝酸反应与亚硝酸反应第四十八页，本课件共有81页NO2FO2N+H2NCHCOOHRNO2O2NHNCHCOOHR+HF弱碱性弱碱性DNP-氨基酸氨基酸 （黄色黄色）DNFBSanger 法测定法测定N N末端氨基酸基础末端氨基酸基础与酰化试剂反应与酰化试剂反应第四十九页，本课件共有81页N=C=S +NCHCOOHHHRPITCNCNCHCOOHH
16、HRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSNCCOPTH-氨基酸氨基酸pH8.3无水无水HF苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯PITC苯氨基硫甲酰衍生物苯氨基硫甲酰衍生物苯乙内硫脲衍生物苯乙内硫脲衍生物Edman降解法基础降解法基础烃基化反应烃基化反应第五十页，本课件共有81页 R COOH R COO R COOH R COO C=O+H C=O+H2N CH C=N CH H R H R H R H R醛醛 氨基酸氨基酸 Schiffs碱碱-H20+H20形成形成SchiffsSchiffs碱反应碱反应第五十一页，本课件共有81页在生物体内经在生物体内经AA氧化酶氧化酶催化催化即脱去即脱去-氨基而转变为酮
17、酸。氨基而转变为酮酸。脱氨基反应脱氨基反应第五十二页，本课件共有81页（三）-羧基和-氨基都参加的反应与与茚三酮反应茚三酮反应 成肽成肽反应反应第五十三页，本课件共有81页弱酸弱酸 加热加热第五十四页，本课件共有81页（四）侧链R基参加的反应TyrTyr2 2、碱性、碱性AAAA碱性碱性AAAA带硫带硫AAAA第五十五页，本课件共有81页Cys与二硫硝基苯甲酸发生硫醇与二硫硝基苯甲酸发生硫醇-二硫化物交换二硫化物交换pH8.0时时412nm最大光吸收最大光吸收分光光度法测定分光光度法测定-SH第五十六页，本课件共有81页Cys的巯基不稳定，易被氧化成二硫键的巯基不稳定，易被氧化成二硫键巯基在有
18、痕量的金属离子如：巯基在有痕量的金属离子如：Cu2+，Fe2+，Co2+或或Mn2+时，易被氧化时，易被氧化第五十七页，本课件共有81页Cys中的二硫键可被氧化剂（过甲酸）以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。及还原剂（巯基化合物）打开。磺基丙氨酸磺基丙氨酸第五十八页，本课件共有81页Tyr（酪氨酸）酚基在（酪氨酸）酚基在3和和5位上易发生亲电位上易发生亲电取代反应，如碘化和硝化取代反应，如碘化和硝化黄色反应黄色反应第五十九页，本课件共有81页His侧链咪唑基与侧链咪唑基与重氮苯磺酸生成重氮苯磺酸生成棕红色化合物棕红色化合物Pauly反应反应第六十页，本课件共有81页A
19、rg侧链胍基与侧链胍基与环己二酮生成环己二酮生成缩合物缩合物第六十一页，本课件共有81页Trp（色氨酸）侧链吲哚基能被（色氨酸）侧链吲哚基能被N-溴代琥珀酰亚胺溴代琥珀酰亚胺氧化氧化分光光度法测定分光光度法测定Trp含量含量第六十二页，本课件共有81页Met侧链上甲硫基：强亲核基团与烃化试剂成锍盐侧链上甲硫基：强亲核基团与烃化试剂成锍盐保护巯基保护巯基第六十三页，本课件共有81页七、AA的光学活性和光谱性质（一）（一）AA的光学活性和立体化学的光学活性和立体化学第六十四页，本课件共有81页第六十五页，本课件共有81页第六十六页，本课件共有81页第六十七页，本课件共有81页第六十八页，本课件共有
20、81页（二）氨基酸的光谱性质可见光区：无吸收可见光区：无吸收远紫外和红外区：都吸收远紫外和红外区：都吸收近紫外区（近紫外区（200400nm200400nm）：）：Tyr/Trp/PheTyr/Trp/Phe 原因：原因：-C=C-C=C-C=C-C=C-C=C-C=C-C=C-C=C-1、紫外吸收光谱、紫外吸收光谱第六十九页，本课件共有81页TrpTrp（色）（色）280nm280nmTyrTyr（酪）（酪）275nm275nmPhePhe（苯丙）（苯丙）257nm257nm蛋白质含量测定蛋白质含量测定280nm第七十页，本课件共有81页第七十一页，本课件共有81页、核磁共振波谱、核磁共振波
21、谱核磁共振（核磁共振（NMR)第七十二页，本课件共有81页八、氨基酸混合物的分析分离 利用利用AAAA成分在不同相中的分成分在不同相中的分配系数的差异配系数的差异（一）层析法（色谱）的一般原理（一）层析法（色谱）的一般原理 逆流分布原理（自学）第七十三页，本课件共有81页层析系统层析系统固定相固定相流动相流动相附着在固相上的液体附着在固相上的液体固体固体第七十四页，本课件共有81页 按两相所处状态分：按两相所处状态分：流动相流动相液体液体气体气体固固定定相相液液体体液液层析液液层析气液层析气液层析固固体体液固层析液固层析气固层析气固层析第七十五页，本课件共有81页柱柱固定相装于柱内固定相装于柱
22、内纸纸固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品点在纸上，用流动相展开点在纸上，用流动相展开薄层薄层将有适当粘度的固定相涂在薄板上将有适当粘度的固定相涂在薄板上薄膜薄膜与纸层析相似，与纸层析相似，纸用其它高分子有机吸附剂代替纸用其它高分子有机吸附剂代替 按操作形式分：按操作形式分：第七十六页，本课件共有81页吸附吸附固体固体 吸附能力不同吸附能力不同分配分配液体液体 分配系数不同分配系数不同离子交离子交换换离子交换剂离子交换剂 亲和性不同亲和性不同凝胶凝胶多孔凝胶，多孔凝胶，通过速度不同通过速度不同亲和亲和固定相只能与一种组分结合，固定相只能与一种组分结合，分开其它无亲和力的组分分开其它无亲和力的组分 按层析原理分：按层析原理分：固定相固定相 各组分对固定相各组分对固定相第七十七页，本课件共有81页（二）分配柱层析（二）分配柱层析 填充物为亲水性的不溶物质如纤维素、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淀粉、硅胶等，收集的组分用茚三酮 显色定量。显色定量。第七十八页，本课件共有81页第七十九页，本课件共有81页（三）纸层析（三）纸层析（四）薄层层析（四）薄层层析第八十页，本课件共有81页感感谢谢大大家家观观看看第八十一页，本课件共有81页