第17章氨基酸蛋白质.ppt
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1、羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代生成的化合物,称为氨基酸。如果氨基在羧基的a-位,则称为a-氨基酸。 多肽是多个a-氨基酸分子用肽键连接而生成的化合物,而蛋白质则是由多种a-氨基酸用肽键连接起来的分子量很大的多肽。 细胞内除水外,其余80%的物质为蛋白质。蛋白质是生物体内一切组织的基本组分,在生命现象和生命过程中起着决定性的作用。 蛋白质、多糖、核酸等生物大分子都是生命的物质基础。蛋白质、糖和脂肪是人类营养的三要素,是维持生命所不可缺少的物质。,第17章 氨基酸、肽、蛋白质, 17.1 氨基酸,1. 氨基酸的结构、分类和命名,天然氨基酸在化学结构上都具有共同的特点,即一般在a-位上有一个氨基
2、:,目前已知的氨基酸有几百种之多,但在生物体内常见的只有22种。,氨基酸的构型常用D/L法标记,但其与糖的D/L法标记并不完全一样。,L-氨基酸 D-氨基酸,研究表明,对于生物体内氨基酸的构型: 1)旋光性的氨基酸均为L-型的,故一般L-可以省去; 2)L-型的a-氨基酸有左旋的也有右旋的,L-仅表示构型; 3)用R、S标记法,除半胱氨酸为R构型外,其余均为S构型。,D-(+)-甘油醛,L-(-)-甘油醛,甘氨酸,丙氨酸,缬氨酸,亮氨酸,1)R为非极性基团,氨基酸的分类方法很多,在医学上常依据氨基酸在生理pH范围内,其侧链R基团的极性和所带电荷分为四类。,丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸,色氨酸,2)R
3、为极性基团,谷氨酸盐,天门冬氨酸盐,3)R带负电荷,精氨酸,赖氨酸,组氨酸,4)R带正电荷,根据氨基和羧基的相对数目,中性氨基酸,碱性氨基酸,酸性氨基酸,氨基羧基 数目相等,氨基数目 多于羧基,羧基数目 多于氨基,缬氨酸(Val),亮氨酸(Leu),异亮氨酸(Ile),苏氨酸(Thr),蛋氨酸(Met),苯丙氨酸(Phe),色氨酸(Trp),赖氨酸(Lys),8种人体必需氨基酸:, 17.2 氨基酸的性质,两性离子,化学性质 氨基酸的酸碱两性和等电点 酸碱两性: 氨基酸中的NH2是碱性的,而羧基是酸性的。但是它们的表观酸碱解理常数比起氨基和羧基来都低的多。 如测得的甘氨酸的Ka = 1.610
4、-10, Kb = 2.5 10-12, 而多数羧酸的Ka 10-5, 多数脂肪胺的Kb 10-4. 这表明氨基酸在一般情况下,不是以游离的氨基、羧基存在,而是以两性电离, 在固态或液态中形成内盐:,两性离子 pH=pI,正离子 pHpI,负离子 pHpI,即在强酸性溶液中, 氨基酸以正离子存在;在碱性溶液中,则以负离子存在。,(2) 氨基酸的等电点:由上述可见,氨基酸在水溶液中所带电荷的状态,除取决于其本身的结构外,还取决于溶液的pH值。 在不同pH值的溶液中,氨基酸以正离子、负离子和两性离子三种离子间形成动态平衡. 当适当调节溶液的pH值,使得氨基酸的羧基与氨基的离子化程度相等,即此时其所
5、带的正负电荷数相同,净电荷为零、呈电中性,在电场中不会移动。 则此等电状态的pH值,称为该氨基酸的等电点,用pI表示。,等电点不是中性点,中性氨基酸的等电点为5.66.3,酸性氨基酸的等电点为2.83.2,碱性氨基酸的等电点为7.610.8,氨基酸在等电点时溶解度最小。可以利用这一性质,通过调整溶液的pH值,将等电点不同的氨基酸从氨基酸的混合溶液中分别分离出来,2) 氨基酸的脱羧反应,a-氨基酸与Ba(OH)2在高沸点溶剂中加热,可以失羧成胺.,3) 与亚硝酸反应 除辅氨酸外, a-氨基酸都能与亚硝酸反应,放出氮气得到羟基酸.,反应是定量进行的, 测量放出氮气的体积, 便可计算出氨基酸中氨基的
6、含量。,4) 显色反应,氨基酸在碱性条件下与茚三酮作用,能生成兰色或紫色的有色物质。这是鉴别a-氨基酸的灵敏方法,多数氨基酸均有此反应,亚氨基的辅氨酸反应显紫色。,紫色,茚三酮, 17.3 肽 1。肽的结构和命名,肽键,二肽是最简单的肽,肽键,十肽以下的称为寡肽,十肽以上的称为多肽。,1)肽也是以两性离子形式存在,一般为链式结构。羧基端为C-端,氨基端为N-端。书写时,N-端在左,C-端在右。,N-端,C-端,肽键,N端,C端,肽链的通式,2)肽的结构不仅取决于氨基酸的种类和数目,而且还取决于它们之间的连接次序。如,甘氨酰丙氨酸,丙氨酰甘氨酸,这是少数几种氨基酸可以形成各式丰富多彩的蛋白质的基
7、础。 3)肽的命名以C-端的氨基酸为母体,称为某氨酸。其它氨基酸残基则从N-端开始,依次用某氨酰表示,放在母体前。如,谷氨酸残基,半胱氨酸残基,甘氨酸残基,g-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸 谷胱甘肽,简称:g-Glu-Cys-Gly; g-谷-胱-甘,4. 肽结构的测定,n种不同的氨基酸形成多肽时有n!种不同排列方式,要研究肽及由肽组成的蛋白质,应该首先研究肽的结构。 这须解决三个问题: 组成肽的氨基酸的种类; 肽中各种氨基酸的相对比例和含量; 各氨基酸在肽链中的位置(排列顺序). 解决方法: 测定多肽的分子量(用超离心法、渗透法和X-衍射法等); 彻底水解肽链,通过层析和鉴定得知各种氨基酸的比例、含
8、量; 通过以上方法,可以得知多肽的分子式。,3) 端基分析测定各氨基酸的排序。,选择性水解: 许多蛋白质水解酶通常只能水解一定的肽键,具有高度的专一性, 故可以利用不同的蛋白质水解酶来水解不同的肽键。如胰蛋白酶专门水解赖氨酸或精氨酸的羧基形成的肽键,因此用它催化水解某一多肽,得到的肽链的C-端将肯定是赖氨酸或精氨酸。 C-端分析:多肽可以在各种肽酶催化下使C-端水解。,N-端分析: 2,4-二硝基氟苯与多肽的N-端反应。, 17.4 蛋白质,蛋白质部分水解后得多肽,有些蛋白质本身就是多肽。蛋白质与多肽的关系与多糖和低聚糖类似, 相对分子量大的叫蛋白质,小的称多肽,但无严格界限。 通常,将Mw
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- 17 氨基酸 蛋白质
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