第三章 氨基酸 四大生物大分子：？ 其中蛋白质是生物功能的主要载体——体现在哪些方面？ 氨基酸：是蛋白质的组成单元（构件分子）

一、氨基酸—蛋白质的构件分子 （一）蛋白质的水解 蛋白质用强酸、强碱和酶处理后，可以得到各种各样的氨基酸。 蛋白水解大肽段小肽段氨基酸混合物 所以，氨基酸是蛋白质的基本结构单元。 大多数的蛋白质都是由20种氨基酸组成。这20种氨基酸被称为常见氨基酸。

1 酸水解 常用6 mol/L的盐酸或4 mol/L的硫酸在105-110℃条件下进行水解，反应时间约20小时。 此法的优点是不容易引起水解产物的消旋化。缺点是色氨酸被完全破坏；

2 碱水解 一般用5 mol/L氢氧化钠煮沸10-20小时。 由于水解过程中许多氨基酸都受到不同程度的破坏，产率不高。 部分的水解产物发生消旋,所得氨基酸是D-和L-氨基酸的混合物。 该法的优点是色氨酸在水解中不受破坏。

3 酶水解 不产生消旋作用，也不破坏氨基酸，一种酶对蛋白质的水解不完全，需几种酶协同作用。 应用酶水解多肽不会破坏氨基酸，也不会发生消旋化。水解的产物为较小的肽段。

（二）-氨基酸的一般结构 COOH H2N C H R 二十种氨基酸除Gly外全是L-型。 Pro呢？ α碳原子,手性碳原子 侧链 氨基酸的基本结构 （二）-氨基酸的一般结构 二十种氨基酸除Gly外全是L-型。 Pro呢？ COOH H2N C H R α碳原子,手性碳原子 侧链 结构上的共同点：与羧基相连的-碳原子上都有一个氨基，故称为 -氨基酸

氨基酸聚合与水解 水解 肽键 聚合

其它不参与蛋白质组成，为非蛋白质氨基酸。 氨基酸名称与符号 二、氨基酸的分类 生物体中氨基酸有180多种，参与构成蛋白质的常见氨基酸只有20种，称为蛋白质氨基酸。蛋白质中还有若干不常见氨基酸，都是由常见氨基酸经化学修饰转变而来。 其它不参与蛋白质组成，为非蛋白质氨基酸。

（一）常见的蛋白质氨基酸 不用的字母有如下： JUZBOX 要求：三字符、单字符 能熟背，熟记英文单词 alanine 丙氨酸 Ala A arginine 精氨酸 Arg R asparagine 天冬酰氨 Asn Asx N aspartic acid 天冬氨酸 Asp Asx D cystine 半胱氨酸 Cys C glutarmine 谷氨酰胺 Gln Glx Q glutarmic acid 谷氨酸 Glu Glx E glycine 甘氨酸 Gly G histidine 组氨酸 His H isoleucine 异亮氨酸 Ile I leucine 亮氨酸 Leu L lysine 赖氨酸 Lys K methionine 甲硫氨酸 Met M phenylalanine 苯丙氨酸 Phe F proline 脯氨酸 Pro P serine 丝氨酸 Ser S threonine 苏氨酸 Thr T tryptophan 色氨酸 Trp W tyrosine 酪氨酸 Tyr Y valine 缬氨酸 Val V 不用的字母有如下： JUZBOX 要求：三字符、单字符 能熟背，熟记英文单词

20种氨基酸R侧链要记住

按R基的化学结构分为3类： 1、脂肪族氨基酸 Gly,Ala,Vla,Lue,Ile,Ser,Thr,Cys,Met,Asp, Glu,Asn,Gln,Lys,Arg,His,Pro 2、芳香族氨基酸 Phe,Tyr,Trp 3、杂环氨基酸：His,Pro

按R基的极性性质分为四组 R基对氨基酸的性质和所参与构成的蛋白质功能起了决定性作用

（二）不常见蛋白质氨基酸 在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为不常见蛋白质氨基酸。 这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。 其中重要的有4-羟基脯氨酸、5-羟基赖氨酸、N-甲基赖氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白质氨基酸的结构如下。

（三）非蛋白质氨基酸 150多种，不参与构成蛋白质 大多为蛋白质中存在的L-型氨基酸的衍生物，如： -丙氨酸 氨基丁酸 高半胱氨酸 高丝氨酸 见书129页

三、氨基酸的酸碱化学 （一）氨基酸兼性离子形式 COO- H3N+ C H R α碳原子,手性碳原子 侧链 同一个氨基酸分子上可以即有正电荷又有负电荷，故称为兼性离子。

（二）氨基酸的解离 氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离的羧基或氨基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离子中，氨基是以质子化(-NH3+)形式存在，羧基是以离解状态(-COO-)存在。 在不同的pH条件下，两性离子的状态也随之发生变化。

氨基酸的滴定曲线（中性-Ala） Glu和Lys滴定曲线见page132

（三）氨基酸的等电点 在水溶液中，氨基和羧基在不同的pH条件下表现出不同的解离状态，在特定的pH条件下会呈电荷中性，这时的pH称为等电点（isoelectric point),以符号pI 来表示。 侧链不含离解基团的中性氨基酸，其等电点是它的pK’1和pK’2的算术平均值：pI = (pK’1 + pK’2 )/2 （推导过程：P133—134) 同样，对于侧链含有可解离基团的氨基酸，其pI值也决定于两性离子两边的pK’值的算术平均值。 酸性氨基酸：pI = (pK’1 + pK’R-COO- )/2 碱性氨基酸：pI = (pK’2 + pK’R-NH2 )/2

氨基酸的等电点计算

四、氨基酸的化学反应（I） （一）-氨基参加的化学反应: 应用 1、与亚硝酸的反应 Van Slyke定氮 2、与酰化试剂的反应 氨基酸的化学性质1 四、氨基酸的化学反应（I） （一）-氨基参加的化学反应: 应用 1、与亚硝酸的反应 Van Slyke定氮 2、与酰化试剂的反应 与苄氧甲酰氯 蛋白或肽合成中氨基保护基 *与丹磺酰氯 (DNS-Cl)的反应 测序 3、烃基化反应 *与2,4-二硝基氟苯 (DNBF) 的反应 测序（sanger) *与苯异硫氰酸酯(PITC)反应 测序Edman ◆与甲醛的反应 氨基滴定

氨基酸的化学反应（II） 1、与茚三酮 (ninhydrin) 的反应 定量反应 2、成肽反应 (二）-羧基的化学反应 氨基酸的化学性质2 氨基酸的化学反应（II） (二）-羧基的化学反应 1、成盐成酯反应 保护羧基，活化氨基 2、成酰氯反应 羧基活化 3、脱羧反应 脱羧酶作用 （三）-氨基和-羧基共同参与的化学反应 1、与茚三酮 (ninhydrin) 的反应 定量反应 最后生成紫色物质 脯氨酸，羟脯氨酸例外 2、成肽反应 3、侧链的R基的化学反应 ▲羟基、酚基、巯基、吲哚基、咪唑基、甲 硫基等 *何谓蛋白质修饰？

氨基酸的一般理化性质 五、氨基酸的光谱性质 在紫外有特征吸收的仅三个芳香族的氨基酸Trp、Tyr、Phe, 利用这一特点，可以通过测定280nm处的紫外吸收值的方法对蛋白溶液进行定量。

有紫外特征吸收的氨基酸 Trp, Tyr和Phe的紫外吸收

氨基酸的鉴定和分离纯化1 六、氨基酸混合物的分析分离 纸层析、薄层层析

离子交换层析 氨基酸与离子交换树脂的结合取决于： （1）静电引力；（2）疏水作用力

习题 等电点 氨基酸残基 *下列氨基酸中具有亲水侧链的是 A 苏氨酸 B 亮氨酸 C 丝氨酸 D 丙氨酸 E 谷氨酸 等电点 氨基酸残基 *下列氨基酸中具有亲水侧链的是 A 苏氨酸 B 亮氨酸 C 丝氨酸 D 丙氨酸 E 谷氨酸 *可用来鉴定蛋白质肽链N-末端氨基酸的试剂是： A 茚三酮 B 亚硝酸 C 甲醛 D 2，4二硝基氟苯 E 异硫氰酸苯酯 *在pH6-7的溶液中带净负电荷的氨基酸有： A. Asp B. Arg C. Glu D. Gln E. His F. Lys 带正电的呢？ *可用来判断蛋白质水解程度的反应是： A 茚三酮反应 B 亚硝酸反应 C 甲醛反应 D 2，4-二硝基氟苯反应 E 异硫氰酸苯酯反应

习题 *非蛋白质氨基酸是：page129 Ａ、Orn B、Cit C、Asp D、Arg E、Glu F、Lys 天然氨基酸都具有一个不对称α－碳原子。 亮氨酸的疏水性比丙氨酸强。 自然界的蛋白质和多肽类物质均由L-型氨基酸组成。 一氨基一羧基氨基酸pI为中性，因为－COOH和NH3+ 解离度相同。 纸层析分离氨基酸是基于它们的极性性质。纸电泳? 下列氨基酸的混合物在pH3.9时进行电泳，指出哪些氨基酸朝正极移动？哪些氨基酸朝负极移动？ Ala（pI＝6.0） Leu（pI=6.02） Phe（pI=5.48） Arg（pI=10.76 ） Asp（pI=2.77） His（pI=7.59）

习题 将含有Asp(pI=2.98), Gly(pI=5.97), Thr(pI=6.53), Leu(pI=5.98)和Lys(pI=9.74)的pH＝3.0的柠檬酸缓冲液,加到预先用同样缓冲液平衡过的Dowex-50阳离子交换树脂中,随后用该缓冲液洗脱此柱,并分部的收集洗出液,,这五种氨基酸将按什么次序洗脱下来? 比较下列各题两个多肽之间溶解度的大小 （1）〔Gly〕20和〔Glu〕20， 在pH7.0时 （2）〔Lys－Ala〕3和〔Phe－Met〕3，在pH7.0时 （3）〔Ala－Ser－Gly〕5和〔Asn－Ser－His〕5，在pH9.0时 （4）〔Ala－Asp－Gly〕5和〔Asn－Ser－His〕5，在pH3.0时