生物化学王镜岩第三版生化第四章氨基酸课件.ppt

第四章,氨基酸,氨基酸,,氨基酸的名称与符号,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 cysteine 半胱氨酸 Cys C glutamine 谷氨酰胺 Gln Glx Q glutamic 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,要求： 能倒背,,不用的字母,JUZBOX,氨基酸名称与符号,,,,,,,,,,,,,,,,L型和D型的由来 甘油醛的旋光性,L和D的来源,,左旋甘油醛的构型,右旋甘油醛的构型,按原子序数法确定了L型和D型氨基酸，但现在L和D已经不代表氨基酸的旋光性，只代表氨基酸的绝对构型。

为什么？,,,,现在为了正确表示左旋和右旋，采用（＋）和（－）的符号，（＋）代表右旋，（－）代表左旋从右旋的D型甘油醛出发，可以合成出左旋的D型乳酸从这点我们也可以看出物质的旋光性与手性原子上的构型没有确定的关系右旋D型甘油醛,左旋D型乳酸,L型氨基酸 与 D型氨基酸,,,,,L- amino acid,D- amino acid,L和D型氨基酸,“ D/L”判断法 （看CAR的走向）,将H原子靠近自己，观察CAR的走向，逆时针（左转）为L型，顺时针（右转）为D型 D：dextro 右 C：carboxyl group ; L： levo 左 A：amino group ; R：residue ;,,,,,,,,,,,C,C,A,R,R,A,,,L型,D型,L和D型氨基酸的判断,拉丁语中,苏氨酸 Thr 有四种异构体,苏氨酸的异构体,氨基酸的理化性质,无色晶体，熔点较高（200～300℃） ，水中溶解度各不同，取决于侧链 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氨基酸的理化性质 一般物理性质,氨基酸的一般理化性质,,,氨基酸的旋光性与光谱性质,氨基酸的旋光性： 氨基酸的构型（指α-碳）也以甘油醛为参考物，从蛋白质的酸水解或酶水解液中得到的都是L型，但D型氨基酸在自然界也存在；蛋白质用碱水解或有机合成氨基酸时，得到的都是无旋光性的DL-消旋物 氨基酸的光谱性质： 参与蛋白质组成的20多种氨基酸在可见光区没有光吸收，在红外区和远紫外区都有光吸收，但在近紫外区只有芳香族氨基酸有光吸收；,同一个氨基酸分子上可以同时携带正电荷和负电荷，称为两性电解质ampholyte。

氨基酸的理化性质 两性电解质,氨基酸作为两性电解质,,,氨基酸的酸碱性质,根据酸碱质子理论，HA A- ＋ H+ 氨基酸是两性电解质，既是质子供体，又是质子受体当氨基酸完全质子化时，可看作是多元酸；COOH和NH3+可以发生解离，用Ka表示它们的解离常数；在氨基酸溶液中，pH值 计算公式如下： pH=pKa＋lg（质子受体/质子供体）,,,,,,,,,+,A+,+,A-,A0,A0,Ka1=,Ka2=,,[A0] [H+],[A+],,[A-] [H+],[A+],pH=pKa＋lg（质子受体/质子供体）,当 ， pH=pKa1,[A0] =,当 [A0]=[A-] ， pH=pKa2,[A0],Ka1,Ka2,氨基酸的酸碱滴定曲线,氨基酸的酸碱滴定,0.1HCl,,,0.1HCl,解离基团的pK值会发生较大的变化,pK值的变化,,,,,等电点 (isoelectric point, pI),氨基酸、多肽等两（兼）性电解质[ampholyte]在溶液中所携带的净电荷 [net electric charge]为零时的溶液的pH值因此也叫isoelectric pH. 当pH大于等电点时，氨基酸带净负电荷；当pH小于等电点时，氨基酸带净正电荷！在一定的pH范围内，氨基酸溶液的pH离等电点愈远，氨基酸所携带的净电荷愈大。

比较常见的错误,氨基酸溶液的净电荷为零； 物质所带净电荷为零时溶液的pH值； 氨基酸的净电荷为零时的pH值； 氨基酸分子达到中性时溶液的pH值； 当氨基酸、蛋白质以离子存在时，环 境的pH值；,,,,,,,,,氨基酸的主要化学反应,氨基酸的化学反应,α-氨基参加的反应,与亚硝酸反应（生成羟基氨基酸和氮气）,与酰化试剂反应（氨基被酰基化而被保护）,烃基化反应,DNFB反应（生成DNP-氨基酸）,PITC反应（生成PTH-氨基酸）,形成西佛碱反应（与醛类化合物）,脱氨基反应,,,α-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）,,α-氨基与α-羧基共同参加反应,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R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,,,,取代DNFB测定蛋白质N端氨基酸，灵敏度高,酰化反应,,氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应 （sanger反应）,DNFB（dinitrofiuorobenzene）,DNP-AA(黄色),+,+ HF,氨基酸,氨基酸与苯异硫氰酯（PITC）的反应 （Edman反应）,,PITC（phenylisothiocyanate）,+,苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA) （phenylisothiohydantion-AA）,,,,,,氨基酸与水合茚三酮共热，发生氧化脱氨反应，生成NH3与酮酸。

水合茚三酮变为还原型茚三酮 加热过程中酮酸裂解，放出CO2，自身变为少一个碳的醛水合茚三酮变为还原型茚三酮 NH3与水合茚三酮及还原型茚三酮脱水缩合，生成蓝紫色化合物3,氨基酸混合物的分析分离,分离方法,柱层析,纸层析（相对迁移率，非极性性质）,薄层层析,离子交换层析（电荷和非极性）,气相层析,高效液相层析,,氨基酸洗脱顺序的判定：氨基酸与树脂的亲合力主要决定于它们之间的静电吸引，其次是氨基酸侧链与树脂聚苯乙烯之间的疏水相互作用；亲和力愈大愈难洗脱！,层析原理,分配定律 :Ka=cA/cB 有效分配系数：Keff=某物质在A相中的总量/某物质在B相中的总量 Keff=Ka*Rv, Rv=VA/VB,64,溶剂 A 溶剂 B 总量,64,32 32,16 16,16 16,8 8,16 16,4 4,8 8,12 12,12 12,4 4,2 2,8 8,12 12,8 8,2 2,平衡后,,总量 32 32,总量 64,转移1,转移3,转移2,转移4,总量 16 32 16,总量 8 24 24 8,总量 4 16 24 16 4,分管号码 1 2 3 4 5,物质Y(Kd=1) 的分配情况,,,理论塔板数与粒子半径成反比,,理论塔板决定层析效果,因此层析载体的粒径越小，分离效果越好。

这就是为什么要发展高压液相色谱（HPLC）,纸层析、薄层层析,氨基酸的鉴定、分离纯化（I）,,,氨基酸的鉴定、分离纯化（II）,离子交换层析,HPLC层析系统,泵的结构,HPLC层析系统,,实验室用层析柱,工业用层析柱, 0.5-5 cm, 5-100 cm,。