0409蛋白质1-1-2-1

Phe疏水性最强.。 酪氨酸的-OH磷酸化是一个十分普遍的调控机制，Tyr在较 高pH值时，酚羟基离解。 Trp有复杂的π共轭休系，比Phe和Tyr更易形成电荷转移络合 物。
3、杂环氨基酸
脯氨酸 （Pro,P） 组氨酸 （His,H）
Pro，有时也把His、Trp归入此类。
Pro是唯一的一种环状结构的氨基酸，它的α亚氨基是环的一部分，因此具有特殊的刚性
3、极性带正电荷的氨基酸
三种碱性氨基酸：Lys、Arg、His
在 pH7 时带正电荷。
当胶原蛋白中的Lys侧链氧化时能形成很强的分子间 (内)交联。Arg的胍基碱性很强，与NaOH相当。 His是一个弱碱，在 pH6.0 时，His 的 R 基 50% 以 上质子化，但 pH7.0 时，质子化的分子不到10%
三个有特性的氨基酸

一是脯氨酸（Pro），因为它是一个环状的亚 氨基酸。它的氨基和其它氨基酸的羧基形成的 肽键有明显的特点，较易变成顺式肽键。

二是甘氨酸（Gly），它是唯一的在α－碳原子 上只有两个氢原子，没有侧链的氨基酸。为此 它既不能和其它残基的侧链相互作用，也不产 生任何位阻现象，进而在蛋白质的立体结构形 成中有其特定的作用。

2. 碱水解

方法：一般用5 mol/L氢氧化钠煮沸10－20 h。 优点：色氨酸在水解中不受破坏。 缺点：多数氨基酸受到不同程度的破坏，产生 消旋现象，得到的是D-和L-氨基酸的混 合物。此外，引起精氨酸脱氨（生成鸟 氨酸和尿素）。
3. 酶水解
方法：用于蛋白质肽链断裂的蛋白水解酶或称 蛋白酶（proteinase）已有十多种，常用 的有胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶（或称糜 蛋白酶）及胃蛋白酶等。 优点：不产生消旋作用，也不破坏氨基酸。水解


3. 氨基酸是许多含N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
4. 一些基本氨基酸和非基本aa是代谢中间物
精氨酸、Citrulline(瓜氨酸)、Ornithine(鸟氨酸)是 尿素循不(Urea cycle)的中间物，含氮废物在脊椎动 物肝脏中合成尿素是排除它们的一种重要机制。
三、氨基酸的结构与分类
1809年发现Asp，1938年发Thr，目前已发现180多种。 但是组成蛋白质的aa常见的有20种，称为基本氨 基酸（编码的蛋白质氨基酸），还有一些称为稀 有氨基酸，是多肽合成后由基本aa经酶促修饰而 来。此外还有存在于生物体内但不组成蛋白质的 非蛋白质氨基酸(约150种)。
含羟基或硫脂肪族氨基酸
丝氨酸 （Ser,S）
苏氨酸 （Thr,T）
半胱氨酸 （Cys,C）
甲硫氨酸 （Met,M）
含羟基的有两种：Ser和Thr
Ser的-CH2 OH基（pKa=15），在生理条件下不解离，但它是一 个极性基团，能与其它基团形成氢键，具有重要的生理意义。在大 多数酶的活性中心都发现有Ser残基存在。
2、极性不带电荷的氨基酸（七种）
6种，丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、天冬 酰胺、谷氨酰胺。这类氨基酸的侧链都能与水形成 氢键，因此很容易溶于水。 酪氨酸的-OH磷酸化是一个十分普遍的调控机制， Ser和Thr的-OH往往与糖链相连，Asn和Gln的NH2很容易形成氢键，因此能增加蛋白质的稳定性。
二、非编码的蛋白质氨基酸
也称修饰氨基酸，是在蛋白质合成后，由基本氨基酸修饰而来。
Prothrombin(凝血酶原)中含有-羧基谷氨酸，能结合Ca2+。 结缔组织中最丰富的蛋白质胶原蛋白含有大量4-羟脯氨酸和5-羟赖 氨酸。 （1）4-羟脯氨酸 （2）5-羟赖氨酸 （3）6-N-甲基赖氨酸（存在于肌球蛋白中） (4)г-羧基谷氨酸

第三个是半胱氨酸(Cys)。它的个性不仅表现在 其侧链有一定的大小和具有高度的化学反应活 性，还在于两个 Cys 能形成稳定的带有二硫 （桥）键的胱氨酸。二硫键不仅可以在肽链内， 也可以在肽链间存在。更有甚者，同样的一对 二硫键能具有不同的空间取向。
（浙江大学2006年题）按氨基酸R基的极性性质 将其分为哪几类？请写出各类的性质，氨基酸的 名称以及三字符号和单子符号 解析：主要考察编码蛋白质的20种氨基酸的结构 和极性及单字和三字符号
二硫键在蛋白质的结构中具有重要意义。
Cys还常常出现在酶的活性中心。
Met的R中含有甲硫基（-SCH3），硫原子有亲核性，易发
生极化，因此，Met是一种重要的甲基供体。
Cys与结石
在细胞外液如血液中，Cys以胱氨酸(Cystine)氧化形式存在， 胱氨酸的溶解性最差。
胱氨酸尿(Cystinuria)是一种遗传病，由于胱氨酸的跨膜运输缺 陷导致大量的胱氨酸排泄到尿中。胱氨酸在肾(Kidney)、输尿 管(ureter)、膀胱(urinary bladder)中结晶形成结石(Calculus, calculi)，结石会导致疼痛、发炎甚至尿血。
结构。它在蛋白质空间结构中具有极重要的
作用，一般出现在两段α-螺旋之间的转角处， Pro残基所在的位置必然发生骨架方向的变化
2. 按R基的极性分类(能否与水形成氢键)
20种基本氨基酸可以分成以下四组：
1、非极性氨基酸（八种）
Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Met、 Pro 这类氨基酸的R基都是疏水性的，在维持蛋白质的三 维结构中起着重要作用。
Asn、Gln
酰胺基中氨基易发生氨基转移反应，转氨基反应在 生物合成和代谢中有重要意义
碱性氨基酸
杂环
赖氨酸 （Lys,K）
精氨酸 （Arg,R）
组氨酸 （His,H）
Lys的R侧链上含有一个氨基，侧链氨基的pKa为10.53。 生理条件下，Lys侧链带有一个正电荷（—NH3+），同 时它的侧链有4个C的直链，柔性较大，使侧链的氨基 反应活性增大。（如肽聚糖的短肽间的连接） Arg是碱性最强的氨基酸，侧链上的胍基是已知碱性最 强的有机碱，pKa值为12.48，生理条件下完全质子化。 His含咪唑环，咪唑环的pKa在游离氨基酸中和在多肽 链中不同，前者pKa为6.00，后者为7.35，它是20种氨 基酸中侧链pKa值最接近生理pH值的一种，在接近中性 pH时，可离解平衡。它是在生理pH条件下唯一具有缓 冲能力的氨基酸。 His含咪唑环，一侧去质子化和另一侧质子化同步进行， 因而在酶的酸碱催化机制中起重要作用。
His 是 R 基的pK值在7附近的唯一的氨基酸。 是天
然的缓冲剂，它往往存在于许多酶的活性中心。
4、极性带负电荷的氨基酸 两种酸性氨基酸：Asp、Glu。在pH6~7时， 谷氨酸和天冬氨酸的第二个羧基解离，因此， 带负电荷。 酶的活性中心：His、Ser、Cys
非极性aa一般位于蛋白质的疏水核心，带电荷 的aa和极性aa位于表面。
第一章 蛋白质化学
蛋白质是许多不同的 α - 氨基酸按一 定的序列通过酰胺键（蛋白质化学 中专称为肽键）缩合而成的，具有 较稳定的构象并具有一定生物功能 的生物大分子
第一节 蛋白质的元素组成
N含量在各种蛋白质中比较接近 15%~18% ，平均为16%。
每1g 氮相当于 6.25g 的蛋白质 蛋白质平均含N量为16％,这是凯氏定氮法 测定蛋白质含量的理论依据： 粗蛋白质含量＝蛋白质含N量×6.25
大量服用青霉胺(Penicillcemine)能降低肾中胱氨的含量，因为 青霉胺与半胱氨酸形成的化合物比胱氨酸易溶解。
酸性氨基酸及酰胺
天冬氨酸 （Asp,D）
谷氨酸 （Glu,E）
天冬酰胺 （Asn,N）
谷氨酰胺 （Gln,Q）
Asp、Glu，一般称酸性氨基酸
Asp侧链羧基pKa（β-COOH）为3.86，Glu侧链羧基 pKa（γ-COOH）为4.25 它们是在生理条件下带有负电荷的仅有的两个 氨基 酸。
第二节
蛋白质的氨基酸组成
一、蛋白质的水解
1. 酸水解 方法：常用6 mol/L的盐酸或4 mol/L的硫 酸，回流煮沸时间约 20 h。 优点：不引起消旋作用，得到的是L-氨基酸。 缺点：色氨酸被沸酸完全破坏；含有羟基的氨 基酸（丝氨酸、苏氨酸）有一小部分 被分解；天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基 被水解成了羧基。
鸟氨酸
胍氨酸
肌氨酸
甜菜碱
四、氨基酸的重要理化性质
（一）一般物理性质 α - 氨基酸为无色晶体，熔点极高，一般在 200 ℃以上。有的无味、有的味甜、有的味 苦、谷氨酸的单钠盐有鲜味，是味精的主要 成分。 各种氨基酸在水中的溶解度差别很大，除胱 氨酸和酪氨酸外一般都能溶于水，并能溶解 于稀酸或稀碱中，但不能溶解于有机溶剂。 通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。 脯氨酸和羟脯氨酸能溶于乙醇或乙醚中。
位点特异，用于一级结构分析，肽谱
缺点：使用一种酶往往水解不彻底，需几种酶协 同作用才能使蛋白质完全水解。该法主要用于 部分水解。
二、氨基酸的功能：
1. 组成蛋白质 2. 一些aa及其衍生物充当化学信号分子
-amino butyric acid (-氨基丁酸)、Serotonic(5-羟 色胺，血清紧张素)、melatonin(褪黑激素，N-乙酰 -甲氧基色胺)，都是神经递质，后二者是色氨酸衍 生物(神经递质是一个神经细胞产生的影响第二个 神经细胞或肌肉细胞功能的物质)。 Thyroxine(甲状腺素，动物甲状腺thyroid gland产 生的Tyr衍生物)和吲哚乙酸(植物中的Trp衍生物) 都是激素(激素就是一个细胞产生的调节其它细胞 的功能的化学信号分子)。
（一）编码的蛋白质氨基酸（20种）
也称基本氨基酸或标准氨基酸，有对应的遗传密码。
α-氨基酸的一般结构
氨基在α-位，为L-构型.
除脯氨酸外，均为α-氨基酸 除甘氨酸外，均为手性氨基酸
氨基酸的分类
1. 按R基的化学结构分类 可以分为三类：脂肪族、芳香族和杂环族 脂肪族氨基酸 含一氨基一羧基的中性氨基酸