生物化学第3章 氨基酸分析
华中农业大学生物化学本科试题库 第3章 氨基酸和蛋白质
第3章 氨基酸和蛋白质单元自测题（一） 名词解释或概念比较1．氨基酸，2．肽键与肽，3．结构域，4．单体蛋白和寡聚蛋白，5．蛋白质的构象与构型，6．肽键，7．蛋白质的化学修饰，8．疏水效应，9．分子伴侣，10．Western 印迹，11．同促效应与异促效应，12．Bohr 效应，13．抗原决定簇，14．半抗原，15．亲和层析，16．必须氨基酸与非必须氨基酸，7．透析，18．双向电泳，19．Edman 降解法，20．等电点，21．多克隆抗体与单克隆抗体，22．单纯蛋白质与綴合蛋白质，23．同寡聚蛋白与杂寡聚蛋白，24．等电聚焦。
（二） 填空题1．氨基酸在晶体状态或在水溶液中主要以 形式存在。
2．天冬氨酸的pK 1（α－COOH ）值是2.09，pK 2（β－COOH ）值是3.86，pK 3（α－NH 3+）值是9.82，它的等电点是 。
组氨酸的pK 1（α－COOH ）值是1.82，pK 2（咪唑基）值是6.00，pK 3（α－NH 3+）值是9.17，它的等电点是 。
3．在近紫外区能吸收紫外光的氨基酸有 ， 和 。
其中 的摩尔吸光系数最大。
4．在氨基酸的含量分析中，可以先用 法分离氨基酸，再用 显色法进行定量分析。
5．在进行蛋白质的N 末端氨基酸序列分析中，主要利用 反应。
6．根据蛋白质的形状和溶解度的差异，可以将它们分为 ， 和 。
7．球状蛋白质中，大部分的 氨基酸残基在分子的表面，而大部分的 氨基酸残基在分子的内核。
8．生物体内的蛋白质在折叠过程中通常有 和 参与。
9．目前研究蛋白质晶体结构的方法主要是 。
10．血红蛋白（Hb ）与氧结合时呈现 效应，是通过血红蛋白的 现象实现的。
肌肉组织中CO 2和H +促进O 2的释放，这种现象称为 效应。
11．用溴化氰水解蛋白质时，肽键在 残基的右端裂解。
12．用胰凝乳蛋白酶水解蛋白质时，肽键在 和 残基的右端裂解。
13．蛋白质分子上的磷酸化修饰位点主要在 ， 和 三种氨基酸上。
生物化学第三版课后章习题详细解答
生物化学(第三版）课后--章习题详细解答————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：生物化学（第三版)课后3 －13章习题详细解答第三章氨基酸习题1.写出下列氨基酸的单字母和三字母的缩写符号：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。
[见表3-1]表３-1 氨基酸的简写符号名称三字母符号单字母符号名称三字母符号单字母符号丙氨酸（alanine) Ａla A 亮氨酸（lｅuciｎe) Lｅu L 精氨酸(ａrｇinine) AｒｇR 赖氨酸（ｌysiｎe）LyｓK天冬酰氨(aspａraｇines) Asn N 甲硫氨酸(蛋氨酸)(methioｎｉne）Ｍet Ｍ天冬氨酸(aspartｉc aｃid) Asp Ｄ苯丙氨酸（pｈenylalaｎine）Phe F Asｎ和/或Asp Ａsｘ B半胱氨酸（ｃystｅinｅ) CyｓＣ脯氨酸(ｐrａｌine）PrｏP 谷氨酰氨（glｕtamine) Gｌn Q 丝氨酸（serｉne) Ｓer S 谷氨酸(ｇlutamic ａcid）Ｇlu Ｅ苏氨酸(thrｅonｉne) Ｔｈr ＴＧln和/或Ｇlu Ｇls Z甘氨酸(ｇｌｙcinｅ) Gly G 色氨酸（trypｔoｐhan) TｒｐＷ组氨酸(hiｓtidｉｎｅ) HiｓH 酪氨酸(ｔｙrosine) Tyr Ｙ异亮氨酸（isoleuｃinｅ）Ile I 缬氨酸（vaｌiｎe) Val V2、计算赖氨酸的εα-NＨ3+２0％被解离时的溶液PH。
［9．９]解:ｐH＝pKa +lg２0% pKａ= 10．5３（见表3-3,Ｐ133)pＨ＝10.53＋lg2０％=9．８3３、计算谷氨酸的γ-COOH三分之二被解离时的溶液pH。
[４.6]解:pH ＝pKａ+ lg2/3% pKa =4．2５ｐH = 4．25 + 0.176 ＝ 4.4264、计算下列物质0.3moｌ/L溶液的pＨ：(a)亮氨酸盐酸盐;(b)亮氨酸钠盐；(c）等电亮氨酸。
生物化学经典实验——纸层析法分析氨基酸
2cm
图1. 点 样
展层剂 展层剂 图2. 滤纸的缝合
➢ 3、平衡 点样以后将滤纸与层析缸用配好的 溶剂系统蒸汽来饱和，这个过程称为平衡 (30min) ,否则，滤纸会从溶剂中吸收水分，溶 剂也会从滤纸表面挥发，使溶剂系统的组分发 生改变，严重时纸上会出现不同水平的溶剂前 沿，影响层析效果。
纸上层析的原理
常以水和有机溶剂作为展层剂；水和有机溶剂互 溶后形成两个相：一个是饱和了有机溶剂后的水相, 一个是饱和了水后的有机溶剂相。由于滤纸纤维素 上的羟基和水分子有较大的亲和力, 其吸附的水相 为固定相, 有机溶剂相为移动相。
由于物质的极性大小不同,在两相中分配比例有 所差异。极性小的物质在有机相中分配较多,随有 机相移动较快；而极性大的物质在水相中分配较多, 移动相对较慢,从而将极性不同的物质分开
➢ 4、展层 向层析缸中加入层析溶剂（高约
1.5cm） ，液层不要超过点样线，将滤纸点样点 朝下放入层析溶剂中，将层析缸密闭，待溶剂 到达滤纸上边线1-2cm时取出冷风吹干。
➢ 5、显色 用喷雾器向滤纸上均匀喷洒0.1%茚
三酮，热风吹干(加快反应)反应显色(或晾干后， 将滤纸放入烘箱中80-100℃，烘烤5分钟后 )，滤 纸上即显出紫红色或黄色的氨基酸斑点。
在相同的条件下，每种物质都有其固定 的Rf值。 Rf值的定义为：
原点到层析斑点中心的距离 Rf = 原点到溶剂前沿的距离
➢影响Rf值的因素有：
①物质本身的化学结构； ②展层所用溶剂系统； ③展层剂pH值； ④展层时的温度； ⑤展层所用滤纸； ⑥展层的方向(横向，上行或下行)。
生物化学实验-氨基酸分析实验报告
生物化学实验-氨基酸分析实验报告实验名称(titleofexperimetn)氨基酸薄层层析实验地点(labno.)指导老师(instructor)实验日期(dateofexperiment)合作者(partner)总分(totalscore)xx教师签名(signature)李某某批改日期(date)【实验报告第一部分（预习报告内容）：①实验原理、②实验材料（包括实验样品、主要试剂、主要仪器与器材）、③实验步骤（包括实验流程、操作步骤和注意事项）；评分（满分30分）：xx】一、预习报告实验原理：层析（chromatography）：利用混合物各组分物理化学性质的差异，将多组分混合物进行分离及测定的方法。
固定相（stationaryphase）层析体质的一个基质。
能与待分离的化合物进行可逆的吸附、溶解、交换等作用。
流动相（mobilephase）在层析过程中推动固定相上贷分离的物质朝着一个方向运动的液体或气体。
迁移率（rateofflow，rf）一定条件下，在特定时间内某一组份在固定相移动的距离与流动相本身移动的距离之比值，rf值≤1。
层析原理：层析体系由一个固定相和一个流动相组成。
流动相对固定相做相对运动，从而推动待分离的混合物样品通过固定相向前移动。
样品中各组份物理化学性质不同，与两相发生相互作用的能力不同，被流动相推动前进时受到的阻力和移动速度不同，一定时间后，不同组份就可以在固定相上分离。
根据固定相基质的形式，层析可分为纸层析、薄层层析和柱层析。
薄层层析是在玻璃或塑料等光滑表面铺一层很薄的基质进行层析。
薄层层析（thinlayerchromatography，tlc）：是将吸附剂均匀地在玻璃板上铺成薄层（固定相），再把样品点在薄层板一端，再把板的这端浸入适当的溶剂（流动相）在薄层板上扩展。
并在此过程中通过吸附——解吸附——再吸附——再解吸附的反复进行，而将样品各组份分离出来。
本次实验：具体原理：当流动相在固定相上流动时，由于吸附剂对不同氨基酸的吸附力不一样，不同氨基酸在展开溶剂中的溶解度不一样，点在薄板上的混合氨基酸样品随着展开剂的移动速率也不同，因而可以彼此分开。
氨基酸分析的检测方法评述
文章编号:1004-7964(2004)03-0039-05收稿日期:2003-11-05基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)经费资助,课题编号:2001AA647020四川大学青年基金,课题编号:H2002[9-057]第一作者简介:戴红,女,1966年出生,副教授。
主要研究方向:分析检验。
氨基酸分析的检测方法评述戴红,张宗才,张新申(皮革化学与工程教育部重点实验室(四川大学),四川成都610065)摘 要:对氨基酸分析常用的化学方法、电化学方法、分光光度法(包括可见光分光光度法,紫外光分光光度法和荧光分光光度法)等检测方法进行综述,以期为提高氨基酸分析的灵敏度、准确性,为快速、高效的氨基酸分析方法的建立提供参考。
关键词:氨基酸;检测;分析中图分类号:Q517;Q503 文献标识码:ADetermination M ethods of Amino A cids A nalysisDA I Hong ,ZHA N G Zong 2cai ,ZHA N G Xi n 2shen (Key L aboratory of L eather Chemist ry and Engi neeri ng(S ichuan U niversity ),M i nist ry of Education ,Chengdu 610065,Chi na )Abstract :Determination methods for amino acids ,including chemistry determination ,elec 2tric 2chemistry determination ,spectrophotometer determination and conductivity detection method were reviewed for the sake of improving the analysis sensitivity and accuracy.The paper aimed at providing useful reference to building a fast and effective amino acids aualytic methods.K ey w ords :amino acid ;analysis ;determination 氨基酸是蛋白质的基本结构单位和生物代谢过程中的重要物质,氨基酸分析技术对蛋白质化学、生物化学和整个生命科学研究以及产品开发、质量控制和生产管理等具有重要意义,广泛地应用于化工、轻工、食品加工、医药卫生行业的医药、食品、保健品等的分析,并且用于皮革化学鞣革机理的研究中[1,2,3]。
第3章 蛋白质化学答案
第3章蛋白质化学答案第3章蛋白质化学答案第三章、蛋白质化学（一）氨基酸化学部分1、名称表述解：必需氨基酸：机体不能自行合成而必须从外界食物摄取的氨基酸。
ilemetvalleutrpphethrlys，对婴儿还有：arg、his。
非必需氨基酸：能够在人体内利用糖代谢中间产物转氨促进作用制备的氨基酸。
消旋作用：旋光性物质在化学反应中，其不对称原子经过对称状态的中间阶段，失去旋光性的作用。
消旋物：旋光性物质在化学反应中，产生d-型和l-型的等摩尔混合物，丧失旋光性的促进作用。
2、结构式丙氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天冬氨酸。
3、为什么共同组成蛋白质的基本单位就是氨基酸。
根据氨基酸侧链r基的极性可以分成哪几类？解：蛋白质水解产物是氨基酸。
分类：（1）非极性r基氨基酸（8种）：脂肪烃侧链的氨基酸（丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和脯氨酸）；芳香族氨基酸：（苯丙氨酸、色氨酸）；甲硫氨酸（蛋氨酸）。
（2）、不拎电荷的极性r基氨基酸：7种；甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、半胱氨酸（3）、拎正电荷的r基氨基酸：碱性氨基酸，3种；赖氨酸、精氨酸、组氨酸。
（4）、拎负电荷的r基氨基酸：酸性氨基酸，2种；谷氨酸、天冬氨酸。
4、比较几种蛋白质水方法的特点。
求解：（1）、酸水解：产物不消旋，为l-氨基酸；色氨酸被全然毁坏；部分水解羟基氨基酸（丝氨酸或苏氨酸）被毁坏；asn、gln被毁坏。
（2）碱解：消旋，产物为d-和l-氨基酸的混合物；多数氨基酸破坏；色氨酸不被破坏（3）酶求解：不消旋，产物为l-氨基酸；不毁坏氨基酸；须要几种酶共同促进作用5、以芳香族氨基酸为基准表明其光吸收特点。
解：在可见光没有光吸收；在紫外部分有特征光吸收，酪氨酸275nm，苯丙氨酸257nm，色氨酸280nm。
6、何为氨基酸等电点？氨基酸在等电点时存有什么特性。
解：等电点：氨基酸处于正负电荷数相等即净电荷为零的兼性离子状态时溶液的ph 值。
氨基酸分析
姓 名：XXX
学 号：XXXXXXXXXX
专业年级：XXXXXXXXXXX
组 别：第二实验室
生物化学与分子生物学实验教学中心
实验名称
氨基酸的薄层层析
实验日期
2016-10-25
实验地点
第二实验室
合作者
指导老师
评分
教师签名
批改日期
一、实验目的
1、掌握薄层层析法的一般原理。
2、掌握氨基酸薄层层析法的基本操作技术。
1.实验材料
（1）材料：分析样品（氨基酸混合液）、吸附剂（硅胶）、粘合剂（0.5%的羧甲基纤维素钠）、氨基酸的异丙醇溶液（丙氨酸、精氨酸、甘氨酸）、展开-显色剂（正丁醇、乙酸、水、茚三酮溶液）；
（2）器材：层析板、尺子、铅笔、烧杯、玻棒、量筒、吹风机、毛细管、层析缸、药匙、烘箱。
2.实验步骤
（1）实验流程：
④显色：
用热风吹干或在90℃下烘干30分钟，即可显出各层斑点。
四、结果与讨论：
1.结果：
（1）数据处理：
样品
斑点-原点
溶剂前缘-原点
Rf值
Ala
3.20
5.90
0.542
Gly
2.60
5.90
0.441
Arg
1.50
5.90
0.254
混合点1
1.50
5.90
0.254
混合点2
2.60
5.90
0.441
3、掌握如何根据移动速率（Rf值）来鉴定被分离的物质（即氨基酸混合液）。
二、实验原理
1.薄层层析法是色谱分析技术的一种。
一般是将固体吸附剂涂布在平板上形成薄层作为固定相。当液相（展开溶剂）在固定相上流动时，由于吸附剂对不同氨基酸的吸附力不一样，不同氨基酸在展开溶剂中的溶解度不一样，点在薄板上的混合氨基酸样品随着展开剂的移动速率也不同，因而可以彼此分开。（即通过吸附-解吸-再吸附-再解吸的反复进行，而将样品各组分分离开来）
王镜岩-生物化学I-第2章 脂质—第3章 氨基酸讲解
共价键由双电子形成断裂时：
一种是异裂反应 一种是均裂反应：两电子均分给两个产物。 此过程中产生的分裂物称为自由基。
均裂（homolysis）
A ：B
A. + B.
自由基的形成：
①辐射诱导
H2O→hv H·＋·OH＋eaq-
②热诱导
(C6H5COO)2→△2C6H5COO ·→ ·C6H5+CO2
③单电子氧化还原
H3C C C C C C C
H2
H2
H2
CCCCC H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2
C H2
C H2 C
H
H CH
C OH
H3C C C C C C C C C
C H2
C H2
C H2
C H2
C H2
C H2
C H2
C H2
CH2
C
H2N CH
糖 脂
单糖及单糖 聚合物
O
极
质激素） 其他脂类：维生素A、D、E、K等。
II 按能否被碱水解分类
可皂化脂类：一类能被碱水解而产生皂（ 脂肪酸盐）的脂类。
不可皂化脂类：不能被碱水解而产生皂（ 脂肪酸盐）的脂类。
主要有不含脂肪酸的萜类和类固醇类。
Ⅲ 脂质在水中和水界面上的行为不同
极性 非极性
（三）脂质的功能
1. 贮存脂质 2.结构脂质 3.活性脂质
(三)氨基酸的等电点
1.等电点的定义
2.等电点的计算
对于R基无解离基团的氨基酸：
pI=（pK1+pK2）/2
对于R基有解离基团的氨基酸：pI等于等电形式两侧的pK值
之和的一半，以等电形式为中心，另一个pK值为第二级解离，
专业课生物化学第三章 氨基酸
此反应可被巯基试剂逆转
6、半胱氨酸侧链上的巯基：
反应性能很高，在微碱性条件下，巯基发生解离形 成硫醇阴离子(-CH2-S-)，能与卤化烷例如碘乙酸，碘 乙酰胺，甲基碘等迅速反应，生成相应的稳定烷基衍 生物。
半胱氨酸的巯基能打开乙撑亚胺，即氨丙啶的环.
第3章：氨基酸
第一节：氨基酸的结构与分类
第二节：氨基酸的酸碱化学
第三节：氨基酸的化学性质
第四节：氨基酸的光学活性和光谱性质
第一节（一）：氨基酸的结构
一、氨基酸—— 组成蛋白质的基本单位
1、酸水解： 盐酸或硫酸回流煮沸20小时。 不引起消旋作用，得到L-氨基酸。色氨酸完全被破坏；羟基氨 基酸、天冬酰胺、谷胺酰胺部分被破坏。 2、碱水解：氢氧化钠共煮10—20小时。 产物是D型和L型氨基酸的混合物。产生消旋现象。多数氨基酸 遭到破坏。色氨酸稳定。 3、酶水解： 胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶水解。 不产生消旋作用，也不破坏氨基酸。水解不彻底。
反应中1分子的半胱氨酸引起1分子的硫硝基苯甲酸的 释放。它在pH8．0时，在412nm波长处有强烈的光吸收， 因此可利用比色法定量测定-SH基。
二硫键的形成和打开 1、二硫键的形成
在痕量的金属离子如Cu2+，Fe2+，C02+和Mn2+ 存在下，巯基在空气中氧化显著提高。这些离子 可能是反应所需的催化剂。
3. 碱性氨基酸（+）
1、非极性R基(中性-非极性氨基酸)
共8种氨基酸,4种带脂肪烃侧链的氨基酸；2种含芳香环 氨基酸；1种含巯基氨基酸和1种甘氨酸。它们在水中的溶 解度比极性氨基酸小。
2、不带电荷的极性R基(中性-极性氨基酸)
生物化学第3章氨基酸
5.两个巯基氧化成二硫键
（蛋白质形成二、三级结构时）
6.蛋白质中二硫键的氧化和还原
反应一
胱氨酸 Cystine
反应二
（蛋白质结构研究）
7.蛋白质中二硫键的被DTT还原
二硫苏糖醇 DTT
（蛋白质结构研究）
五、氨基酸的光学活性 和光谱性质
氨 基 酸 的 相 对 构 型
苏氨酸的4种光学异构体
部分氨基酸的比旋光度
R基pKa 3.86（βCOOH） 4.25（γCOOH） 12.48（胍基） 10.53（εNH3+） 6.00（咪唑基）
8.33（SH） 10.07（OH）
pI 2.97 3.22 10.76 9.74 7.59 5.02 5.66
反应的结果减弱 了氨基的碱性
甘氨酸的氨基与甲醛的反应
由于加甲 醛与氨基酸的 氨基反应，减 弱了氨基的碱 性，使得滴定 终点向中性pH 偏移，由pH12 左右降低到 pH9 左 右 ， 正 好是酚酞指示 剂的变色区域。
义为：光通过1cm光径时1Mol / L溶质对该波长光的吸 收值。
六、氨基酸混合物的分析分离
蛋白质的水解
（1）酸水解：用6 mol/L HCl或4 mol/L H2SO4回流20h左右可 使蛋白质完全水解。酸水解不引起消旋作用，得到的是L-氨基 酸。但色氨酸被完全破坏，丝氨酸和苏氨酸有一小部分被分解， 同时天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解下来。
不带电荷的极 性R基氨基酸
甘氨酸 丝氨酸 苏氨酸 半胱氨酸 酪氨酸 天冬酰胺 谷氨酰胺
带正电荷的R 基氨基酸
赖氨酸 精氨酸 组氨酸
带负电荷的R 基氨基酸
天冬氨酸 谷氨酸
不常见蛋白质氨基酸Ⅰ
不常见蛋白质氨基酸Ⅱ
生物化学：第三章 蛋白质参考答案
第三章 蛋白质1. 在生物缓冲体系中，何种氨基酸具有缓冲作用？答：组氨酸具有缓冲作用。
因为组氨酸含有咪唑基团。
而咪唑基解离常数为6.0，即解离的质子浓度与水的相近，因此组氨酸既可作为质子供体，又可作为质子受体。
在pH=7附近有明显的缓冲作用。
2. 什么是氨基酸的p K和 pI ？它们的关系如何？答：p K指解离常数的负对数，表示一半的氨基酸解离时的pH值；pI指氨基酸所带的正负电荷相等时的溶液的pH值，即等电点。
中性氨基酸：pI= (p K1 + p K2) / 2酸性氨基酸：pI= (p K1 + p K R) / 2碱性氨基酸： pI= (p K2+ p K R) / 23. 计算 0.1 mol／L 的谷氨酸溶液在等电点时主要的离子浓度。
答：因此，0.1 mol／L 的谷氨酸溶液在等电点时主要离子（即两性离子）的浓度为0.083mol／L。
4. 大多数的氨基酸，其α-羧基的p K a都在 2.0 左右，其α-氨基的p K a都在 9.0 左右。
然而，肽中的α-羧基p K a值为 3.8，α-氨基p K a值在7.8。
请解释这种差异。
答：α-氨基酸分子中带正电荷的α-氨基阻止了α-羧基负离子的质子化，即能稳定羧基负离子，因而提高了羧基的酸性。
同理，羧基负离子对质子化的氨基（NH3+）同样有稳定作用，从而降低了其酸性，提高了其碱性。
在肽分子中，由于两个端基（COO-和NH3+）相距较远，这种电荷间的相互作用要弱得多，因此其p K a值与α-氨基酸中氨基和羧基的p K a值存在明显差异。
5、写出五肽 Ser－Lys－Ala－Leu－His 的化学结构，计算该肽的 pI，并指出该肽在pH = 6.0 时带何种电荷。
答：6、人的促肾上腺皮质激素是一种多肽激素。
它的氨基酸序列为Ser-Tyr-Ser- Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-Gly-Lys-Lys-Arg-Arg-Pro-Val-Lys-Val-Tyr-Pro-Asp-Ala-Gly-Glu-Asp-Gln-Ser-Ala-Glu-Ala-Phe-Pro-Leu-Glu-Phe；（1）在pH=7条件下，此多肽带有何种电荷？（2）用CNBr处理此多肽，可以得到多少肽段？答：（1）经分析，当pH=7时，多肽中的Ser的游离氨基，Phe的游离羧基以及4个Glu、3个Arg、4个Lys、2个Asp的侧链基团带有电荷。
《生物化学》第三版课后习题答案详解上册
第三章氨基酸提要α-氨基酸是蛋白质的构件分子，当用酸、碱或蛋白酶水解蛋白质时可获得它们。
蛋白质中的氨基酸都是L型的。
但碱水解得到的氨基酸是D型和L型的消旋混合物。
参与蛋白质组成的基本氨基酸只有20种。
此外还有若干种氨基酸在某些蛋白质中存在，但它们都是在蛋白质生物合成后由相应是基本氨基酸（残基）经化学修饰而成。
除参与蛋白质组成的氨基酸外，还有很多种其他氨基酸存在与各种组织和细胞中，有的是β-、γ-或δ-氨基酸，有些是D型氨基酸。
氨基酸是两性电解质。
当pH接近1时，氨基酸的可解离基团全部质子化，当pH在13左右时，则全部去质子化。
在这中间的某一pH（因不同氨基酸而异），氨基酸以等电的兼性离子（H3N+CHRCOO-）状态存在。
某一氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的介质pH称为该氨基酸的等电点，用pI表示。
所有的α-氨基酸都能与茚三酮发生颜色反应。
α-NH2与2,4-二硝基氟苯（DNFB）作用产生相应的DNP-氨基酸（Sanger反应）；α-NH2与苯乙硫氰酸酯（PITC）作用形成相应氨基酸的苯胺基硫甲酰衍生物（Edman 反应）。
胱氨酸中的二硫键可用氧化剂（如过甲酸）或还原剂（如巯基乙醇）断裂。
半胱氨酸的SH基在空气中氧化则成二硫键。
这几个反应在氨基酸荷蛋白质化学中占有重要地位。
除甘氨酸外α-氨基酸的α-碳是一个手性碳原子，因此α-氨基酸具有光学活性。
比旋是α-氨基酸的物理常数之一，它是鉴别各种氨基酸的一种根据。
参与蛋白质组成的氨基酸中色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在紫外区有光吸收，这是紫外吸收法定量蛋白质的依据。
核磁共振（NMR）波谱技术在氨基酸和蛋白质的化学表征方面起重要作用。
氨基酸分析分离方法主要是基于氨基酸的酸碱性质和极性大小。
常用方法有离子交换柱层析、高效液相层析（HPLC）等。
习题1.写出下列氨基酸的单字母和三字母的缩写符号：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。
[见表3-1]表3-1 氨基酸的简写符号名称三字母符号单字母符号名称三字母符号单字母符号丙氨酸(alanine) Ala A 亮氨酸(leucine) Leu L精氨酸(arginine) Arg R 赖氨酸(lysine) Lys K天冬酰氨(asparagines) Asn N 甲硫氨酸(蛋氨酸)(methionine) Met M天冬氨酸(aspartic acid) Asp D 苯丙氨酸(phenylalanine) Phe FAsn和/或Asp Asx B半胱氨酸(cysteine) Cys C 脯氨酸(praline) Pro P 谷氨酰氨(glutamine) Gln Q 丝氨酸(serine) Ser S谷氨酸(glutamic acid) Glu E 苏氨酸(threonine) Thr TGln和/或Glu Gls Z甘氨酸(glycine) Gly G 色氨酸(tryptophan) Trp W组氨酸(histidine) His H 酪氨酸(tyrosine) Tyr Y 异亮氨酸(isoleucine) Ile I 缬氨酸(valine) Val V 2、计算赖氨酸的εα-NH3+20%被解离时的溶液PH。
生物化学 第三章 氨基酸(共92张PPT)
色氨酸
Trytophan
氨基酸的结构
芳香族氨基酸
H 2N
O
CH
C
OH
CH 2 CH 2 CH 2 NH
C
NH
NH 2
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine
碱性氨基酸
O H 2 N CH C OH
CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine
赖氨酸 Lysine
光性。而且发现主要是L型的（也有D型的，但很少）。
-氨基酸的分子构型
1、氨基酸的分类
各种氨基酸的区别在于侧链R基的不同。
20种蛋白质氨基酸按R的极性可分为非极性氨基酸 、极性性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸；按R基的结 构可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸及杂环氨基酸3大 类。
氨基酸的三字母简写符号必背熟，单字母符号 要求认识。
芳香族氨基酸: Phe Trp Tyr
1、氨基酸的分类
组成蛋白质的氨基酸按其α-碳原子上侧链R的结构
2缬．氨酸-羧分基V参a为l与ine的反2应0种，20种氨基酸按R的结构和极性的不同有以下
生成烷基咪唑衍生物，并引起酶活性的降低或丧失
两种分类方法。 酪氨酸 tyrosine
Try Y
提问：大 多 数 氨 基 酸 在 中 性（pH=7） 时， 带
[质子供体]
乙酸
+ H
COOH
-
COO
+ H
CO-O
+ K1
H3N CH2
+
H3N CH2
K2
H2N CH2
Gl+y
Gl+-y
生物化学 第三章 氨基酸
+
C H R
-H pK1' +H
+
+
COO H3N
+
-
C H R
-H pK2' +H
+
+
COO R
-
H2N C H
PH 1 净电荷 +1 正离子
7 0 两性离子 等电点PI 等电点
10 -1 负离子
（ ） 与 亚 硝 酸 反 应
四. 氨基酸的化学反应
1．α-氨基参与的反应 氨基参与的反应
异亮氨酸 Ileucine 脯氨酸 Proline
甲硫氨酸 Methionine 半胱氨酸 Cysteine
氨基酸的结构
芳香族氨基酸
苯丙氨酸 Phenylalanine
H 2N CH 2 O CH C OH
氨基酸的结构
芳香族氨基酸
苯丙氨酸 Phenylalanine 酪氨酸 Tyrosine
H 2N CH CH
天冬氨酸 Aspartic acid
酸性氨基酸
O H2N CH C CH2 C OH O OH
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartic acid 谷氨酸 Glutamic acid
H2N
酸性氨基酸
O CH C CH2 CH2 C OH O OH
氨基酸的结构
丝氨酸 Serine
含羟基氨基酸 含羟基氨基酸
一. 氨基酸—蛋白质的构件分子 蛋白质的水解作用提供了关于 蛋白质的水解——蛋白质的水解作用提供了关于
α-氨基酸的一般结构— 氨基酸的一般结构—
20种氨基酸除脯氨酸外，其他均具如下结构通式。 20种氨基酸除脯氨酸外，其他均具如下结构通式。 种氨基酸除脯氨酸外
3氨基酸-生物化学.
5、形成西佛碱
• 氨基酸的a-氨基能与醛类反应生成弱碱，即西佛碱。西佛碱是转氨基 反应的中间物。
6、脱氨
• 氨基酸在氧化剂或酶作用下即脱氨产生酮酸。
7 成酯和成盐反应
• 成酯反应： – 在盐酸（干气）存在下，氨基酸与无水甲醇作用产生氨基 酸甲酯或乙酯。是合成氨基酸酰基衍生物的重要中间体。 • 成盐反应：氨基酸与碱作用生成相应的盐。氨基酸的碱金属 盐能溶于水,而重金属盐则不溶于水。 • 成酯、成盐后，羧基不参加反应，被掩盖，从而使氨基活性 突出，即活化了氨基，这就是氨基酸的酰基化和烃基化反应 在碱性溶液中进行的原因
2、与甲醛反应
• 氨基酸的甲醛滴定是测定氨基酸的一种常用方法。 • 甲醛滴定法： –当氨基酸溶液中存在lmol／L甲醛时，滴定终点由PH12 左右移至9附近，即酚酞指示剂的变色区域 • 测定蛋白质的水解程度： –氨基酸的氨基与甲醛反应生成羟甲基氨基酸和二羟甲基 氨基酸，使反应向放出质子的方向移动，酸性增加，PH 降低，可用氢氧化钠滴定。每放出一个质子，相当于一 个氨基酸
（1）氨基酸的解离曲线
• 以甘氨酸为例
（2）等电点（pI）
• 氨基酸处于正负电荷数相等即净电荷为零的兼性 离子状态时溶液的pH值。 • 等电点时氨基酸的性质 –溶解度最小，可分离不同氨基酸。 –pH=pI，氨基酸在电场中既不向正极也不向负极移动。 –pH>pI，氨基酸带净负电荷； –pH < pI ，氨基酸带净正电荷。
-氨基--甲硫基丁酸
2、不带电荷的极性R基氨基酸
• 这一组中有7种氨基酸。 – 比非极性R基氨基酸易溶于水。 • 甘氨酸 • 丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸：羟基 • 天冬酰胺和谷氨酰胺：酰胺基 • 半胱氨酸：巯基（－SH）
生物化学-生化知识点_第三章 氨基酸分解代谢 (30章).
第三章氨基酸分解代谢下册P299 30章细胞总是不断地从氨基酸合成蛋白质，又把蛋白质降解为氨基酸，由此可排除不正常蛋白质，排除积累过多的酶和“调节蛋白”，使细胞代谢得以正常进行。
对正常蛋白质细胞也要进行有选择的降解。
蛋白质降解为氨基酸后氨基酸会继续进行分解代谢。
§3.1 氨基酸分解代谢（P303）：氨基酸的分解代谢总是先脱去氨基。
脱氨基的方式，不同生物不完全相同。
氧化脱氨基作用普遍存在于动植物中，非氧化脱氨基作用主要见于微生物。
陆生脊椎动物将脱下的氨基合成尿素，脱氨后的氨基酸碳骨架进行氧化分解，形成能进入柠檬酸循环的化合物，最后氧化成CO2和H2 O。
(一)氨基酸的脱氨基作用：绝大多数氨基酸脱氨基出自转氨基作用，氨基酸与α-酮戊二酸在氨基转移酶作用下发生氨基酸脱氨同时生成Glu（也有的转到草酰乙酸上生成Asp）。
（1）氨基转移反应分两步进行：1.氨基酸先将氨基转移到酶分子的辅酶磷酸吡哆醛（PLP）上，自身形成α-酮酸，PLP则形成磷酸吡哆胺（PMP）。
2．PMP的氨基转移到α-酮戊二酸（或草酰乙酸）上，生成Glu（或Asp），PLP恢复。
详细机制可见P305 图30-3。
（2）转氨酶：已发现有50种以上的转氨酶，大多数需要α-酮戊二酸为氨基受体。
1.丙氨酸转氨酶（ALT），又称谷丙转氨酶（G..P.T），主要存在于肝细胞浆中，用于诊断肝病。
2.天冬氨酸转氨酶（AST），又称谷草转氨酶（G..O.T），在心、肝中含量丰富，可用于测定心肌梗死，肝病。
人体转氨酶以ALT和AST活力最高。
（二）氧化脱氨基作用在氧化脱氨基作用中以谷氨酸脱氢酶活性最高，该酶以NAD(P)+为辅酶，使Glu 经氧化作用，脱2H，再水解脱去氨基，生成α-酮戊二酸，如P306 图30-4所示。
谷氨酸脱氢酶由6个相同的亚基构成，分子量为33万，是变构调节酶，被GTP和ATP抑制，被ADP激活。
活性受底物及产物浓度左右。
（三）联合脱氨基作用氨基酸脱氨基重要方式是联合脱氨基作用。
生物化学实验氨基酸的纸层析法
生物化学实验氨基酸的纸层析法实验氨基酸的纸层析法一、目的了解并掌握氨基酸纸层析的原理和方法。
二、原理以滤纸为支持物的层析法，称为纸层析法。
纸层析所用展层剂大多由水和有机溶剂组成。
展层时，水为静止相，他与滤纸纤维亲和力强;有机溶剂为流动相，它与滤纸纤维亲和力弱。
有机溶剂在滤纸上又下向上移动的，称为上行法;有上向下移动的，称为下行法。
将样品在滤纸上确定的原点处展层，由于样品中各种氨基酸在两相中不断进行分配，且他们的分离系数各不相同，所以不同的氨基酸随流动相移动的速率也不相同，于是各种氨基酸在滤纸上就相互分离出来，形成距原点不等的层析点。
在一定条件下(室温、展层剂的组成、滤纸的质量、PH值等不变)，不同的氨基酸有固定的移动速率(Rf值)Rf=原点到层析点中心的距离/原点到溶剂前沿的距离用混合氨基酸做样品时，如果只用一种溶剂展层，由于某些氨基酸的移动速率相同或相近，就不能将它们分开，为此，当用一种溶剂展层后，可将滤纸旋转90度，以第一次所的层析点为原点，在用另一溶剂展层，从而达到分离的目的。
这种方法称为双向层析法。
本试验主要介绍的是单向层析法。
其中混合氨基酸有精氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸组成。
、实验仪器三1、新华滤纸2、层析缸3、细线4、点样管5、橡皮筋6、电吹风7、喷雾器四、实验试剂1、混合氨基酸溶液(甘氨酸，苯丙氨酸)，甘氨酸溶液，苯丙氨酸溶液2、展层剂:正丁醇:12%氨水:95%乙醇:蒸馏水=13:3:3:1(v:v)3、0.5%茚三酮—无水丙酮溶液:0.5g茚三酮溶于100ml无水丙酮，贮于棕色瓶中五、试验步骤1、取滤纸剪成20×10厘米的滤纸条一张，在一端打孔，系一根细线，在另一端2~3cm处用铅笔画一横线，中间画一圆点(原点)。
2、取毛细管一支(回收)，吸取氨基酸混合液，在原点处点样，样点直径不宜超过5mm,每点一次用吹风机吹干，点2~3次为佳。
3、点样后将滤纸放入层析缸中展层，注意点样线要高于层析液面，滤纸不要贴在层析缸璧上，当展层至另一端1~2cm处时，停止展层(大约2~3小时)。
生物化学-第3章-氨基酸
(三)纸层析
Rf主要与R基 的极性有关， 溶剂的pH可 影响R基的极 性，氨基酸 与滤纸的吸 附作用也影 响Rf。
(四) 薄层层析
速度快，硅胶等支 持物可以使用较强 烈的显色方法。
（五）离子 交换层析
离子交换 树脂的结 构如图所 示，功能 基团种类 较多。
氨基酸的离子交换分离原理
若pI−pH > 0，两性离子带净正电荷，若pI−pH < 0，两性离 子带净负电荷，差值越大，所带的净电荷越多。
作业题
1. 第155页第2题；
2. 第155页第3题；
3. 第155页第5题； 4. 第155页第6题；
5. 第155页第7题；
6. 第155页第8题； 7. 第155页第9题；
8. 第156页第14题；
9. 第156页第15题。
第4 章 蛋白质的共价结构
—、蛋白质通论
(一)蛋白质的化学组成和分类 蛋白质的元素组成：C、H、O、N、S,其中含N平均为16%， 这一数据可用于蛋白质的含量测定。 1.简单蛋白 完全由氨基酸组成，不含非蛋白成分。 根据溶解性的不同，可将简单蛋白分为7类：清蛋白（溶 于水）、球蛋白（溶于稀盐溶液）、谷蛋白（溶于稀酸或稀 碱）、醇溶蛋白（溶于70%-80%的乙醇）、组蛋白（溶于水或 稀酸，可用稀氨水沉淀）、精蛋白（溶于水或稀酸，不溶于 氨水）和硬蛋白（只能溶于强酸）。 2.结合蛋白 由蛋白质和非蛋白成分组成，后者称为辅基。根据辅基 的不同，可将结合蛋白分为以下7类： 核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血红素蛋白、黄素蛋白 和金属蛋白。
胱氨酸 半胱氨酸
N-乙酰马来酰亚胺
碘乙酸
丙烯腈
巯基阴离子
5，5′-二硫双（2-硝基苯酸）
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180多种天然氨基酸； 20种蛋白质氨基酸
二、氨基酸的分类、性质
各种氨基酸的区别在于侧链R基的不同 20种蛋白质氨基酸按R的极性可分为非极性氨基酸、不带电荷极性氨基酸、 带正电R基氨基酸和带负电R基氨基酸
按R基的结构可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸及杂环氨基酸3大类
脂肪族氨基酸：一氨基一羧基（中性氨基酸）:含有硫
Cysteine Methionine (Cys，C) (Met，M)
(1) 两个半胱氨酸的巯基氧化生成二硫键，生成胱氨酸，Cys-S-SCys
(2) 蛋氨酸的甲硫基的硫原子有亲核性，容易发生极化，在生物合成
中是重要的甲基供体
脂肪族氨基酸：一氨基二羧基（酸性氨基酸）
水中心）
极性氨基酸侧链能与水形成氢键，易溶于水 带电荷和极性氨基酸一般位于蛋白表面 蛋白的活性中心：His，Ser，Cys
2.3氨基酸的分类——不常见蛋白质氨基酸
2.4氨基酸的分类——非蛋白质氨基酸
150 多种，不是蛋白质组成，但是有特定生理功能
（1）大多是L型α氨基酸衍生物
（2）有D型氨基酸 （3）还有β-、γ-、δ-氨基酸
四、氨基酸的化学反应
ɑ-氨基参与的反应: 亚硝酸、酰化试剂、烃基、 醛基氧化酶 氨基酸的 化学反应
茚三酮、肽键形成!
ɑ-羧基参与的反应： 成盐、成酯、成酰氯、脱 羧、叠氮
侧链R基参与的反应： 取决于R侧链的官能团
ɑ-氨基参与的反应:
与亚硝酸反应：
通过测定N2的量而计算氨基酸的量，可衡量蛋白质的水解程度 与酰化试剂反应： X=Cl, OH, -OCOR; 可多肽合成中保护氨基；丹磺酰氯可以与肽的N-端氨基 酸反应，生成丹磺酰-肽，水解得到有强烈荧光的丹磺酰-氨基酸，用电泳法 或层析法分析即可得知N-端是何种氨基酸，被广泛用于蛋白质N端测定。 烃基化反应：
2. 不带电荷的极性氨基酸：7种 Ser, Thr, Tyr 羟基-OH Gln, Asn 酰胺基 Cys 巯基 Gly 极性/非极性
3. 带正电荷的氨基酸：3种 Lys Arg His 咪唑基
4. 带负电荷的氨基酸：2种
Glu Asp
ε-位氨基 胍基
两个羧基
非极性氨基酸在维持蛋白质的三维结构中其重要作用（蛋白质的疏
氨基酸的解离性质
用Ka1,Ka2 表示氨基酸α-碳原子的COOH与-NH3+的解离常数
阴离子 A-
阳离子 A+
兼性离子 A0
Ka1=[H+][A0]/[A+] 当溶液中[A0]=[A+]时，Ka1=[H+]； 两边取对数 pKa1=pH=2.34 Ka2=[H+][A-]/[A0] 当溶液中[A0]=[A-]时，Ka2=[H+]； 两边取对数 pKa2=pH=9.6 [质子受体] pH=pKa+lg [质子供体]
氨基酸
芳香族氨基酸 Phe、Tyr、Trp 杂环氨基酸 His、Pro
脂肪族氨基酸：一氨基一羧基（中性氨基酸）
甘氨酸
丙氨酸
缬氨酸
亮氨酸
异亮ห้องสมุดไป่ตู้酸
脂肪族氨基酸：一氨基一羧基（中性氨基酸）:含有羟基
丝氨酸Ser的-OH在生理条件下不解离，但是个极性基团，能与其 他基团形成氢键，常出现在酶的活性中心； 苏氨酸Thr的-OH是仲醇，具有亲水性；
生物化学 第三章 氨基酸 (amino acid)
一、氨基酸——蛋白质的构件分子
氨基酸(amino acid) ：α-氨基酸是一切蛋白质的组成单位。氨基酸是与羧酸 相邻α-碳原子上连有一个氨基，故称α-氨基酸。 利用酸水解、碱水解、酶解可把蛋白质分子水解释放氨基酸。
不变部分（除脯氨酸） 可变部分 L型 α -氨基酸
除甘氨酸外，氨基酸均含有一个手性-碳原子，因此都具有旋光性。 氨基酸的名称常用三个字母的缩写，或单个字母表示长的肽链。
2.1氨基酸的分类——按照R化学结构分类
一氨基一羧基（中性氨基酸） 脂肪族 氨基酸 Gly、Ala、Val、Lue、Ile、Ser、Thr、Cys、Met 一氨基二羧基（酸性氨基酸）及其酰胺 Asp、Asn、Glu、Gln 二氨基一羧基（碱性氨基酸） Arg、Lys
三、氨基酸的酸碱化学
氨基酸的兼性离子形式
•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。 •氨基酸晶体是由离子晶格组成，靠异性电荷之间的静电引力维持 晶格中质点的作用力，因此氨基酸熔点高。 •不同氨基酸有特殊的晶体形状，基于此可对氨基酸进行鉴别。
氨基酸的等电点
当溶液浓度为某一 pH值时，氨基酸分子中所含的 -NH3+和-COO数目正好相等，净电荷为0。这一pH值即为氨基酸的等电点，简称 pI。在等电点时，氨基酸既不向正极也不向负极移动，即氨基酸处 于两性离子状态。
侧链不含离解基团的中性氨基酸，其等电点是它的pKa1和pKa2的 算术平均值：pI = (pKa1 + pKa2 )/2 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pKa值的算术平均值。 酸性氨基酸：pI = (pKa1 + pKaR-COO- )/2 碱性氨基酸：pI = (pKa2 + pKaR-NH2 )/2
天冬氨酸 谷氨酸 天冬酰胺 谷氨酰胺
脂肪族氨基酸：二氨基一羧基（碱性氨基酸）
(1) 赖氨酸Lys侧链氨基生理条件下
带有一个正电荷
(2) 精氨酸Arg是碱性最强的氨基酸， 侧链的胍基pKa=12.48，生理条 件下完全质子化 (3) 组氨酸His含有咪唑环，是20种
氨基酸中侧链pK值最接近pH的
一种，生理pH条件下具有缓冲 能力的一种氨基酸。
分，因此具有特殊的刚性结构，
在蛋白质中一般出现在α-螺旋 转角处。Pro残基出现的位置必 然发生蛋白估计方向的改变。
2.2氨基酸的分类——按照R基极性分类
疏 水 性 氨 基 酸 亲 水 性 氨 基 酸
1. 非极性氨基酸：8种 Ala, Val, Leu, Ile 脂肪族侧链 Pro 亚氨基杂环 Phe，Trp 芳香环 Met 含硫
芳香族氨基酸
苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸
(1) 这三种氨基酸在紫外280nm具有特殊吸收峰，蛋白质的紫外吸收 主要来自这三种氨基酸 (2) 苯丙氨酸疏水性最强 (3) 酪氨酸的-OH发生磷酸化在生物体内是十分普遍的调控机制
杂环氨基酸
脯氨酸 组氨酸
(1) 组氨酸是碱性氨基酸的一种 (2) 脯氨酸的α-亚氨基是环的一部