蛋白质的化学.

一、氨基酸—蛋白质的构件分子
（一）蛋白质的水解
蛋白质—→蛋白胨—→多肽—→二肽—→氨基酸
蛋白质和多肽的肽键与一般的酰胺键一样 可以被酸碱或蛋白酶催化水解，酸或碱能够将 多肽完全水解，酶水解一般是部分水解.
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。
二、氨基酸的分类
（一）根据来源分：内源氨基酸和外源 氨基酸 （二）从营养学角度分：必需氨基酸和 非必需氨基酸
（三）根据是否组成蛋白质来分：蛋白质中常 见氨基酸、蛋白质中稀有氨基酸和非蛋白氨基 酸
1、蛋白质中常见氨基酸的结构
主要区别在侧链R基的不同
甘氨酸 Glycine
脂肪族氨基酸（中性）
O
H2N CH C OH H
2
-氨基--甲基戊酸
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine 脯氨酸 Proline
亚氨基酸（杂环）
H N
CO OH
-吡咯烷基--羧酸
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine 脯氨酸 Proline 甲硫氨酸 Methionine
脂肪族氨基酸（含硫） -氨基--巯基丙酸
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine
脂肪族氨基酸（碱性）
O H2N CH C OH
CH2 CH2 CH2 NH C NH NH2
-氨基--胍基戊酸
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine 赖氨酸 Lysine
脂肪族氨基酸（碱性）
O H2N CH C OH
CH2 CH2 CH2 CH2 NH2
氨基乙酸
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine
脂肪族氨基酸（中性）
O H2N CH C OH
CH3
-氨基丙酸
氨基酸的结构
甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸
Glycine Alanine Valine
脂肪族氨基酸（中性）
O
H2N CH C OH
CH CH3
CH3
-氨基异戊酸
氨基酸的结构
甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
Glycine Alanine Valine Leucine
脂肪族氨基酸（中性）
O
H2N CH C OH CH2 CH CH3 CH3
-氨基异己酸
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine
脂肪族氨基酸（中性）
从氨基酸的结构通式可以看出： 1、构成蛋白质的氨基酸均为L—α—氨基酸。 2、 除R为H（甘氨酸）外，其余氨基酸均具有旋光性。 3、 各种氨基酸的区别在于侧基R基上。
氨基酸的构型： 构成蛋白质的氨基酸除甘氨酸外，均含有α—碳原子，在 空间各原子有两种排列方式：L—构型与D—构型，它们 的关系就像左右手的关系，互为镜像关系，下图以丙氨 酸为例：
CH2 CH2 CO NH2
氨基酸的结构
苯丙氨酸 Phenylalanine
脂肪族氨基酸（含硫）
O H2N CH C OH
CH2 CH2 S CH3
-氨基--甲硫基丁酸
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine 脯氨酸 Proline 甲硫氨酸 Methionine 半胱氨酸 Cysteine
（二）α-氨基酸的一般结构
蛋白质都由20种常见氨基酸（基本氨基酸） 组成。 氨基酸的结构通式：19种氨基酸具有一级 氨基（-NH3+）和羧基（-COOH）结合到 α碳原子（Cα），同时结合到（Cα）上 的是H原子和各种侧链（R）；Pro具有二 级氨基（α-亚氨基酸）。
L-α-氨基酸的结构通式
COOH │ H2N — C — H │ R
3、酶水解
应用酶水解多肽不会破坏氨基酸，也不会发生 消旋化。但水解往往不彻底，产物为较小的肽 段。 目前用于蛋白质肽链断裂的蛋白水解酶 （proteolytic enzyme）或称蛋白酶 （proteinase）已有十多种。 最常见的蛋白水解酶有以下几种：胰蛋白酶、 糜蛋白酶、胃蛋白酶、嗜热菌蛋白酶。
，-二氨基己酸
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine 赖氨酸 Lysine 组氨酸 Histidine
碱性氨基酸（杂环）
O H2N CH C OH
CH2
N NH
-氨基--咪唑基丙酸
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate 脂肪族氨基酸（酸性）
O H2N CH C OH
CH2 CO OH
-氨基丁二酸
第一章 蛋白质的化学
第一节氨基酸 第二节蛋白质的共价结构 第三节蛋白质的三维结构 第四节蛋白质的结构与功能 第五节蛋白质的分离纯化和鉴定
第一节 氨基酸（amino acid）
一、氨基酸—蛋白质的构件分子 二、氨基酸的分类 三、氨基酸的酸碱化学 四、氨基酸的化学反应 五、氨基酸的物理性质 六、氨基酸的分析分离
脂肪族氨基酸（含羟基）
O
H2N CH C OH CH OH
CH3
-氨基--羟基丁酸
氨基酸的结构
天冬酰胺 Asparagine
脂肪族氨基酸（含酰胺）
O H2N CH C OH
CH2 CO NH2
氨基酸的结构
天冬酰胺 Asparagine
谷酰胺 Glutamine
来自百度文库
脂肪族氨基酸（含酰胺）
O H2N CH C OH
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate 脂肪族氨基酸（酸性）
谷氨酸 Glutamate
O
H2N CH C OH CH2 CH2 CO
OH
-氨基戊二酸
氨基酸的结构
丝氨酸 Serine
脂肪族氨基酸（含羟基）
O H2N CH C OH
CH2 OH
-氨基--羟基丙酸
氨基酸的结构
丝氨酸 Serine 苏氨酸 Threonine
此法的优点是不引起消旋，得到的是L氨基酸。
缺点是色氨酸被沸酸完全破坏；含有羟 基的氨基酸如丝氨酸或苏氨酸有一小部 分被分解；天门冬酰胺和谷氨酰胺侧链 的酰胺基被水解成了羧基。
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；产生消旋现象，其产物是 D-型和L-型氨基酸的混合物。 该法的优点是色氨酸在水解中不受破坏