生物化学-02 蛋白质2 氨基酸化学反应
生物化学 2
第一章蛋白质1.蛋白质的元素组成：主要由C、H、O、N、S等元素组成，有些还含有少量P和金属元素Fe、Cu、Zn等。
其中各种蛋白质平均含N量占整个分子量16%,即1gN→6.25g蛋白质；2.蛋白质的基本组成单位--氨基酸。
氨基酸结构：除甘氨酸以外，均为L-α-氨基酸。
分类：非极性脂肪族氨基酸、极性中性氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸、芳香族氨基酸）。
理化性质：○1、两性解离○2、含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质○3、氨基酸可与茚三酮反应生成蓝紫色化合物。
3.标准氨基酸的结构特点：由C、H、O、N、S等元素组成的含氨基的有机酸，它们都是α-氨基酸，它们含有一个氨基和一个羧基结合在α-碳原子上，一个氢离子，区别在于其R基团的结构、大小、电荷以及对氨基酸水溶性的影响。
4.酸性氨基酸：侧链含有羧基；包括天冬氨酸、谷氨酸。
碱性氨酸：侧链含有氨基、胍基，咪唑基；赖氨酸、精氨酸，组氨酸。
芳香族氨基酸：含有疏水性较强的苯基、酚基和吲哚基；包括苯丙氨酸，色氨酸，酪氨酸。
5.氨基酸的两性电离：氨基酸都含有碱性的α-氨基和酸性的α-羧基，在酸性溶液与H+结合成带正电的阳离子（—NH3+），也可在碱性溶液中与OH—结合，失去质子变成带负电的阴离子（—COO—），因此氨基酸为两性电解质。
6氨基酸的等电点：在某溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性粒子，呈电中性，此溶液的pH值即为该氨基酸的等电点。
7.肽键的形成：两分子氨基酸，其中一分子氨基酸的α-羟基和另一分子氨基酸的α-氨基脱去一分子水，缩合成肽，在该物质中连接两分子氨基酸的酰胺键极为肽键。
8肽的概念：氨基酸残基通过肽键连接成肽。
9.蛋白质的理化性质：○1、两性电离的性质和具有等电点；○2、胶体性质；○3、蛋白质的空间结构破坏会引起变性、同时还可能引起沉淀；蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰。
10.丙酮沉淀：在0—4℃的低温下，用10 倍于蛋白质量的丙酮，使之沉淀，沉淀后立即分离丙酮，否则蛋白质会变性。
生物化学-生化知识点_第一章氨基酸与蛋白质
第一章氨基酸与蛋白质上册 P1231. 1 氨基酸①①①蛋白质水解最后成为氨基酸混合物酸水解得19种 L-AA，色氨酸破坏。
碱水解得色氨酸，其余氨基酸消旋破坏。
酶水解不消旋破坏，但水解不彻底。
①①①α-氨基酸的一般结构生物体内已发现氨基酸180种，常见氨基酸20种1. 2 氨基酸的分类：常见蛋白质氨基酸，不常见蛋白质氨基酸，非蛋白氨基酸①①①常见蛋白质氨基酸，或称基本氨基酸。
每个氨基酸可用三个字母或单字母简写表示。
按侧链R基不同进行分类。
①1①按R基化学结构分类1.脂肪族氨基酸15个①.中性氨基酸5个甘氨酸 Glycine 氨基乙酸 Gly G 无旋光丙氨酸 Alanine α-氨基丙酸 Ala A缬氨酸 Valine α-氨基-β-甲基丁酸 Val V亮氨酸 Leusine α-氨基-γ-甲基戊酸 Leu L异亮氨酸 Isoleucine α-氨基-β-甲基戊酸 Ile I①.含羟基或硫氨基酸4个丝氨酸 Serine α-氨基-β-羟基丙酸 Ser S苏氨酸 Threonine α-氨基-β-羟基丁酸 Thr T半胱氨酸 Cysteine α-氨基-β-基丙酸 Cys C甲硫氨酸 Methionine α-氨基-γ-甲硫基丁酸 Met M③．酸性氨基酸及其酰胺4个天冬氨酸 Aspartic acid α-氨基丁二酸 Asp D谷氨酸 Glutamic acid α-氨基戊二酸 Glu E天冬酰胺 Asparagine α-氨基丁二酸一酰胺 Asn N谷氨酸胺 Glutamine α-氨基戊二酸一酰胺 Gln Q④. 碱性氨基酸2个赖氨酸 Lysine α，ε-二氨基已酸 Lys K精氨酸 Arginine α-氨基-δ-胍基戊酸 Arg R2.芳香族氨基酸3个苯丙氨酸 Phenylalanine α-氨基-β-苯基丙酸 Phe F酪氨酸 Tyrosine α-氨基-β-对羟苯基丙酸 Tyr Y色氨酸 Tryptophan α-氨基-β-吲哚基丙酸 Trp W3.杂环族氨基酸2个组氨酸 Histidine α-氨基-β-咪唑基丙酸 His H脯氨酸 Proline α-吡咯烷羧酸 Pro P①2①按R基极性性质分类1.非极性R基8个Ala(A) Val(V) Leu(L) Ile(I) Pro(P)Phe(F) Trp(W) Met(M)1。
重庆大学生物化学实验_实验三 蛋白质氨基酸呈色反应
思考题
1、该滴定法能否定量测定蛋白质的 水解溶液？ • 2、是否所有的AA均能用该方法测定？ 为什么图 • 3、为什么计算氨基酸含量可只计算 氨基氮？表
构成氨基酸的化学元素
Element C H O N S P
Percent 50~55 6.9~7.7 21~24 15.0~17.6 0.3~2.3 0.4~0.9
络合物？为什么 • 4、Pro与茚三酮起反应吗？
操作方法
• 1）取1支试管，加入蛋白质溶液4滴，0.5%茚三酮乙醇溶液2 滴，混匀后小火煮沸1-2分钟，放置冷却，观察颜色由粉红 色变成紫红色直到蓝色。
• 2）取1支试管，加入0.5%甘氨酸5滴，0.5%茚三酮乙醇溶液2 滴，混匀后煮沸，观察颜色的变化。
紫红色络合物。这一呈色反应叫双缩脲反应。
双缩脲反应原理
（一）双缩脲反应
1、原 理
在浓碱溶液中，双缩脲能与铜离子结合生成复杂的紫 红色络合物。这一呈色反应叫双缩脲反应。
• 其结构如下：
OH
OH
CO
NH2
Cu
NH
CO
NH2
Na Na
OH
NH2
COO
HN NH2
COO
OH
2、操作方法
• 1）取少许（绿豆大小）尿素（晶体），放入干试管中，用微 火加热尿素至熔解，当熔解的尿素开始硬化的时候，停止加 热冷却，此时尿素已缩合成双缩脲并释放出氨（可由其臭味 辨知）。
• 2）在上述试管内，加10%氢氧化钠液5滴，振荡试管使双缩脲 溶化，再加1%硫酸铜液2滴，混匀后，可见溶液呈紫红色的双 缩脲反应
• 3）另取一试管，加蛋白液2滴和10%氢氧化钠5滴，1%硫酸铜2 滴，混匀后，可见溶液呈紫玫瑰色的双缩脲反应。
中国科学院2002年生物化学考研真题及答案
6．大肠杆菌素 E3 蛋白在原核生物蛋白质合成中是很强的抑制剂。这个蛋白是核酸酶， 此酶特别接触靠近 16S rRNA3ˊ端的磷酸二脂键附近。请说明在翻译时，大肠杆菌素 E 3 蛋白的作用机制。（2 分） 7．一个正常的喂得很好的动物用 14C 标记甲基的乙酸静脉注射，几小时后，动物死了。 从肝脏分离出糖原和甘油三酯，测定其放射性分布。预期分离到的糖原和甘油三酯放 射性水平是相同，还是不同？为什么？（2 分） 8．特别的双螺旋 DNA 在一定条件下，Tm 为 94℃，试估计这个 DNA 含百分之多少的 GC 对？（1 分）
A.基因组 B. 突变子 C. 密码子 D. 操纵子
14.甲状腺素是下列那种氨基酸的衍生物?
A.Thr B.Trp C.Tyr D.His
15.下列哪种化合物不是类固醇？
A.促肾上腺皮质激素 B．醛固酮 C．胆酸 D．维生素 D
16.咖啡中的咖啡碱（1，3，7-三甲基黄嘌呤）是环式酰苷酸磷酸二脂酶的强烈抑制剂。
23．TCA 循环和有关的呼吸链反应中能产生 ATP 最多的步骤是什麽？
A．柠檬酸→异柠檬酸
B．异柠檬酸→α -酮戊二酸琥珀酸→苹果酸
24．谷氨酸经氧化生成 CO2，H2O 和氨时，可生成多少个 ATP？
A．9 B. 12 C. 18 D. 21.5
25．在离体线粒体实验中测得一底物的 P/O 值为 1.8，该底物脱下的氢最可能在下列哪
3
8．DNA 以半保留方式进行复制，若一完全被标记的 DNA 分子，置于无放射标记的溶液 中复制两代，所产生的 4 个 DNA 分子的放射性状况如何？ 9．第二信使包括哪些物质？ 10．激素按照它们的作用距离分为哪三类？ 11．在细胞内还存在一种由一氧化氮（NO）活化的可溶性的什么物质？ 12．细胞外信号控制代谢包括哪些物质？ 13．国际公认的五种植物激素是什么？ 14．尿素的一个氮原子是从什么转氨作用来的？另一个氮原子和碳是从什么和什么来 的？ 15．尿素循环的总反应式是什么？ 16．促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）在细胞质和细胞核皆存在。被认为是生长刺激， 信号转导中的什么激酶？它在沟通细胞质和细胞核的信号中甚为重要。 17．所有的 B 族维生素都可作为什么或什么的前体？ 18．磺胺类药物能抑制细菌生长。因为它是什么结构类似物？能竞争性抑制叶酸合成。 19．B-DNA 沿轴多少纳米旋转一整圈？每圈共有多少碱基对？ 20．要使酶促反应速度达到 Vmax 的 90%，此时底物浓度是此酶 Km 值的多少倍？ 21．生活在海洋中的哺乳动物能长时间潜水，是由于它们的肌肉中含有大量的什么蛋 白以储存氧气？ 22．在 Ras 蛋白和有关 G 蛋白的α 亚基之间的区别是后者有很高的什么？ 23．我们看到锁住 Ras-GTPase 活性能导致非控制的细胞生长和什么？ 24．磷酸果糖激酶最强的变构激活剂是什么？ 25．合成糖原时，葡萄糖基的直接供体是什么？ 26．2 分子的丙氨酸经糖异生转化为葡萄糖需要消耗多少个高能磷酸键？ 27．调节氧化磷酸化速率的主要因素是什么？ 28．由乙酰 CoA 在胞液中合成 1 分子硬脂酸需要多少个分子（NADPH+H+）？ 29．由乙酰辅酶 A 可合成什么，什么和什么？ 30．半胱氨酸 pK1=1.71，pK2=8.33，pKR=10.78，半胱氨酸的等电点是什么？ 四、问答题：共 15 分。
生物化学第二章蛋白质知识点归纳
一、概述
结合蛋白：由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成。按辅基种类分为： 1 核蛋白（nucleoprotein ） 核酸 2 脂蛋白（lipoprotein ） 脂质 3 糖蛋白（glycoprotein） 糖 4 磷蛋白（phosphoprotein） 磷酸基 5 血红素蛋白（hemoprotein ） 血红素 6 黄素蛋白（flavoprotein ） FAD 7 金属蛋白（metallaprotein ） 金属
据R基团 极性分类
例外：
COO+α
H3N C H
R
Gly —— 没有手性
构型与旋光方向没有直接对应关系，L-α-氨基酸有的为左旋，有的为右旋， 即使同一种L-α-氨基酸，在不同溶剂也会有不同的旋光度或不同的旋光方向。
二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号
据R基团化学 结构分类
脂肪族ＡA（烃链、含羟基或巯基、羧基、碱性基团） 杂环ＡＡ(His、Pro) 芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)
6 结构蛋白（structural protein）
7 防御蛋白（defense protein） 8 异常蛋白 (exotic protein)
二
氨基酸
1.蛋白质的水解 2.氨基酸的结构与分类 3.氨基酸的理化性质
一、蛋白质水解
完全水解得到各种氨基酸的混合物； 部分水解通常得到肽片段及氨基酸的混合物。 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
一、概述
按生物功能分：
1 酶（enzyme）
2 调节蛋白（regulatory protein）
3 转运蛋白（transport protein） 4 储存蛋白（nutrient and storage
生物化学实验一蛋白质和氨基酸的呈色反应
实验一 蛋白质和氨基酸的呈色反应一、目的要求验证蛋白质特性；学习和掌握蛋白质呈色反应的原理和方法；学习几种常用的鉴定蛋白质和氨基酸的方法。
二、实验原理蛋白质中的某些化学键或氨基酸残基中的某些化学基团可以与某些特殊试剂形成特定的有色物质。
这些反应称为蛋白质的呈色反应。
各种蛋白质的氨基酸残基不完全相同。
因此，呈色反应产物的颜色也不完全一样。
呈色反应不是蛋白质所特有，一些非蛋白物质也能呈现类似的呈色反应。
因此，不能仅以呈色反应结果来判别被测物质是否为蛋白质。
三、呈色反应双缩脲反应1.原理两分子尿素经加热至180°C 后可以缩合成一分子双缩脲，并放出一分子氨。
双缩脲在碱性溶液中与铜离子结合生成紫红色络合物，此反应称为双缩脲反应。
多肽及所有蛋白质均具有肽键，与双缩脲分子中亚酰胺键结构相同，也能发生此反应，因此，蛋白质在碱性溶液中与铜离子也能呈现出类似于双缩脲的颜色反应。
2.器材与试剂1)器材试管、药匙、电炉、试管夹、滴管。
2)试剂〈1〉蛋白质溶液(10%卵清蛋白溶液)：吸取鸡蛋清溶液10ml ，加蒸馏水稀释，定容至100ml 。
〈2〉10%氢氧化钠溶液。
〈3〉1%硫酸铜(CuSO4)溶液。
〈4〉0.1%甘氨酸(Gly)溶液：称0.1g 甘氨酸溶于蒸馏水中，稀释至100ml 。
〈5〉结晶尿素。
3.实验步骤双缩脲反应实验1234尿素＋加热后的尿素＋蛋白质溶液/滴30.1%Gly/滴310%NaOH/滴55551%CuSO 4/滴1111显色现象试管试剂/滴(1)制备双缩脲：取结晶尿素少许(约火柴头大小)，放入干燥的小试管中。
微火加热至尿素熔解至硬化，刚硬化时立即停止加热，尿素放出氨，此时双缩脲即已形成。
冷却后作为双缩脲样品(1号管)。
(2)另取3支试管，与1号管一起按表加样，混匀，观察各管颜色变化，记录结果并解释现象。
茚三酮反应1.原理蛋白质或氨基酸在弱碱性条件下，其上的氨基与茚三酮共热可产生蓝紫色缩合物。
2-生物化学实验
（四）、操作步骤
1．蛋白质的盐析
无机盐（硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等）的浓溶液能析出 蛋白质。盐的浓度不同，析出的蛋白质也不同。 如球蛋白可在半饱和硫酸铵溶液中析出，而清蛋白则在 饱和硫酸铵溶液中才能析出。 由盐析获得的蛋白质沉淀，当降低其盐类浓度时，又能 再溶解，故蛋白质的盐析作用是可逆过程。 A. 加鸡蛋清的水溶液5 ml于试管中，再加等量的饱和硫酸 铵溶液，混匀后静置数分钟则析出球蛋白的沉淀。为什 么？ B. 倒出少量混浊沉淀，加少量水，观察是否溶解，为什么？ C. 将管中内容物过滤，向滤液中添加硫酸铵粉末到不再溶 解为止，此时析出的沉淀为清蛋白。为什么？ D. 取出部分清蛋白，加少量蒸馏水，观察沉淀的再溶解。
生物化学实验
实验一 蛋白质及氨基酸 的呈色反应
一、实验目的
1、了解构成蛋白质的基本结构 单位及主要联接方式。 2、了解蛋白质和某些氨基酸的 呈色反应原理。 3、学习几种常用的鉴定蛋白质 和氨基酸的方法。
（一） 双缩脲反应
1.原理 尿素加热至180℃左右，生成双 缩脲并放出一分子氨。双缩脲在 碱性环境中能与Cu2+结合生成紫 红色化合物，此反应称为双缩脲 反应。蛋白质分子中有肽键，其 结构与双缩脲相似，也能发生此 反应。可用于蛋白质的定性或定 量测定。
二、 蛋白质的沉淀及变性
4．有机溶剂沉淀蛋白质 取1支试管，加入 2ml蛋白质溶液，再加入2 ml 95%乙醇。 混匀，观察沉淀的生成。
5.乙醇引起的变性与沉淀 取3支试管，编号。 依下表顺序加入试剂
试剂 （ml） 管号 0.1 mol· L-1 氢氧化钠 溶 液 pH4.7 缓冲溶 液
鸡蛋清水 溶液
等时溶液的pH值。
处于等电点时的蛋白质在电场中不发生 移动；处于等电点时的蛋白质溶解度最低。 观察在不同pH溶液中的溶解度以测定 酪蛋白等电点。
《生物化学》氨基酸
氨基酸的两性解离：
阳离子
两性离子
阴离子
以甘氨酸为例： pK1= 2.34 pK2 = 9.60
+
H3N-CH2-COOH
[Gly+]
K’1
+H3N-CH2-COO－ +[ H+] [ Gly±]
pI = 5.97
[Gly±][H+]
K1’=
[Gly+]
+H3N-CH2-COO－ K’2 [Gly±]
苯丙氨酸
Phenylalanine Phe F
— CH 2— CH— COO-
NHN3H+ 3+
酪氨酸
Tyrosine Tyr Y
HO —
— CH 2— CH— COO-
NH3+ NH3+
组氨酸
Histidine His H
HC C — CH 2— CH— COO-
+HN
NH
C H
咪唑基
NH3+
如图所示
H3N+
COOH CH2
(Gly+)
COO-
H3N+ CH (G2 ly±)
COO-
H2N
CH2
(Gly-)
pH 14 12 10 8
[Gly+ ] = [Gly±]
6 4 2 0
0.1
pK1=2.34
0.05
加入的H+ mol数甘Βιβλιοθήκη 氨pK2=9.60
酸
的
pI=5.97
滴
[Gly ±] = [Gly-]
[Gly±][H+] K1’
= K2’ [Gly±]
生物化学第2章 氨基酸(共77张PPT)
• Ala Arg Asp
Asn
Cys Glu Gln Gly
His
Ile
Leu
Lys
Met Phe Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
、 20种氨基酸可按其侧链分类
• 氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为 三类，即：脂肪族氨基酸；芳香族氨基酸； 杂环氨基酸。
1）脂肪族氨基酸（中性）
甘氨酸 Glycine
非极性氨基酸（八种）
不带电何的极性氨基酸（八种）
带负电荷的氨基酸（2种）
带正电荷的氨基酸（2种）
➢第21种基本氨基酸是硒代半胱氨酸（Selenocysteine, Sec） ➢第22种基本氨基酸是吡咯赖氨酸（Pyrrolysine, Pyr） ➢两种罕见基本氨基酸是在特定生物的特定调控条件下生成。
O
H 2N CH C OH
CH 2
SH
C
（ α-氨基-β-巯基丙酸 ）
两个半胱氨酸氧化可生成胱氨酸
人头发的电子显微镜照片与模型
烫发过程：
1、加还原剂（巯基乙醇） 打开二硫键。
2、加氧化剂（双氧水） 重新生成错位二硫键。
1）、脂肪族氨基酸（含羟基或硫）
丝氨酸 Serine 苏氨酸 Threonine 半胱氨酸 Cysteine 甲硫氨酸 Methionine
O H 2N CH C OH
CH OH CH 3
T
（ α-氨基-β-羟基丁酸 ）
L-Threonine D-Threonine
L-alloThreonine
D-allo-
Threonine
苏氨酸的光学异构体
1）、脂肪族氨基酸（含羟基或硫）
生物化学蛋白质的化学知识点
生物化学蛋白质的化学知识点一、知识概述《生物化学蛋白质的化学知识点》①基本定义：蛋白质啊，简单说就是由许多氨基酸按一定顺序连起来的大分子。
就好比许多小珠子（氨基酸）串成一条长长的链子（多肽链），然后这些链子还能盘曲折叠，最后就形成了蛋白质。
②重要程度：在生物化学里那可是超级重要的。
像是细胞结构的组成部分啊，很多酶也是蛋白质，有了它们生物体内各种各样的化学反应才能顺利进行呢。
我觉得它就像建筑里的砖块一样，是构建生物体的基础。
③前置知识：咱们得先大概知道氨基酸是啥吧，毕竟蛋白质是由氨基酸组成的。
还有化学键的基本概念，像肽键就是连接氨基酸的重要化学键。
④应用价值：在制药方面，如果了解蛋白质的结构和功能，就能开发出针对特定蛋白质的药物。
在食品行业，像检测食物中的蛋白质含量也是基于这个知识点。
二、知识体系①知识图谱：蛋白质的化学知识点在生物化学学科里算是核心板块了。
它和核酸化学、酶化学等知识点都有联系。
打个比方，蛋白质和核酸就像伙伴，核酸给出指令，蛋白质负责做事。
②关联知识：和生物大分子中的核酸关联密切，核酸指导蛋白质的合成。
而且与新陈代谢的知识点也有联系，因为很多代谢反应是蛋白质（酶）参与催化的。
- 掌握难度：难。
- 关键点：理解蛋白质的一、二、三、四级结构比较难，像是四级结构，好多条肽链怎么组合起来的，得好好琢磨。
④考点分析：- 在考试中的重要性：非常重要。
- 考查方式：会直接考蛋白质的结构层次、氨基酸的组成计算，也会间接考蛋白质在某些生理过程中的作用。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：- 蛋白质就是由氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物。
氨基酸好比是字母，按照特定顺序排列就能写出不同的单词（小的肽段），这些肽段再组装就成了蛋白质这个大文章。
②特征分析：- 具有两性电离特性。
这就是说它既能像酸一样给出质子，又能像碱一样接受质子。
比如说，在人体不同的生理pH环境下，蛋白质的带电情况就不一样。
- 有特定的空间结构。
生物化学第2章 蛋白质
蛋白质的生物学意义
生命是蛋白质的存在形式，是重要的生物大分子； 蛋白质是生物功能的载体，每种细胞活性都依赖于一种 或几种特定的蛋白质；
蛋白质有极其重要的生物学意义（生物学功能）：
蛋白质功能多样性 5-1（阅读）
蛋白质是生物功能的载体，每种细胞活性都依赖于一种
或几种特定的蛋白质；
蛋白质的生物学功能有以下几个方面： 内各种化学反应几乎都是在相应酶参与下进行的，催化 效率远大于合成的催化剂；
极移动，即处于等电兼性离子（极少数为中性分子）状
态，少数解离成阳离子和阴离子，但解离成阳离子和阴 离子的数目和趋势相等；
第2章
蛋白质
2.1 蛋白质的分类 2.2 蛋白质的组成单位—氨基酸
2.3 肽 2.4 蛋白质的结构
2.5 蛋白质结构与功能的关系 2.6 蛋白质的性质与分离、分析技术
2.1 蛋白质的分类
P17
蛋白质分类方法至少有4种：
1. 根据分子形状分类；
2. 根据分子组成分类 ；
3.根据功能分类；
2. 1. 1 根据分子形状分类
引起精氨酸脱氨，生成鸟氨酸和尿素 （色氨酸稳定）；
3. 酶水解:
优点：不破坏氨基酸，不产生消旋作用。 缺点：使用一种酶常水解不彻底，需几种酶协同作用才 能使蛋白质完全水解；水解所需时间较长；
酶法主要用于部分水解； 常用的蛋白水解酶： 胰蛋白酶、糜（胰凝乳）蛋白酶、胃蛋白酶等；
这些酶的作用点见第6章（酶）表6-3 （P148） 。
泌一类胶质蛋白，能将贝壳牢固地粘在岩石或其他硬表
面上；
2. 2 蛋白质的组成单位--氨基酸
南开大学：生化课件02蛋白质化学
D/L标记法 标记法
甘油醛 D/L 分型为参考标准
球棍式
透视式
投影式
二、氨基酸的分类和结构
基团结构分： 依R基团结构分： 基团结构分 非极性氨基酸（ 非极性氨基酸（Nonpolar Amino Acids）9种 ） 种 极性，不带电荷氨基（Polar,Uncharged 极性，不带电荷氨基（ Amino Acids）6/7种 ） 种 酸性氨基酸 (-)（Acidic Amino Acids）2种 （ ） 种 碱性氨基酸 (+)（Basic Amino Acids）3种 （ ） 种
含非极性R基团的氨基酸 含非极性 基团的氨基酸
（甲硫氨酸） 甲硫氨酸）
含极性不带电荷R基团的氨基酸 含极性不带电荷 基团的氨基酸
含带负电荷（酸性） 基团的氨基酸 含带负电荷（酸性）R基团的氨基酸
含带正电荷（碱性） 基团的氨基酸 含带正电荷（碱性）R基团的氨基酸
4-羟脯氨酸 羟脯氨酸 3-甲基组氨酸 甲基组氨酸 5-羟赖氨酸 羟赖氨酸
ε—N-N-N-三甲基赖氨酸 三
甲状腺素
三、蛋白质 中修饰性氨 基酸
γ-羧基谷氨酸 羧基谷氨酸 α-氨基己二酸 氨基己二酸 氨基己二 焦谷氨酸
ε-N-甲基赖氨酸 甲基赖氨酸
磷酸丝氨酸 磷酸苏氨酸 磷酸丝氨酸 磷酸苏氨酸 磷酸酪氨酸 磷酸酪氨酸
N-甲基精氨酸 甲基精氨酸
N-乙酰 赖氨酸
四、非蛋白质氨基酸
[质子供体] 质子供体]
pK值 ：指某种解离基团有一半被解离时的 值。 值 指某种解离基团有一半被解离时的pH值
pK1
pK2
甘氨酸酸 碱滴定曲线
2.34
9.60
Gly等电点的计算 等电点的计算
蛋白质的性质实验一-蛋白质及氨基酸的呈色反应
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
掌握蛋白质及氨基酸的溶解性、酸碱 性质、电泳行为等基本理化性质。
了解不同理化性质对蛋白质及氨基酸 功能的影响。
掌握实验操作流程和注意事项
熟悉实验操作步骤，包括试剂准备、 实验操作、结果观察等。
了解实验中需要注意的安全事项和操 作规范，确保实验的准确性和安全性 。
02
实验原理
蛋白质及氨基酸的呈色反应原理
酚酞试剂
与碱性氨基酸（如赖氨酸、精 氨酸）反应，呈现红色。
溴酚蓝试剂
与酸性氨基酸（如谷氨酸、天 冬氨酸）反应，呈现黄色。
茚三酮试剂
与氨基酸反应，呈现蓝紫色。
甲基红试剂
与蛋白质反应，呈现粉红色。
呈色反应在生物科学研究中的应用
蛋白质和氨基酸的定性分析
通过呈色反应可以确定样品中是否存 在目标蛋白质或氨基酸，并对其含量 进行粗略估计。
对未来学习和实践的计划和安排
计划
在未来的学习和实践中，我将继续加强 实验技能训练，提高自己的动手能力和 解决问题的能力。同时，我会积极关注 学科前沿动态，了解最新研究成果和技 术进展。
VS
安排
为了更好地实现个人发展目标，我会制定 合理的学习计划和时间安排，确保高效地 完成学习任务和实验项目。同时，我也会 积极参加学术交流和实践活动，拓展自己 的视野和知识面。
实验结束后，清洗实验器具，确保其清洁 度。
将实验数据整理成表格或图表形式，以便 于分析和比较。
结果分析
报告撰写
根据实验数据和观察结果，分析蛋白质和 氨基酸的性质和特点，得出结论。
根据实验过程和结果，撰写详细的实验报 告，包括实验目的、实验原理、操作步骤 、结果分析和结论等部分。
《生物化学实验》教学课件—08 蛋白质与氨基酸的显色反应
（三）黄色反应 1、向六个试管中分别按下表加入试剂，观察各 管出现的现象，有的试管反应慢可略放置或微 火加热，待各管出现黄色后，于室温下逐滴加 入10%NaOH溶液溶液至碱，观察颜色变化。
生物化学实验技术
管号
材料 浓硝酸 （滴）
1 卵清蛋白
4滴
2
2 头发 少许
40
3 指甲 少许
40
生物化学实验技术
（二）茚三酮反应 除脯氨酸、羟脯氨酸与茚三酮反应生成黄
色物质外，所有α-氨基酸及一切蛋白质都能和 茚三酮反应生成紫色物质，该反应十分灵敏， 目前广泛应用于氨基酸的定量测定。
生物化学实验技术
（三）黄色反应
含有苯环结构的氨基酸，遇浓硝酸后，可 被硝化成黄色的硝基酚，该化合物在碱性溶液 中进一步生成深橙色的硝醌酸钠。多数蛋白质 分子都含有带苯环的氨基酸，所以有黄色反应。
生物化学实验技术
（二）茚三酮反应 1、取两支试管分别加入蛋白质溶液和Gly溶液 各1mL，再各加0.5 mL 0.1%茚三酮水溶液，混 匀，在沸水浴中加热1~2min，观察颜色由粉色 变紫红色再变蓝色。 2、在一小块滤纸上滴1滴0.5%的Gly溶液，风 干后，再在原处滴1滴0.1%茚三酮-乙醇溶液， 在微火旁烘干显色，观察紫红色斑点的出现。
生物化学实验技术
四、实验内容
（一）双缩脲反应 1、取少量尿素放在干燥的试管中，用微火加热 使尿素熔化，当熔化的尿素开始硬化时，停止 加热，尿素释放出氨气，形成双缩脲。冷却后， 加10%的NaOH溶液约1mL，振荡混匀，再加 1%的CuSO4溶液1滴再振荡，观察出现粉红色。
生物化学实验技术
2、再取另一试管加卵清蛋白溶液约1mL和10% 的NaOH溶液约2mL，摇匀，再加1%的CuSO4 溶液1~2滴再振荡，观察颜色变化，出现紫红色 示有蛋白质的存在。
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
生物化学 第2章 蛋白质(2)
目标蛋白质的分离纯化程序主要包括:
1 3 材料的选择； 蛋白质初步提纯；
2 组织匀浆的方法除去杂蛋白,直至完全纯化；
5 目标蛋白的鉴定。 用于研究目的蛋白质通常应保持它的生物活性。因此，在目标蛋白 质的整个分离纯化过程中要在较低温度下(0－4℃)操作，注意使用蛋 白酶(使蛋白质降解的酶)的抑制剂，避免使用剧烈条件，以免蛋白质 特定的折叠结构受到破坏。
600g,3 min.上清 沉淀：细胞核 6000g,8 min.上清 沉淀：线粒体，叶绿体， 溶酶体，过氧化酶体 沉淀：细胞质膜，高尔基 体和内质网膜的碎片 沉淀：核糖体亚基
40000g.30 min.上清 100000g.90 min.上清
细胞液
平衡密度梯度离心： 用不同的离心速度、依据被分离物的密度而进 行分离的效果；通常是将没有纯化的物质铺在密度 溶液（如蔗糖溶液，氯化铯溶液为介质，离心管内 的溶液密度从底部到顶部是浓至稀的梯度）的顶层， 通过离心（160000g，3h）细胞内各成分不停地下 沉分别达到与溶液的密度相等时的位置。其介质的 密度范围宽于被分离组分的密度。
二 蛋白质一级结构测定 蛋白质测序的一般步骤：
首先目标蛋白质分离纯化得到高度纯净的蛋白质 样品。 （1） 测定蛋白质分子中多肽链的数目，末端分析， 分析多肽链的N末端和C末端。 （2） 拆分蛋白质分子中的多肽链。断裂链内二硫键。 （3） 测定多肽链的氨基酸组成，酸水解或碱水解。 （4） 多肽链部分裂解成肽段，专一性酶解。 （5） 测定各个肽段的氨基酸顺序。 （6） 确定肽段在多肽链中的顺序。 （7） 确定多肽链中二硫键的位置。
（五）电泳后的蛋白质检测：
考马斯亮蓝染色是常用的一项电泳染色方法,是根据 考马斯亮蓝能与蛋白质多肽链定量结合的原理而建立起的。 对于一个混合蛋白质的电泳分离来说,它只能检测样品的 分离情况；如果被检蛋白质的位置可以确定,可以将该蛋 白质的色带切下之后进行脱色,测定脱色液光吸收值,能对 该蛋白质进行定量分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
LOGO
《生物化学》
生物医药系蒋丹
北京联合大学生物化学工程学院
1、与水合茚三酮的反应
2、与
甲醛的反应 3、与
2，4-二硝基氟苯的反应 4、与
异硫氰酸苯酯反应
5、与亚硝酸的反应
6、与荧光胺的反应氨基酸的化学反应
1、与茚三酮反应——
显色反应
例外：Pro 黄色（440nm ）；Asn 棕色
aa 定性
定量
氨基酸与茚三酮反应非常灵敏，几微克氨基酸就能显色，生成的蓝紫色化合物在570nm 有最大吸收。
茚三酮反应的应用
▪定量：A 570nm 与氨基酸含量在一定范围内成正比▪定性：层析或电泳时显色
▪注：多肽和蛋白质也能发生此反应，但灵敏度较差。
1、与水合茚三酮反应——显色反应
2、与甲醛的反应
氨基酸水溶液因氨基与羧基形成内盐，因此不能用酸碱滴定方法测定氨基酸含量。
但若加入甲醛溶液则氨基酸中的氨基作为亲核试剂与甲醛中的羰基发生加成反应，
+解离释放出H＋，生成N，N
促使氨基酸分子上的－NH
－二羟甲基氨基酸，使溶液酸性增加，就可以酚酞作指示剂用NaOH来滴定。
滴定终点由12左右降到9左右，可以用酚酞为指示剂，用标准氢氧化钠滴定。
酚酞是一种弱有机酸
，在pH＜8.2的溶液
里为无色的内酯式结
构，当pH＞8.2时为
红色的醌式结构。
氨基酸甲醛滴定的应用
测定游离氨基的含量，判断蛋白质水解或合成进度
☐如样品为一种已知的氨基酸，从甲醛滴定的结果可算出氨基氮的含量。
☐如样品是多种氨基酸的混合物，如蛋白水解液，则滴定结果不能作为氨基酸的定量依据。
但此法
简便快速，常用来测定蛋白质的水解程度。
随水
解程度的增加滴定值也增加，滴定值不再增加时，
表示水解作用已完全。
NO 2
F O 2N + H 2N—CH—COOH
R
NO 2O 2N HN—CH—COOH R
+ HF
弱碱性
DNP -氨基酸（黄色）
DNFB Sanger 法测定N末端氨基酸基础
多肽N-端氨基酸的α-氨基也能与DNFB 反应，生成DNP-多肽。
经酸水解时，肽键被切开，只有DNP 基仍连在N 端氨基酸上，形成黄色的DNP-氨基酸。
用乙醚把DNP-氨基酸抽提出来，再进行纸层析分析，可鉴定N 端氨基酸的种类和数目。
这一方法被Sanger 用来鉴定多肽或蛋白质的末端氨基酸，故称Sanger 法。
多肽或蛋白质的N-端氨基酸
+DNFB
DNP 多肽
—DNP 氨基酸—酸水解
弱碱性乙醚抽提纸层析鉴定
3、与2，4-二硝基氟苯（DNFB）的反应 替代试剂：5-二甲氨基萘磺酰氯（DNS-Cl，又称丹磺酰氯）
CH
—N=C=S + N—CH—COOH
H
H R PITC —N—C—N—CH—COOH
H H R
S PTC-氨基酸
—N—C
H R S
N
C C O PTH-氨基酸
pH8.3
无水HF 苯氨基硫甲酰衍生物苯乙内硫脲衍生物
Edman 降解法基础
又名：苯异硫氰酸酯（PITC ）
Edman 降解(Edman degradation)，从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基的序列的过程。
N末端氨基酸残基被异硫氰酸苯酯修饰，然后从多肽链上切下修饰的残基，再经层析鉴定，余下的多肽链（少了一个残基）被回收再进行下一轮降解循环。
5、与亚硝酸的反应
NH 2
OH R—CH—COOH + HNO 2R—CH —COOH+N 2↑+H 2O
氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。
●Van Slyke 法测氨基氮（体积）的基础。
●N 2中的1/2为氨基氮。
●脯氨酸无游离的α氨基，不发生该反应。
６、与荧光胺的反应
反应在室温下，氨基酸可与荧光胺反应产生具有荧光的产物，用激发波长390nm，发射波长475nm测定
（一）
α-氨基参加的反应 （二）
α-羧基参加的反应 （三）
α-
羧基和α-氨基都参加的反应 （四）侧链R 基参加的反应氨基酸的化学反应（其它）
R’COOH R’COO N CH C=N CH -H 20１
.形成Schiff’s 碱反应（α-氨基参加）
在生物体内经AA 氧化酶催化即脱去α-氨基而转变为酮酸。
２.脱氨基反应（α-氨基
参加）
生物体内氨基酸分解代谢的第一步
α-氨基参加的反应及其应用
1.与亚硝酸反应
2.酰基化和烃基化反应
3.形成Schiff’s碱反应
4.脱氨基反应
5.与甲醛的反应 aa定量 保护氨基，测N末端 中间代谢产物 aa分解代谢 aa定量,Pr水解程度
（二）α-羧基参加的反应
1.成盐或成酯反应
2.成酰氯反应
3.脱羧基反应
4.叠氮反应
（2）成酯(与醇反应)
NH
2干燥，HCl
R CH COOH + C 2H 5OH
回流
R CH COOC 2H 5+ H 2O
NH 3·Cl
保护羧基（1）与NaOH 等形成盐(略)
保护羧基，氨基的化学性质加强，用于蛋白质的人工合成
1.成盐或成酯反应
HN-保护基
R—CH-COOH + PCl 5
HN-保护基
R —CH-COCl + POCl 3+ HCl
保护氨基，活化羧基，人工肽的合成
酰化氨基酸
2.成酰氯的反应
酰化氨基酸酰氯
NH 2脱羧酶
R—CH-COOH
R-CH 2-NH 2 +CO 2
发酵法生产氨基酸测定氨基酸含量。
3.
脱羧反应
Y NH O R—CH—C—OCH 3
Y NH O
R—CH—C—NHNH 2
YNH O
R—CH—C—N -—N +N + 2H 2O
酰化氨基酸甲酯
肼
酰化氨基酰肼酰化氨基酰叠氮
活化羧基，肽的人工合成
4. 叠氮反应
HNO 2
NH
2NH 2
1.成盐或成酯反应
2.成酰氯反应
3.脱羧基反应
4.叠氮反应 保护羧基 活化羧基 aa分解代谢
活化羧基α-羧基参加的反应及其应用
（三）α-羧基和α-氨基都参加的反应
1、与茚三酮反应
2、成肽反应
2、成肽反应
（四）侧链R基参加的反应
1、Tyr
2、碱性AA
2、Cys的巯基
1、Tyr
（1）、Tyr酚基在3和5位上易发生亲电取代
1、Tyr
（2）、Tyr的Pauly反应
2、Cys的巯基
（1）—SH氧化生成—S—S—
2、Cys的巯基
（2）—S—S—氧化或还原成—SH
Cys中的二硫键可被氧化剂（过甲酸）以及还原剂（巯基化合物）打开。
R-S-S-R
氨基酸混合物的分析分离
——利用AA成分分配系数的差异
（一）分配层析法的一般原理
层析系统
固定相
流动相附着在固相上的液体
固体
按两相所处状态分
流动相
按操作形式分
柱固定相装于柱内
纸固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品
薄层
薄膜
分配
离子交换凝胶
亲和
按层析原理分
固定相各组分对固定相
（二）分配柱层析
填充物为亲水性的不溶物质如纤维素、淀粉、硅胶等，收集的组分用茚三酮显色定量。
（三）纸层析
One-Dimensional 单向层析Known Sample
Y
X
R f =X/Y ?Two-Dimensional 双向层析
溶剂前沿
（四）薄层层析
（五）离子交换层析
氨基酸自动分析仪原理：
▪pH2~3时，AA带正电，与阳离子交换树脂结
合
▪升高pH和离子强度，AA依次洗脱，顺性为：•酸性AA>中性AA>碱性AA
▪茚三酮显色
（六）气液层析
固定相支持剂颗粒细，表面积大；采取高压，洗脱速度快。
（七）高效液相层析
小结
●α-氨基参加的反应
与亚硝酸反应、酰基化和烃基化反应、形成Schiff ’s 碱反应脱氨基反应、与甲醛的反应
●羧基参加的反应
成盐、成酯、酰氯、脱羧、叠氮
●氨基和羧基共同参加的反应●R基参加的反应
•氨基酸的分离分析
•分配层析（纸，薄层，柱）
•离子交换层析
•氨基酸自动分析仪茚三酮显色
氨基酸与亚硝酸反应的释放出的N 2中,氨基酸的贡献是( )
A.25%
B.50%
C.75%
D.100% 氨基酸不具有的化学反应是( ) A.双缩脲反应 B.茚三酮反应 C.DNFB 反应 D.甲醛滴定
练习
1、氨基、羧基、及氨基和羧基共同参与的化学反应有哪些？这些反应有什么用途？
2、Edman 降解法的原理？如何用Edman 降解法鉴定N 末端氨基酸？
３、测定氨基酸的氨基态氮,使用NaOH 标准溶液测定氨基酸的氨基,再直接求出氨基态氮的量.试问在NaOH 滴定前为什么要加甲醛?
思考？
LOGO。