生物化学蛋白质 ppt课件

注：K1 和K2 分别为-COOH 和 -+NH3的解离常数
• Handerson-Hasselbalch公式
pHpKa lg[[质 质子 子供 受]]体 体
利用此公式可判断任一pH条件下氨基酸各种基团的 带电状态。
中性氨基酸的解离 （Gly为例）
pK1=2.34
pK2= 9.60
源自文库
碱性氨基酸的解离 （His为例）
侧链不解离 中性氨基酸
酸性氨基酸 Asp Glu
碱性氨基酸 Arg Lys His
pK1
pK2
2.0~3.0 9.0~10.0
2.09
9.82
2.19
9.67
2.17
9.04
2.18
8.95
1.82
9.17
pKR
3.86 4.25 12.48 10.53 6.00
pI
5~6
2.97 3.22
10.76 9.74 7.59
pK1=1.82
酸性氨基酸的解离 （Glu为例）
pK1=2.19
pK2= 9.67
pK2=9.17
pKR= 6.0
pKR= 4.25
His 在pH7处有 显著的缓冲能力
氨基酸的等电点（isoelectric point, pI）
pH< pI
静电荷 +
电场中 移向负极
pH=pI
0
不移动
pH > pI
与苯异硫氰酸酯（PITC）反应
PTC - aa
苯乙内酰硫脲- 氨基酸（PTH-aa）
➢地球上天然形成的AA300种以上。构成蛋白 质的AA只有20余种，且都是α-氨基酸。
（一）常见氨基酸（20种）的结构及分类
• 结构通式： ( 脯氨酸除外)
－aa
(兼性离子形式)
（中性分子形式）
• 分类 根据R基化学结构和极性分类
脂肪族aa （15）
芳香族aa (3) 杂环族aa (2)
一氨基一羧基 aa ：Gly, Ala, Val, Leu, Ile 含羟基 aa ：Ser, Thr 含硫 aa ：Cys, Met
鸟氨酸
瓜氨酸
鸟氨酸 ：是一种碱性氨基酸，在蛋白质中不能找到。作为尿 素循环的一部分与尿素生成相关，在生物体内与精氨酸、谷氨酸、 脯氨酸能相互转变。在鸟类中它与2分子的苯甲酸或苯乙酸等结合 成鸟尿酸的形式起解毒作用。
（二）氨基酸的物理性质
都为白色晶体，不同氨基酸结晶形状不同。 熔点很高，一般在200℃以上。 溶解度：大多数氨基酸都溶于水。Pro溶解度最大，
- 蛋白质max = 280nm
（三）氨基酸的酸碱性质
• 氨基酸在晶体和水中主要以兼性离子存在。
氨基酸的两性解离
氨基酸是一类两性电解质，它既起酸（质子供体） 的作用，又起碱（质子受体）的作用。
中性氨基酸的解离（以Gly为例）
K1
阳离子（A+）
兼性离子（A0）
K2
兼性离子（A0）
阴离子（A–）
第三部分 氨基酸和蛋白质
一、蛋白质的基本结构单位——氨基酸
蛋白质——shi——胨——多肽——肽——AA
1*104
5*103
2*103
1000 200～500 100
➢蛋白质和多肽的肽键可被催化水解
➢酸/碱能将蛋白完全水解，得到各种AA的混 合物
➢酶水解一般是部分水解，得到多肽片段和 AA的混合物
返回
—羟基氨基酸： （丝氨酸、苏氨酸）
返回
—含硫氨基酸： （半胱氨酸、甲硫氨酸）
返回
— 含酰胺基氨基酸 （天冬酰胺、谷氨酰胺）
返回
— 一氨基二羧基氨基酸 （天冬氨酸、谷氨酸）
返回
— 二氨基一羧基氨基酸： （赖氨酸、精氨酸）
返回
芳香族氨基酸 （ 苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸）
返回
杂环族氨基酸 （组氨酸、脯氨酸）
其次为lys, Arg。胱氨酸和Tyr的溶解度较小。 氨基酸由于具有不对称碳原子，所以具有旋光性。
氨基酸的光吸收特性
– 20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远 紫外区(<220nm)均有光吸收。
– 在近紫外区(220-300nm）酪氨酸、苯丙氨酸和 色氨酸有光吸收。
Tyr max = 275nm Phe max = 257nm Trp max = 280nm
pI为兼性离子两侧相应解离基团pK 的算数平均值。
各种氨基酸的等电点
甘氨酸 5.97 缬氨酸 5.97 异亮氨酸 6.02 苏氨酸 6.53 天冬酰胺 5.41 甲硫氨酸 5.75 色氨酸 5.89
丙氨酸 6.02 亮氨酸 5.98 丝氨酸 5.68 天冬氨酸 2.98 谷氨酸 3.22 苯丙氨酸 5.48 脯氨酸 6.30
5-羟赖氨酸：与羟辅氨酸同在胶原中发现，是一种特异的氨基 酸，在5位上带有羟基。一般认为其合成是和羟辅氨酸一样，是赖 氨酸在胶原前驱物质肽中被氧化而产生的，但与羟辅氨酸比较，其 含量很少。
其他的非蛋白质AA
•150多种 •多是蛋白质中L型α-AA衍生物 •有一些是β-，γ-，δ-AA •有些是D-型AA
谷氨酰胺 5.65 精氨酸 10.76 赖氨酸 9.74 组氨酸 7.59 半胱氨酸 5.02 酪氨酸 5.66
(四) 氨基酸的化学反应
1. -NH2参加的反应 与2，4-二硝基氟苯（DNFB 或 FDNB） 的反应
弱碱中
Sanger 试剂
DNP-氨基酸（黄色）
此反应是Sanger法鉴定多肽或蛋白质N末端氨基酸的依据。
含酰胺基 aa ： Asn, Gln
一氨基二羧基 aa (酸性 aa )： Asp, Glu -
二氨基一羧基 aa(碱性 aa )：Lys, Arg +
Phe
Tyr
Trp
His +
Pro
黑色：非极性R基氨基酸 绿色：极性R基氨基酸
脂肪族氨基酸 — 一氨基一羧基氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸）
-
移向正极
定义
调节溶液pH值，使氨基酸处于兼性离子状态，此 时氨基酸所带正负电荷数相等，即净电荷为0，在 电场中既不向阳极又不向阴极移动，这时溶液的pH 值即为氨基酸的等电点。
• 在一定pH范围内，pH离pI 越远，氨基酸所带静 电荷越大； • 利用各种aa的pI不同，可通过电泳法、离子交换 层析法进行分离。
因为其特殊的环状R基团，脯氨酸（Proline）一般不出现在 α-螺旋中，而经常出现在α-螺旋的开始处。
由常见AA经修饰而来的不常见的蛋白质AA
羟脯氨酸 ：亚氨基酸之一，一般蛋白不存在这种氨基酸。在 动物胶和骨胶原中含有L-羟脯氨酸。在生物体内羟脯氨酸是由脯氨 酸合成的，但不是以游离状态，而是在肽链中被羟基化。