生化2蛋白质化学.ppt

质子化(-NH3+)形式存在，羧基是以离解状态(-COO-)存在。
+ H3N-CH-COOH
R
- H+ pK1
+ H+
- H+
H3N+-CH-COO-
R
pK2
+ H+
H2N-CH-COO-
R
“ +”
正离子
PH<PI
“0”
两性离子
PH=PI
“-”
负离子
PH>PI
2. 氨基酸的等电点
在一定的pH值时，氨基酸分子中氨基的离解度等于羧基的离解 度时，所含的-NH3+和-COO-数目正好相等，净电荷为0。在电 场中既不向正极移动，也不向负极移动，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。
3. 氨基酸的等电点的计算
+ H3N-CH-COOH
R
- H+ pK1
+ H+
- H+
H3N+-CH-COO-
R
pK2
+ H+
H2N-CH-COO-
R
K1=
H3N+-CH-COO- * H+
R
+ H3N-CH-COOH
R
K2=
H2N-CH-COO-
R
H3N+-CH-COO-
*
H+
R
K1* K2=
H3N+-CH-COO- * H+
R + H3N-CH-COOH
*
H2N-CH-COO-
R
*
H+
H3N+-CH-COO-
R
R
K1* K2=
等电点时：
H2N-CH-COO-
R
+ H3N-CH-COOH
R
2
* H+
H2N-CH-COO- =
+ H3N-CH-COOH
R
R
K1*K2= H+ 2 等式两边取负对数
-logK1+(-logK2)=2(-log[H+])
pK1+pK2=2pH
侧链不含离解基团的中性氨基酸，其等电点是它的pK’1和 pK’2的算术平均值：pI = (pK1 + pK2 )/2
等电点等于酸性基团离解常数与碱性基团离解常数之和的一半
2.非蛋白氨基酸
β-丙氨酸： N2H C2H C2H COOH
γ-氨基丁酸： N 2H C 2H C 2H C 2H COOH
鸟氨酸：
N2HC2HC2HC2HCHCOOH N2H
瓜氨酸： N H2 C N H
O
C H2 C H2 C H2 C H C O O H NH2
高丝氨酸：
HO
CH
2
CH
2
CH
COOH
N H2
第二节 氨基酸性质
一、氨基酸的光学活性和光吸收性质
CHO HO C H
C H2O H
L—（-）—甘油醛
CHO H C OH
C H2O H
D—（+）—甘油醛
COOH
NH 2 C H R
L—氨基酸
COOH
H C NH 2 R
D—氨基酸
氨基酸的光吸收
酪氨酸的max ＝278nm， 278=1.4x103;
ε-NH 3
（++）
（+）
（± ）
（- ）
Asp解离如下:
COOH
CH NH 3 CH 2 COOH
COO
COO
Kα-COOH
Kβ-COOH
K α- NH 3
CH NH 3
CH NH 3
H+ CH 2
H+ CH 2
H+
COOH
COO
COO
CH NH 2 CH 2 COO
人体中（中年人）
水55% 蛋白质19% 脂肪19% 糖类＜1% 无机盐7%
2.蛋白质是一种生物体内的功能高分子
（1）酶的催化作用 （2）调节作用(多肽类激素) （3）运输功能 （4）运动功能 （5）免疫保护作用(干扰素) （6）接受、传递信息的受体 （7）毒蛋白
第一节 蛋白质分子组成成分
一.元素组成
第二章 蛋白质(Protein)化学
•蛋白质存在于所有的生物 细胞中，是构成生物体最 基本的结构物质和功能物 质。 •蛋白质是生命活动的物质 基础，它参与了几乎所有 的生命活动过程。
学习目的与要求:
1.蛋白质化学的基本组成单位。 2.氨基酸的结构、性质及分离测定方法。 3.肽及其结构。 4.蛋白质的结构，性质，功能及分离纯化与测定 原理方法。
重点
1.氨基酸的结构及性质。 2.蛋白质的结构、性质、功能。 3.氨基酸及蛋白质的分离测定方法。
难点
1. 氨基酸的两性性质。 2. 蛋白质一级结构的测定 3. 蛋白质的二级结构的要点 4. 蛋白质结构与功能的关系。
1.蛋白质是生物体内的结构高分子
蛋白质占干重
人体 45% 细菌 50%~80% 真菌 14%~52% 酵母菌 14%~50% 白地菌50%
蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳、氢、氧外，还有氮和 少量的硫。某些蛋白质还含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、 碘、锌和铜等。
这些元素在蛋白质中的组成百分比约为：
碳 50—55％ 氮 15—17% 铁,锌,锰,钼,碘,铜等
氢 6—ห้องสมุดไป่ตู้％
硫 0—4％
氧 20—23％ 磷 0—1%
其中氮含量较恒定，平均16%。一克氮=6.25克蛋白质。 这是凯氏定氮法的依据。
二 .蛋白质的水解
酸水解： 碱水解： 酶水解：
蛋白质 蛋白质 蛋白质
氨基酸 氨基酸 氨基酸
证明：氨基酸是蛋白质的基本组成单位
三.基本组成单位氨基酸
（一）氨基酸的结构通式
R CH COOH
NH2
或
分子型
R CH COO+ NH3
离子型
1.特点
氨基酸的结构决定了有如下特点： ① 具有酸性的羧基和碱性的氨基 ② α-碳为手性碳原子 ③ 由于R侧链不同
pH =PI溶液对PI而言中性 不带电 pH < PI溶液对PI而言偏酸 带 -
Lys的解离如下：
COOH
CH NH 3 KCOOH
CH 2 4
H+
NH 3
COO
COO
CH NH 3 Kα-NH 3 CH NH 2
CH 2 4
H+ CH 2 4
NH 3
NH 3
K ε-NH 3 H+
COO CH NH 2 CH 2 4 NH 2
苯丙氨酸的 max＝259nm， 259=2.0x102;
色氨酸的max ＝279nm， 279=5.6x103;
二.氨基酸的两性离解性质
1.两性离子
同一分子中既有带正电荷的离子又有带负电荷的离子， 这种离子称为两性离子。
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
或等电点等于两性离子两侧离解基团离解常数之和的一半
同样，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pK’值的算术平均值。
酸性氨基酸：pI = (Pkα-COOH + pKR-COOH )/2 碱性氨基酸：pI = (pKα- NH2 + pKR-NH2 )/2
PI与PH的关系
pH > PI溶液对PI而言偏碱 带+