氨基酸和肽

glycine
甘氨酸
histidine
组氨酸
isoleucine 异亮氨酸
leucine
亮氨酸
lysine
赖氨酸
methionine 甲硫氨酸
phenylalanine 苯丙氨酸
proline
脯氨酸
serine
丝氨酸
threonine
苏氨酸
tryptophan 色氨酸
tyrosine
酪氨酸
valine
CHCOONH2+
半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NH3
二硫键
胱氨酸
2.2氨基酸的酸碱特性 氨基酸为两性电解质
• 同一个氨基酸分子上可以即有正电荷又有负电 荷，故称为两性电解质。
据R基团化 学结构分类
据营养 学分类
据氨基、羧 基数分类
脂肪族ＡA （中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）
芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)
杂环ＡＡ(His、Pro)
必需ＡＡ 非必需ＡＡ
人必需氨基酸
Trp Ile Phe Met Thr Val
一氨基一羧基ＡＡ
His Arg Lys Leu
二氨基一羧基ＡＡ(Lys、His、Arg)
2.3 氨基酸的特征化学反应
●氨基的化学反应:
◆与茚三酮 (ninhydrin) 的反应 定量定性测定
◆与2,4-二硝基氟苯 (DNBF) 的反应
（sanger反应）
用于蛋白质N-端测定
◆与二甲基氨基萘磺酰氯 (DNS-Cl)的反应 测序
◆与Edman试剂(苯异硫氰酸酯PITC)和
测序
有色Edman试剂的反应
L-氨基酸的基本结构
COOH
二十种氨基酸除 Gly外全是L-型。
Pro呢？
H2N
C
H
R
α碳原子,不对称碳原子 侧链
残基：在肽链中每个氨基酸都脱去一个水分子，脱水后的残余 部分叫残基（residue), 因此蛋白质肽链中的氨基酸统统是残 基形式。
自然选择了L-型氨基酸，D-型没有营养价值，仅存在于缬氨霉 素、短杆菌肽等极少数寡肽之中，没有在蛋白质中发现。
（Edman反应）
用于蛋白N-端测定， 蛋白质顺序测定仪设计原理的依据
与水含茚三酮的反应：
O OH OH
O
－CO2
R CH COOH +
NH2
O R
N CH2
－2H2O O
O R
N CHCOOH
O
H
R H2O
N CH
RCHO +
O O
H NH2
O OO
H N
O
O
O
O
OH OH
O
O O
H N
O O
紫色物质，用于α－氨基酸 的比色测定和纸层析显色
缬氨酸
Ala
A
Arg
R
Asn Asx
N
Asp Asx
D
Cys
C
Gln Glx
Q
Glu Glx
E
Gly
G
His
H
Ile
I
Leu
L
Lys
K
Met
M
Phe
F
Pro
P
Ser
S
Thr
T
Trp
W
Tyr
Y
Val
V
据R基团 极性分类
2.1.2 二十种氨基酸的分类
非极性R基团AA（9种）
极性R基团AA
不带电荷（6种） 带电荷：正电荷（３种）负电荷（２种）
当溶液的PH值>PI时， aa带电为+/-？
当溶液的PH值<PI时， aa带电为+/-？
氨基酸等电点的计算
• 对于所有的R基团不解离的氨基酸而言（即解离只发 生在α-羧基和α-氨基上），计算起来非常简单： PI＝（PK1’+PK2’）/2
• 若是碰到R基团也解离的，氨基酸就有了多级解离， 这个公式就不好用了，比如Lys、Glu、Cys等。
D：dextro 右 ； L： levo 左
表2.1 二十种常见蛋白质氨基酸名称与符号
英文名称
中文名称 三字母缩写 单字母符号
alanine
丙氨酸
arginine
精氨酸
asparagine 天冬酰胺
aspartic acid 天冬氨酸
cystine
半胱氨酸
glutamine 谷氨酰胺
glutamic acid 谷氨酸
苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA) （phenylisothiohydantion-AA）
Edman 水解：
异硫睛酸苯酯（ C6H5 N C S）
O
O
C6H5 N C S + H2N CH C NH CH C
在这种情况下可以按下面的步骤来计算： <1> 由PK’值判断解离顺序，总是PK1’< PK2’< PK3’< …，即谁的PK’值小，谁就先解离。 <2> 按照解离顺序正确写出解离方程式：简式，注意解 离基团的正确写法。
<3> 找出呈电中性的物质，其左右PK’值的平均值就是 氨基酸的等电点：PI＝（PK左’+PK右’）/2
氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应
（sanger反应）
+
DNFB（dinitrofluorobenzene）
弱硷中
氨基酸
DNP-AA(黄色)
+ HF
氨基酸与苯异硫氰酯（PITC）的反应 （Edman反应）
+
PITC（phenylisothiocyanate）
弱碱中 (400 C)
(硝基甲烷 400 C) H+
一氨基二羧基ＡＡ(Glu、Asp)
中性脂肪族氨基酸p11
甘氨酸 （Gly,G）
丙氨酸
缬氨酸
亮氨酸
异亮氨酸
（Ala,A）
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含羟基（醇类）和（V含al,V硫）脂肪族（L氨eu,L基）酸p11（Ile,I）
丝氨酸
苏氨酸
半胱氨酸 甲硫氨酸
酸性氨基酸及酰胺p11
天冬氨酸 （Asp,D）
谷氨酸 （Glu,E）
Trp, Tyr和Phe的紫外吸收
紫外吸收
色氨酸、酪氨酸的 最大吸收峰在 280 nm 附近。
大多数蛋白质含有 这两种氨基酸残基，所 以测定蛋白质溶液 280nm的光吸收值是分 析溶液中蛋白质含量的 快速简便的方法。
芳香族氨基酸的紫外吸收
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸 （亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
• 在水溶液中，氨基和羧基在不同的pH条件下表 现出不同的解离状态，在特定的pH条件下会呈 电荷中性，这时的pH称为等电点 （isoelectric point),以符号pI 来表示。
• PI是氨基酸的重要常数之一，它的意义在于， 物质在PI处的溶解度最小，是分离纯化物质的 重要手段。
氨基酸的酸碱滴定
天冬酰胺 （Asn,N）
谷氨酰胺 （Gln,Q）
碱性氨基酸p11
赖氨酸 （Lys,K）
精氨酸 （Arg,R）
杂环 氨基酸
组氨酸 （His,H）
杂环氨基酸p127
组氨酸 (咪唑基) （His,H）
脯氨酸 （Pro,P）
芳香族氨基酸p12
苯丙氨酸 （Phe,F）
酪氨酸 （Tyr,Y）
色氨酸 (吲哚基) （Trp,W）