氨基酸(课件PPT)

鸟氨酸 瓜氨酸
三、氨基酸的酸碱性质
（一）兼性离子
（二）氨基酸的解离
R
+
H3N—CH—COOH
（pH＜pI）
R
+
H3N—CH—COO（pH=pI）
R
H2N—CH—COO（pH＞pI）
（三）氨基酸的等电点
• 当溶液为某一pH值时，AA主要以兼性离子 的形式存在，分子中所含的正负电荷数目 相等，净电荷为0。这一pH值即为AA的等电
1、 与茚三酮反应 2、 成肽反应
弱酸 加热
（四） 侧链R基参加的反应
1、Tyr 2、碱性AA 3、带硫AA
Tyr酚基在3和5位上易发生亲电取代反应， 如碘化和硝化 黄色反应
HO
O
H2N
O
OH
HO
O
NH2
H2N
HO
O
H2N
I
HO
I
IΒιβλιοθήκη Baidu
OH
OH
O2N NO2
HO
NO2
Pauly反应
HO3S HO3S
保护巯基
与二硫硝基苯甲酸发生硫醇-二硫化物交换
pH8.0时412nm最大光吸收 —分光光度法测定-SH
Cys的巯基不稳定，易被氧化成二硫键
巯基在有痕量的金属离子如： Cu2+，Fe2+，Co2+或Mn2+时，易被氧化
2 R -S H + 1 /2 O 2
R -S -S -R + H 2 O
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。
（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
（1）与NaOH等形成盐
（2）成酯
NH2 R CH COOH + C2H5OH
干燥，HCl 回流
R CH COOC2H5 + H2O NH3·Cl
保护羧基
HN-保护基 R— CH-COOH + PCl5
HN-保护基 R — CH-COOCl + POCl3 + HCl
得到多肽片段和AA的混合物
氨基酸是蛋白质的基本结构单元
（二） 氨基酸的结构
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。
什么是氨基酸？
什么是α-氨基酸？
• ----C-C-C-C-COOH γβα
• ----C-C-C-C(NH2)-COOH • ----C-C-C(NH2)-C-COOH
点（pI）。 • 在pI时，AA在电场中既不向正极也不向负
极移动，即处于两性离子状态。
Ka1*Ka2=……
侧链不含离解基团的中性AA pI = (pK’1 + pK’2 )/2
甘 氨 酸 滴 定 曲 线
• 对于侧链含有可解离基团的AA
• pI取决于两性离子两边pK’值的算术平均
值
• 酸性AA：pI = (pK’1 + pK’R-COO- )/2 • 碱性AA：pI = (pK’2 + pK’R-NH2 )/2
（2）含羟基或硫aa
（３）酸性aa及其酰胺
（４）碱性aa
２、芳香族aa
３、杂环aa
按Ｒ基的极性性质分类：
１、非极性Ｒ基aa
２、不带电荷的极性Ｒ基aa
3、带正电荷的Ｒ基aa
4、带负电荷的Ｒ基aa
（二）不常见的蛋白质氨基酸
由常见aa经修饰而来。
（三）非蛋白质氨基酸
•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
—N—C—N—CH—COOH
S 无水HF
PTC-氨基酸
S 苯氨基硫甲酰衍生物
—N—C
CN O
C
HR
PTH-氨基酸
苯乙内硫脲衍生物
R’
COOH -H20
C=O + H2N CH
H
R
+H20
R’ COO C=N CH HR
醛 氨基酸
Schiff’s碱
在生物体内经AA氧化酶催化 即脱去α-氨基而转变为酮酸。
H2N-CH-COOH 6HCOOOH CH2 S
H2N-CH-COOH
CH2
+ 6HCOOH
SO3H 磺基丙氨酸
S
CH2
2R-SH
H2N-CH-COOH
H2N-CH-COOH
CH2
+ R-S-S-R
SH
CH2SH
HOCH
+
HCOH
CH2SH
R-S-S-R
HO S
NN HO
NN
O
H2N
OH
Pauly反应
HO3S
His侧链咪唑基 与重氮苯磺酸生
HO3S
成棕红色化合物
NN HN
NN
NH2 CH2 CH COOH N
Arg侧链胍基与 环己二酮生成 缩合物
Trp侧链吲哚基能被 N-溴代琥珀酰亚胺氧化 ——分光光度法测定Trp含量
Met侧链上甲硫基：强亲核基团与烃化试剂成锍盐
保护氨基 活化羧基
NH2 R—CH-COOH
脱羧酶
R-CH2-NH2 +CO2
酰化氨基酸甲酯
YNH O R—CH—C—OCH3
肼
NH2NH2
YNH O R—CH—C—NHNH2 酰化氨基酰肼
HNO2
YNH O R—CH—C—N -—N+
酰化氨基酰叠氮
N + 2H2O
肽的人工合成
（三）α-羧基和α-氨基都参加的反应
• ----C-C(NH2)-C-C-COOH
α-氨基酸 β-氨基酸
γ-氨基酸
• 大多数AA在中性pH时呈兼 性离子状态:
COO-
NH3+
• 除甘氨酸外，19种AA都具有 旋光性。
• 除胱氨酸和酪氨酸外，其余 AA都能溶于水。
二、氨基酸的分类
（一）常见的蛋白质氨基酸
按Ｒ基的化学结构分类：
１、脂肪族aa （１）中性aa
(AminoAcid,AA,Aa,aa)
一、氨基酸
——蛋白质的构件分子
Protein Architecture
（一） 蛋白质水解
蛋白质——月示——胨——多肽——肽——AA
1*104
5*103 2*103 1000 200 100
-500
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
氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。
R
O2N
F + H2N—CH—COOH
NO2
DNFB
弱碱性
R
O2N
HN—CH—COOH + HF
NO2 DNP-氨基酸 （黄色）
Sanger 法测定N末端氨基酸基础
苯异硫氰酸酯PITC
HR
—N=C=S + N—CH—COOH
PITC
H
pH8.3
H
HR
Edman降解法基础
四、氨基酸的化学反应
（一）α-氨基参加的反应
1.与亚硝酸反应 2.与酰化试剂反应
3.烃基化反应
4.形成Schiff’s碱反 应 5.脱氨基反应
NH2 R CH COOH + HNO2
OH R CH COOH+H2O+N2
Van Slyke 法测氨基氮（体积）的基础。 N2中的1/2为氨基氮。