王镜岩生物化学氨基酸PPT学习教案

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1、会计学1王镜岩生物化学王镜岩生物化学(shn w hu xu)氨基氨基酸酸第一页，共80页。Protein Architecture一、氨基酸一、氨基酸第1页/共80页第二页，共80页。得到得到(d do)各种各种AA的混合物的混合物得到多肽片段和得到多肽片段和AA的混合物的混合物氨基酸是蛋白质的基本结构单元蛋白质蛋白质月示月示胨胨多肽多肽肽肽AAAA 1*104 5*103 2*103 1000 200 100 -500第2页/共80页第三页，共80页。第3页/共80页第四页，共80页。什么什么(shn me)(shn me)是氨是氨基酸？基酸？第4页/共80页第五页，共80页。第5页/共8

2、0页第六页，共80页。什么什么(shn me)(shn me)是是-氨基氨基酸？酸？第6页/共80页第七页，共80页。COO-NH3+第7页/共80页第八页，共80页。（一）常见（一）常见(chn jin)(chn jin)的蛋白的蛋白质氨基酸质氨基酸第8页/共80页第九页，共80页。按基的化学结构按基的化学结构(jigu)(jigu)分类：分类：、脂肪、脂肪(zhfng)(zhfng)族族aaaa（）中性（）中性(zhngxng)aa(zhngxng)aa第9页/共80页第十页，共80页。（2 2）含羟基）含羟基(qingj)(qingj)或硫或硫aaaa第10页/共80页第十一页，共80页

3、。第11页/共80页第十二页，共80页。（）酸性（）酸性(sun xn)aa(sun xn)aa及其酰胺及其酰胺第12页/共80页第十三页，共80页。（）碱性（）碱性(jin xn)aa(jin xn)aa第13页/共80页第十四页，共80页。、芳香族、芳香族aaaa第14页/共80页第十五页，共80页。、杂环、杂环aaaa第15页/共80页第十六页，共80页。按基的极性性质按基的极性性质(xngzh)(xngzh)分分类：类：、非极性基、非极性基aaaa第16页/共80页第十七页，共80页。、不带电荷、不带电荷(dinh)(dinh)的极性的极性基基aaaa第17页/共80页第十八页，共80

4、页。3 3、带正电荷的基、带正电荷的基aaaa第18页/共80页第十九页，共80页。4 4、带负电荷的基、带负电荷的基aaaa第19页/共80页第二十页，共80页。（二）不常见（二）不常见(chn jin)的蛋白质的蛋白质氨基酸氨基酸 由常见由常见(chn jin)aa经修经修饰而来。饰而来。第20页/共80页第二十一页，共80页。第21页/共80页第二十二页，共80页。第22页/共80页第二十三页，共80页。（三）非蛋白质氨基酸（三）非蛋白质氨基酸 150150多种多种多是蛋白质中多是蛋白质中L L型型-AA-AA衍生物衍生物有一些有一些(yxi)(yxi)是是-，-，-AAAA有些是有些是

5、D-D-型型AAAA第23页/共80页第二十四页，共80页。鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸第24页/共80页第二十五页，共80页。（一）兼性离子（一）兼性离子第25页/共80页第二十六页，共80页。第26页/共80页第二十七页，共80页。H3NCHCOOHR+（pHpI）H3NCHCOO-R+（pH=pI）H2NCHCOO-R（pHpI）（二）氨基酸的解离（二）氨基酸的解离(ji l)第27页/共80页第二十八页，共80页。第28页/共80页第二十九页，共80页。Ka1*Ka2=l侧链不含离解基团侧链不含离解基团(j tun)(j tun)的中性的中性AAAAlpI = (pKpI = (pK1 +

6、 pK1 + pK2 )/2 2 )/2 第29页/共80页第三十页，共80页。甘氨酸滴定曲线甘氨酸滴定曲线(qxin)第30页/共80页第三十一页，共80页。第31页/共80页第三十二页，共80页。第32页/共80页第三十三页，共80页。第33页/共80页第三十四页，共80页。第34页/共80页第三十五页，共80页。第35页/共80页第三十六页，共80页。（一）（一）-氨基参加氨基参加(cnji)(cnji)的反应的反应1.1.与亚硝酸反应与亚硝酸反应(fnyng)(fnyng)2.2.与酰化试剂与酰化试剂(shj)(shj)反应反应3.3.烃基化反应烃基化反应4.4.形成形成SchiffS

7、chiffs s碱反应碱反应5.5.脱氨基反应脱氨基反应第36页/共80页第三十七页，共80页。 NH2 OH R CH COOH + HNO2 R CH COOH+H2O+N2Van Slyke 法测氨基氮（体积(tj)）的基础。N2中的1/2为氨基氮。 氨基酸定量和蛋白质水解程度氨基酸定量和蛋白质水解程度(chngd)的测的测定。定。第37页/共80页第三十八页，共80页。NO2FO2N+ H2NCHCOOHRNO2O2NHNCHCOOHR+ HF弱碱性弱碱性(jin xn)DNP-氨基酸氨基酸 （黄色（黄色(hungs)）DNFBSanger 法测定法测定N末端末端(m dun)氨氨基酸

8、基础基酸基础第38页/共80页第三十九页，共80页。N=C=S + NCHCOOHHHRPITCNCNCHCOOHHHRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSNCCOPTH-氨基酸氨基酸pH8.3无水无水HF苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯PITC苯氨基苯氨基(nj)硫甲酰衍硫甲酰衍生物生物苯乙内硫脲衍生物苯乙内硫脲衍生物Edman降解降解(jin ji)法基础法基础第39页/共80页第四十页，共80页。醛醛 氨基酸氨基酸 Schiffs碱碱-H20+H20第40页/共80页第四十一页，共80页。在生物体内经在生物体内经AA氧化酶催化氧化酶催化(cu hu)即脱去即脱去-氨基而转变为酮酸。氨基而转变为酮酸。

9、第41页/共80页第四十二页，共80页。（二）（二） - -羧基羧基(su j)(su j)参加参加的反应的反应1.1.成盐或成酯反应成盐或成酯反应(fnyng)(fnyng)2.2.成酰氯反应成酰氯反应(fnyng)(fnyng)3.3.脱羧基反应脱羧基反应4.4.叠氮反应叠氮反应第42页/共80页第四十三页，共80页。NH3Cl保护保护(boh)羧羧基基（1）与）与NaOH等形成等形成(xngchng)盐盐第43页/共80页第四十四页，共80页。 HN-保护保护(boh)基基 R CH-COOH + PCl5 HN-保护保护(boh)基基 R CH-COOCl + POCl3 + HCl保

10、护氨基保护氨基(nj) 活化羧活化羧基基第44页/共80页第四十五页，共80页。 NH2 脱羧酶脱羧酶 RCH-COOH R-CH2-NH2 +CO2第45页/共80页第四十六页，共80页。 YNH O NH2NH2 RCHCOCH3 YNH O HNO2 RCHCNHNH2 YNH O RCHCN -N+ N + 2H2O酰化氨基酸甲酯酰化氨基酸甲酯 肼肼酰化氨基酰化氨基(nj)酰肼酰肼酰化氨基酰化氨基(nj)酰叠酰叠氮氮肽的人工合成肽的人工合成(rn n h chn)第46页/共80页第四十七页，共80页。（三）（三）-羧基和羧基和-氨基都参加氨基都参加(cnji)(cnji)的的反应反应

11、1 1、 与茚三酮反应与茚三酮反应(fnyng)(fnyng) 2 2、 成肽反应成肽反应(fnyng)(fnyng)第47页/共80页第四十八页，共80页。弱酸弱酸(ru sun) 加加热热第48页/共80页第四十九页，共80页。（四）（四） 侧链侧链R R基参加基参加(cnji)(cnji)的的反应反应1 1、TyrTyr2 2、碱性、碱性(jin xn)AA(jin xn)AA2 2、碱性、碱性(jin (jin xn)AAxn)AA3 3、带硫、带硫AAAA第49页/共80页第五十页，共80页。ONH2OHOHIIONH2OHOHIONH2OHOHO2NNO2ONH2OHOHNO2Ty

12、r酚基在酚基在3和和5位上易发生亲电取代反应位上易发生亲电取代反应(fnyng)，如碘化和硝化如碘化和硝化黄色黄色(hungs)反应反应第50页/共80页第五十一页，共80页。NNNNONH2OHOHHO3SHO3S第51页/共80页第五十二页，共80页。NNNHNNNCH2 CH COOHNH2HO3SHO3SHis侧链咪唑侧链咪唑(m zu)基与重氮苯基与重氮苯磺酸生成棕红色磺酸生成棕红色化合物化合物第52页/共80页第五十三页，共80页。Arg侧链胍基与侧链胍基与环己二酮生成环己二酮生成(shn chn)缩缩合物合物第53页/共80页第五十四页，共80页。Trp侧链吲哚基能被侧链吲哚基能

13、被N-溴代琥珀酰亚胺氧化溴代琥珀酰亚胺氧化(ynghu)分光光度法测定分光光度法测定Trp含量含量第54页/共80页第五十五页，共80页。Met侧链上甲硫基：强亲核基团侧链上甲硫基：强亲核基团(j tun)与烃化试剂成锍与烃化试剂成锍盐盐保护保护(boh)巯巯基基第55页/共80页第五十六页，共80页。与二硫硝基与二硫硝基(xio j)苯甲酸发生硫醇苯甲酸发生硫醇-二硫化二硫化物交换物交换pH8.0时时412nm最大光吸收最大光吸收分光分光(fn un)光度法测定光度法测定-SH第56页/共80页第五十七页，共80页。2R-SH+1/2O2R-S-S-R+H2OCys的巯基不稳定，易被氧化成二

14、硫键的巯基不稳定，易被氧化成二硫键巯基在有痕量巯基在有痕量(hn lin)的金属离子如：的金属离子如：Cu2+，Fe2+，Co2+或或Mn2+时，易被氧时，易被氧化化第57页/共80页第五十八页，共80页。Cys中的二硫键可被氧化剂（过甲酸中的二硫键可被氧化剂（过甲酸(ji sun)）以及还原剂（巯基化合物）打开。）以及还原剂（巯基化合物）打开。H2N-CH-COOH CH2 S S CH2H2N-CH-COOH6HCOOOHH2N-CH-COOH CH2 SO3H H2N-CH-COOH CH2 SH2R-SH+6HCOOHR-S-S-R磺基丙氨酸磺基丙氨酸第58页/共80页第五十九页，共8

15、0页。 CH2SHHOCH HCOH CH2SH+R-S-S-ROHOHSS+2R-SH第59页/共80页第六十页，共80页。（一）（一）AA的光学的光学(gungxu)活性和立活性和立体化学体化学第60页/共80页第六十一页，共80页。第61页/共80页第六十二页，共80页。第62页/共80页第六十三页，共80页。第63页/共80页第六十四页，共80页。第64页/共80页第六十五页，共80页。1、紫外吸收光谱、紫外吸收光谱(x shu un p)第65页/共80页第六十六页，共80页。Trp 280nmTrp 280nmTyr 275nmTyr 275nmPhe 257nmPhe 257nm

16、蛋白质含量蛋白质含量(hnling)测定测定280nm第66页/共80页第六十七页，共80页。第67页/共80页第六十八页，共80页。、核磁共振、核磁共振(h c n zhn)波谱波谱第68页/共80页第六十九页，共80页。 利用AA成分分配系数(xsh)的差异（一）分配层析（一）分配层析(cn x)法的一法的一般原理般原理 第69页/共80页第七十页，共80页。层析系统层析系统固定固定(gdng)相相流动流动(lidng)相相附着附着(fzhu)在固相上在固相上的液体的液体固体固体第70页/共80页第七十一页，共80页。 按两相所处状态(zhungti)分：流动相流动相液体液体气体气体固固定

17、定相相液液体体液液层析液液层析气液层析气液层析固固体体液固层析液固层析气固层析气固层析第71页/共80页第七十二页，共80页。柱柱固定相装于柱内固定相装于柱内纸纸固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品点在纸上，用流动相展开点在纸上，用流动相展开薄层薄层将有适当粘度的固定相涂在薄板上将有适当粘度的固定相涂在薄板上薄膜薄膜与纸层析相似，与纸层析相似，纸用其它高分子有机吸附剂代替纸用其它高分子有机吸附剂代替 按操作(cozu)形式分：第72页/共80页第七十三页，共80页。吸附吸附固体固体 吸附能力不同吸附能力不同分配分配液体液体 分配系数不同分配系数不同离子交换离子交

18、换 离子交换剂离子交换剂 亲和性不同亲和性不同凝胶凝胶多孔凝胶，多孔凝胶， 通过速度不同通过速度不同亲和亲和固定相只能与一种组分结合，固定相只能与一种组分结合，分开其它无亲和力的组分分开其它无亲和力的组分 按层析原理分：按层析原理分： 固定固定(gdng)(gdng)相相 各组分对固定各组分对固定(gdng)(gdng)相相第73页/共80页第七十四页，共80页。第74页/共80页第七十五页，共80页。第75页/共80页第七十六页，共80页。（三）纸层析（三）纸层析(cn x)（四）薄层（四）薄层(bo cn)层析层析第76页/共80页第七十七页，共80页。第77页/共80页第七十八页，共80页。（六）气液层析（六）气液层析(cn x)第78页/共80页第七十九页，共80页。第79页/共80页第八十页，共80页。