生物化学原理氨基酸省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

<p>提要一、氨基酸结构、种类和分类1.氨基酸结构通式2.蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸3.疏水氨基酸和亲水氨基酸4.必需氨基酸与非必需氨基酸二、氨基酸性质与功效1.缩合2.手性（Gly除外）3.酸碱解离性质与两性离子4.R基团结构改变和化学反应性质三、氨基酸分离与纯化1.层析2.离子交换层析第2页氨基酸结构通式氨基酸结构通式不一样侧链基团，不一样理化性质不一样侧链基团，不一样理化性质第3页蛋白质氨基酸，即标准氨基酸在蛋白质生物合成中，由专门tRNA携带，直接参入到蛋白质分子之中共22种：20种常见+2种不常见相同结构通式差异在侧链基团（R基团）全部生物体都含有常见20种2种不常见蛋白质氨基酸：含硒半胱氨酸（第21种）和吡咯赖氨酸（第22种）非蛋白质氨基酸不能直接参入到蛋白质分子之中，或者是蛋白质氨基酸翻译后修饰产物 比如：瓜氨酸、鸟氨酸和羟脯氨酸蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸第4页脂肪族芳香族含硫族极性/不带电荷碱性/酸性疏水：非极性疏水：非极性R R基团基团 亲水：极性亲水：极性R R基团基团（电中性、带负电荷、（电中性、带负电荷、带正电荷）带正电荷）氨基酸分类氨基酸分类第5页亲水氨基酸，即极性氨基酸，其R基团呈极性，普通能和水分子形成氢键，故对水分子含有一定亲和性。它们包含：Ser、Thr、Tyr、Cys、Sec、Asn、Gln、Asp、Glu、Pyl、Arg、Lys、His；疏水氨基酸，即非极性氨基酸，其R基团呈非极性，对水分子亲和性不高或者极低，但对脂溶性物质亲和性较高。它们包含：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Met、Phe和Trp。亲水氨基酸亲水氨基酸VSVS疏水氨基酸疏水氨基酸第6页不带电荷非极性氨基酸不带电荷非极性氨基酸第7页不带电荷极性氨基酸不带电荷极性氨基酸第8页三种芳香族氨基酸三种芳香族氨基酸第9页带电荷极性氨基酸带电荷极性氨基酸第10页含硒半胱氨酸只存在于含硒蛋白之中，而吡咯赖氨酸仅存在于一些原核生物体内，作为与产甲烷代谢相关一些酶组分。第11页氨基酸分类图解氨基酸分类图解第12页词记亲水氨基酸与疏水氨基酸词记亲水氨基酸与疏水氨基酸J西湖景，紫竹为骨水潺潺横笛相伴，闲听天簌静思禅流苏落，心比双丝郁中缠亲水氨基酸：西-硒代半胱氨酸；景-精氨酸；竹-组氨酸；骨-谷氨酸 谷氨酰胺；伴-半胱氨酸；天-天冬氨酸天冬酰胺；籁-赖氨酸；苏-苏氨酸；落-酪氨酸；比-吡咯赖氨酸；丝-丝氨酸J孤雁本色，一行斜去浮生转两鬓白，异家龙井难为甘疏水氨基酸：本-苯丙氨酸；色-色氨酸；斜-缬氨酸；浮-脯氨酸；两-亮氨酸；鬓-丙氨酸；异-异亮氨酸；家-甲硫氨酸；甘-甘氨酸第13页必需氨基酸VS非必需氨基酸必需氨基酸是指人体必不可少，而机体内又不能合成、必须从食物中补充氨基酸。假如饮食中经常缺乏它们，就会影响健康。必需氨基酸共有10种：Lys、Trp、Phe、Met、Thr、Ile、Leu、Val、Arg和His。人体虽能够合成Arg和His，但合成量通常不能满足正常需要，所以这两种氨基酸又被称为半必需氨酸。-Tip MTV Hall余下氨基酸则属于非必需氨基酸，动物体本身能够进行有效合成，它们包含：Ala，Asn、Asp、Gln、Glu、Pro、Ser、Cys、Tyr和Gly。一一组组（组氨酸）（组氨酸）笨笨（苯丙氨酸）（苯丙氨酸）蛋蛋（蛋氨酸）（蛋氨酸）精精（精氨酸）（精氨酸）来来（赖氨酸）（赖氨酸）宿宿（苏氨酸）（苏氨酸）舍舍（色氨（色氨酸）酸）住住（组氨酸）（组氨酸）亮亮（亮氨酸）（亮氨酸）凉凉（异亮氨酸）（异亮氨酸）鞋鞋（缬氨酸）（缬氨酸）第14页氨基酸名称和缩写氨基酸名称和缩写第15页两种非蛋白质氨基酸两种非蛋白质氨基酸第16页氨基酸缩合反应与肽形成氨基酸缩合反应与肽形成第17页氨基酸手性：D型与L型氨基酸22种蛋白质氨基酸分子中，除了甘氨酸，均最少含有一个不对称碳原子，所以除甘氨酸以外21种蛋白质氨基酸都含有手性性质。假如以L型甘油醛为参考物，含有不对称碳原子氨基酸就有D型和L型两种对映异构体。试验证实，蛋白质分子中不对称氨基酸都是L型。D型氨基酸仅存在于一些特殊抗菌肽和一些细菌细胞壁成份之中，它们不能参入到在核糖体上合成多肽或蛋白质分子之中。氨基酸构型与其旋光方向没有必定联络。第18页第19页E因为氨基酸既含有碱性氨基又含有酸性羧基，所以氨基酸含有特殊解离性质，但氨基算碱性和酸性分别弱于单纯胺和羧酸。一个氨基酸分子内部酸碱反应使氨基酸能同时带有正负两种电荷，以这种形式存在离子被称为兼性离子（zwitterions）或两性离子。特殊酸碱性质与等电点特殊酸碱性质与等电点第20页氨基酸两性解离氨基酸两性解离第21页E对于任何一个氨基酸来说，总存在一定pH值，使其净电荷为零，这时pH值被称为等电点。pI是一个氨基酸特征常数。在等电点pH时，氨基酸在电场中，不向两极移动，而且绝大多数处于兼性离子状态，少数可能解离成阳离子和阴离子，但解离成阴、阳离子趋势和数目相等。等电点（等电点（pI）第22页氨基酸主要反应性质氨基酸主要反应性质第23页氨基酸与氨基酸与DNFB和和PITC反应反应第24页全部氨基酸及含有游离-氨基肽与茚三酮反应都产生蓝紫色物质，只有脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生黄色物质。氨基酸与茚三酮反应氨基酸与茚三酮反应第25页芳香族氨基酸紫外吸收性质芳香族氨基酸紫外吸收性质第26页半胱氨酸氧化与二硫键形成半胱氨酸氧化与二硫键形成第27页HisR基团中靠近生理基团中靠近生理pH下解离性质下解离性质第28页全部关于氨基酸分离伎俩都建立在它们在物理性质（大小）或化学性质（电荷）差别基础之上。用于分离、纯化氨基酸主要伎俩是电泳和层析。Ala、Lys和和Asp电泳分离电泳分离离子交换层析分离氨基酸原理离子交换层析分离氨基酸原理氨基酸分离与纯化技术氨基酸分离与纯化技术第29页</p>