生物化学原理-第一章-氨基酸.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 氨基酸的,结构与功能,1,2025/4/29 周二,提纲,一、氨基酸的结构、种类和分类,氨基酸的结构通式,蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸,疏水氨基酸和亲水氨基酸,必需氨基酸与非必需氨基酸,二、氨基酸的性质与功能,缩合,手性（,Gly,除外）,酸碱解离性质与两性离子,R,基团的结构变化和化学反应性质,三、氨基酸的分离与纯化,层析,离子交换层析,2,2025/4/29 周二,氨基酸的结构通式,不同的侧链基团，不同的理化性质,3,2025/4/29 周二,蛋白质氨基酸，即标准氨基酸,在蛋白质生物合成中，由专门的,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,相同的结构通式,差别在侧链基团（,R,基团）,所有的生物体都含有常见的,20,种,2,种不常见的蛋白质氨基酸：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,例如：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,4,2025/4/29 周二,脂肪族,芳香族,含硫族,极性,/,不带电荷,碱性,/,酸性,疏水：非极性,R,基团,亲水：极性的,R,基团（电中性、带负电荷、带正电荷）,氨基酸的分类,5,2025/4/29 周二,亲水氨基酸，即极性氨基酸，其,R,基团呈极性，一般能和水分子形成氢键，故对水分子具有一定的亲和性。它们包括：,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，对水分子的亲和性不高或者极低，但对脂溶性物质的亲和性较高。它们包括：,Gly,、,Ala,、,Val,、,Leu,、,Ile,、,Pro,、,Met,、,Phe,和,Trp,。,亲水氨基酸,VS,疏水氨基酸,6,2025/4/29 周二,不带电荷的非极性氨基酸,7,2025/4/29 周二,不带电荷的极性氨基酸,8,2025/4/29 周二,三种芳香族氨基酸,9,2025/4/29 周二,带电荷的极性氨基酸,10,2025/4/29 周二,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，作为与产甲烷代谢有关的某些酶的组分。,11,2025/4/29 周二,氨基酸的分类图解,12,2025/4/29 周二,词记亲水氨基酸与疏水氨基酸,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,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,13,2025/4/29 周二,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、必须从食物中补充的氨基酸。如果饮食中经常缺少它们，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,，但合成的量通常不能满足正常的需要，因此这两种氨基酸又被称为半必需氨酸。,-,Tip MTV Hall,余下的氨基酸则属于非必需氨基酸，动物体自身可以进行有效的合成，它们包括：,Ala,，,Asn,、,Asp,、,Gln,、,Glu,、,Pro,、,Ser,、,Cys,、,Tyr,和,Gly,。,一,组,（组氨酸）,笨,（苯丙氨酸）,蛋,（蛋氨酸）,精,（精氨酸）,来,（赖氨酸）,宿,（苏氨酸）,舍,（色氨酸）,住,（组氨酸）,亮,（亮氨酸）,凉,（异亮氨酸）,鞋,（缬氨酸）,14,2025/4/29 周二,氨基酸的名称和缩写,15,2025/4/29 周二,两种非蛋白质氨基酸,16,2025/4/29 周二,氨基酸的缩合反应与肽的形成,17,2025/4/29 周二,氨基酸的手性：,D,型与,L,型氨基酸,22,种蛋白质氨基酸分子中，除了甘氨酸，均至少含有一个不对称碳原子，因此除甘氨酸以外的,21,种蛋白质氨基酸都具有手性性质。如果以,L,型甘油醛为参照物，具有不对称碳原子的氨基酸就有,D,型和,L,型两种对映异构体。实验证明，蛋白质分子中的不对称氨基酸都是,L,型。,D,型氨基酸仅存在于一些特殊的抗菌肽和某些细菌的细胞壁成分之中，它们不能参入到在核糖体上合成的多肽或蛋白质分子之中。,氨基酸的构型与其旋光方向没有必然的联系。,18,2025/4/29 周二,19,2025/4/29 周二,由于氨基酸既含有碱性的氨基又含有酸性的羧基，因此氨基酸具有特殊的解离性质，但氨基算的碱性和酸性分别弱于单纯的胺和羧酸。一个氨基酸分子内部的酸碱反应使氨基酸能同时带有正负两种电荷，以这种形式存在的离子被称为兼性离子（,zwitterions,）或两性离子。,特殊的酸碱性质与等电点,20,2025/4/29 周二,氨基酸的两性解离,21,2025/4/29 周二,对于任何一种氨基酸来说，总存在一定的,pH,值，使其净电荷为零，这时的,pH,值被称为等电点。,pI,是一个氨基酸的特征常数。在等电点,pH,时，氨基酸在电场中，不向两极移动，并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、阳离子的趋势和数目相等。,等电点（,pI,）,22,2025/4/29 周二,氨基酸的主要反应性质,23,2025/4/29 周二,氨基酸与,DNFB,和,PITC,的反应,24,2025/4/29 周二,所有氨基酸及具有游离,-,氨基的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。,氨基酸与茚三酮的反应,25,2025/4/29 周二,芳香族氨基酸的紫外吸收性质,26,2025/4/29 周二,半胱氨酸的氧化与二硫键的形成,27,2025/4/29 周二,His,的,R,基团中接近生理,pH,下的解离性质,28,2025/4/29 周二,所有关于氨基酸的分离手段都建立在它们在物理性质（大小）或化学性质（电荷）的差别的基础之上。用于分离、纯化氨基酸的主要手段是,电泳,和,层析,。,Ala,、,Lys,和,Asp,的电泳分离,离子交换层析分离氨基酸的原理,氨基酸的分离与纯化技术,29,2025/4/29 周二,