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17 氨基酸和肽.ppt

17 氨基酸和肽

小猴o0
2011-07-02 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《17 氨基酸和肽ppt》,可适用于高等教育领域

蛋白质是由二十种不同的氨基酸构成的二十种氨基酸可以按其侧链分类氨基酸的离子状态取决于环境的pH氨基酸可进行特征的化学反应蛋白质中的氨基酸是通过肽键连接的氨基酸和肽蛋白质是由二十种不同的氨基酸构成的种标准氨基酸都是氨基酸特征:氨基酸分子中的碳(分子中第个碳C)结合着一个碱性的氨基和一个酸性的羧基此外C还结合着一个H原子和一个侧链基团(用R表示)。每一种氨基酸的R都是不同的侧链上的碳依次按字母命名为、、和碳分别指的是第、、和位碳。生理条件(pH附近)下氨基酸呈现兼性离子形式氨基(NH)质子化变为(NH+)羧基(COOH)离子化为(COO-)绝大多数氨基酸是L型氨基酸如果侧链R不是H则C结合了种不同基团所以C是个不对称碳。除了甘氨酸其余的种标准氨基酸都至少含有一个不对称碳原子含有一个不对称碳的氨基酸就存在着两种不能叠合的镜象立体异构体。通过与构型标准物-甘油醛比较氨基酸分为D型氨基酸和L型氨基酸。到目前为止发现的游离的以及蛋白质温和水解得到的氨基酸绝大多数是L型氨基酸。L-甘油醛D-甘油醛L-丙氨酸D-丙氨酸二十种标准氨基酸种标准氨基酸可以按其侧链分类种氨基酸按照侧链基团可以分为:种脂肪族、种芳香族、种含硫、种羟基、种碱性、种酸性和种酰胺氨基酸。、R为脂肪族基团的氨基酸(种)甘氨酸(氨基乙酸):侧链是个H丙氨酸(氨基丙酸):侧链是一个甲基缬氨酸(氨基异戊酸):含有支链的碳侧链亮氨酸(氨基异己酸):碳侧链:异亮氨酸(氨基β甲基戊酸):含有支链的碳侧链。脯氨酸(β吡咯烷基羧酸):它有一个环形的饱和烃侧链结合在氨基的氮和碳上。要注意的是异亮氨酸分子中的碳和碳都是不对称碳。所以异亮氨酸存在着种可能的立体异构体:L异亮氨酸D异亮氨酸L别构异亮氨酸和D别构异亮氨酸(别构是指一个异构形式)。另外脯氨酸是一个亚氨基酸。不过在蛋白质中发现的脯氨酸也象其它氨基酸一样它的碳也是手性碳。脯氨酸的杂环吡咯烷环限制多肽的几何构型有时会在多肽链中引进一个转折的变化。甘氨酸丙氨酸缬氨酸脯氨酸异亮氨酸亮氨酸、R为芳香族基团的氨基酸(种)苯丙氨酸(氨基β苯丙酸):一个含有苯基的氨基酸。酪氨酸(氨基β对羟基苯丙酸):结构类似于苯丙氨酸对位上含有一个羟基。酚是个比较弱的酸所以酪氨酸侧链的pKa值为。色氨酸(β吲哚氨基丙酸):侧链带有一个双环的吲哚基所以色氨酸又称之吲哚丙氨酸。注意:三种芳香族氨基酸都吸收紫外光在中性pH条件下色氨酸和酪氨酸的紫外吸收峰在nm而苯丙氨酸的在nm大多数蛋白质中都含有色氨酸和酪氨酸或其中的一种所以溶液中nm吸收的测量常用来估算蛋白质的浓度。苯丙氨酸酪氨酸色氨酸色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸的紫外吸收谱在中性pH条件下色氨酸和酪氨酸的紫外吸收峰在nm而苯丙氨酸的在nm色氨酸酪氨酸苯丙氨酸、R为含硫基团的氨基酸(种)蛋氨酸(氨基γ甲硫基丁酸):侧链上带有一个非极性的甲基硫醚基不过其中的硫原子是亲核的。半胱氨酸(氨基β巯基丙酸):侧链含有巯基(SH)又称为巯基丙氨酸SH是一个高反应性的基团。蛋氨酸半胱氨酸两个半胱氨酸氧化可以形成胱氨酸胱氨酸还原又可以形成两个半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸胱氨酸、R为含醇基基团的氨基酸(种)丝氨酸和苏氨酸是两个侧链含有羟基的不带电荷的氨基酸:丝氨酸(氨基β羟基丁酸):侧链为羟甲基(CHOH)苏氨酸(氨基β羟基丙酸):侧链为羟丙基。苏氨酸也象异亮氨酸一样含有两个手性碳原子即碳和碳原子通常出现在蛋白质中的L苏氨酸只是种立体异构体中的一种。丝氨酸苏氨酸、R为碱性基团的氨基酸(种)组氨酸(氨基β咪唑基丙酸):侧链有一个咪唑环。赖氨酸(,二氨基己酸):含有和氨基。精氨酸(氨基δ胍基戊酸):侧链含有胍基。赖氨酸精氨酸组氨酸、R为酸性基团的氨基酸(种)天冬氨酸(氨基丁二酸):侧链含有一个羧基谷氨酸(氨基戊二酸):侧链含有一个羧基。天冬氨酸谷氨酸、R为含酰胺基团的氨基酸(种)天冬酰胺(β氨基β羧基丙酰胺):天冬氨酸酰胺化产物谷氨酰胺(γ氨基γ羧基丁酰胺):谷氨酸的酰胺化产物。天冬酰胺谷氨酰胺必需和非必需氨基酸:以上氨基酸分类完全是根据侧链的性质分类的从营养学角度又可将氨基酸分为必需和非必需氨基酸。必需氨基酸:赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、色氨酸、组氨酸、精氨酸其中组氨酸和精氨酸人虽然能合成但效率低尤其在婴幼儿时期需要由外界供给。非必需氨基酸:甘氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、丙氨酸。氨基酸的离子状态取决于环境的pH游离氨基酸的酸性和碱性基团的pKa值和氨基酸的等电点(pI)。氨基酸的COOH基是个弱酸利用HendersonHasselbalch方程可以计算任何pH下离子化基团的比例。〖共轭碱〗pH=pKaα+log〖弱酸〗游离氨基酸的COOH的pKa值的范围是至典型的氨基酸的COOH的pKa值大约是在pKa=时羧酸盐对羧酸的比是:占优势的成分是羧酸盐离子。氨基的pKa值的范围是至它的共轭碱(游离的胺NH)对共轭酸(质子化的胺NH+)的比在pKa=时为:。计算表明在pH条件下游离氨基酸主要是以兼性离子形式存在的。通过氨基酸的滴定曲线可以确定氨基酸的各个解离基团pKa值丙氨酸的滴定曲线:丙氨酸有两个可解离基团COOH和NH+它们的pKa值分别是和所以丙氨酸的解离方程式可写成如下形式:净电荷为净电荷为+净电荷为-兼性离子丙氨酸有两个可解离基团COOH和NH+它们的pKa值分别是和每一pKa值都位于滴定曲线缓冲区的中心。丙氨酸滴定曲线组氨酸滴定曲线组氨酸有个可解离基团即COOH、NH+和侧链基团咪唑基pKa值分别是、和其解离方程式可表示如下:净电荷为+净电荷为-净电荷为净电荷为+兼性离子组氨酸滴定曲线氨基酸可进行特征的化学反应、氨基酸氨基与茚三酮(ninhydrin)的反应:茚三酮在弱酸性溶液中与氨基酸共热所有具有游离氨基的氨基酸都生成紫色化合物()。脯氨酸是一个亚氨基酸与茚三酮反应生成的是黄色化合物()。、,二硝基氟苯(DNFB)与氨基酸氨基的反应,二硝基氟苯(DNFB)也叫做Sanger试剂。DNFB在弱碱性溶液中与氨基酸发生取代反应生成黄色化合物二硝基苯基氨基酸(DNP氨基酸)。、丹磺酰氯与氨基酸氨基的反应丹磺酰氯是二甲基氨基萘磺酰氯的简称。丹磺酰氯与氨基酸反应生成荧光性质强和稳定的磺胺衍生物。、苯异硫氰酸酯(PITC)与氨基酸氨基的反应苯异硫氰酸酯(PITC)在弱碱性条件下与氨基酸反应生成苯乙内酰硫脲(PTH)衍生物即PTH氨基酸(图c)此反应又称为Edman反应该反应是蛋白质或多肽氨基酸序列测定常用的反应。蛋白质中的氨基酸是通过肽键连接的一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合通过形成的酰胺键将两个氨基酸连接在一起这个酰胺键称之肽键(peptidebond)氨基酸缩合生成的产物称之肽(peptide)。二肽氨基酸氨基酸五肽结构由丝氨酸、甘氨酸、酪氨酸、丙氨酸和亮氨酸形成的五肽氨基端羧基端谷胱甘肽(还原型)两个还原型谷胱甘肽氧化生成氧化型谷胱甘肽谷胱甘肽(氧化型)结构式二硫健加压素催产素加压素和催产素都是由下丘脑分泌然后贮存在垂体后叶中需要时释放出来。两个多肽都是由个氨基酸组成(肽)。加压素也称之为抗利尿激素利尿素也称之为秘乳激素胰岛素:肾上腺髓质分泌的激素胰岛素由个氨基酸组成A链含有个氨基酸B链含有个氨基酸两条链由两个二硫健连接。另外在A链还存在一个链内二硫健。胰岛素是促进血糖吸收的激素或称之为降血糖激素。阿斯巴甜(天冬氨酰苯丙氨酸甲酯)甜味剂其甜度比蔗糖高得多。蛋白质是由种标准氨基酸组成的。每一种氨基酸都含有一个α氨基、α羧基和一个侧链(R)。除了甘氨酸没有手性碳以外其他种氨基酸都至少含有一个手性碳。蛋白质中几乎所有的氨基酸都是L构型。氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为:脂肪族的、芳香族的、含硫的、含醇的、碱性的、酸性的和酰胺类。氨基酸侧链基团的不同反映了氨基酸性质方面的差别侧链特性在蛋白质的结构和功能中起着决定性的作用。要点归纳色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸三种芳香族氨基酸都吸收紫外光在中性pH条件下色氨酸和酪氨酸的紫外吸收峰在nm而苯丙氨酸的在nm大多数蛋白质中都含有色氨酸和酪氨酸或其中的一种所以溶液中nm吸收的测量常用来估算蛋白质的浓度。各个氨基酸的等电点都不同所带净电荷取决于所处环境的pH。处于等电点(pI)的氨基酸所带净电荷为零当pH低于pI时氨基酸带净正电荷当pH大于pI时氨基酸带净负电荷。可离子化的侧链的带电状况取决于pH和它们的pKa值带电上的差异常用来分离氨基酸和蛋白质。许多氨基酸具有非极性的侧链例如亮氨酸、缬氨酸等在水溶液中它们倾向于聚集在一起以减少与水相互作用的面积这种倾向称为疏水相互作用。氨基酸的α氨基和α羧基具有化学反应性一些氨基酸的侧链还含有羟基、氨基、羧基等可反应基团。除了脯氨酸与茚三酮反应生成黄色化合物以外其他种氨基酸与茚三酮生成的都是紫色化合物。,二硝基氟苯、丹黄酰氯和苯异硫氰酸酯都能与氨基酸的氨基反应这些试剂常用来测定多肽游离的N末端氨基酸残基。氨基酸是蛋白质的构件分子蛋白质中的氨基酸残基是通过肽键(酰胺健)连接的残基的序列称为蛋白质的一级结构。但酰胺健并不等于肽健只有两个氨基酸之间形成的酰胺健才定义为肽健。肽和小的蛋白质可以化学合成现在常用的是固相合成法是由C端向N端合成。肽也象氨基酸那样具有等电点(pI)处于等电点的肽所带净电荷为零。当肽所处溶液pH大于该肽的pI时带负电荷如果pH<pI时肽带正电荷。肽的溶解性随着pH和离子强度而变化。

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