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氨基酸基本的理化性质.ppt

氨基酸基本的理化性质

maomao
2010-01-21 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《氨基酸基本的理化性质ppt》,可适用于自然科学领域

概述氨基酸基本的理化性质一、基本物理学性质包括基本组成和结构、溶解性、酸碱性质、立体化学、熔点、沸点、光学行为、旋光性、疏水性等。(一)溶解性质氨基酸在水中的溶解度(℃,gL)据OwenRFennema,FoodChemistry,MarcelDekker,Inc,根据氨基酸侧链与水相互作用的程度可将氨基酸分作几类。含有脂肪族和芳香族侧链的氨基酸如Ala、Ile、Leu、Met、Pro、Val及Phe、Tyr由于侧链的疏水性这些氨基酸在水中的溶解度均较小侧链带有电荷或极性集团的氨基酸如Arg、Asp、Glu、His、Lys和Ser、Thr、Asn在水中均有比较大的溶解度但根据电荷及极性分析也有一些例外如脯氨酸属于带疏水基团的氨基酸但在水中却有异常高的溶解度。(二)氨基酸的疏水性氨基酸的疏水性是影响氨基酸溶解行为的重要因素也是影响蛋白质和肽的物理化学性质(如结构、溶解度、结合脂肪的能力等)的重要因素。按照物理化学的原理疏水性可被定义为:在相同的条件下一种溶于水中的溶质的自由能与溶于有机溶剂的相同溶质的自由能相比所超过的数值。估计氨基酸侧链的相对疏水性的最直接、最简单的方法就是实验测定氨基酸溶于水和溶于一种有机溶剂的自由能变化。一般用水和乙醇之间自由能变化表示氨基酸侧链的疏水性将此变化值标作△G′。不同氨基酸的△G′值如下表所示。氨基酸侧链的疏水性(乙醇→水kJmol)当氨基酸的△G′值为正时其侧链具有疏水性倾向于处在蛋白分子的内部△G′为负时其侧链是亲水的倾向于处在蛋白分子的表面。需要注意的是赖氨酸通常是蛋白质分子中亲水性的氨基酸残基但它的△G′是正值这是由于它的侧链含有优先选择有机环境的个CH基。(三)氨基酸的光学性质氨基酸中的苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸分子中由于有共轭体系因此可以吸收近紫外光。它们的最大吸收波长(λmax)分别为nm、nm、nm在吸收最大波长光线的时候还会发出荧光。二、基本化学性质关于氨基酸基本的化学性质在生物化学中已经进行了介绍。下面再根据OwenRFennema,FoodChemistry,作简要系统介绍其主要的线索还是氨基酸分子中所带的官能团。氨基酸和蛋白质中官能团的化学反应性三、重要的分析鉴定反应(一)与茚三酮的反应(略)(二)与邻苯二甲醛的反应:在巯基乙醇的存在下氨基酸与邻苯二甲醛反应生成高荧光的衍生物在nm激发时在nm具有最高荧光发射用来定量分析氨基酸、肽和蛋白质。(三)与荧光胺的反应含有伯胺基的氨基酸、肽或蛋白质与荧光胺反应生成高荧光的衍生物在nm时在nm具有最高的荧光发射。此法可被用于氨基酸、肽或蛋白的定量分析。肽类物质活性肽的种类及功能生物活性肽也称作功能肽是近年来非常活跃的研究领域其应用涉及到生物学、医药学、化学等多种学科在食品科学研究及功能食品开发中也显示出美好的前景。功能肽按照获得途径的差异可以分作两种类型一类是由生物体特别是动物体内获得的天然功能肽另一类是利用动植物蛋白通过水解或酶解再经过活性筛选而获得的外源性功能肽。一、天然活性肽目前由自然界已经获得了种类多样、功能各异的生物活性肽下页列举了一些这方面的例证。昆虫抗菌肽:迄今为止已有多种昆虫抗菌肽被分离鉴定许多抗菌肽的cDNA已被克隆测序并进行了初步的基因定位和表达调控机制研究。昆虫抗菌肽已成为当前研究的热点某些抗菌肽正在通过基因工程技术开始工业化生产并用于农业、工业和食品卫生等多个领域。天然活性肽举例昆虫抗菌肽是一类碱性多肽具有分子量小、水溶性好、热稳定性强、无免疫原性不易被水解等特性同时还具有强而广谱的抗菌、抗癌、抗病毒的能力对高等动物机体的正常细胞无损伤。根据氨基酸组成和结构特征可把昆虫抗菌肽分为类:形成两性分子α螺旋的抗菌肽类有分子内二硫桥的抗菌肽类富含甘氨酸的抗菌肽类和富含脯氨酸的抗菌肽类。关于抗菌肽的作用机理现在人们比较一致的看法是不同的抗菌肽在其杀菌方式上可能存在一些差异。有的通过在细菌膜上形成孔道造成细胞内物质泄漏进而导致化学势丧失而达到杀菌的效果有的能够干扰一定类型的外膜蛋白基因的转录使相应蛋白的合成量减少从而导致细胞膜的通透性增加使细菌生长受到抑制。有些还可能抑制细菌细胞壁的形成使细菌不能维持正常的细胞形态而生长受阻等等。感染性疾病曾一度是人类生存所面临的最大威胁。随着抗生素的发明和广泛使用感染性疾病得到了一定程度的控制但仍然是人类死亡的一个重要原因。据WHO报告年全球死亡人数万其中万由感染性疾病引起占总死亡人数的。过去的几十年里耐药性微生物的不断产生和生物耐药性问题的日益恶化开发新的抗感染药物已成为治疗感染疾病的必由之路。昆虫抗菌肽因其独特的抗菌、杀菌效果和良好的应用前景近来成为抗感染新药开发的热点。目前国外在抗菌肽临床应用方面进展较快在流行性脑脊髓炎、人幽门螺旋杆菌感染及抗真菌感染等方面的应用已经进入临床试验阶段。二、外源性活性肽以天然蛋白作为原料通过水解或酶解的方法获得大量的肽类从中筛选活性肽目前已成为扩大功能肽研究范围、发现新型多肽的有效途径。当然化学合成也为功能肽的获得提供了有效的途径但化学合成往往需要一定的活性结构做模型。目前已有实际应用的外源性功能肽的制备方法有化学水解法、酶水解法、合成法等。化学水解法是以天然蛋白质为原料在酸或碱的催化下进行水解而获得多肽。一般用~molL盐酸或molL硫酸在~℃条件下水解~h也可用molLNaOH或molL的Ba(OH)水解h左右然后经活性炭脱色再通过型树脂除去酸和盐便可获得混合多肽。此法工艺虽然简单但难以控制水解程度容易将肽链继续水解为氨基酸并且水解过程中氨基酸的结构容易受到影响而发生构型甚至构造上的变化影响肽的结构和功能。此种影响在碱性条件下表现的尤为突出。利用酶解的方法由天然蛋白制备功能肽是目前常采用的方法。此方法的一般工艺流程为:原料蛋白→预处理→酶解→灭酶→脱苦味脱色→分离→干燥→成品。酶种类和水解条件的选择是制备功能肽的关键。目前可以使用的酶种类较多如胰蛋白酶、胃蛋白酶、碱性蛋白酶等动物蛋白酶及菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶等植物蛋白酶而比较便宜易得的还有不同种类的微生物蛋白酶。到底选择何种可根据酶的水解特性、原料蛋白的来源及欲得到的功能多肽类型来综合考虑决定。三、活性肽在食品中的应用营养学研究证明功能肽类在人体内的消化吸收明显优于蛋白质和单个氨基酸对人体内蛋白质的合成无任何不良影响而且具有促进钙吸收、降血压、提高免疫力等生理功能。此外功能肽具有良好的水合性使其溶解度增加黏度降低、胶凝程度减小发泡性丧失具有优良的加工性能。目前在食品中已经应用或出现了应用苗头的功能肽主要有以下种类。肽的理化性质一、肽的物理性质A、肽的两性:与氨基酸相似肽类物质也具有两性和等电点。例如GlyAsppIGlyGlyGlypI利用多肽的等电点可以进行肽类物质的分离。B、黏度与溶解度天然蛋白的水溶液当其浓度超过时就会形成凝胶不利于蛋白溶液的制备而多肽即使在的高浓度下和在较宽的pH范围内仍能保持溶解状态同时还具有较强的吸湿性和保湿性这使无法实现的高蛋白饮料和高蛋白果冻的生产成为可能。C、渗透压和对产品质构的调节作用当一种液体的渗透压比体液高时易使人体周边组织细胞中的水分向胃肠移动而出现腹泻。多肽溶液的渗透压比氨基酸溶液要低因此可以克服因氨基酸溶液渗透压高而导致的问题。多肽具有抑制蛋白质形成凝胶的性能可利用此性质来调整食品的质构。如水产、肉、禽蛋白在加热时因形成凝胶而变硬适量加入大豆多肽就会起到软化的作用。二、化学性质肽类物质基本的化学性质和氨基酸基本的化学性质相同都是由其特征性官能团决定的。但肽和蛋白可以发生双缩脲反应而氨基酸则不能。

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