(Amino Acid, AA, Aa, aa)

1. 第3章 氨基酸 (Amino Acid, AA, Aa, aa)

2. ——蛋白质的构件分子 一、氨基酸 Protein Architecture

3. （一） 蛋白质水解 蛋白质——月示——胨——多肽——肽——AA 1*104 5*103 2*103 1000 200 100 -500 • 蛋白质和多肽的肽键可被催化水解 • 酸/碱能将蛋白完全水解 • 酶水解一般是部分水解 得到各种AA的混合物 得到多肽片段和AA的混合物 氨基酸是蛋白质的基本结构单元

4. （二） 氨基酸的结构 地球上天然形成的AA300种以上。 构成蛋白质的AA只有20余种，且都是α-氨基酸。

5. 什么是氨基酸？

7. 什么是α-氨基酸？ • ----C-C-C-C-COOH γ β α • ----C-C-C-C(NH2)-COOH α-氨基酸 • ----C-C-C(NH2)-C-COOH β-氨基酸 • ----C-C(NH2)-C-C-COOH γ-氨基酸

8. 大多数AA在中性pH时呈兼性离子状态: • 除甘氨酸外，19种AA都具有旋光性。 • 除胱氨酸和酪氨酸外，其余AA都能溶于水。 COO- NH3+

9. 二、氨基酸的分类 （一）常见的蛋白质氨基酸

10. 按Ｒ基的化学结构分类： １、脂肪族aa （１）中性aa

11. （2）含羟基或硫aa

13. （３）酸性aa及其酰胺

14. （４）碱性aa

15. ２、芳香族aa

16. ３、杂环aa

17. 按Ｒ基的极性性质分类： １、非极性Ｒ基aa

18. ２、不带电荷的极性Ｒ基aa

19. 3、带正电荷的Ｒ基aa

20. 4、带负电荷的Ｒ基aa

21. （二）不常见的蛋白质氨基酸 由常见aa经修饰而来。

24. （三）非蛋白质氨基酸 • 150多种 • 多是蛋白质中L型α-AA衍生物 • 有一些是β-，γ-，δ-AA • 有些是D-型AA

25. 鸟氨酸 瓜氨酸

26. 三、氨基酸的酸碱性质 （一）兼性离子

28. R R R + + H3N—CH—COOH H3N—CH—COO- H2N—CH—COO- （pH＜pI） （pH=pI） （pH＞pI） （二）氨基酸的解离

29. （三）氨基酸的等电点 • 当溶液为某一pH值时，AA主要以兼性离子的形式存在，分子中所含的正负电荷数目相等，净电荷为0。这一pH值即为AA的等电点（pI）。 • 在pI时，AA在电场中既不向正极也不向负极移动，即处于两性离子状态。

30. Ka1*Ka2=…… • 侧链不含离解基团的中性AA • pI = (pK’1 + pK’2 )/2

31. 甘氨酸滴定曲线

32. 对于侧链含有可解离基团的AA • pI取决于两性离子两边pK’值的算术平均值 • 酸性AA：pI = (pK’1 + pK’R-COO-)/2 • 碱性AA：pI = (pK’2 + pK’R-NH2 )/2

36. 四、氨基酸的化学反应

37. （一）α-氨基参加的反应 1.与亚硝酸反应 2.与酰化试剂反应 3.烃基化反应 4.形成Schiff’s碱反应 5.脱氨基反应

38. NH2 OH • R CH COOH + HNO2 R CH COOH+H2O+N2 • Van Slyke法测氨基氮（体积）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的测定。

39. R O2N O2N F + H2N—CH—COOH NO2 NO2 R HN—CH—COOH + HF DNFB 弱碱性 DNP-氨基酸 （黄色） Sanger 法测定N末端氨基酸基础

40. H R —N=C=S + N—CH—COOH H PITC H H R —N—C—N—CH—COOH S PTC-氨基酸 S —N—C C N O PTH-氨基酸 C H R 苯异硫氰酸酯PITC Edman降解法基础 pH8.3 无水HF 苯氨基硫甲酰衍生物 苯乙内硫脲衍生物

41. R’ COOH R’ COO C=O + H2N CH C=N CH H R H R -H20 +H20 醛 氨基酸 Schiff’s碱

42. 在生物体内经AA氧化酶催化 即脱去α-氨基而转变为酮酸。

43. （二） α-羧基参加的反应 1.成盐或成酯反应 2.成酰氯反应 3.脱羧基反应 4.叠氮反应

44. （2）成酯 NH2干燥，HCl R CH COOH + C2H5OH 回流 R CH COOC2H5 + H2O （1）与NaOH等形成盐 保护羧基 NH3·Cl

45. HN-保护基 R— CH-COOH + PCl5 HN-保护基 R — CH-COOCl + POCl3 + HCl 保护氨基 活化羧基

46. NH2脱羧酶 R—CH-COOH R-CH2-NH2 +CO2

47. 酰化氨基酸甲酯 肼 YNH O NH2NH2 R—CH—C—OCH3 YNH O HNO2 R—CH—C—NHNH2 YNH O R—CH—C—N -—N+ N + 2H2O 酰化氨基酰肼 酰化氨基酰叠氮 肽的人工合成

48. （三）α-羧基和α-氨基都参加的反应 1、 与茚三酮反应 2、 成肽反应

49. 弱酸 加热

50. （四） 侧链R基参加的反应 1、Tyr 2、碱性AA 2、碱性AA 3、带硫AA