氨基酸和肽课件.pptx

1、2.氨基酸和肽所有的蛋白质（生物界：10101012种）主要由20种氨基酸构成，这20种氨基酸是生物界通用的或标准的氨基酸。氨基酸是蛋白质的构件分子。L-L-氨基酸的基本结构氨基酸的基本结构C CH HH H2 2N NCOOHCOOHR R侧链侧链残基：在肽链中每个氨基酸都脱去一个水分子，脱水后的残余残基：在肽链中每个氨基酸都脱去一个水分子，脱水后的残余部分叫残基（部分叫残基（residue),residue),因此蛋白质肽链中的氨基酸统统是残因此蛋白质肽链中的氨基酸统统是残基形式。基形式。自然选择了自然选择了L-L-型氨基酸，型氨基酸，D-D-型没有营养价值，仅存在于缬氨霉型没有营养价值，

2、仅存在于缬氨霉素、短杆菌肽等极少数寡肽之中，没有在蛋白质中发现。素、短杆菌肽等极少数寡肽之中，没有在蛋白质中发现。D D：dextrodextro 右右 ；L L：levo levo 左左 表表2.1 2.1 二十种常见蛋白质氨基酸名称与符号二十种常见蛋白质氨基酸名称与符号 英文名称英文名称 中文名称中文名称 三字母缩写三字母缩写 单单字母符号字母符号alaninealanine丙氨酸丙氨酸AlaAlaA Aarginine arginine 精氨酸精氨酸 ArgArgR Rasparagineasparagine天冬酰天冬酰胺胺Asn AsxAsn AsxN Naspartic acidas

3、partic acid 天冬氨酸天冬氨酸Asp AsxAsp AsxD Dcystinecystine半胱氨酸半胱氨酸CysCysC Cglutamineglutamine谷氨酰胺谷氨酰胺Gln GlxGln GlxQ Qglutamic acidglutamic acid 谷氨酸谷氨酸Glu GlxGlu GlxE Eglycineglycine甘氨酸甘氨酸GlyGlyG Ghistidinehistidine组氨酸组氨酸HisHisH Hisoleucineisoleucine异亮氨酸异亮氨酸IleIleI Ileucineleucine亮氨酸亮氨酸LeuLeuL Llysinelysin

4、e赖氨酸赖氨酸LysLysK Kmethioninemethionine甲硫氨酸甲硫氨酸MetMetM Mphenylalaninephenylalanine 苯丙氨酸苯丙氨酸PhePheF Fprolineproline脯氨酸脯氨酸ProProP Pserineserine丝氨酸丝氨酸SerSerS Sthreoninethreonine苏氨酸苏氨酸ThrThrT Ttryptophantryptophan色氨酸色氨酸TrpTrpW Wtyrosinetyrosine 酪氨酸酪氨酸TyrTyrY Yvalinevaline缬氨酸缬氨酸ValValV V2.1.2 2.1.2 二十种氨基酸的分

5、类二十种氨基酸的分类据营养据营养学分类学分类 必需必需非必需非必需据据R R基团化基团化学结构分类学结构分类 脂肪族脂肪族A A（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）芳香族芳香族A(PheA(Phe、TyrTyr、Trp)Trp)杂环杂环(His(His、Pro)Pro)据据R R基团基团极性分类极性分类极性极性R R基团基团AAAA非极性非极性R R基团基团AAAA（9 9种）种）不带电荷不带电荷（6 6种）种）据氨基、羧据氨基、羧基数分类基数分类一氨基一羧基一氨基一羧基一氨基二羧基一氨基二羧基(Glu(Glu、Asp)Asp)二氨基一羧基二氨基一羧基(Lys(

6、Lys、HisHis、Arg)Arg)人必需氨基酸人必需氨基酸Trp Ile Phe Trp Ile Phe Met Thr ValMet Thr ValHisHis ArgArg Lys Leu Lys Leu 带电荷：正电荷带电荷：正电荷（种）负电荷种）负电荷（种）种）甘氨酸甘氨酸 （Gly,GGly,G）丙氨酸丙氨酸 （Ala,AAla,A）缬氨酸缬氨酸 （Val,VVal,V）亮氨酸亮氨酸 （Leu,LLeu,L）异亮氨酸异亮氨酸 （Ile,IIle,I）中性脂肪族氨基酸中性脂肪族氨基酸p11p11含羟基（醇类）和含硫脂肪族氨基酸含羟基（醇类）和含硫脂肪族氨基酸p11p11丝氨酸丝氨酸

7、 （Ser,SSer,S）苏氨酸苏氨酸 （Thr,TThr,T）半胱氨酸半胱氨酸 （Cys,CCys,C）甲硫氨酸甲硫氨酸 （Met,MMet,M）酸性氨基酸及酰胺酸性氨基酸及酰胺p11p11天冬氨酸天冬氨酸 （Asp,DAsp,D）谷氨酸谷氨酸 （Glu,EGlu,E）天冬酰胺天冬酰胺 （Asn,NAsn,N）谷氨酰胺谷氨酰胺 （Gln,QGln,Q）碱性氨基酸碱性氨基酸p11p11赖氨酸赖氨酸 （Lys,KLys,K）精氨酸精氨酸 （Arg,RArg,R）组氨酸组氨酸 （His,HHis,H）杂杂 环氨基环氨基酸酸杂环氨基酸杂环氨基酸p127p127 组氨酸组氨酸 (咪唑基咪唑基)（His

8、,HHis,H）脯氨酸脯氨酸 （Pro,PPro,P）芳香族氨基酸芳香族氨基酸p12p12苯丙氨酸苯丙氨酸 （Phe,FPhe,F）酪氨酸酪氨酸 （Tyr,YTyr,Y）色氨酸色氨酸 (吲哚基吲哚基)（Trp,WTrp,W）Trp,TyrTrp,Tyr和和PhePhe的紫外吸收的紫外吸收紫外吸收紫外吸收 色氨酸、酪氨酸色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在的最大吸收峰在 280 280 nmnm 附近。附近。大多数蛋白质含大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液所以测定蛋白质溶液280nm280nm的光吸收值是分的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量析溶液中蛋白质含量的快速简便

9、的方法。的快速简便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收芳香族氨基酸的紫外吸收几种特殊氨基酸几种特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸（亚氨基酸）（亚氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2 半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨酸二硫键二硫键-HH 同一个氨基酸分子上可以即有正电荷又有负电同一个氨基酸分子上可以即有正电荷又有负电荷，故称为两性电解质。荷，故称为两性电解质。在水溶液中，氨基和羧基在不同的在水溶液中，氨基和羧基在不同的pHpH条件下表条件下表现出不同的解离状态，在特现出不同的解离状态，在特定定的的pHpH条件下会呈条件下会呈电荷中性，这时的电荷中性，这时的pHpH称

10、为等电点称为等电点（isoelectric point),isoelectric point),以符号以符号pIpI 来表示。来表示。PIPI是氨基酸的重要常数之一，它的意义在于，是氨基酸的重要常数之一，它的意义在于，物质在物质在PIPI处的溶解度最小，是分离纯化物质的处的溶解度最小，是分离纯化物质的重要手段。重要手段。2.22.2氨基酸的酸碱氨基酸的酸碱特性特性 氨基酸氨基酸为为两性电解质两性电解质氨基酸的酸碱滴定氨基酸的酸碱滴定当溶液的当溶液的PHPH值值PIPI时，时，aaaa带电为带电为+/-+/-？当溶液的当溶液的PHPH值值PIPI时，时，aaaa带电为带电为+/-+/-？对于所有

11、的对于所有的R R基团不解离的氨基酸而言（即解离只发生基团不解离的氨基酸而言（即解离只发生在在-羧基和羧基和-氨基上），计算起来非常简单：氨基上），计算起来非常简单：PIPI（PK1+PK2PK1+PK2）/2/2 若是碰到若是碰到R R基团也解离的，氨基酸就有了多级解离，这基团也解离的，氨基酸就有了多级解离，这个公式就不好用了，比如个公式就不好用了，比如LysLys、GluGlu、CysCys等。等。氨基酸等电点的计算氨基酸等电点的计算在这种情况下可以按下面的步骤来计算：在这种情况下可以按下面的步骤来计算：由由PKPK值判断解离顺序，总是值判断解离顺序，总是PK1 PK2 PK1 PK2 P

12、K3 PK3，即谁的，即谁的PKPK值小，谁就先解离。值小，谁就先解离。按照解离顺序正确写出解离方程式：简式，注意解离按照解离顺序正确写出解离方程式：简式，注意解离基团的正确写法。基团的正确写法。找出呈电中性的物质，其左右找出呈电中性的物质，其左右PKPK值的平均值就是氨值的平均值就是氨基酸的等电点：基酸的等电点：PIPI（PKPK左左+PK+PK右右）/2/2 THANK YOUSUCCESS2023-2-1421可编辑氨基的化学反应氨基的化学反应:与与茚三酮茚三酮 (ninhydrin)(ninhydrin)的反应的反应 定量定性测定定量定性测定 与与2,4-2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯

13、(DNBF)(DNBF)的反应的反应 （sangersanger反应）反应）用于蛋白质用于蛋白质N-N-端测定端测定 与与二甲基氨基萘磺酰氯二甲基氨基萘磺酰氯 (DNS-Cl)(DNS-Cl)的反应的反应 测序测序 与与EdmanEdman试剂试剂(苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯PITC)PITC)和和 测序测序 有色有色EdmanEdman试剂试剂的反应的反应（EdmanEdman反应）反应）用于蛋白用于蛋白N-N-端测定，端测定，蛋白质顺序测定仪设计原理的依据蛋白质顺序测定仪设计原理的依据紫色物质，用于紫色物质，用于氨基酸氨基酸的比色测定和纸层析显色的比色测定和纸层析显色与水含茚三酮的反应：与水

14、含茚三酮的反应：R CHNH2COOHOOOHOH+2H2OOOOONHCHRN CHCOOHRCO2OON CH2ROONH2HRCHO +OOOHOHOONHOOOONOOHH2O氨基酸与氨基酸与2,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯(DNFB)(DNFB)的反应的反应（sangersanger反应）反应）DNFBDNFB（dinitrofluorobenzenedinitrofluorobenzene）DNP-AA(黄色黄色)+HFHF弱硷中弱硷中氨基酸氨基酸氨基酸与苯异硫氰酯（氨基酸与苯异硫氰酯（PITCPITC）的反应）的反应（EdmanEdman反应）反应）PITCPITC（phen

15、ylisothiocyanatephenylisothiocyanate）+苯乙内酰硫脲衍生物苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA)（phenylisothiohydantion-AA）弱碱中弱碱中(400 C)(硝基甲烷硝基甲烷 400 C)H+Edman Edman 水解：水解：异硫睛酸苯酯异硫睛酸苯酯（）N CSC6H5N C SC6H5+H2N CHRCONH CH CORNHC6H5CSHN CHRCONH CH CORHClNC CHNHCOC6H5SR+NH2CH COR层析分离，与标准样品对照，确定CHRCOOH继续降解自动化分析（多肽不太长时可靠）只能测几十个氨基酸的顺序2.4

16、2.4 肽肽*肽键肽键(peptide bond)(peptide bond)是由一个氨基酸的是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩氨基脱水缩合而形成的化学键。合而形成的化学键。（一）肽（一）肽(peptide)(peptide)NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽键NH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHO*肽肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。化合物。*两分子氨基酸缩合

17、形成两分子氨基酸缩合形成二肽二肽，三分子氨，三分子氨基酸缩合则形成基酸缩合则形成三肽三肽*肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为团不全，被称为氨基酸残基氨基酸残基(residue)(residue)。*由十个以内氨基酸相连而成的肽称为由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡寡肽肽(oligopeptide)(oligopeptide)，由更多的氨基酸相由更多的氨基酸相连形成的肽称连形成的肽称多肽多肽(polypeptide)(polypeptide)。肽肽(peptide)peptide)是氨基酸的线性聚合物，是氨基酸的线性聚合物，因此也常称肽链因此也常称

18、肽链(peptide chainpeptide chain)。寡肽：寡肽：3-103-10，无构象，谷胱甘肽是，无构象，谷胱甘肽是3 3肽肽多肽：多肽：10-5010-50，介于之间，胰高血糖素是，介于之间，胰高血糖素是2929肽肽蛋白质：蛋白质：5050以上，有特定的构象，胰岛素是以上，有特定的构象，胰岛素是5151肽。肽。是由一条或多条多肽链构成的大分子。是由一条或多条多肽链构成的大分子。肽的种类肽的种类肽的表示法肽的表示法 N N端、端、C C端的概念端的概念：肽链的两个端点肽链的两个端点N N端的氨基酸残基的端的氨基酸残基的-氨基未参与肽键的形成，氨基未参与肽键的形成，C C端的端的氨

19、基酸残基的氨基酸残基的-羧基未参与肽键的形成。羧基未参与肽键的形成。写法和读法：写法和读法：规定书写方法为规定书写方法为N N端端C C端，例如：端，例如：Ala-Gly-PheAla-Gly-Phe，读作：，读作：丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。注意有时会看到一些奇怪的写法，比如：注意有时会看到一些奇怪的写法，比如：NH2-Ala-NH2-Ala-Gly-Phe-COOHGly-Phe-COOH，或，或H-Ala-Gly-Phe-OHH-Ala-Gly-Phe-OH，均属于画蛇添，均属于画蛇添足，但足，但Ala-Gly-Phe-NH2Ala-Gly-Phe-NH2则表示则表示C

20、C端被酰胺化了。端被酰胺化了。若有必要从若有必要从C C端端N N端写，则必须标明，端写，则必须标明，如（如（C C）Phe-Gly AlaPhe-Gly Ala（N N）N N末端末端C C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶2.5 2.5 天然存在的活性肽天然存在的活性肽类别：激素、抗菌素、辅助因子类别：激素、抗菌素、辅助因子实例：实例：1.1.谷胱甘肽（结构见后）谷胱甘肽（结构见后）2.2.催产素和加压素：催产素和加压素：9 9肽或环肽或环8 8肽，都是脑垂体后叶激素，肽，都是脑垂体后叶激素，都有升血压、抗利尿、刺激子宫收缩、排乳的作用，催产都有升血压、抗利尿、刺激子宫收缩、排乳的作用，催产

21、素促进遗忘，加压素增强记忆。素促进遗忘，加压素增强记忆。3.3.短杆菌肽（见后）和放线菌素短杆菌肽（见后）和放线菌素4.4.促甲状腺素释放因子：促甲状腺素释放因子：TRFTRF，是个三肽，是个三肽5.5.胰高血糖素：胰高血糖素：2929肽，升高血糖，作用同肾上腺素。肽，升高血糖，作用同肾上腺素。1.1.谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione,GSH)(glutathione,GSH)GSHGSH过氧过氧化物酶化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH GSH还原酶还原酶NADPHNADPH+H H+NADPNADP+习题参考答案1.3 側链側链 p23p23a.含有一个羟基：Ser

22、 Thr Tyrb.含有一个氨基：Lysc.含有一个具有芳香性质的基团：Phe Tyr Trpd.含有分支的芳脂肪族烃链：Leu Ile Vale.含有硫：Cys Met 1.4 b 在pH1，4，8，12时组氨酸的净电荷分别是多少？pK1=1.82 pK2=6.0 pK3=9.17 His+His+-His+-His-Henderson-Hasselbalch公式：1=1.82+lg(His+-/His+)lg(His+-/His+)=-0.82 lg(1/10 0.82)=lg(1/6.6)His+-=13%His+=87%所以在pH=1时，组氨酸的净电荷数为+1.87 8=9.17+lg

23、(His-/His+-)lg(His-/His+-)=-1.17 lg(1/10 1.17)=lg(1/14.8)His-=6%His+-=94%所以在pH=8时，组氨酸的净电荷数为-0.06 pI=7.59 P49 第2题 头发生长速度 15cm20cm/年 0.15mX109/365X24X60X60 =0.15mX109/3.154X107=4.756nm/sor =0.20mX109/3.154X107=6.341nm/s 每个aa的伸展长度：0.54nm/3.6=0.15nm 4.756/0.15=31.7/sor 6.341/0.15=42.3/s P49 第4题 A=CL Trp

24、=3400/mol.cm A=0.1 代入得 C=2.94x10-5 mol 已知此蛋白的MW 为1x105,且含有3个Trp.所以该溶液的蛋白质浓度为：2.941x10-5x 1x105/3=0.98mg/mlP65 第7题1 由酸水解得 Ala,Arg,Leu,Met,Phe,Thr,2Val 这说明了肽链的aa组成。2 Sanger试剂处理得：DNP-Ala 这说明了肽链的N端是Ala3 胰蛋白酶处理得一个三肽：Ala,Arg,Thr和一个 五肽 Leu,Met,Phe,2Val 由于胰蛋白酶只能催化Lys、Arg的羧基侧的肽键 的水解，故三肽的排列为：Ala-Thr-Arg 当以San

25、ger试剂处理得DNP-Ala和DNP-Val Ala是三肽的N端，Val是五肽的N端 Ala-Thr-Arg-Val(Leu,Val,Met,Phe)4 溴化氢处理得一个六肽：Ala,Arg,高丝氨酸内酯,Thr,Val 和一个二肽：Leu 和 Phe，当用Sanger试剂处理得DNP-Ala和DNP-Leu Sanger试剂处理说明，二肽的排列是：Leu-Phe 溴化氢处理说明，六肽的C端是 Met 总的拼接是：Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe42写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way讲师：XXXXXX XX年XX月XX日