氨基酸、肽和蛋白质

大学生物化学第二章氨基酸、肽和蛋白质包括氨基酸的分类、酸碱性质、化学反应、旋光性和光谱性质等知识，主页有整本书完整版生物化学

氨基酸、肽和蛋白质

• 氨基酸——蛋白质的单体亚基
  • 蛋白质的水解
    • 酸水解（完全水解）
      • 6mol/L HCL或4mol/L H₂SO₄
      • Trp破坏
      • Gln→Glu，Asn→Asp
    • 碱水解（完全水解）
      • 5mol/L NaOH
      • L-Aa→D-Aa
    • 酶水解（部分水解）
      • 常用胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶以及胃蛋白酶等
      • 不产生消旋作用，也不破坏氨基酸
  • α-氨基酸的一般结构
    • 羧基相邻的α-碳原子上都有一个氨基
• 氨基酸（约300种)的分类
  • 蛋白质氨基酸
    • 基本氨基酸（常见氨基酸）
      • 分类
        • 非极性脂肪族R基氨基酸
          • 缬氨酸Val
          • 异亮氨酸Ile
          • 亮氨酸Leu
          • 甲硫氨酸Met
          • 丙氨酸Ala
          • 脯氨酸Pro
          • 甘氨酸Gly
        • 芳香族R基氨基酸
          • 苯丙氨酸Phe
          • 色氨酸Trp
          • 酪氨酸Tyr
            • 极性、不带电
        • 极性、不带电荷的R基氨基酸
          • 色氨酸Ser
          • 苏氨酸Thr
          • 半胱氨酸Cys
          • 天冬氨酸Asn
          • 谷氨酰胺Gln
        • 极性、带正电荷的（碱性）R基氨基酸
          • 赖氨酸Lys
          • 精氨酸Arg
          • 组氨酸His
        • 极性、带负电荷的（酸性）R基氨基酸
          • 天冬氨酸Asp
          • 谷氨酸Glu
      • 特点
        • 除脯氨酸外均为α-氨基酸
        • 除甘氨酸外，αC均为不对称碳原子，均为L-氨基酸，具有旋光性
    • 不常见氨基酸（修饰氨基酸）
      • 4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸、6-N-甲基赖氨酸、4-羟基谷氨酸、硒代半胱氨酸
  • 非蛋白质氨基酸（约200种）
    • 鸟氨酸、瓜氨酸、高半胱氨酸、高丝氨酸
• 氨基酸的酸碱性质
  • 氨基酸的解离
    • 兼性离子（偶极离子）
    • 两性电解质
    • 解离常数
  • 氨基酸的等电点pI
    • 定义
      • 氨基酸处于净电荷为0时的特征pH
    • 平均值
    • 说明
      • 每种氨基酸都有其特定的等电点，是特征物理常数。它与离子浓度无关。其值决定于偶离子两侧的pK值，而与其它基因的解离常数无关
      • 等电点不是氨基酸带电荷最少的pH，而是带净电荷为0时的溶液pH值
      • 因为-COOH比-NH₃+更易发生解离，因此对于-NH₃和-COOH的氨基酸，其pI＜7而不是=7
      • 判断氨基酸在溶液中的带电情况的快去方法
        • pH＜pI
          • 带净正电荷
        • pH=pI
          • 净电荷为0
        • pH＞pI
          • 带净负电荷
      • 在等电点时，氨基酸的溶解度最小，等电性最差
• 氨基酸的化学反应
  • α-羧基参加的反应
    • 酯化
      • 醇和强酸
    • 酰氯化
      • 五氯化磷PCl₅、二氯亚砜SOCl₂
    • 酰胺化
      • 无水乙醇
  • α-氨基参加的反应
    • 酰氯、酸酐酰化
    • 与醛形成西佛碱
    • 与DNFB(2，4-二硝基氟苯)
      • 2，4-二硝基氨基酸（DNP-Aa，黄色)
    • 与PITC(异硫氰酸苯酯)
      • 子主题
  • α-羧基和α-氨基共通参加的反应
    • 成肽反应
    • 与茚三酮反应
      • 蓝紫色物质
      • Pro黄色物质
  • 侧脸官能团参加的反应
    • Pauly反应（检测酪氨酸）
      • 酪氨酸+重氮化合物=橘黄色化合物
    • 半胱氨酸
      • 半胱氨酸+DTNB(Ellman试剂)=硫硝基苯甲醛
      • 半胱氨酸氧化成胱氨酸（二硫键的形成）
• 氨基酸的旋光性和光谱性质
  • 氨基酸的旋光性和立体化学
    • 消旋现象
      • 外消旋
      • 内消旋
    • 比旋度
  • 氨基酸的光谱性质
    • 紫外吸收光谱
    • 核磁共振
    • 荧光光谱
• 熔点和味感
  • 一般熔点
    • 大于200℃
  • 味感
    • D-氨基酸多带甜味，最甜为D-Trp，为蔗糖的40倍
    • L-氨基酸有甜、苦、咸、酸4种口味
      • 甜味氨基酸
        • Gly、Ala、Ser、Thr、Pro、Gln
      • 苦味氨基酸
        • Val、Leu、Ile、Met、Phe、Trp、Arg、His
      • 酸味氨基酸
        • Asp、Glu、Asn
      • 咸味氨基酸
        • GluNa、AspNa
• 氨基酸混合物的分析和分离
  • 分配层析
    • 基本原理
      • 利用混合物中各组分在各种物理性质上的差异，使各组分以不同的程度分布在两相(固定相/流动相)中，当流动相流过固定相时，各组分以不同的速度移动，从而达到分离的目的
    • 主要种类
      • 分配柱层析
      • 纸层析
      • 薄层层析
  • 离子交换层析
• 肽
  • 肽和肽键的结构
    • 肽
      • 寡肽
        • 二肽、五肽、10-肽
      • 多肽
        • 多于20个氨基酸残基
    • 肽键
      • 结构
        • -CO-NH-
      • 特点
        • 连接肽键的6个原子处于同一平面上，共同构成刚性的肽平面
        • 肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转
        • 肽键两侧的基团永远处于反式状态
        • N上的H永远不解离
        • 肽键以锯齿状的方式构成了多肽链的主体
  • 天然存在的活性肽
    • 谷胱甘肽（GSH）
    • 催产素和加压素（9肽）
    • 促肾上腺皮质激素（ACTH，39肽）
    • 脑肽(脑啡肽，39肽)
    • 胆囊收缩肽（33肽）
    • 胰高血糖素（29肽）
    • 其他：神经生长因子（NGF）、表皮生长因子（EGF）
• 蛋白质的组成、分类、分子大小和结构层次
  • 化学组成
    • C、H、O、N、P、S
    • 蛋白质含量=蛋白氮×6.25（凯氏定氮法）
  • 分类
    • 依据蛋白质成分
      • 简单蛋白
        • 仅含氨基酸
      • 结合蛋白
        • 核蛋白
        • 糖蛋白/蛋白聚糖
        • 脂蛋白
        • 鳞蛋白
        • 色蛋白
        • 金属蛋白
    • 依据蛋白质构象
      • 纤维状蛋白质
      • 球状蛋白质
      • 膜蛋白质
    • 依据溶解性分类
    • 依据蛋白质功能
      • 调节蛋白
      • 物质催化剂
      • 激素
      • 免疫球蛋白
      • 贮藏蛋白
      • 支撑及运动蛋白
      • 其它
    • 依据营养性分类
      • 完全蛋白
      • 非完全蛋白
      • 不完全蛋白
  • 分子量
    • 1万-100万
  • 组织层次
    • 一级结构
      • 蛋白质氨基酸的排列顺序与连接方式
    • 二级结构
      • 肽链骨架中局部肽段借助氢键形成的周期性结构
    • 超二级结构
    • 三级结构
      • 多肽链借助非共价力折叠成具有特定走向的完整球状实体
    • 四级结构
      • 具有三级结构的亚基借助非共价力彼此缔合成寡聚蛋白质
• 蛋白质的一级结构
  • 特征
    • 由相应的基因所决定
    • 每种蛋白质都有其特定的一级结构
    • 构成蛋白质的weiL-α-氨基酸
    • 20种氨基酸在蛋白质中出现的几率有一定的差异性
    • 稳定性主要依靠肽键
    • 决定其高级结构
  • 测定策略与方法
    • Edman降解法
    • 质谱法
    • 重叠肽法
    • DNA测定法