(精品)氨基酸的结构与功能

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,氨基酸的,结构与功能,蛋白质和肽的组成单位,通过共价键（肽键）相连,蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸,20,种常见的蛋白质氨基酸,+2,种不常见的蛋白质氨基酸,相同的结构通式,差别在侧链基团（,R,基团）,所有的生物体都含有,20,种常见的蛋白质氨基酸,2,种不常见的蛋白质氨基酸：含硒半胱氨酸（第,21,种）和吡咯赖氨酸（第,22,种）,蛋白质的不同结构与功能与氨基酸序列有关,氨基酸,氨基酸的结构通式,不同的侧链基团,不同的理化性质,氨基酸的分类,脂肪族,芳香族,含硫族,极性,/,不带电荷,碱性,/,酸性,疏水：非极性,R,基团,亲水：极性的,R,基团（电中性、带负电荷、带正电荷）,亲水氨基酸,VS,疏水氨基酸,极性氨基酸或亲水氨基酸的,R,基团为极性，对水分子具有一定的亲和性，一般能和水分子之间形成氢键。它们包括,Ser,、,Thr,、,Tyr,、,Cys,、,Sec,、,Asn,、,Gln,、,Asp,、,Glu,、,Pyl,、,Arg,、,Lys,、,His,；非极性氨基酸或疏水氨基酸的,R,基团呈非极性，对水分子的亲和性不高或者极低，但对脂溶性物质的亲和性较高。属于疏水氨基酸的有,Gly,、,Ala,、,Val,、,Leu,、,Ile,、,Pro,、,Met,、,Phe,和,Trp,。,含硒半胱氨酸只存在于含硒蛋白之中，而吡咯赖氨酸仅存在于一些真细菌和古细菌体内，作为与产甲烷代谢有关的某些酶的组分。,必需氨基酸,VS,非必需氨基酸,必需氨基酸是指人体必不可少，而机体内又不能合成、必须从食物中补充的氨基酸。如果饮食中经常缺少它们，就会影响健康。必需氨基酸共有,10,种：,Lys,、,Trp,、,Phe,、,Met,、,Thr,、,Ile,、,Leu,、,Val,、,Arg,和,His,。人体虽能够合成,Arg,和,His,，但合成的量通常不能满足正常的需要，因此这两种氨基酸又被称为半必需氨酸。,-,Tip MTV Hall,余下的氨基酸则属于非必需氨基酸，动物体自身可以进行有效的合成，它们包括：,Ala,，,Asn,、,Asp,、,Gln,、,Glu,、,Pro,、,Ser,、,Cys,、,Tyr,和,Gly,。,笨,（苯丙氨酸）,蛋,（蛋氨酸）,精,（精氨酸）,来,（赖氨酸）,宿,（苏氨酸）,舍,（色氨酸）,住,（组氨酸）,亮,（亮氨酸）,凉,（异亮氨酸）,鞋,（缬氨酸）,中文名称,英文全名,三字母缩写,单字母缩写,丙氨酸,Alanine,Ala,A,精氨酸,Arginine,Arg,R,天冬酰胺,Asparagine,Asn,N,天冬氨酸,Aspartic acid,Asp,D,半胱氨酸,Cysteine,Cys,C,谷氨酰胺,Glutamine,Gln,Q,谷氨酸,Glutamic acid,Glu,E,甘氨酸,Glycine,Gly,G,组氨酸,Histidine,His,H,异亮氨酸,Isoleucine,Ile,I,亮氨酸,Leucine,Leu,L,赖氨酸,Lysine,Lys,K,甲硫氨酸（蛋氨酸）,Methionine,Met,M,苯丙氨酸,Phenylalanine,Phe,F,脯氨酸,Proline,Pro,P,丝氨酸,Serine,Ser,S,苏氨酸,Threonine,Thr,T,色氨酸,Tryptophan,Trp,W,酪氨酸,Tyrosine,Tyr,Y,缬氨酸,Valine,Val,V,含硒半胱氨酸,Selenocysteine,Sec,U,吡咯赖氨酸,Pyrrolysine,Pyl,？,天冬氨酸,/,天冬酰胺,Asparagine/aspartic acid,Asx,B,谷氨酸,/,谷氨酰胺,Glutamine/glutamic acid,Glx,Z,氨基酸的名称和缩写,非蛋白质氨基酸,这些氨基酸通常以游离的形式存在，具有特殊的生理功能或者作为代谢的中间物和某些物质的前体，它们并不能参入到多肽和蛋白质分子之中。例如在动物体内充当神经递质的,-,氨基丁酸（,Gamma-aminobutyric acid,，,GABA,）、作为维生素泛酸（,pantothenic acid,）组分的,-,丙氨酸和参与尿素循环的鸟氨酸（,ornithine,）和瓜氨酸（,citrulline,）,。,氨基酸的性质,缩合,手性（,Gly,除外）,酸碱解离性质与两性离子,R,基团的结构变化和化学反应性质,氨基酸的缩合反应与肽,D,型氨基酸与,L,型氨基酸,22,种蛋白质氨基酸分子中，除了甘氨酸，均至少含有一个不对称碳原子（,Thr,和,Ile,有两个手性碳），因此除甘氨酸以外的,21,种标准氨基酸都具有手性性质。如果以,L,型甘油醛为参照物，具有不对称碳原子的氨基酸就有,D,型和,L,型两种对映异构体。实验证明，蛋白质分子中的不对称氨基酸都是,L,型。,D,型氨基酸仅存在于一些特殊的抗菌肽和某些细菌的细胞壁成分之中，它们不能参入到在核糖体上合成的多肽或蛋白质分子之中。,氨基酸的,D,型和,L,型与氨基酸的旋光方向没有必然的联系。,由于氨基酸既含有碱性的氨基又含有酸性的羧基，因此氨基酸具有特殊的解离性质，但氨基算的碱性和酸性分别弱于单纯的胺和羧酸。一个氨基酸分子内部的酸碱反应使氨基酸能同时带有正负两种电荷，以这种形式存在的离子被称为兼性离子（,zwitterions,）或两性离子。,特殊的酸碱性质与等电点,对于任何一种氨基酸来说，总存在一定的,pH,值，使其净电荷为零，这时的,pH,值被称为等电点。,pI,是一个氨基酸的特征常数。在等电点,pH,时，氨基酸在电场中，不向两极移动，并且绝大多数处于兼性离子状态，少数可能解离成阳离子和阴离子，但解离成阴、阳离子的趋势和数目相等。,等电点（,pI),反应类型,反应试剂,主要反应产物,用途,氨基参与的反应,HNO,2,甲醛,酰化试剂苄氧酰氯、叔丁氧酰氯、对甲苯磺酰氯、丹磺酰氯等,2,4,二硝基氟,苯,(DNFB),苯异硫氰酸酯（,PITC,）,氨基酸氧化酶、转氨酶等,羟酸，,N,2,二羟甲基氨基酸,酰化氨基酸,DNP-,氨基酸,PTC-,氨基酸，,PTH-,氨基酸,酮酸等,Van Slyke,定氮,氨基酸滴定,肽的人工合成氨基的保护；丹磺酰氯可用于,N-,端氨基酸的标记和微量氨基酸的定量。,多肽和蛋白质,N-,端氨基酸的鉴定（,Edman,降解）,细胞内氨基酸的代谢,羧基参与的反应,碱,醇,tRNA,、氨酰,tRNA,合成酶、,ATP,等,脱羧酶,氨基酸盐,氨基酸酯,氨酰,tRNA,胺,氨基酸羧基的保护和活化,蛋白质的生物合成,氨基酸的代谢,氨基和羧基同时参与的反应,茚三酮,肽酰转移酶等,紫色物质,Pro,为黄色物质,肽,氨基酸的定性和定量,多肽和蛋白质的生物合成,氨基酸的主要反应,所有氨基酸及具有游离,-,氨基的肽与茚三酮反应都产生蓝紫色物质，只有脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生黄色物质。,侧链基团,反应试剂,产物,用途,Arg,的胍基,-,萘酚、次溴酸钠,坂口试剂,桃红色物,鉴定,Arg,Met,的,-S-CH,3,H,2,O,2,过氧化物,抑制某些蛋白质的活性,Cys,的,-SH,碘代乙酸、过甲酸,乙酸硫基、磺基,肽链拆分,His,的咪唑基,重氮苯磺酸,Pauly,试剂,樱红色物,鉴定,His,Tyr,的酚基,重氮苯磺酸,Pauly,试剂,桔黄色物,鉴定,Tyr,Tyr,的酚基,磷钼酸、磷钨酸,Folin,试剂,蓝色物质,定量测定蛋白质、,Tyr,Trp,的吲哚基,对二甲基氨基苯甲醛,蓝色物质,鉴定,Trp,Ser,、,Thr,和,Tyr,的羟基,激酶、,ATP/,镁离子,磷酸化的氨基酸,调节酶的活性,氨基酸侧链基团的反应性质,氨基酸的分离与纯化技术,所有关于氨基酸的分离手段都建立在它们在物理性质（大小）或化学性质（电荷）的差别的基础之上。用于分离、纯化氨基酸的主要手段是,电泳,和,层析,。,Ala,、,Lys,和,Asp,的电泳分离,离子交换层析分离氨基酸的原理,