高中生物竞赛课件:蛋白质的氨基酸组成及性质.pptx
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1、蛋白质的组成单位氨基酸1.水解作用提供了关于蛋白质组成和结构的极有价值的资料2.蛋白质可以被酸、碱或蛋白水解酶催化水解3.水解过程中,蛋白质逐渐被降解成相对分子质量越来越小的肽片段,直到最后成为游离氨基酸的混合物4.根据水解程度,分为完全水解和部分水解u部分水解:产物是大小不等的肽段和氨基酸u完全水解:水解产物是各种氨基酸的混合物蛋白质肽片段游离氨基酸蛋白质的水解酸水解1.6 mol/L HCl 或4 mol/L H2SO4,回流煮沸20 h左右可使蛋白质完全水解;蛋白质的组成单位氨基酸蛋白质的水解2、优点:不引起氨基酸消旋,得到的是L-氨基酸3、缺点:u色氨酸完全被沸酸所破坏u羟基氨基酸(丝
2、氨酸及苏氨酸)有一部分被分解u天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解下来碱水解1、5mol/L NaOH 共煮1020h,即可使蛋白质完全水解蛋白质的组成单位氨基酸蛋白质的水解2、优点:色氨酸是稳定的3、缺点:u碱水解引起精氨酸脱氨,生成鸟氨酸和尿素u水解过程中多数氨基酸遭到不同程度的破坏,并且产生消旋,所得产物是D-和L-氨基酸的混合物,称消旋物酶水解1.优点:不产生消旋作用,也不破坏氨基酸2.缺点:u使用一种酶往往水解不彻底,需几种酶协同作用才能使蛋白质完全水解u酶水解所需时间较长u酶法主要用于部分水解u常用的蛋白酶有胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶)以及胃蛋白酶等(获得蛋白质的部分水解产物,用
3、于一级结构分析)蛋白质的组成单位氨基酸蛋白质的水解蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的结构通式u常见AA有20种:19+1(脯氨酸,亚氨基酸)u水解释放的AA20种(修饰)u结构上的共同点:羧基相邻的-碳原子(C)上都有一个氨基,称为-氨基酸uC上还有一个氢原子和R基uAA的区别在于R基的不同氨基酸(amino acid):分子中既有氨基又有羧基的化合物蛋白质的组成单位氨基酸氨基酸的分类(1)蛋白质中的常见氨基酸根据R基的极性,及在中性条件下带电荷的情况,分为4类非极性R基氨基酸在水中溶解度小蛋白质的组成单位氨基酸(1)蛋白质中的常见氨基酸根据R基的极性,及在中性条件下带电荷的情况,分为4类非极性
4、R基氨基酸在水中溶解度小氨基酸的分类蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(1)蛋白质中的常见氨基酸根据R基的极性,及在中性条件下带电荷的情况,分为4类极性不带电荷的R基氨基酸易溶于水蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(1)蛋白质中的常见氨基酸根据R基的极性,及在中性条件下带电荷的情况,分为4类极性带负电荷的R基氨基酸极性带正电荷的R基氨基酸His是R基的pKa值在7附近的唯一aa,作为质子供体和受体在许多酶促反应中具有重要作用第二种分类方法1.酸性氨基酸 Glu,Asp;侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷的氨基酸。2.碱性氨基酸 His,Arg,Lys;侧链基团在中性溶液中解离后带正电荷的氨
5、基酸。3.中性氨基酸 侧链基团在中性溶液中不发生解离,因而不带电荷的氨基酸。可分为:极性氨基酸:Tyr,Cys,Ser,Thr,Asn,Gln,Trp;非极性氨基酸:Gly,Ala,Val,Leu,Ile,Pro,Phe,Met 蛋白质的组成单位氨基酸蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(1)蛋白质中的常见氨基酸20种氨基酸,记:R基团是亲水or疏水?三字母缩写和单字母缩写 为了表达蛋白质或多肽结构的需要,氨基酸的名称常常使用三字母的简写符号来表示,有时也用单字母的简写符号来表示,单字母主要用于表示长链多肽的氨基酸顺序氨基酸的简写规则氨基酸的简写规则蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(2)蛋
6、白质中的不常见氨基酸 有的蛋白质中还存在一些不常见的氨基酸,这些氨基酸在蛋白质生物合成中通常没有翻译密码,是蛋白质生物合成后由相应的氨基酸残基经加工修饰形成的u羟基化:Pro(4-羟脯氨酸)和Lys(5-羟赖氨酸)(结缔组织胶原蛋白)蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(2)蛋白质中的不常见氨基酸 有的蛋白质中还存在一些不常见的氨基酸,这些氨基酸在蛋白质生物合成中通常没有翻译密码,是蛋白质生物合成后由相应的氨基酸残基经加工修饰形成的u羟基化:Pro(4-羟脯氨酸)和Lys(5-羟赖氨酸)(结缔组织胶原蛋白)u甲基化:甲基组氨酸,-N-甲基赖氨酸,-N,N,N-三甲基赖氨酸(肌肉蛋白)蛋白质的组
7、成单位氨基酸 氨基酸的分类(2)蛋白质中的不常见氨基酸 有的蛋白质中还存在一些不常见的氨基酸,这些氨基酸在蛋白质生物合成中通常没有翻译密码,是蛋白质生物合成后由相应的氨基酸残基经加工修饰形成的u羟基化:Pro(4-羟脯氨酸)和Lys(5-羟赖氨酸)(结缔组织胶原蛋白);u甲基化:甲基组氨酸,-N-甲基赖氨酸,-N,N,N-三甲基赖氨酸(肌肉蛋白);u磷酸化:磷酸丝氨酸、磷酸苏氨酸、磷酸酪氨酸蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(2)蛋白质中的不常见氨基酸 有的蛋白质中还存在一些不常见的氨基酸,这些氨基酸在蛋白质生物合成中通常没有翻译密码,是蛋白质生物合成后由相应的氨基酸残基经加工修饰形成的u羟
8、基化:Pro(4-羟脯氨酸)和Lys(5-羟赖氨酸)(结缔组织胶原蛋白);u甲基化:甲基组氨酸,-N-甲基赖氨酸,-N,N,N-三甲基赖氨酸(肌肉蛋白);u磷酸化:磷酸丝氨酸、磷酸苏氨酸、磷酸酪氨酸u-羧基谷氨酸(凝血酶原、需要结合Ca2+作为生物学功能部分的蛋白质);蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(2)蛋白质中的不常见氨基酸硒代半胱氨酸u蛋白质生物合成期间掺入,非合成后修饰,由终止密码子兼做蛋白密码子uSer衍生而来u谷胱甘肽过氧化物酶,清除自由基u去碘酶:甲状腺素T4T3,缺乏导致呆小症蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(3)非蛋白质氨基酸和氨基酸衍生物 以游离或结合形式存在,但不
9、存在于蛋白质中。这类氨基酸中有些在代谢中起着重要的前体或中间体的作用,一些非蛋白质氨基酸已作为药物用于临床。神经递质L-谷氨酸-氨基丁酸蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(3)非蛋白质氨基酸和氨基酸衍生物泛酸的成分之一,参与辅酶A的形成蛋白质的组成单位氨基酸 氨基酸的分类(3)非蛋白质氨基酸和氨基酸衍生物蛋白质的组成单位氨基酸氨基酸的理化性质成肽反应(2.3 肽)(1)聚合性(2)旋光性(3)两性解离和等电点(4)化学性质(5)光谱性质蛋白质的组成单位氨基酸(2)旋光性氨基酸的理化性质 普通光通过一个偏振的透镜或尼科尔棱镜时,一部分光被挡住,只有振动方向与棱镜晶轴平行的光能通过。只在一个平面
10、上振动的光称为平面偏振光(偏振光),偏振光的振动面称为偏振面。当偏振光通过手性化合物溶液后,偏振面的方向发生旋转,这种能使偏振面旋转的性能称为旋光性(偏振面向右(+)旋转,称右旋光物质,如(+)-甘油醛;左(符号-)旋转,称左旋光物质,如(-)-甘油醛),旋光性由分子的不对称性引起蛋白质的组成单位氨基酸(2)旋光性氨基酸的理化性质 除甘氨酸外,所有-氨基酸分子中的-碳原子都为不对称碳原子,即除甘氨酸外,所有-氨基酸均具有旋光性,能使偏振光平面左旋(-)或右旋(+)蛋白质的组成单位氨基酸(2)旋光性氨基酸的理化性质u每种氨基酸都有D型和L型两种异构体,从蛋白质水解得到的均为L-型-氨基酸u构型与
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