《生物化学》教案 授课题目 学时安排 第三章 氨基酸 4学时 掌握氨基酸的定义、 教学 结构通式、分类 目的 学握氨基酸的两性解离、 和 重摆化学性质 要求 掌程氨基酸的分配层析及离子交换层析的原理 了解其它分析分离方法 氨基酸概念： 教 通式： 学 两性解离： 氨基参与的反应： 分配层析及离子交换层析的原理 两性解离： 教学 氨基参与的反应： 难点 分配层析及离子交换层析的原理 教学过程 讲授结合多媒体课件 作业 P155习题之2,3、4.5、6
教学内容 导言 氨基酸是蛋白质的基本组成单位，有20多种，你调味使用的味精就是其中之 -一谷氨酸的钠盐。这20多种氨基酸都是谁？有何样的结构？我们如何提取氨 基酸？鉴定氨基酸？ 第三章氨基酸 第一节概述 一、概念 定义 基酸是蛋白质的构件分子（基本组成单位）。从细做到人类，所有蛋白质都山 20种标准氨基酸组成。 最先发现的是天门冬氨酸(1806年)，最后鉴定的是苏氨酸(1938年). 氨基酸品氨基取代牌酸， 氨基取代部位各种各样，BY6. 不标明的指氨基酸 á氨基酸的结构通式幻灯片4 主链侧链a碳原子a氨基α羧基 结构特点：除甘R-H外，a碳原子都是手性，所以有旋光性，有DL之分 除脯（亚氨基）外，都是氨基取代羧酸 都有（亚）氨基和羧基，所以都是两性分子，可两性解离，得两性离子 二、氨基酸的分类 共有180多种，D-,L:a、B、￥… 蛋白质中有20多种 叫蛋白质氨基酸L:a 分常见（编码） 20种 稀有（非编码》 几种（一般是编码者的修饰物，） P124表1举例 丙氨酸(alanine) Ala A 天冬氨酸(asparti) Asp D (要求堂捏)》 20种氨基酸的结构式幻灯片6、7、8、9、10 1、根据R的化学结构（掌握结构，至少结构特征） (1)脂肪族氨基酸： I)疏水性：Giy、Ala,Val,Lcu.e、Met、Cys: 2)极性：Arg、Lys、Asp、Glu、Asn、Gin,Ser、Thr
1)中性：Gly、Ala、al、Leu、le 2)含羟或硫：Ser,Thr:Cys、Met 3)酸性及其酰胺：Gu、Gln:Asp、As 4)性：Ag、Lys (2)芳香族氨基酸：Phe,Tyr、Tp (3)杂环氨基酸：His、Pro(杂环亚氨基酸) 2,根堀R的极性(pH7) (1)极性氨基酸： I)不带电：Gly、Ser、Thr、Asn、Gln、Tyr、Cys:(指pH7时大多个带电) 2)带正电：His、Lys、Arg: 3)带负电：Asp、Glu (2)非极性氨基酸： Val Leu Ile,phe,Met,Pro、Tp 不常见氨基酸、非蛋白质氨基酸自习 第二节氨基酸的性质 般物理性质 色 熔点极高(200℃以上)，不同味道：水中溶解度差别较大（极性和非极 性)，不溶于有机溶剂。 一、酸碱化学（两性解离）（重点、难点） 氨基酸在水溶液或品体状念附以两性离子的形式存在，既可作为酸（质子供体，又可 作为碳（质子受体）起作用，是两性电解质 其解离度与溶液的H有关。 1、氨基酸的两性离子形式 氨基酸在水溶液中或在晶体状念时主要以两性（兼性）离子形式存在。 证据：其熔点较高，接近离子化合物而远离酸、胺 可增加水的介电常数，即其溶液导电。 两性离子（见片4） 即带正电荷又带负电荷月正负电荷数相等的离子。 2、解离 AA± AA-十H+ AA±十H 4- 所以，一种氨基酸的水溶液中至少有4种离子。 将其完全质子化（盐酸盐形式），则： Ka Ka AA+-= AA±4H+ AA± AA-+H+ Ka=[AA±][H+]/[AA+] ① Ka2[AA-][H+]/[AA±] pH=pKa+lg [AA]/[AA+] 可见，Ka为解离一半时的H浓度
或者，pKm为解离一半时的溶液pH H=pKa十g碱/酸 或1g质子受体/质子供体 此式常用于计算给定H条件下，两种离子的比例 3、等电点(pD R 个 HaN"-CH-COOH H3N+-CH-COO H2N-CH-COO- 在酸性溶液中的氨基酸 在品体状态或 在碱性溶液中的氨基酸 水溶液中的氨基酸 pH<pl pH-pI pH>pI 调节氨基酸溶液的pH,使氨基酸分子上的一NH3基和CO0基的解离程度完全相等 时，即所带净电荷为零，此时氨基酸所处溶液的pH值称为该氨基酸的等电点() 4、氨某酸等电点的确定： 1)酸碱滴定（滴定曲线）幻灯片17 2)根据pK值（该基团在此pH一半解离）计算： 推导 1tg K1+pk2)2 A+ Ka2【AM-]IH+]/【AA±] 两式相乘或从一式解出A±代入另一式 Ka1·Ka2-=[H+]2[AA-]/[AA+] 因为pI时[AA-]-[AA+] Kaj-Ka2 [H+]2 两边取负对数 pH=pI=1/2 pKa+pKa2) 或pl=l/2(pKa2十pKa3) 等电点等于两性离子两个K值的算术平均数 等电点等于两性离 两侧pK值的算术平均数 对于有3个解离基团的氨基酸，可能是1+2或2+3，计算时要指清 原则是氨基酸全部质子化后，K从小到大解离，因为1,2、3所指不定 经验：三个数据有两个接近，则和之二分之一。但半、组、酪例外 5、与甲醛的反应：氨基酸的甲醛滴定法 反应式幻灯片19
把氨基酸当酸，pK过低，滴定时无终点指示剂 把氮共酸当减，DK过高，滴定时无终点指示剂 用甲醛掩薇氨基，使之仅显酸性，可用酚酰为指示剂，用氧氧化钠滴定，为蛋碱滴弱 酸。简言之，就是把两性化合物转化为酸性化合物 二、氨基参加的反应（掌握） 1,与亚硝酸反应 NH OH +HNO2→ +H20+N2t R-CH-COOH R-CH-COOH 气体测量法定氮 称文司菜克法(Van Slyke) 2、与酰基化试剂反应 R-CH-COOH R'X R-CH-COOH +HX NH> NHR R '=酰基或磺酰基 X=卤素(C1、F) 常用试剂 卡(bian)氧甲酰氯丹磺酰氯(DNS) 反应式见幻灯片22 3、与烃基化试剂反应 R-CH-COOH R X ◆R-CH-COOH+HX NH> NHR R 烃基 X=卤素(C、F) 常见试剂2,4二硝基氟苯(DNFB/FDNA) 苯异硫氯酸醋(PTC) (1)与2,4二硝基氟苯DNFB)的反应 2,4二硝基氟苯十氨基酸 =2,4.二硝基苯-氨基酸十HF 叫桑格(Sanger)反应 用于测N端氨基酸 在弱碱性溶液中，氨基酸的。氨基很容易与FB作用生成稳定的黄色2，本二硝基率 氢基酸(DP氨基酸)，这一反应在蛋白质化学的酬究史上起过重要作用，Sanger等人应用 它测定陝岛素一级结构。 (2)与异硫氰酸苯指(PTC)的反应 反应式见片25 重复测定多链N端氨基酸排列顺序，设计出“多顺序自动分析仪 叫艾德曼反应(Edan) 4、与醛形成西佛碱 见氨基酸代谢 5、脱氨基作用 详见氨抹酸代读谢 脱氨牌 H2N-CHR-COOH NH3+RCOCOOH 三、羧基参加的反应（掌握）