第二章 氨基酸
1、氨基酸——蛋白质的构件分子 2、氨基酸的结构和分类 3、酸碱化学 4、化学性质 5、光学与光谱性质 6、分析方法
1、氨基酸——蛋白质的构件分子
蛋白质是由是由许多不同的α-氨基酸按一定的 序列通过酰胺键（肽键）缩合而成的，具有较 稳定的构象并具有一定生物功能的大分子 蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物 体最基本的结构物质和功能物质。 蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎 所有的生命活动过程。
1.脂肪族氨基酸（中性）
O
H2N
CH C OH CH CH3 CH2 CH3
氨基酸的结构
1.脂肪族氨基酸 甲硫氨酸 Methionine （含羟基或硫氨基酸）
O H2N CH C OH
CH2 CH2 S CH3
蛋氨酸，甲基供体
氨基酸的结构
甲硫氨酸 Methionine 半胱氨酸 Cysteine
酸水解
常用6 mol/L的盐酸或4 mol/L的硫酸在 105-110℃条件下进行水解，反应时间约20 小时。
此法的优点是不容易引起水解产物的消旋化。 缺点是色氨酸被沸酸完全破坏；
含有羟基的氨基酸如丝氨酸或苏氨酸有一小 部分被分解；天冬酰胺和谷氨酰胺侧链的酰 胺基被水解成了羧基。
碱水解
一般用5 mol/L氢氧化钠煮沸10-20小时。 由于水解过程中许多氨基酸都受到不同程度
1.脂肪族氨基酸 （含羟基或硫氨基酸）
O
H2N CH C OH
CH OH
CH3
O-连接
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine
1.脂肪族氨基酸 碱性氨基酸
H2N
O CH C OH CH2 CH2 CH2 NH C NH NH2
胍基，正电荷，尿素形成的中间物
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine 赖氨酸 Lysine
不变部分 可变部分
各种氨基酸的区别在于侧链R基的不同。20种基本氨 基酸按R的极性可分为非极性氨基酸、极性氨基酸、 酸性氨基酸和碱性氨基酸。
氨基酸的分类
1. 根据R的化学结构
（1）脂肪族氨基酸：1）疏水性：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、 Met、Cys；2）极性：Arg、Lys、Asp、Glu、Asn、Gln、 Ser、Thr
O H2N CH C OH
CH CH3 CH3
氨基酸的结构
甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
Glycine Alanine Valine Leucine
1.脂肪族氨基酸（中性）
O H2N CH C OH
CH2 CH CH3 CH3
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine
1.脂肪族氨基酸 碱性氨基酸
O H2N CH C OH
CH2 CH2 CH2 CH2 NH2
正电荷
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate
1.脂肪族氨基酸 酸性氨基酸及酰胺
O H2N CH C OH
CH2 CO OH
负电荷
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate 谷氨酸 Glutamate
1.脂肪族氨基酸 酸性氨基酸及酰胺
的破坏，产率不高。 部分的水解产物发生消旋化。 该法的优点是色氨酸在水解中不受破坏。
酶水解—蛋白质一级结构的分析
目前用于蛋白质肽链断裂的蛋白水解酶 （proteolytic enzyme）或称蛋白酶 （proteinase）已有十多种。
应用酶水解多肽不会破坏氨基酸，也不会发 生消旋化。水解的产物为较小的肽段。
（2）芳香族氨基酸：Phe、Tyr、Trp
（3）杂环氨基酸：His 、Pro
2. 根据R的极性
（1）极性氨基酸：1）不带电： Gly、 Ser、Thr、Asn、Gln、 Tyr、Cys；2）带正电：His、Lys、Arg；3）带负电：Asp、 Glu
（2）非极性氨基酸：Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Met、Pro、 Trp
O
H2N CH C OH CH2 CH2 CO
OH
负电荷
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate 谷氨酸 Glutamate 天冬酰胺 Asparagine
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine
Байду номын сангаас
1.脂肪族氨基酸（中性）
O H2N CH C OH
H
旋光性？
氨基酸的结构
甘氨酸 丙氨酸
Glycine Alanine
1.脂肪族氨基酸（中性）
O H2N CH C OH
CH3
氨基酸的结构
甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸
Glycine Alanine Valine
1.脂肪族氨基酸（中性）
➢ 蛋白质含量（克%）=每克生物样品中含氮的 克数 6.25 三聚氰胺？
凯氏（Kjedahl）定氮法的理论基础
氨基酸 是蛋白质的基本组成单位。从细 菌到人类，所有蛋白质都由20种标准氨 基酸（20 standard amino acids)组成。
蛋白质经水解得到得到各种氨基酸混合物 酸水解 碱水解 酶水解
最常见的蛋白水解酶有以下几种： 胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶），胃 蛋白酶等
第二章、氨基酸
1、氨基酸——蛋白质的构件分子 2、氨基酸的结构和分类 3、酸碱化学 4、化学性质 5、光学与光谱性质 6、分析方法
2、氨基酸的结构和分类
除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下结构通式。
-氨基酸
H2N
COOH CH R
1.脂肪族氨基酸 （含羟基或硫氨基酸）
O
H2N CH C OH CH2 SH
二硫桥
氨基酸的结构
甲硫氨酸 Methionine 半胱氨酸 Cysteine 丝氨酸 Serine
1.脂肪族氨基酸 （含羟基或硫氨基酸）
O H2N CH C OH
CH2
OH
O-连接
氨基酸的结构
甲硫氨酸 Methionine 半胱氨酸 Cysteine 丝氨酸 Serine 苏氨酸 Threonine
蛋白质的化学组成
蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳、氢、 氧外，还有氮和少量的硫。某些蛋白质还含有 其他一些元素，主要是磷、铁、碘、碘、锌和 铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为： 碳 50％ 氢 7％ 氧 23％ 氮 16% 硫 0—3％ 其他 微 量
蛋白质的含氮量
➢ 氮占生物组织中所有含氮物质的绝大部分。因 此，可以将生物组织的含氮量近似地看作蛋白 质的含氮量。由于大多数蛋白质的含氮量接近 于16%，所以，可以根据生物样品中的含氮量 来计算蛋白质的大概含量：