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蛋白质的基本结构单位—氨基酸

一、蛋白质的水解 蛋白质和多肽的肽键与一般的酰胺键一样 可以被酸碱或蛋白酶催化水解,酸或碱能 够将多肽完全水解,酶水解一般是部分水 解.




完全水解得到各种氨基酸的混合物,部 分水解通常得到多肽片段。最后得到各 种氨基酸的混合物。 所以,氨基酸是蛋白质的基本结构单元。 大多数的蛋白质都是由20种氨基酸组成。 这20种氨基酸被称为基本氨基酸。
异亮氨酸 Ileucine
脯氨酸
Proline
甲硫氨酸 Methionine
-氨基--甲硫基丁酸
氨基酸的结构
甘氨酸
丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
Glycine
Alanine Valine Leucine
含硫氨基酸
异亮氨酸 Ileucine
脯氨酸
Proline
甲硫氨酸 Methionine
-氨基--巯基丙酸
Alanine Valine Leucine
脂肪族氨基酸
O H2N CH C CH2 CH CH3 CH3 OH
-氨基异己酸
氨基酸的结构
甘氨酸
丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
Glycine
Alanine Valine Leucine
脂肪族氨基酸
异亮氨酸 Ileucine
-氨基--甲基戊酸
氨基酸的结构
半胱氨酸 Cysteine
氨基酸的结构
苯丙氨酸 Phenylalanine
H2N CH2
芳香族氨基酸
O CH C OH
-氨基--苯基丙酸
氨基酸的结构
苯丙氨酸 Phenylalanine
H2N
芳香族氨基酸
O CH C CH2 OH
酪氨酸
Tyrosine
OH
-氨基--对羟苯基丙酸
氨基酸的结构
氨基酸的结构
天冬酰胺 Asparagine
谷酰胺 Glutamine
H2 N CH2 CH2 C NH2 O
含酰胺氨基酸
O CH C OH
按R基极性分类20种常见氨基酸 (1)非极性R基团氨基酸:8种—Ala Val Leu Ile
Phe Pro Met Trp
(2)极性不带电荷R基团氨基酸:7种—Ser Thr Asn
2、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 程度的破坏,产率不高。 部分的水解产物发生消旋化,其产物是 D-型和L-型氨基酸的混合物。 该法的优点是色氨酸在水解中不受破坏。
3、酶水解



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。 最常见的蛋白水解酶有以下几种:胰蛋白酶、 糜蛋白酶、胃蛋白酶、嗜热菌蛋白酶。
二、氨基酸的分类
(一)根据来源分:内源氨基酸和外源氨基酸 (二)从营养学角度分:必需氨基酸和非必需 氨基酸
(三)根据是否组成蛋白质来分:蛋白质中常见 氨基酸、蛋白质中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸
1、蛋白质中常见氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine
脂肪族氨基酸
O H2N CH C H
氨基乙酸
OH
氨基酸的结构
1、酸水解



常用 6 mol/L 的盐酸或 4 mol/L 的硫酸在 105110℃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, 得到的是L-氨基酸。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;天门冬酰胺和谷氨酰胺侧链的酰胺 基被水解成了羧基。
NH
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate
酸性氨基酸
O H2 N CH C CH2 C OH O OH
-氨基丁二酸
氨基酸的结构
天冬氨酸 Aspartate
谷氨酸 Glutamate
H2N
酸性氨基酸
O CH C CH2 CH2 C OH O OH
-氨基戊二酸
氨基酸的结构
丝氨酸 Serine
Gln Try Cys Gly
(3)带负电荷R基团氨基酸:2种—Asp Glu (4)带正电荷R基团氨基酸:3种—Lys Arg His
硒代半胱氨酸:HSe-CH2-CH-COOH NH2
2.蛋白质中几种重要的稀有氨基酸



在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸,通常称 为不常见蛋白质氨基酸。 这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。 其中重要的有 4- 羟基脯氨酸、5-羟基赖氨酸、N-甲基 赖氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白质氨 基酸的结构如下。
甘氨酸
丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
Glycine
Alanine Valine Leucine
亚氨基酸
H N C OH
-吡咯烷基--羧酸
异亮氨酸 Ileucine
O
脯氨酸
Proline
氨基酸的结构
甘氨酸
丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
Glycine
Alanine Valine Leucine
H2 N
含硫氨基酸
O CH C CH2 CH2 S CH3 OH
苯丙氨酸 Phenylalanine
H2 N
芳香族氨基酸
O CH C CH2 OH
酪氨酸
Tyrosine 色氨酸 Tryptophan Trp
HN
-氨基--吲哚基丙酸
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine
碱性氨基酸
O H2 N CH C CH2 CH2 CH2 NH C NH2 NH OH
-氨基--胍基戊酸
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine
赖氨酸 Lysine
H2N
碱性氨基酸
O CH C CH2 CH2 CH2 CH2 NH2 OH
,-二氨基己酸
氨基酸的结构
精氨酸 Arginine
赖氨酸 Lysine
O CH C CH2 N OH
-氨基--咪唑基丙酸
含羟基氨基酸
O H2N CH C CH2 OH OH
-氨基--羟基丙酸
氨基酸的结构
丝氨酸 Serine
苏氨酸 Threonine
含羟基氨基酸
O H2N CH C CH OH CH3
-氨基--羟基丁酸
OH
氨基酸的结构
天冬酰胺 Asparagine
含酰胺氨基酸
O H2N CH C CH2 C NH2 O OH
甘氨酸
丙氨酸
Glycine
Alanine
脂肪族氨基酸
O H2N CH C CH3
-氨基丙酸
OH
氨基酸的结构
甘氨酸
丙氨酸 缬氨酸
Glycine
Alanine Valine
脂肪族氨基酸
O H2N CH C CH CH3 OH
-氨基异戊酸
CH3
氨基酸的结构
甘氨酸
丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸
Glycine
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