【正文】 第三章氨基酸提要α氨基酸是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子，當(dāng)用酸、堿或蛋白酶水解蛋白質(zhì)時可獲得它們。蛋白質(zhì)中的氨基酸都是L型的。但堿水解得到的氨基酸是D型和L型的消旋混合物。參與蛋白質(zhì)組成的基本氨基酸只有20種。此外還有若干種氨基酸在某些蛋白質(zhì)中存在，但它們都是在蛋白質(zhì)生物合成后由相應(yīng)是基本氨基酸（殘基）經(jīng)化學(xué)修飾而成。除參與蛋白質(zhì)組成的氨基酸外，還有很多種其他氨基酸存在與各種組織和細胞中，有的是β、γ或δ氨基酸，有些是D型氨基酸。氨基酸是兩性電解質(zhì)。當(dāng)pH接近1時，氨基酸的可解離基團全部質(zhì)子化，當(dāng)pH在13左右時，則全部去質(zhì)子化。在這中間的某一pH（因不同氨基酸而異），氨基酸以等電的兼性離子（H3N+CHRCOO）狀態(tài)存在。某一氨基酸處于凈電荷為零的兼性離子狀態(tài)時的介質(zhì)pH稱為該氨基酸的等電點，用pI表示。所有的α氨基酸都能與茚三酮發(fā)生顏色反應(yīng)。αNH2與2,4二硝基氟苯（DNFB）作用產(chǎn)生相應(yīng)的DNP氨基酸（Sanger反應(yīng)）；αNH2與苯乙硫氰酸酯（PITC）作用形成相應(yīng)氨基酸的苯胺基硫甲酰衍生物（ Edman反應(yīng)）。胱氨酸中的二硫鍵可用氧化劑（如過甲酸）或還原劑（如巰基乙醇）斷裂。半胱氨酸的SH基在空氣中氧化則成二硫鍵。這幾個反應(yīng)在氨基酸荷蛋白質(zhì)化學(xué)中占有重要地位。除甘氨酸外α氨基酸的α碳是一個手性碳原子，因此α氨基酸具有光學(xué)活性。比旋是α氨基酸的物理常數(shù)之一，它是鑒別各種氨基酸的一種根據(jù)。參與蛋白質(zhì)組成的氨基酸中色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在紫外區(qū)有光吸收，這是紫外吸收法定量蛋白質(zhì)的依據(jù)。核磁共振（NMR）波譜技術(shù)在氨基酸和蛋白質(zhì)的化學(xué)表征方面起重要作用。氨基酸分析分離方法主要是基于氨基酸的酸堿性質(zhì)和極性大小。常用方法有離子交換柱層析、高效液相層析（HPLC）等。習(xí)題：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。[見表31]表31氨基酸的簡寫符號名稱 三字母符號 單字母符號 名稱 三字母符號 單字母符號丙氨酸(alanine) Ala A 亮氨酸(leucine) Leu L精氨酸(arginine) Arg R 賴氨酸(lysine) Lys K天冬酰氨(asparagines) Asn N 甲硫氨酸(蛋氨酸)(methionine) Met M天冬氨酸(aspartic acid) Asp D 苯丙氨酸(phenylalanine) Phe FAsn和/或Asp Asx B 半胱氨酸(cysteine) Cys C 脯氨酸(praline) Pro P谷氨酰氨(glutamine) Gln Q 絲氨酸(serine) Ser S谷氨酸(glutamic acid) Glu E 蘇氨酸(threonine) Thr TGln和/或Glu Gls Z 甘氨酸(glycine) Gly G 色氨酸(tryptophan) Trp W組氨酸(histidine) His H 酪氨酸(tyrosine) Tyr Y異亮氨酸(isoleucine) Ile I 纈氨酸(valine) Val V計算賴氨酸的εαNH3+20%被解離時的溶液PH。[]解：pH = pKa + lg20% pKa = (見表33，P133) pH = + lg20% = 計算谷氨酸的γCOOH三分之二被解離時的溶液pH。[]解：pH = pKa + lg2/3% pKa = pH = + = ：(a)亮氨酸鹽酸鹽；(b)亮氨酸鈉鹽；(c)等電亮氨酸。[(a),(b), (c)]根據(jù)表33中氨基酸的pKa值，計算下列氨基酸的pI值：丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和精氨酸。[pI:。]解：pI = 1/2（pKa1+ pKa2） pI(Ala) = 1/2（+）= pI(Cys) = 1/2（+）= pI(Glu) = 1/2（+）= pI(Ala) = 1/2（+）= 向1L1mol/，問所得溶液的pH是多少？ NaOH以代替HCl時，pH將是多少？[pH：；]將丙氨酸溶液（400ml），然后向該溶液中加入過量的甲醛。問起始溶液中丙氨酸的含量為多少克？[]（mol/L）。[His2+104，His+，104]說明用含一個結(jié)晶水的固體組氨酸鹽酸鹽（相對分子質(zhì)量=；咪唑基pKa=）和1mol/L [()，加入352ml 1mol/L KOH，用水稀釋至1L]為什么氨基酸的茚三酮反映液能用測壓法定量氨基酸？解：茚三酮在弱酸性溶液中與α氨基酸共熱，引起氨基酸氧化脫氨脫羧反映，（其反應(yīng)化學(xué)式見P139），其中，定量釋放的CO2可用測壓法測量，從而計算出參加反應(yīng)的氨基酸量。1L亮氨酸溶液（）在20cm旋光管中測得的旋光度為+。計算L亮氨酸在6mol/L HCl中的比旋（[a]）。[[a]=+]1標(biāo)出異亮氨酸的4個光學(xué)異構(gòu)體的（R，S）構(gòu)型名稱。[參考圖315]1甘氨酸在溶劑A中的溶解度為在溶劑B中的4倍，苯丙氨酸在溶劑A中的溶解度為溶劑B中的兩倍。利用在溶劑A和B之間的逆流分溶方法將甘氨酸和苯丙氨酸分開。在起始溶液中甘氨酸含量為100mg ，苯丙氨酸為81mg ，試回答下列問題：(1)利用由4個分溶管組成的逆流分溶系統(tǒng)時，甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一號分溶管中含量最高？（2）在這樣的管中每種氨基酸各為多少毫克？[（1）第4管和第3管；（2） Gly+24mg +36mg Phe]解：根據(jù)逆流分溶原理，可得：對于Gly：Kd = CA/CB = 4 = q(動相)/p（靜相）p+q = 1 = (1/5 + 4/5) 4個分溶管分溶3次：（1/5 + 4/5）3=1/125+2/125+48/125+64/125對于Phe：Kd = CA/CB = 2 = q(動相)/p（靜相）p+q = 1 = (1/3 + 2/3) 4個分溶管分溶3次：（1/3 + 2/3）3=1/27+6/27+12/27+8/27故利用4個分溶管組成的分溶系統(tǒng)中，甘氨酸和苯丙氨酸各在4管和第3管中含量最高，其中：第4管：Gly：64/125100= mg Phe：8/2781=24 mg第3管：Gly：48/125100= mg Phe：12/2781=36 mg1指出在正丁醇：醋酸：水的系統(tǒng)中進行紙層析時，下列混合物中氨基酸的相對遷移率（）：(1)Ile,Lys。 (2)Phe, Ser (3)Ala, Val, Leu。 (4)Pro, Val(5)Glu, Asp。 (6)Tyr, Ala, Ser, His.[Ile lys；Phe, Ser；Leu Val Ala,；Val Pro；GluAsp；Tyr AlaSer≌His]解：根據(jù)P151 圖325可得結(jié)果。15．將含有天冬氨酸(pI=)、甘氨酸(pI=)、亮氨酸(pI=)和賴氨酸(pI=)的檸檬酸緩沖液，加到預(yù)先同樣緩沖液平衡過的強陽離交換樹脂中，隨后用愛緩沖液析脫此柱，并分別收集洗出液，這5種氨基酸將按什么次序洗脫下來？[Asp, Thr, Gly, Leu, Lys]解：在pH3左右，氨基酸與陽離子交換樹脂之間的靜電吸引的大小次序是減刑氨基酸(A2+)中性氨基酸(A+)酸性氨基酸(A0)。因此氨基酸的洗出順序大體上是酸性氨基酸、中性氨基酸，最后是堿性氨基酸，由于氨基酸和樹脂之間還存在疏水相互作用，所以其洗脫順序為：Asp, Thr, Gly, Leu, Lys。第四章蛋白質(zhì)的共價結(jié)構(gòu)提要蛋白質(zhì)分子是由一條或多條肽鏈構(gòu)成的生物大分子。多肽鏈?zhǔn)怯砂被嵬ㄟ^肽鍵共價連接而成的，各種多肽鏈都有自己特定的氨基酸序列。蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量介于6000到1000000或更高。蛋白質(zhì)分為兩大類：單純蛋白質(zhì)和綴合蛋白質(zhì)。根據(jù)分子形狀可分為纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)和膜蛋白質(zhì)。此外還可按蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能分類。為了表示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同組織層次，經(jīng)常使用一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)這樣一些專門術(shù)語。一級結(jié)構(gòu)就是共價主鏈的氨基酸序列，有時也稱化學(xué)結(jié)構(gòu)。二、三和四級結(jié)構(gòu)又稱空間結(jié)構(gòu)（即三維結(jié)構(gòu)）或高級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的生物功能決定于它的高級結(jié)構(gòu)，高級結(jié)構(gòu)是由一級結(jié)構(gòu)即氨基酸序列決定的，二氨基酸序列是由遺傳物質(zhì)DNA的核苷酸序列規(guī)定的。肽鍵（CO—NH）是連接多肽鏈主鏈中氨基酸殘缺的共價鍵，二硫鍵是使多肽鏈之間交聯(lián)或使多肽鏈成環(huán)的共價鍵。多肽鏈或蛋白質(zhì)當(dāng)發(fā)生部分水解時，可形成長短不一的肽段。除部分水解可以產(chǎn)生小肽之外，生物界還存在許多游離的小肽，如谷胱甘肽等。小肽晶體的熔點都很高，這說明短肽的晶體是離子晶格、在水溶液中也是以偶極離子存在的。測定蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的策略是：（1）測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈數(shù)目；（2）拆分蛋白質(zhì)分子的多肽鏈；（3）斷開多肽鏈內(nèi)的二硫橋；（4）分析每一多肽鏈的氨基酸組成；（5）鑒定多肽鏈的N末端和C末端殘基；（6）斷裂多肽鏈成較小的肽段，并將它們分離開來；（7）測定各肽段的氨基酸序列；（8）利用重疊肽重建完整多肽鏈的一級結(jié)構(gòu)；（9）確定半胱氨酸殘基形成的SS交聯(lián)橋的位置。序列分析中的重要方法和技術(shù)有：測定N末端基的苯異硫氰酸酯（PITC）法，分析C末端基的羧肽酶法，用于多肽鏈局部斷裂的酶裂解和CNBr化學(xué)裂解，斷裂二硫橋的巰基乙醇處理，測定肽段氨基酸序列的Edman化學(xué)降解和電噴射串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，重建多肽鏈一級序列的重疊肽拼湊法以及用于二硫橋定位的對角線電泳等。在不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)稱同源蛋白質(zhì)。同源蛋白質(zhì)具有明顯的序列相似性(稱序列同源),兩個物種的同源蛋白質(zhì)，其序列間的氨基酸差異數(shù)目與這些物種間的系統(tǒng)發(fā)生差異是成比例的。并根據(jù)同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列資料建立起進化樹。同源蛋白質(zhì)具有共同的進化起源。在生物體內(nèi)有些蛋白質(zhì)常以前體形試合成，只有按一定方式裂解除去部分肽鏈之后才出現(xiàn)生物活性，這一現(xiàn)象稱蛋白質(zhì)的激活。血液凝固是涉及氨基酸序列斷裂的一系列酶原被激活的結(jié)果，酶促激活的級聯(lián)放大，使血凝塊迅速形成成為可能。凝血酶原和血清蛋白原是兩個最重要的血凝因子。血纖蛋白蛋白原在凝血酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檠宓鞍啄龎K（血塊的主要成分）。我國在20世紀60年代首次在世界上人工合成了蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素。近二、三十年發(fā)展起來的固相肽合成是控制合成技術(shù)上的一個巨大進步，它對分子生物學(xué)和基因工程也就具有重要影響和意義。至今利用Merrifield固相肽合成儀已成功地合成了許多肽和蛋白質(zhì)。習(xí)題，含10種氨基酸，并假設(shè)每種氨基酸在該蛋白質(zhì)分子中的數(shù)目相等，問這種蛋白質(zhì)有多少種可能的排列順序？[10100]解：1012000/120=10100 有一個A肽，經(jīng)酸解分析得知為Lys、His、Asp、GluAla以及Val、Tyr忽然兩個NH3分子組成。當(dāng)A肽與FDNB試劑反應(yīng)后得DNPAsp；當(dāng)用羧肽酶處理后得游離纈氨酸。如果我們在實驗中將A肽用胰蛋白酶降解時，得到兩種肽，其中一種（Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr），凈電荷為零，另一種（His、Glu以及Val）可給除DNPHis，帶正電荷。此外，A肽用糜蛋白酶降解時，也得到兩種肽，其中一種（Asp、Ala、Tyr），另一種（Lys、His、Glu2