【正文】 緩沖范圍 左右 P92 表 37，氨基酸的表觀解離常數(shù)和等電點(diǎn) ①?gòu)谋碇校?P92）可以看出，氨基酸的α 羧基 pKa 在 間，比典型羧基的 pKa（如乙酸pKa 為 ）要小很多，說(shuō)明氨基酸羧基的酸性此普通羧基強(qiáng) 100 倍以上。 （ 4）利用 pI 和 pKa/確定各種氨基酸適合的酸堿緩沖范圍 （ 5）計(jì)算不同氨基酸水溶液的 pH 值 （ 6）繪制滴定曲線（ Glu） 根據(jù) P92 頁(yè)表 37 中 Glu 的數(shù)據(jù)（ pK1α COOH ， pK2α N+， pKR RCOOH ，pI ） ①繪出滴定曲線 ②指出 Glu和 Glu=各一半時(shí)的 pH 值 ][][][][]][[2212??????????Gl yGl yHKKGl yHGl yK2.2.2.33RRpKNHpKa p IapKC O O HpKa p IaNHpKC O O HpKa p Ia??????????????堿性酸性中性 ２１ ③指出 Glu 總是帶正電荷的 pH 范圍 ④指出 Glu177。為什么？ （ 2） pI 的計(jì)算（氨基酸，寡肽），等電點(diǎn)時(shí)各組分的比例分析 （ 3）不同 pH 下的組成分析和電泳行為 pH pI 時(shí)，氨基酸帶負(fù)電荷， COOH 解離成 COO，向正極移動(dòng)。 pH = pI 時(shí)，氨基酸凈電荷為零 pH pI 時(shí)，氨基酸帶正電荷， NH2解離成 N+H3，向負(fù)極移動(dòng)。 ]=pK2= Gly 的等電點(diǎn)： ][ ]][[1 ????Gly HGlyK ２０ 等電點(diǎn)時(shí)： [Gly]=[Gly+] 等 電點(diǎn)時(shí)氫離子濃度用 I 表示 I2=K1178。 ，凈電荷為 0，此時(shí)的 pH 值稱氨基酸的等電點(diǎn) pI。 ， 50%Gly 平均凈電荷： 終點(diǎn)： 100% Gly 凈電荷： 1 第一拐點(diǎn)： pH=pK+lg[Gly177。 平均凈電荷： + 第二拐點(diǎn)： 100%Gly177。 滴定開(kāi)始時(shí)，溶液中主要是 Gly+。 Gly 溶點(diǎn) 232℃比相應(yīng)的乙酸（ ℃）、乙胺（ ℃）高，可推測(cè)氨基酸在晶體狀態(tài)也是以兩性離子形式存在。α 氨基 pK2 在 左右，當(dāng) pH 時(shí)，α 氨基以α NH+3形式 存在。）→ 水溶液中的氨基酸是極性分子。 三個(gè)現(xiàn)象： ①晶體溶點(diǎn)高→離子晶格，不是分子晶格。 102 Trp 280 179。 λ （ nm） ε Tyr 275 179。 氨基酸的光吸收性 20 種氨基酸在可見(jiàn)光區(qū)域無(wú)光吸收，在遠(yuǎn)紫外區(qū)（〈 220nm〉均有光吸收，在近紫外區(qū)（ 220300nm）只有 Tyr、 Phe、 Trp 有吸收。 L胱氨酸和 D胱氨酸是外消旋物 圖 P86 L胱氨酸 D胱氨酸 內(nèi)消旋胱氨酸：（分子內(nèi)部互相抵消而無(wú)旋光性） 蛋白質(zhì)中 L 型氨基酸的比旋光度 P 87 蛋白質(zhì)中 L 型氨基酸的比旋光度。蛋白質(zhì)在與堿共熱水解時(shí)或用一般的化學(xué)方法人工合成氨基酸時(shí)也會(huì)得到無(wú)旋光性的 D、 L消旋物。 L蘇氨酸和 D蘇氨酸、 L別一蘇氨酸和 D別 蘇氨酸分別組成消旋物，而 L（ D）蘇氨酸和L（ D）別一蘇氨酸則是非對(duì)映體。 光學(xué)異構(gòu)體的其它理化性質(zhì)完全相同。一個(gè)異構(gòu)體的溶液可使偏振光逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（記為（一））。 Thr、 Ile 各有兩個(gè)手性碳。 圖 P86 L蘇氨酸 D蘇氨酸 L別一蘇 D別 蘇 構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸均屬 L型（ L蘇氨酸），大部分游離氨基酸也是 L型。 （ 1） L型 α –氨基酸的衍生物 L瓜氨酸 圖 L鳥(niǎo)氨酸 圖 （ 2） D型氨基酸 DGlu、 DAla（肽聚糖中）、 DPhe（短桿菌肽 S） （ 3） β、 γ、 δ氨基酸 βAla（泛素的前體 ）、 γ氨基丁酸（神經(jīng)遞質(zhì)）。 （ 5） Tyr 的衍生物： 二碘酪氨酸、甲狀腺素 （甲狀腺蛋白中） （ 6）鎖鏈素由 4 個(gè) Lys 組成（彈性蛋白中）。 圖 310 修飾 aa 的結(jié)構(gòu) （ 1） 4羥脯氨酸 （ 2） 5羥賴氨酸 這兩種氨基酸主要存在于結(jié)締組織的纖維狀蛋白（如膠原蛋白）中。 Prothrombin(凝血酶原 )中含有 ?羧基谷氨酸，能結(jié)合 Ca2+。 酶的活性中心： His、 Ser、 Cys 非極性 aa 一般位于蛋白質(zhì)的疏水核心，帶電荷的 aa 和極性 aa 位于表面。 Arg的胚基堿性很強(qiáng)，與 NaOH相當(dāng)。在 pH7 時(shí)帶凈正電荷。 （ 17）、 帶負(fù)電荷的 aa(酸性 aa) 2 種，在 pH6~7 時(shí)，谷氨酸和天冬氨酸的第二個(gè)羧基解離，因此，帶負(fù)電何。這類氨基酸的側(cè)鏈都能與水形成氫鍵，因此很容易溶于水。 必須氨基酸在人體內(nèi)不能合成，是由于人體內(nèi)不能合 成這些氨基酸的碳架（α 酮酸） １６ 按照 R 基的極性性質(zhì) (能否與水形成氫鍵 )20 種基本 aa，可以分為 4 類： 側(cè)鏈極性 (疏水性程度 ) Gly 0 Ser Glu Lys Ala Asn Asp Arg Met Gln His Pro Thr Val Cys Leu Tyr Ile Phe Trp 非極性氨基酸 9 種，包括：甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、甲硫氨酸氨酸、脯氨酸，這類氨基酸的 R 基都是疏水性的，在維持蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)中起著重要作用。 圖 39 Pro 是唯一的一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)的氨基酸，它的 α 亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)。 Trp 有復(fù)雜的 π 共軛休系， 比 Phe 和 Tyr 更易形成電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物。 Phe 疏水性最強(qiáng) .。在受體 — 底物、或分子相互識(shí)別過(guò)程中具有重要作用。 His 含咪唑環(huán)，一側(cè)去質(zhì)子化和另一側(cè)質(zhì)子化同步進(jìn)行，因而在酶的酸堿催化機(jī)制中起 重要作用。 His 含咪唑環(huán)，咪唑環(huán)的 pKa 在游離氨基酸中和在多肽鏈中不同，前者 pKa 為 ，后者為，它是 20 種氨基酸中側(cè)鏈 pKa 值最接近生理 pH 值的一種，在接近中性 pH 時(shí)，可離解平衡。生理?xiàng)l件下， Lys 側(cè)鏈帶有一個(gè)正電荷（ — NH3+） ，同時(shí)它的側(cè)鏈有 4 個(gè) C 的直鏈，柔性較大，使側(cè)鏈的氨基反應(yīng)活性增大。 青霉胺的結(jié)構(gòu) （ 11）、 R 中含有酰胺基團(tuán)（ 2種 ） Asn、 Gln 圖 35 酰胺基中氨基易發(fā)生氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)在生物合成和代謝中有重要意義 （ 12）、 R 中含有酸性基團(tuán)（ 2種） Asp、 Glu，一般稱酸性氨基酸 圖 36 Asp 側(cè)鏈羧基 pKa（β COOH）為 ， Glu 側(cè)鏈羧基 pKa（γ COOH）為 １５ 它們是在生理?xiàng)l件下帶有負(fù)電荷的僅有的兩個(gè) 氨基酸。胱氨酸在腎 (Kidney)、輸尿管 (ureter)、膀胱 (urinary bladder)中結(jié)晶形成結(jié)石 (Calculus, calculi)，結(jié)石會(huì)導(dǎo)致疼疼、發(fā)炎甚至尿血。 ? Cys 與結(jié)石 在細(xì) 胞外液如血液中， Cys 以胱氨酸 (Cystine)氧化形式存在，胱氨酸的溶解性最差。 Cys 還常常出現(xiàn)在酶的活性中心。 （ 2）兩個(gè) Cys 的巰基氧化生成二硫鍵，生成胱氨酸。 Ser 和 Thr 的 OH 往往與糖鏈相連，形成糖蛋白。在大多數(shù)酶的活性中心都發(fā)現(xiàn)有 Ser 殘基存在。 （ 10）、 R 中含有羥基和硫的氨基酸（共 4種） 含羥基的有兩種： Ser 和 Thr。） １４ Gly 是唯一不含手性碳原子的氨基酸，因此不具旋光性。（ 6 .0177。 除胱氨酸和酪氨酸外都能溶于水，脯氨酸和羥脯氨酸還能溶于乙醇和乙醚。 L型，羧酸的 α 碳上接 NH2， ，所以都是 Lα 氨基酸。 近年發(fā)現(xiàn)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶中存在硒代半胱氨酸，有證據(jù)表明此氨基酸由終止密碼 UGA編碼，可能是第 21 種蛋白質(zhì)氨基 酸。此外還有存在于生物體內(nèi)但不組成蛋白質(zhì)的非蛋白質(zhì)氨基酸 (約 150 種 )。 三、 氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類 1809 年發(fā)現(xiàn) Asp， 1938 年發(fā) Thr，目前已發(fā)現(xiàn) 180 多種。 １３ Thyroxine(甲狀腺素，動(dòng)物甲狀腺 thyroid gland 產(chǎn)生的 Tyr 衍生物 )和吲乙酸 (植物中的 Trp 衍生物 )都是激素 (激素就是一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生的調(diào)節(jié)其它細(xì)胞的功能的化學(xué)信號(hào)分子 )。在酸、堿、蛋白酶的作用下，可以被水解成氨基酸單體。 一級(jí)結(jié)構(gòu) 氨基酸順序 二級(jí)結(jié)構(gòu) α螺旋、β折疊、β轉(zhuǎn)角，無(wú)規(guī)卷曲 三級(jí) 結(jié)構(gòu) α螺旋、β折疊、β轉(zhuǎn)角、松散肽段 四級(jí)結(jié)構(gòu) 多亞基聚集 四、 蛋白質(zhì)功能的多樣性 細(xì)胞中含量最豐實(shí)、功能最多的生物大分子。 １２ 三、 蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象與結(jié)構(gòu)層次 蛋白質(zhì)分子是由氨基酸首尾連接而成的共價(jià)多肽鏈，每一種天然蛋白質(zhì)都有自己特有的空間結(jié)構(gòu)，這種空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的（天然）構(gòu)象。 P 76 表 33 （注意：?jiǎn)误w蛋白、寡聚蛋白；殘基數(shù)、肽鏈數(shù)。但有時(shí)也把含有一條肽鏈的蛋白質(zhì)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤Q為多肽。一般情況下，少于 50 個(gè) aa 的低分子量 aa 多聚物稱為肽，寡肽或生物活性肽，有時(shí)也罕稱多肽。 （ 6）、 功能分： 酶、運(yùn)輸?shù)鞍住I(yíng)養(yǎng)和貯存蛋白、激素、受體蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白、防御蛋白。 （ 5）、 按分子外形的對(duì)稱程度： 球狀蛋白質(zhì)：分子對(duì)稱，外形接近球狀，溶解度好，能結(jié)晶，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬此類。 分類 （ 4）、 按組成： 簡(jiǎn)單蛋白：完全由氨基酸組成 結(jié)合蛋白：除蛋白外還有非蛋白成分（輔基） 詳細(xì)分類， P 75 表 31， 表 32。 一、 蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與分類 元素組成 碳 50% 氫 7% 氧 23% 氮 16% 硫 03% 微量的磷、鐵、銅、碘、鋅、鉬 凱氏定氮：平均含氮 16%，粗蛋白質(zhì)含量 =蛋白氮179。膽酸與脂肪酸或其他脂類結(jié)合（膽固醇，胡蘿卜素）成鹽，乳化腸腔內(nèi)油脂，增加脂肪酶作用位點(diǎn)，便于油脂消化吸收。 主要有：豆固醇（大豆中） 麥固醇（麥芽中） １０ 酵母固醇 麥角固醇，經(jīng)紫外光照射可轉(zhuǎn)化成維生素 D3。 c. 膽固醇是合成膽汁酸、類固醇激素、維生素 D 等生理活性物質(zhì)的前體。血清中含量升高，會(huì)增加患心血管疾病的可能性。 a. 醇基可與脂酸成酯（棕櫚酸、硬脂酸、油酸） b. 雙鍵可加氫 （ 3）、 分布及功能 a. 70 千克人體含 140 克左右， 1/4 在腦及神經(jīng)組織中，肝、腎含量較多。是最早由從動(dòng)物膽石中分離出的固醇。包括：固醇、固醇衍生物?？箟难?(Vc)和 VE 都是抗氧化劑，能抑止粥樣斑的形成。通常情況下 LDL 受體功能是高度調(diào)控的，吞入相對(duì)大量的 LDL 后， LDL 受體合成就降低。 可粥樣化的細(xì)胞具有 LDL 受體，當(dāng) LDL 與受體結(jié)合后這些細(xì)胞就通過(guò)胞吞作用吞食 LDL。因此，毫不奇怪，高水平的血漿 LDL與冠狀動(dòng)脈粥樣癥直接相關(guān) (LDL 含有大量的膽固醇及膽固醇脂 )，其它相關(guān)因素還包括高脂類飲食、吸煙、抑郁和缺少運(yùn)動(dòng)，高水平的血漿 HDL 與代幾率的冠狀動(dòng)脈病有關(guān)。冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病是最常見(jiàn)的一種，由于缺氧和營(yíng)破壞了心肌。當(dāng)巨噬細(xì)胞中吞食了大量脂類物質(zhì) (主要是膽固醇和膽固醇脂 )它們就成為粥樣化細(xì)胞。肝臟將過(guò)量的膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸。 （ 4） 高密度脂蛋白 (HDL， )，也是在肝臟中生成，可能負(fù)責(zé)清除細(xì)胞膜上過(guò)量的膽固醇。 （ 2） 極低密度脂蛋白 VLDL()， 在肝臟中生成，將脂類運(yùn)輸?shù)浇M織中，當(dāng) ８ VLDL 被運(yùn)輸?shù)饺斫M織時(shí)，被分解為三酰甘油、脫輔基蛋白和磷脂，最后， VLDL被轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏戎鞍住? 血漿脂蛋白可以把脂類 (三酰甘油、磷脂、膽固醇 )從一個(gè)器官運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)器官。 disease symptern Accumulating spluingolipid Enzyme deficiency Taysachs disease Blindness Muscle weakness Seizures Mental retardation Ganglioside GM2 ?hexosaminidoseA