2023年高中生物竞赛课件：蛋白质的氨基酸组成及性质

蛋白质的组成单位—氨基酸 水解作用提供了关于蛋白质组成和结构的极有价值的资料 蛋白质可以被酸、碱或蛋白水解酶催化水解 水解过程中，蛋白质逐渐被降解成相对分子质量越来越小的肽片段，直到最后成为游离氨基酸的混合物 根据水解程度，分为完全水解和部分水解 部分水解：产物是大小不等的肽段和氨基酸 完全水解：水解产物是各种氨基酸的混合物 蛋白质 肽片段 游离氨基酸 蛋白质的水解 酸水解 6 mol/L HCl 或4 mol/L H2SO4，回流煮沸20 h左右可使蛋白质完全水解； 蛋白质的组成单位—氨基酸 蛋白质的水解 2、优点：不引起氨基酸消旋，得到的是L-氨基酸 3、缺点： 色氨酸完全被沸酸所破坏 羟基氨基酸(丝氨酸及苏氨酸)有一部分被分解 天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解下来 2 碱水解 1、5mol/L NaOH 共煮10~20h，即可使蛋白质完全水解 蛋白质的组成单位—氨基酸 蛋白质的水解 2、优点：色氨酸是稳定的 3、缺点： 碱水解引起精氨酸脱氨，生成鸟氨酸和尿素 水解过程中多数氨基酸遭到不同程度的破坏，并且产生消旋，所得产物是D-和L-氨基酸的混合物，称消旋物 3 酶水解 优点：不产生消旋作用，也不破坏氨基酸 缺点： 使用一种酶往往水解不彻底，需几种酶协同作用才能使蛋白质完全水解 酶水解所需时间较长 酶法主要用于部分水解 常用的蛋白酶有胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶)以及胃蛋白酶等(获得蛋白质的部分水解产物，用于一级结构分析) 蛋白质的组成单位—氨基酸 蛋白质的水解 4 蛋白质的组成单位—氨基酸 氨基酸的结构通式 常见AA有20种：19+1(脯氨酸，亚氨基酸) 水解释放的AA>20种(修饰) 结构上的共同点：羧基相邻的α-碳原子(Cα)上都有一个氨基，称为α-氨基酸 Cα上还有一个氢原子和R基 AA的区别在于R基的不同 氨基酸(amino acid)：分子中既有氨基又有羧基的化合物 蛋白质的组成单位—氨基酸 氨基酸的分类 （1）蛋白质中的常见氨基酸 根据R基的极性，及在中性条件下带电荷的情况，分为4类 ①非极性R基氨基酸 在水中溶解度小 蛋白质的组成单位—氨基酸 （1）蛋白质中的常见氨基酸 根据R基的极性，及在中性条件下带电荷的情况，分为4类 ①非极性R基氨基酸 在水中溶解度小 氨基酸的分类 蛋白质的组成单位—氨基酸 氨基酸的分类 （1）蛋白质中的常见氨基酸 根据R基的极性，及在中性条件下带电荷的情况，分为4类 ②极性不带电荷的R基氨基酸 易溶于水 蛋白质的组成单位—氨基酸 氨基酸的分类 （1）蛋白质中的常见氨基酸 根据R基的极性，及在中性条件下带电荷的情况，分为4类 ③极性带负电荷的R基氨基酸 ④极性带正电荷的R基氨基酸 His是R基的pKa值在7附近的唯一aa，作为质子供体和受体在许多酶促反应中具有重要作用 第二种分类方法 1.酸性氨基酸 Glu，Asp；侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷的氨基酸。 2.碱性氨基酸 His，Arg，Lys；侧链基团在中性溶液中解离后带正电荷的氨基酸。 3.中性氨基酸 侧链基团在中性溶液中不发生解离，因而不带电荷的氨基酸。可分为： 极性氨基酸：Tyr，Cys，Ser，Thr，Asn，Gln，Trp； 非极性氨基酸：Gly，Ala，Val，Leu，Ile，Pro，Phe，Met 蛋白质的组成单位—氨基酸 蛋白质的组成单位—氨基酸 氨基酸的分类 （1）蛋白质中的常见氨基酸 20种氨基酸，记： R基团是亲水or疏水？ 三字母缩写和单字母缩写 为了表达蛋白质或多肽结构的需要，氨基酸的名称常常使用三字母的简写符号来表示，有时也用单字母的简写符号来表示，单字母主要用于表示长链多肽的氨基酸顺序 蛋白质的组成单位—氨基酸 氨基酸的分类 （1）蛋白质中的常见氨基酸 20种氨基酸，记： R基团是亲水or疏水 三字母缩写和单字母缩写 为了表达蛋白质或多肽结构的需要，氨基酸的名称常常使用三字母的简写符号来表示，有时也用单字母的简写符号来表示，单字母主要用于表示长链多肽的氨基酸顺序 氨基酸的简写规则 氨基酸的简写规则 蛋白质的组成单位—氨基酸 氨基酸的分类 （2）蛋白质中的不常见氨基酸 有的蛋白质中还存在一些不常见的氨基酸，这些氨基酸在蛋白质生物合成中通常没有翻译密码，是蛋白质生物合成后由相应的氨基酸残基经加工修饰形成的 羟基化：Pro(4-羟脯氨酸)和Lys(5-羟赖氨酸)(结缔组织胶原蛋白) 蛋白质的组成单位—氨基酸 氨基酸的分类 （2）蛋白质中的不常见氨基酸 有的蛋白质中还存在一些不常见的氨基酸，这些氨基酸在蛋白质生物合成中通常没有翻译密码，是蛋白质生物合成后由相应的氨基酸残基经加工修饰形成的 羟基化：Pro(4-羟脯氨酸)和Lys(5-羟赖氨酸)