氨基酸结构特点
- 格式:doc
- 大小:29.69 KB
- 文档页数:8
第一章氨基酸(amino acid)的结构与性质•蛋白质(protein)是一类重要的生物大分子,是生命的物质基础。
分子中主要的元素组成是:C、H、O、N、S等。
其中N元素的含量相对稳定,约为16%,故每克氮相当于6.25克蛋白质。
•蛋白质的基本组成单位---氨基酸第一节氨基酸的结构与分类一、氨基酸的结构组成蛋白质的基本单位是氨基酸。
如将天然的蛋白质完全水解,最后都可得到约二十种不同的氨基酸。
从氨基酸的结构通式可以看出:◆构成蛋白质的氨基酸均为L—α—氨基酸。
◆除R为H(甘氨酸)外,其余氨基酸均具有旋光性。
L-α-氨基酸的结构通式COOH│H2N —C —H│R*在空间各原子有两种排列方式:L——构型与D——构型,它们的关系就像左右手的关系,互为镜像关系,下图以丙氨酸为例:二、氨基酸的分类:1.按氨基酸分子中羧基与氨基的数目分:酸性氨基酸:一氨基二羧基氨基酸,有天冬氨酸、谷氨酸;碱性氨基酸:二氨基一羧基氨基酸,有赖氨酸、精氨酸、组氨酸;中性氨基酸:一氨基一羧基氨基酸,有甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸。
2.按侧基R基的结构特点分:脂肪族氨基酸芳香族氨基酸:苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸 杂环氨基酸:脯氨酸、组氨酸3.按侧基R基与水的关系分:非极性氨基酸:有甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸;极性不带电氨基酸:天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸;极性带电氨基酸:天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸。
4. 按氨基酸是否能在人体内合成分: 必需氨基酸:指人体内不能合成的氨基酸,必须从食物中摄取,有八种:赖氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸。
非必需氨基酸:指人体内可以合成的氨基酸。
有十种。
半必需氨基酸:指人体内可以合成但合成量不能满足人体需要(特别是婴幼儿时期)的氨基酸,有两种:组氨酸、精氨酸。
有机化学基础知识点氨基酸与蛋白质的结构与性质有机化学基础知识点:氨基酸与蛋白质的结构与性质在有机化学中,氨基酸是构成蛋白质的基本组成单位。
了解氨基酸的结构和性质对于深入理解蛋白质的功能和作用至关重要。
本文将介绍氨基酸的基本结构、分类以及蛋白质的结构和性质。
一、氨基酸的基本结构氨基酸是由一个氨基基团(-NH2)、一个羧酸基团(-COOH)和一个侧链基团(R)组成的。
氨基酸的碳原子上还有一个氢原子和一个与侧链基团连接的碳原子,即α碳原子。
氨基酸的侧链基团可以是不同的有机基团,决定了氨基酸的性质和功能。
根据侧链基团的性质,氨基酸可分为以下几类:1. 构成氨基酸主链的非极性氨基酸,如甘氨酸、丙氨酸等。
它们的侧链基团都是非极性的烷基或芳香烃基,不带电荷。
2. 构成氨基酸主链的极性氨基酸,如天冬酰胺酸、谷氨酸等。
它们的侧链基团含有极性官能团,具有某种电荷。
3. 构成氨基酸主链的带电氨基酸,如赖氨酸、精氨酸等。
它们的侧链基团带正电荷,在生物体内具有重要的生理功能。
此外,还有一些特殊的氨基酸,如脯氨酸、半胱氨酸等,它们在氨基酸的结构中具有特殊的官能团或化学键,参与了许多重要的生物反应。
二、蛋白质的结构蛋白质是由一条或多条多肽链组成,每个多肽链由多个氨基酸残基以肽键相连而成。
多肽链的折叠和空间排布决定了蛋白质的功能和性质。
1. 一级结构:指多肽链上氨基酸残基的线性排列顺序。
氨基酸之间通过肽键连接,多肽链的N端和C端分别指代氨基末端和羧基末端。
2. 二级结构:指蛋白质中多肽链的局部结构。
常见的二级结构有α-螺旋和β-折叠,它们是由氢键相互作用所稳定的。
3. 三级结构:指整个多肽链的三维空间结构。
蛋白质的三级结构由多个二级结构单元通过各种非共价键相互作用而形成。
4. 四级结构:指多肽链与多肽链之间的空间排布和相互作用。
多个多肽链通过非共价键和共价键相互连接而形成更复杂的蛋白质结构。
蛋白质的结构多种多样,不同的结构决定了不同的功能。
生物化学复习资料1。
氨基酸的结构特点:在20种标准氨基酸中只有脯氨酸为亚基氨酸,其他氨基酸都是α-氨基酸,除了甘氨酸之外,其他氨基酸的α—碳原子都结合了4个不同的原子或基团(羧基、氨基、R基和一个氢原子)。
所以α—碳原子是一个手性碳原子,氨基酸是手性分子,有L—氨基酸与D—氨基酸之分,标准氨基酸均为L—氨基酸。
2。
酸性氨基酸:天冬氨酸、谷氨酸(R基所含的羧基在生理条件下可以给出H+的带负电荷)碱性氨基酸:赖氨酸、精氨酸、组氨酸(R基所含的咪唑基在生理条件下可以给出H+的带负电荷)芳香族氨基酸:色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸3。
氨基酸的两性电离:氨基酸都含有氨基和羧基,氨基可以结合H+而带正电荷,羧基可以给出H+而带负电荷,所以氨基酸是两性电解质,氨基酸的这种解离特征成为两性解离.等电点:氨基酸在溶液中的解离程度受ph影响,在某一ph值条件下,氨基酸解离成阴离子和阳离子的趋势和程度相同,溶液中氨基酸的静电荷为0,此时溶液的ph值称为该氨基酸的等电点.4。
试比较蛋白质和多肽的区别:多肽链是蛋白质的基本结构,实际上蛋白质就是具有特定构象的多肽,但多肽并不都是蛋白质(①分子量<10kDa的是多肽<不包含寡肽〉,分子量>10kDa的是蛋白质,胰岛素例外,它是蛋白质②一个多肽分子只有一条肽链,而一个蛋白质分子通常含有不止一条肽链③多肽的生物活性可靠与其构象无关,而蛋白质则不然,改变蛋白质的构象会改变其生物活性④许多蛋白质含有辅基,而多肽一般不含辅基5。
简述蛋白质的一二三四级结构,常见的二级结构有哪些?一:蛋白质分子内氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构,包括二硫链的位置二:蛋白质多肽链局部片段的构象,不涉及侧链的空间排布:α螺旋、β折叠、β转角、无规则卷曲。
三:在一级结构中相隔较远的一些氨基酸依靠非共价键及少量共价键相互结合,使多肽链在二级结构基础上进一步折叠,形成特定的空间结构,这就是蛋白质的三级结构。
四:多亚基蛋白的亚基按特定的空间排布结合在一起,构成该蛋白质的四级结构6。
氨基酸的结构通式及特点
氨基酸的结构是由一个氨基、一个羧基、一个氢和一个R基连在同一个中心C原子上组成。
这样分子式就为C2H4O2R。
氨基酸的结构特点:每种氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基;都有一个氨基和一个羧基链接在同一个碳原子上;各种氨基酸之间的区别在于r基(侧链基团)的不同。
氨基酸的结构通式及特点 1
氨基酸为无色晶体,熔点超过200℃,比一般有机化合物的熔点高很多。
α一氨基酸有酸、甜、苦、鲜4种不同味感。
谷
氨酸单钠盐和甘氨酸是用量最大的鲜味调味料。
氨基酸一般易溶于水、酸溶液和碱溶液中,不溶或微溶于乙醇或乙醚等有机溶剂。
氨基酸在水中的溶解度差别很大,例如酪氨酸的溶解度最小,25℃时,100 g水中酪氨酸仅溶解0.045 g,但在热水巾酪氨酸的溶解度较大。
赖氨酸和精氨酸常以盐酸盐的形式存在,因为它们极易溶于水,因潮解而难以制得结晶。
氨基酸的结构通式及特点 2
(1)脂肪族氨基酸:
丙、安定、亮亮、异亮、蛋、芦笋、谷、莱、香精、甜、丝、苏、半胱胺、天冬酰胺、谷氨酰胺。
(2)芳香族氨基酸:苯丙氨酸和酪氨酸。
(3)杂环氨基酸:组氨酸和色氨酸。
(4)杂环亚氨基酸:脯氨酸。
生物化学思考题1、叙述L-α氨基酸结构特征,比较各种结构异同并分析结构与性质的关系。
结构特点:氨基酸是较酸分子的a-氢原子被氨基取代直接形成的有机化合物,即当氨基酸的氨基与殁基连载同一个碳原子上,就成为a-氨基酸。
氨基酸中与竣基直接相连的碳原子上有个氨基,这个碳原子上连的集团或原子都不一样,称手性碳原子,当一束偏振光通过它们时,光的偏振方向将被旋转,根据旋转的方向分为左旋和右旋即D系和L系,L-a-氨基酸再被骗争光照射时,光的偏正方向为左旋。
R为侧链,连接-COOH的碳为a-碳原子为不对称碳原子(除了甘氨酸)不同的氨基酸其R基团结构各异。
根据测链结构可分为:①含煌链的为非极性脂肪族氨基酸,如丙氨酸;②含极性不带电荷的为极性中性氨基酸,如半胱氨酸;③含芳香基的为芳香族氨基酸,如酪氨酸;④含负性解离基团的为酸性氨基酸,如谷氨酸;⑤含正性解离基团的为碱性氨基酸,如精氨酸。
2、简述蛋白质一级结构、二级结构、三级结构、四级结构基本概念及各结构层次间的内在关系。
蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序,也是蛋白质最基本的结构。
主要化学键是肽键,二硫键也是一级结构的范畴。
蛋白质的二级结构是指多肽链中主链原子的局部空间排布即构象,不涉及侧链部分的构象。
主要化学键为氢犍。
蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折迭形成具有一定规律的三维空间结构,称为蛋白质的三级结构,蛋白质三级结构的稳定主要靠次级键,包括氢键、疏水键、盐键以及范德华力等。
具有二条或二条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋臼质,其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构称为蛋白质的四级结构,其中,每个具有独立三级结构的多肽链单位称为亚基。
层次之间的关系:一级结构是空间构象的基础,决定高级结构;氨基酸的残基影响二级结构的形成,二级结构以一级结构为基础;在二级结构的基础上,肽链还按照一定的空间结构进一步形成更复杂的三级结构;具有三级结构的多肽链按一定空间排列方式结合在一起形成的聚集体结构称为蛋白质的四级结构。
α-,β-,γ-,w 氨基酸结构类型α-氨基酸结构类型α-氨基酸是一类常见的氨基酸,其中最常见的是α-氨基酸。
α-氨基酸的结构特点是氨基和羧基连接在同一个碳原子上,形成一个共轭体系。
α-氨基酸可以分为两类:蛋白质中的氨基酸和非蛋白质中的氨基酸。
蛋白质中的氨基酸是构成蛋白质的基本组成单位,共有20种。
它们的共同结构特点是:氨基和羧基连接在α碳上,α碳上还有一个侧链。
这些侧链的不同,使得不同的氨基酸具有不同的性质和功能。
例如,赖氨酸具有阳离子性,可以与DNA和RNA结合;缬氨酸具有亲水性,可以与水分子形成氢键。
蛋白质的结构和功能都与这些氨基酸的侧链有关。
非蛋白质中的氨基酸是一类不参与蛋白质合成的氨基酸。
它们在生物体内具有多种功能。
例如,谷氨酸是中枢神经系统的主要兴奋性神经递质;甘氨酸是体内的一种重要的氨基酸代谢产物,可以通过酮酸合成途径合成葡萄糖。
β-氨基酸结构类型β-氨基酸是一类与α-氨基酸结构相似但略有不同的氨基酸。
β-氨基酸的结构特点是氨基和羧基连接在β碳上,形成一个共轭体系。
与α-氨基酸不同,β-氨基酸的侧链在β碳上而不是α碳上。
β-氨基酸的共轭体系使其具有特殊的光学性质和生物活性。
例如,β-丙氨酸是一种天然存在的β-氨基酸,具有抗菌和抗病毒活性。
γ-氨基酸结构类型γ-氨基酸是一类具有独特结构的氨基酸。
γ-氨基酸的结构特点是氨基和羧基连接在γ碳上,形成一个共轭体系。
γ-氨基酸在生物体内广泛存在,具有多种功能。
例如,谷氨酸是一种重要的氨基酸代谢产物,参与体内氨基酸的转化和合成;γ-氨基丁酸是一种神经递质,在中枢神经系统中起着重要的调节作用。
w氨基酸结构类型w氨基酸是一类非天然存在的氨基酸,其命名方式与其他氨基酸不同。
w氨基酸的结构特点是氨基和羧基连接在w碳上,形成一个共轭体系。
w氨基酸在生物体内通常是通过化学合成或基因工程等方法合成的。
w氨基酸的独特结构赋予其特殊的性质和功能。
例如,w-脯氨酸是一种w氨基酸,具有较强的抗菌活性和抗氧化活性。
20种氨基酸的共同结构特征
哎呀,说起这20种氨基酸嘛,它们可是蛋白质里头的“小砖块”,各有各的性子,但要说共同结构特征,那还是能摆一摆龙门阵的。
首先嘞,这些个氨基酸啊,都爱“拖家带口”的,每个都至少带了个氨基(我们喊它“氨基幺儿”)和一个羧基(那就叫“羧基妹儿”吧),这两个家伙就像氨基酸的左右护法,必不可少。
再细看,它们中间还有个“碳大爷”,这碳大爷可是个能耐人,一边拉着氨基幺儿的手,一边又勾着羧基妹儿的小指头,中间还抽空儿跟个氢原子(就叫它“小氢娃”)和个侧链(这侧链花样多,有的是简单的氢,有的复杂得像个小树林,我们就不细究了)扯上了关系。
这结构,简直就是个“四口之家”,和谐得很。
最关键的是,这“四口之家”还能手拉手围成个圈,叫个啥来着?哦对,叫肽键,一链接起来,那就是蛋白质的长城了,又坚固又复杂。
所以说嘛,这20种氨基酸,虽然性格迥异,但都有这么个共同的家庭结构,团结一致,才能构建出咱们生命里那些五花八门、功能各异的蛋白质来。
20种氨基酸的结构特点氨基酸是构成蛋白质的基本单位,共有20种常见的氨基酸。
每种氨基酸都具有特定的结构特点,下面将逐一介绍这20种氨基酸的结构特点。
1. 丙氨酸(Alanine):丙氨酸是一种非极性氨基酸,侧链为甲基,没有功能性团。
它在生物体内广泛存在,是蛋白质结构的重要组成部分。
2. 缬氨酸(Valine):缬氨酸是一种疏水性氨基酸,侧链含有碳氧化合物,可以与其他氨基酸形成氢键,参与蛋白质的稳定结构。
3. 亮氨酸(Leucine):亮氨酸也是一种疏水性氨基酸,侧链含有碳氢化合物,对蛋白质的折叠和稳定起重要作用。
4. 异亮氨酸(Isoleucine):异亮氨酸是一种疏水性氨基酸,与亮氨酸相似,侧链中的碳氢化合物的位置不同。
5. 赖氨酸(Lysine):赖氨酸是一种极性氨基酸,具有阳离子性。
它的侧链含有氨基和七元碳环,可以与DNA和RNA等核酸结合。
6. 苏氨酸(Threonine):苏氨酸是一种极性氨基酸,侧链含有羟基,可作为磷酸化的底物,参与信号转导途径。
7. 苯丙氨酸(Phenylalanine):苯丙氨酸是一种非极性氨基酸,侧链含有芳香环,对蛋白质的稳定结构起重要作用。
8. 鹅氨酸(Methionine):鹅氨酸是一种非极性氨基酸,侧链含有硫氧化合物,参与蛋白质的折叠和稳定。
9. 色氨酸(Tryptophan):色氨酸是一种非极性氨基酸,侧链含有芳香环和氮氧化合物,对蛋白质的稳定结构起重要作用。
10. 组氨酸(Histidine):组氨酸是一种极性氨基酸,侧链含有芳香环和酰胺,可以接受或释放质子,参与酶的催化反应。
11. 苏胺酸(Serine):苏胺酸是一种极性氨基酸,侧链含有羟基,可作为酶的催化剂或底物。
12. 苏氨酸(Threonine):苏氨酸是一种极性氨基酸,侧链含有羟基,可作为磷酸化的底物,参与信号转导途径。
13. 苯丙氨酸(Phenylalanine):苯丙氨酸是一种非极性氨基酸,侧链含有芳香环,对蛋白质的稳定结构起重要作用。
氨基酸分子结构氨基酸分子结构是指氨基酸的分子结构,包括氨基酸分子内部的原子布局、氨基酸分子间的相互作用以及它们在生物体中的功能。
氨基酸分子结构可以从三个方面来进行讨论:(1)氨基酸的有机结构氨基酸是一种有机物质,其主要组成成分是碳、氢、氧和氮四种元素。
氨基酸的有机结构可以分为三部分:氨基羰基(NH2COOH),R基团(R)和酸基(COOH)。
氨基羰基由一个氨基(NH2)和一个羰基(COOH)组成,它们之间存在一定的化学键,具有分子量大小和极性等不同的特征。
R基团是一种单独的基团,具有不同的结构,可以影响氨基酸的性质,如氨基酸的极性和分子量。
酸基则由一个羰基(COOH)和一个氢原子(H)组成,具有酸性和负电荷,可以与氨基酸的羰基形成酸基-羰基双键,以形成氨基酸分子。
(2)氨基酸的分子形状氨基酸的分子形状往往被称为“斗篷形”,它是由氨基羰基和R基团构成的三角形,其中氨基羰基和R基团位于三角形的直角处。
由于氨基羰基和R基团在氨基酸分子中具有不同的极性,因此氨基酸分子呈现出斗篷形的结构,使氨基酸具有极性特征。
(3)氨基酸的相互作用氨基酸是非常精密的有机分子,它们之间存在着诸多相互作用。
在氨基酸分子内部,许多相邻的原子有时会形成非共价键,使氨基酸分子更加稳定,并形成许多精密的有机结构。
氨基酸分子之间也存在着相互作用,例如,它们之间可以通过氢键、盐键、偶极子作用、π-π作用等相互作用而形成复合物。
氨基酸分子结构是生物体中最重要的机制之一,它在生物体中起着重要作用,如调节酶的活性、促进酶反应、影响蛋白质的结构和功能等。
因此,对氨基酸分子结构的研究对于理解生物体的生物学机理具有重要意义。
氨基酸分子结构的特点氨基酸是生物体内构成蛋白质的基本单元,具有氨基和羧基两个官能团。
氨基酸分子结构的特点主要体现在以下几个方面。
首先是氨基酸的骨架结构。
氨基酸的骨架由一个α碳原子和其周围的四个基团组成,包括一个氨基团(NH2)、一个羧基团(COOH)、一个氢原子和一个R基团。
这四个基团围绕着α碳原子形成了氨基酸的分子结构。
R基团的不同决定了不同种类的氨基酸,使其具有不同的化学性质和功能。
其次是氨基酸的立体结构。
由于α碳原子上有四个不同的基团,氨基酸通常存在两种立体异构体,即D型和L型。
D型氨基酸存在于一些细菌细胞壁和细菌类的多肽抗生素中,而L型氨基酸则是自然界中最常见的形式,构成了蛋白质的主要组成部分。
这种立体特异性对于蛋白质的形成和功能非常重要。
此外,氨基酸的分子结构中还存在着胺基和羧基之间的肽键。
当氨基酸分子中的羧基与另一个氨基酸的氨基发生反应时,就形成了肽键。
肽键是连接氨基酸的主要键,通过不同氨基酸之间的肽键形成多肽链,最终构成蛋白质的三维结构。
肽键的形成不仅连接了氨基酸分子,还使蛋白质能够具有一定的稳定性和可折叠性,从而实现其各种功能。
此外,氨基酸还具有多种功能基团。
在R基团中,还可以存在各种各样的官能团,如酚类、酮类、醛类、酸类、醇类等。
这些官能团赋予了氨基酸不同的化学和生物学特性。
例如,酪氨酸中含有酚基团,赋予了其光学活性和抗氧化特性;谷氨酸和天冬氨酸中含有羧基,使得它们在生物代谢中起重要作用。
总之,氨基酸分子结构具有多样性和复杂性,不同氨基酸之间的结构和功能差异很大。
这种多样性和复杂性是蛋白质多样性和复杂性的基础,也是细胞内生物化学反应的关键。
对于研究生物体的生理功能和代谢过程,了解氨基酸分子结构的特点是非常重要的。
氨基酸的基本结构特征嘿,大家好,今天咱们来聊聊氨基酸!可能有些小伙伴会问,氨基酸是什么?简单来说,氨基酸就像是咱们身体的“积木”,构成了蛋白质的基础。
想象一下,如果把氨基酸比作一群小伙伴,那每个小伙伴都有自己的特点,组合在一起就能造出各种各样的“玩意儿”。
哎,真是神奇!你知道吗,咱们的身体里面有二十种常见的氨基酸,像是小型的“超级英雄”,各自负责不同的任务。
氨基酸的基本结构其实挺简单的。
它们都有一个中心碳原子,周围挂着一个氨基(NH2),一个羧基(COOH),还有一个氢原子和一个侧链。
这侧链就像是每个小伙伴的个性标志,不同的侧链让每个氨基酸都独一无二。
你想啊,像是每个小伙伴都有自己的爱好,有的喜欢运动,有的爱吃零食,那些侧链就是它们的“兴趣爱好”!有趣吧?这个氨基和羧基的结构让氨基酸在水中表现得很有趣。
就像小朋友们在水里玩水枪,氨基和羧基之间形成了化学“友谊”,让氨基酸在水中“游来游去”。
这就是为什么它们在体内能形成各种各样的蛋白质。
就好比你拿着这些积木,可以拼出不同的形状,有的高大,有的小巧,样样都有。
再说说氨基酸的分类,咱们的氨基酸可以分为必需氨基酸和非必需氨基酸。
必需氨基酸就像是生活中必须的调料,咱们的身体不能自己合成,必须通过食物摄取。
而非必需氨基酸就比较“随性”,身体可以自己合成。
想象一下,你要做一道菜,必需的调料你得去超市买,非必需的可以自己在家调制,简单吧?在饮食方面,咱们可以通过吃肉、鱼、豆类、坚果等食物来获取氨基酸。
就像妈妈做饭,菜的搭配也得讲究,营养才全面。
有些人可能会觉得吃素不好,但其实只要搭配得当,植物中的氨基酸也能满足身体的需求。
就好比一场舞会,各种舞步搭配起来,才能跳出最美的舞姿。
而且氨基酸不仅仅是身体的建筑材料,还能参与到各种生理活动中。
比如,某些氨基酸还会转化为神经递质,帮助咱们调节情绪和睡眠。
你看,那些调皮的氨基酸,居然还能让你心情愉快,真是神奇得不得了!就像朋友之间的互动,有时候一句好话能让你一天都开心,氨基酸的“友谊”也是如此。
氨基酸通用结构氨基酸通用结构________________________氨基酸是生命体所必需的有机化合物,它们是构成多种蛋白质的基本单位,可以在生物体内发挥重要的生物学功能。
氨基酸由脯氨酸和一系列有机化合物组成,其中脯氨酸是氨基酸的核心组成部分,其他的有机化合物是氨基酸的变体。
它们有不同的结构、性质和功能。
一、氨基酸的结构氨基酸是一种由氮原子、碳原子、氢原子、氧原子、硫原子和磷原子组成的有机化合物,其中氮原子是核心组成部分。
一般来说,氨基酸由氮原子、一个羧基(—COOH)、一个氨基(—NH2)、一个硫醇(—SH)和一个磷酰基(—PO4H2)组成。
根据不同的结构,氨基酸可以分为非离子态氨基酸(无电荷的氨基酸)和有电荷的氨基酸(带电荷的氨基酸)。
二、氨基酸的性质氨基酸具有不同的性质,如电解质性、pH值、折光率、沸点、极性、溶解度以及生物学功能。
电解质性是指氨基酸在溶液中能够分解成正电荷(即正离子)或负电荷(即负离子)。
pH值是指氨基酸在某一pH条件下的电荷情况。
折光率是指氨基酸在光学仪器中表现出来的可逆变化。
沸点是指氨基酸在一定条件下沸腾的温度。
极性是指氨基酸在其分子中所表现出来的电性差异。
溶解度是指氨基酸在不同温度下的溶解度差异。
生物学功能是指氨基酸在生物体内所发挥的作用。
三、氨基酸的功能氨基酸在生物体内发挥重要的生物学功能,如促进新陈代谢、参与能量代谢、促进神经传导、参与免疫应答、影响血浆浓度以及保护DNA免受外界侵害。
1. 促进新陈代谢新陈代谢是生物体内物质交换的过程,它包括代谢、合成、分解以及运输这些过程。
氨基酸在新陈代谢中发挥重要作用,它们能够促进蛋白质合成,并参与多种生物体内的新陈代谢反应,如核酸、RNA以及DNA的合成。
2. 参与能量代谢能量代谢是生物体内能量交换的过程,它包括呼吸代谢、血液循环以及新陈代谢。
氨基酸在能量代谢中发挥重要作用,它们可以参与呼吸代谢以及血液循环过程,并促进新陈代谢过程。
氨基酸结构特点
氨基酸是生物体中最重要的有机物质之一,它们是蛋白质的基本组成单位,也是细胞的重要结构和功能物质。
氨基酸的结构特点是:
首先,氨基酸是由一个氨基和一个酸基组成的有机物质,它们之间通过一个碳链连接。
氨基酸的氨基部分由氨基核心和一个氢原子组成,而酸基部分由一个羧基核心和一个氢原子组成。
其次,氨基酸的结构特点是它们具有一个可以极性变化的氨基和酸基部分。
氨基酸的氨基部分具有正电荷,而酸基部分具有负电荷,这使得氨基酸可以与其他物质结合,形成复杂的结构。
此外,氨基酸的结构特点还包括它们具有一个可以极性变化的碳链。
氨基酸的碳链可以是疏水性的,也可以是亲水性的,这使得氨基酸可以与其他物质结合,形成复杂的结构。
最后,氨基酸的结构特点还包括它们具有一个可以极性变化的羧基。
氨基酸的羧基可以是正电荷的,也可以是负电荷的,这使得氨基酸可以与其他物质结合,形成复杂的结构。
总之,氨基酸的结构特点是它们具有一个可以极性变化的氨基、酸基和羧基,以及一个可以极性变化的碳链。
这些特点使得氨基酸可以与其他物质结合,形成复杂的结构,从而发挥重要的生物学功能。
高一生物氨基酸知识点氨基酸是生命体的基本组成单位,它是构成生物体内蛋白质的基本结构单元。
氨基酸分为20种,这些氨基酸在自然界中都可以找到并具有重要的生物功能。
今天,我们将会探讨一些与高一生物相关的氨基酸知识点。
首先,我们来谈谈氨基酸的结构。
氨基酸由一个氨基(NH₂)、一个羧基(COOH)和一个特定的侧链(R基团)组成。
氨基酸的特定结构决定了它的性质和功能。
其中,侧链的结构多样化,使得各种氨基酸具有不同的生物功能和相应的特性。
在20种氨基酸中,有9种被称为“必需氨基酸”,这意味着人体无法自身合成这些氨基酸,必须通过食物摄入。
这9种必需氨基酸包括赖氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸和蛋氨酸。
它们对细胞生长和正常代谢起着重要作用。
除了必需氨基酸,还有11种氨基酸被称为“非必需氨基酸”,这意味着人体能够通过其他代谢途径合成这些氨基酸。
非必需氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、苹果酸、精氨酸、谷胺酸、谷甘酰胺、组氨酸、天冬氨酸和甘氨酸。
这些氨基酸对于合成体内的重要物质,如酶、蛋白质和细胞结构组件,都具有重要作用。
进一步探索氨基酸的功能,我们会发现它们不仅仅是蛋白质的构建块。
氨基酸在生物体内还扮演着许多重要的角色。
例如,赖氨酸在体内转化为肌肉组织,起到修复和保护作用。
色氨酸则在体内转化为血清素,这是一种调节心情和睡眠的神经递质。
谷氨酸和谷胱甘肽则在体内起到抗氧化和解毒的作用。
此外,氨基酸还具有其他的应用价值。
例如,谷氨酸和丝氨酸在工业上被用于生产味精和甜味剂。
其他氨基酸也被广泛应用于食品添加剂、保健品和医药领域。
在生物学学习中,理解氨基酸的结构和功能对于理解蛋白质的构建和生物体的基本生命活动至关重要。
通过深入探索氨基酸的不同类型、结构和功能,我们能够更好地理解生物体的分子组成以及生物体内化学反应的基本原理。
通过这篇文章,我们初步了解了氨基酸的知识点。
氨基酸作为生物体的基本构建块,对于我们理解和研究生物体的结构和功能具有重要意义。
蛋白质的基本组成单位氨基酸的共同结构特点
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。
蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。
蛋白质具
有一级、二级、三级、四级结构,蛋白质分子的结构决定了它的功能。
氨基酸分子的羧基,脱去一分子水而连接起来,这种结合方式叫做脱水缩合。
缩合反
应在羧基和氨基之间形成的连接两个氨基酸分子的键叫做肽键。
一个氨基酸分子的氨基和
蛋白质用约20种氨基酸作原料,在细胞质中的核糖体上,将氨基酸分子互相连接成肽链。
蛋白质结构:一级结构:氨基酸残基在蛋白质肽链中的排序顺序称作蛋白质的一级结构,每种蛋白质都存有唯一而清楚的氨基酸序列;二级结构:蛋白质分子中肽链并非直链状,而是按一定的规律卷曲或卷曲构成特定的空间结构,这就是蛋白质的二级结构;
三级结构:在二级结构的基础上,肽链还按照一定的空间结构进一步形成更复杂的三
级结构;四级结构:具有三级结构的多肽链按一定空间排列方式结合在一起形成的聚集体
结构称为蛋白质的四级结构。
如血红蛋白由4个具有三级结构的多肽链构成。
氨基酸结构特点:蛋白质分子的基本组成单位。
20种,除脯为α-亚氨基酸、甘不含手性碳原子外,其余L-α-氨基酸。
分类:根据R基团极性大小:①非极性中性(8种)②极性中性(7种)③酸性 (Glu和Asp)④碱性 (Lys、Arg和His)。
体内不能合成,必须由食物蛋白质供给的氨基酸称为必需氨基酸。
酪和半胱需以必需为原料合成,故称半必需氨基酸。
生酮氨基酸:苯丙、酪、亮、色、赖。
生糖:能形成丙酮酸α-酮戊二酸琥珀酸和草酰乙酸的。
生酮和生糖:苯丙、酪氨基酸的脱氨基作用: 1.氧化脱氨基:反应过程包括脱氢和水解两步,反应主要由L-氨基酸氧化酶和谷氨酸脱氢酶所催化。
L-氨基酸氧化酶是一种需氧脱氢酶,该酶在人体内作用不大。
谷氨酸脱氢酶是一种不需氧脱氢酶,以NAD+或NADP+为辅酶。
该酶作用较大,属于变构酶,其活性受ATP,GTP的抑制,受ADP,GDP的激活。
2.转氨基作用:由转氨酶催化,将α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸酮基的位置上,生成相应的α-氨基酸,而原来的α-氨基酸则转变为相应的α-酮酸。
转氨酶以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。
转氨基作用可以在各种氨基酸与α-酮酸之间普遍进行。
除Gly,Lys,Thr,Pro外,均可参加转氨基作用。
较为重要的转氨酶有:⑴丙氨酸氨基转移酶(ALT),又称为谷丙转氨酶(GPT)。
催化丙氨酸与α-酮戊二酸之间的氨基移换反应,为可逆反应。
该酶在肝脏中活性较高,在肝脏疾病时,可引起血清中ALT活性明显升高。
⑵天冬氨酸氨基转移酶(AST),又称为谷草转氨酶(GOT)。
催化天冬氨酸与α-酮戊二酸之间的氨基移换反应,为可逆反应。
该酶在心肌中活性较高,故在心肌疾患时,血清中AST活性明显升高。
3 .联合脱氨基作用:转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行,从而使氨基酸脱去氨基并氧化为α-酮酸的过程,称为联合脱氨基作用。
可在大多数组织细胞中进行,是体内主要的脱氨基的方式。
4 .嘌呤核苷酸循环(PNC):这是存在于骨骼肌和心肌中的一种特殊的联合脱氨基作用方式。
在骨骼肌和心肌中,腺苷酸脱氨酶的活性较高,该酶可催化AMP脱氨基,此反应与转氨基反应相联系,即构成嘌呤核苷酸循环的脱氨基作用。
氨的代谢:鸟氨酸循环与尿素的合成:体内氨的主要代谢去路是用于合成尿素。
合成尿素的主要器官是肝脏,但在肾及脑中也可少量合成。
尿素合成是经鸟氨酸循环的反应过程来完成,催化这些反应的酶存在于胞液和线粒体中。
其主要反应过程如下:NH3+CO2+2ATP →氨基甲酰磷酸→胍氨酸→精氨酸代琥珀酸→精氨酸→尿素+鸟氨酸。
尿素合成特点:①在肝脏的线粒体和胞液中进行②合成一分子尿素需消耗4分子ATP③精氨酸琥珀酸合成酶是关键酶④分子中两个氮原子一个来源于NH3一个来源于天冬氨酸。
脱羧基作用:由氨基酸脱羧酶催化,辅酶为磷酸吡哆醛(只有组氨酸脱羧酶不需辅酶),产物为CO2和胺。
1 .γ-氨基丁酸的生成:是一种重要神经递质,由L-谷氨酸脱羧产生。
由L-谷氨酸脱羧酶催化,在脑及肾中活性很高。
2.5-羟色胺的生成:也是重要神经递质且具强烈缩血管作用,原料色氨酸。
过程为:色氨酸→5羟色氨酸→5-羟色胺。
3.组胺的生成:组胺由组氨酸脱羧产生,具有促进平滑肌收缩,促进胃酸分泌和强烈的舒血管作用。
4.多胺的生成:精脒和精胺均属多胺,它们与细胞生长繁殖的调节有关。
合成原料为鸟氨酸,关键酶是鸟氨酸脱羧酶。
肽键 (peptide bond)是由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。
氨基酸分子参与形成肽键后由于脱水而结构不完整,称为氨基酸残基。
每条多肽链都有两端:自由氨基端(N端)与自由羧基端(C端),肽链方向是N端→C端。
肽键平面(肽单位):肽键具部分双键性质,不能自由旋转;组成肽键四个原子及其相邻两个α碳原子处同一平面上,为刚性平面结构,蛋白质的分子结构:一级为线状结构,二、三、四为空间 1.一级结构:指多肽链中氨基酸的排列顺序,其维系键是肽键。
决定其空间结构。
2 .二级结构:指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的由氢键维系的有规则的构象。
主要类型⑴α- 螺旋 ;结构特征①主链骨架围绕中心轴盘绕形成右手螺旋②螺旋每上升一圈是3.6个氨基酸残基,螺距为0.54nm③相邻螺旋圈之间形成许多氢键④侧链基团位于螺旋的外侧。
影响α-螺旋形成的因素:①存在侧链基团较大的氨基酸残基;②连续存在带相同电荷的氨基酸残基;③存在脯氨酸残基⑵β- 折叠:结构特征①若干条肽链或肽段平行或反平行排列成片②所有肽键的C=O和N—H形成链间氢键③侧链基团分别交替位于片层的上、下方⑶β- 转角:多肽链180°回折部分,通常由四个氨基酸残基构成,借1、4残基间形成氢键维系⑷无规卷曲:主链骨架无规律盘绕的部分。
超二级结构:由若干相邻二级结构元件组合在一起,彼此相互作用,形成种类不多的、有规则的二级结构组合或二级结构串,在多种蛋白质中充当三级结构的构件 3.三级结构:多肽链所有原子的空间排布。
维系键是非共价键(次级键);氢键、疏水键、范德华力、离子键,也可二硫键 4 .四级结构:亚基之间的立体排布、接触部位的布局等,维系键为非共价键。
亚基指参与构成蛋白质四级结构的而又具有独立三级结构的多肽链。
蛋白质的理化性质 :1 两性解离与等电点:蛋白质分子中仍存在游离氨基和羧基,因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离性质.蛋白质分子所带正、负电荷相等时溶液pH值称为蛋白质等电点2 胶体性质:蛋白质具有亲水溶胶的性质。
分子表面的水化膜和表面电荷是稳定蛋白质亲水溶胶两个重要因素。
3蛋白质的紫外吸收:蛋白质分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基对紫外光有吸收,色氨酸吸收最强,最大吸收峰为280nm。
4蛋白质的变性:蛋白质在某些理化因素作用下,其特定空间结构被破坏而导致理化性质改变及生物活性丧失的现象。
因素:高温、高压、电离辐射、超声波、紫外线及有机溶剂、重金属盐、强酸强碱等。
蛋白质的生理功能:主要有:①是构成组织细胞的重要成分;②参与组织细胞的更新和修补;③参与物质代谢及生理功能的调控;④氧化供能;⑤其他功能:如转运、凝血、免疫、记忆、识别等。
蛋白质的分离与纯化:盐析与有机溶剂沉淀:在蛋白质溶液中加入大量中性盐,以破坏蛋白质的胶体性质,使蛋白质从溶液中沉淀析出,称为盐析。
常用的中性盐有:硫酸铵、氯化钠、硫酸钠等。
盐析时,溶液的pH在蛋白质的等电点处效果最好。
凡能与水以任意比例混合的有机溶剂,如乙醇、甲醇、丙酮等,均可引起蛋白质沉淀。
氨基酸顺序分析: 1测定蛋白质分子中多肽链数目2拆分蛋白质分子多肽链3断开多肽链内二硫桥(过甲酸氧化法、巯基化合物还原法)4分析每一多肽链氨基酸组成5鉴定多肽链N- 末端(DNFB法)和C-末端残基 6裂解多肽链成较小片段(胰蛋白酶只断裂赖或精,糜断苯丙、酪、色等)7测定各肽段氨基酸序列(Edman降解法)8重建完整多肽链的一级结构9确定半胱氨酸残基间形成的S-S交联桥位置酶是由活细胞产生的生物催化剂,这种催化剂具有极高的催化效率和高度的底物特异性,其化学本质是蛋白质。
结合酶是由酶蛋白和辅助因子构成,酶蛋白与酶的底物特异性有关,辅助因子催化活性有关。
与酶蛋白疏松结合并与酶的催化活性有关的耐热低分子有机化合物称为辅酶。
与酶蛋白牢固结合并与酶的催化活性有关的耐热低分子有机化合物称为辅基。
酶的活性部位 :特异的氨基酸残基比较集中的区域,即为酶活力直接相关的区域。
分为结合部位(负责与底物的结合决定专一性)和催化部位(负责催化底物键的断裂形成新键决定催化能力)酶促反应机制: 1.中间复合物学说与诱导契合学说:酶催化时,酶活性中心首先与底物结合生成一种酶-底物复合物(ES),此复合物再分解释放出酶,并生成产物,即中间复合物学说。
当底物与酶接近时,底物分子可诱导酶活性中心的构象发生改变,使之成为能与底物分子密切结合的构象,这就是诱导契合学说。
2.与酶的高效率催化有关的因素:①底物和酶的邻近效应与定向效应②底物的形变和诱导契合③酸碱催化④共价催化⑤金属离子催化⑥多元催化和协同效应⑦活性部位微环境的影响核酶:具有自身催化作用的RNA称为核酶,通常具有特殊的分子结构,如锤头结构。
酶促反应动力学: 底物浓度对反应速度影响:⑴底物对酶促反应的饱和现象:实验观察到,酶浓度不变时,不同底物浓度与反应速度关系为一矩形双曲线,即底物浓度较低时,反应速度的增加与底物浓度的增加成正比(一级反应),此后,随底物浓度增加,反应速度增加量逐渐减少(混合级反应),最后,底物浓度增加到一定量时,反应速度达到一最大值,不再随底物浓度增加而增加(零级反应).⑵米氏方程及米氏常数:根据上述结果推导出上述矩形双曲线的数学表达式,即米氏方程:ν= Vmax[S]/(Km+[S])。
其中,Vmax为最大反应速度,Km为米氏常数。
⑶Km 和Vmax意义:①当ν=Vmax/2时,Km=[S]。
因此,Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。
②当k-1>>k+2时,Km=k-1/k+1=Ks。
因此,Km可反映酶与底物亲和力的大小,即Km值越小,酶与底物的亲和力越大.③Km可用于判断反应级数:当[S]<0.01Km时,ν=(Vmax/Km)[S],反应为一级反应,即反应速度与底物浓度成正比;当[S]>100Km时,ν=Vmax,反应为零级反应,即反应速度与底物浓度无关;当 0.01Km <[S]<100Km时,反应处于零级反应和一级反应之间,为混合级反应。
④Km是酶的特征性常数:一定条件下,某种酶的Km值是恒定的,可以通过测定不同酶(特别是一组同工酶)的Km值,来判断是否为不同的酶。
⑤Km可用来判断酶的最适底物:当酶有几种不同底物存在时,Km值最小者为该酶的最适底物。
⑥Km 可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度:当[S]=10Km时,ν=91%Vmax,为最合适的测定酶活性所需底物浓度。
⑦Vmax可用于酶的转换数的计算:当酶的总浓度和最大速度已知时,可计算出酶的转换数,即单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数.⑷Km 和Vmax的测定:用Lineweaver-Burk双倒数作图法和Hanes作图法。
抑制剂对反应速度的影响:凡是能降低酶促反应速度,但不引起酶分子变性失活的物质统称为酶的抑制剂。
分为⑴不可逆抑制作用:抑制剂与酶分子的必需基团共价结合引起酶活性的抑制,且不能采用透析等简单方法使酶活性恢复的抑制作用。
如果以ν~[E]作图,就可得到一组斜率相同的平行线,随抑制剂浓度的增加而平行向右移动。
酶的不可逆抑制作用包括专一性抑制(如有机磷农药对胆碱酯酶的抑制)和非专一性抑制(如路易斯气对巯基酶的抑制)两种。