第二章 氨基酸

武汉大学生科院武汉大学生科院张楚富教授等原作！非常感谢！第二章氨基酸和蛋白质的一级结构基本内容蛋白质含有20种标准氨基酸，这些氨基酸在它们的α碳原子上分别含有一个氨基、一个羧基和一个侧链基团（或称R基团）。

除甘氨酸外，所有其它氨基酸的α碳原子都是一个不对称的碳原子，即手性碳原子。

蛋白质中的所有氨基酸都是L-型的。

20种标准氨基酸可以根据它们侧链的结构分为含脂肪烃基的氨基酸、含芳香基的氨基酸、含硫的（或含羟基的、或含酰胺基的）氨基酸。

如果根据它们的侧链极性（或在生理pH下的解离），可分为侧链非极性氨基酸、侧链不带电荷的极性氨基酸和侧链解离带正电荷或负电荷的氨基酸。

氨基酸侧链的性质对于决定蛋白质的性质、结构和功能来说是很重要的。

氨基酸的α-氨基和α-羧基都是可解离的基团，它们的解离取决于介质的pH。

在生理pH下，α-氨基解离带正电荷（–NH3+），α-羧基解离带负电荷（–CO O–）；侧链可解离基团的解离取决于它们的pK值和介质的pH。

氨基酸的解离性质是建立分离和分析氨基酸的方法的基础，它们的解离也影响蛋白质的性质、结构和功能。

分离分析氨基酸的主要方法是离子交换法以及电泳法。

蛋白质是由氨基酸借肽键连接而成多聚物。

在蛋白质多肽链中，肽键是唯一的共价键，由一个氨基酸的α-羧基和相邻氨基酸的α-氨基脱水缩合而成。

在多肽链中，氨基酸残基的顺序称为蛋白质的一级结构。

蛋白质是生物大分子，虽然它们具有与氨基酸相似的解离性质，但这一性质却比氨基酸复杂。

蛋白质的许多重要的性质，例如，溶解性、极性、带电性质、分子大小以及配体亲和性等，是构成分离分析它们的方法的基础。

离子交换法、凝胶过滤法、亲和层析法、超速离心法以及各种电泳法是常用的方法。

蛋白质一级结构的测定通常采用这样的程序，即纯净样品的末端分析、氨基酸组成分析、专一性酶或化学试剂进行部分水解、Edman降解法测定肽碎片的氨基酸残基的顺序以及片段重叠。

末端分析常有丹磺酰氯法和二硝基氟苯法；肽链的部分水解一般是有胰蛋白酶法、胰凝乳蛋白酶法以及溴化氰法。

第⼆章氨基酸第⼆章氨基酸蛋⽩质是⽣物分⼦中⽣物功能的载体，要了解⽣命的基本活动规律，必须了解蛋⽩质。

⽽氨基酸是蛋⽩质的基本构件。

⼀、蛋⽩质⽔解特性蛋⽩质的⽔解⽅法主要有三种：1.酸⽔解，优点：⽔解彻底，不引起消旋作⽤；缺点：引起部分氨基酸被破坏：⾊氨酸完全破坏丝氨酸和苏氨酸（羟基氨基酸）部分破坏天冬氨酸和⾕氨酰氨（酰氨氨基酸）酰氨基被⽔解2.碱⽔解，优点：可使蛋⽩质完全⽔解，⾊氨酸稳定缺点：产⽣消旋，部分氨基酸破坏：精氨酸被脱氨⽣成鸟氨酸。

酸⽔解和碱⽔解可以互补3.酶⽔解：优点：不产⽣消旋，也不破坏氨基酸缺点：只⽤⼀种酶时⽔解不完全，需要⼏种酶协同作⽤才能彻底⽔解。

⼆、氨基酸是蛋⽩质的基本组成材料氨基酸的名称与符号丙氨酸Ala A精氨酸Arg R天冬酰氨Asn Asx N天冬氨酸Asp Asx D半胱氨酸Cys C⾕氨酰胺Gln Glx Q⾕氨酸Glu Glx E⽢氨酸Gly G组氨酸His H异亮氨酸Ile I亮氨酸Leu L赖氨酸Lys K甲硫氨酸Met M苯丙氨酸Phe F脯氨酸Pro P丝氨酸Ser S苏氨酸Thr T⾊氨酸Trp W酪氨酸Tyr Y缬氨酸Val V三、L-氨基酸的基本结构残基：在肽链中每个氨基酸都脱去⼀个⽔分⼦，脱⽔后的残余部分叫残基（residue), 因此蛋⽩质肽链中的氨基酸统统是残基形式。

判断法（看CAR的⾛向）将H原⼦靠近⾃⼰，观察CAR的⾛向，逆时针（左转）为L型，顺时针（右转）为D型。

四、氨基酸的分（合成蛋⽩质）氨基酸分类：1. 20种常见（合成蛋⽩质）氨基酸分类：根据R链的结构分3类（见教科书124-127）脂肪簇氨基酸15种（包含：中性氨基酸5种；羟基氨基酸2种；含硫氨基酸2种；酰氨氨基酸2种，酸性氨基酸2种,碱性氨基酸2种）芳⾹族氨基酸2种杂环族氨基酸3种根据带电和极性⼜分4类：⾮极性；不带电的极性; 带正电荷；带负电荷2. 不常见（蛋⽩质中被修饰）的氨基酸：如：4-羟脯氨酸；4-羟赖氨酸；6-N-甲基赖氨酸；锁链素等。

第二章第2节氨基酸的结构一．教学目标知识目标：1.写出氨基酸的结构通式；2.说出氨基酸的结构特点；能力目标：通过氨基酸结构通式的推导，养成主动探究的能力；情感目标：通过氨基酸结构通式的推导，养成主动探究的意识及合作意识。

二．教学重难点重点：氨基酸的结构通式及结构特点。

难点：氨基酸的结构通式及结构特点。

三．教学方法问题引导法，自主探究法，合作讨论法。

四．教学过程导入：我们日常食用的肉类、鸡蛋、牛奶等都含有蛋白质，可见蛋白质在对我们的生命活动非常重要，是生命活动的主要承担者，蛋白质的基本单位是氨基酸，而自然界中有100多种氨基酸，哪些是组成蛋白质的氨基酸，它们有什么共同点？我们一起来学习氨基酸的结构。

新课：知识目标一：氨基酸的结构教师活动：展示四种氨基酸的结构式，讲述氨基和羧基的书写方式。

学生活动：认真观察下列四种氨基酸的结构式，回答以下几个问题。

1)氨基酸的组成元素有哪些？2)氨基酸结构与其名称有什么关系？3)R基上能不能含有-NH2 或-COOH?4)四种氨基酸在结构上有哪些共同点，又有哪些差异?教师给与必要的补充，注意语言表述的准确性。

提示：1) 氨基酸的组成元素：C、H、O、N，还有S；2) “氨基酸”代表了结构里的氨基和羧基部分，也就是带有氨基的酸。

3）R基上可以有氨基和羧基，例如赖氨酸R基上有氨基，天冬氨酸R基上有羧基。

4）四种氨基酸的共同点：①都有氨基，羧基和氢基；②有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上不同点：R基不同。

学生活动：尝试写出氨基酸分子的结构通式。

教师活动：教师巡查学生书写情况，启发学生依据书写情况与教材作对比来发现问题，强调结构通式的不同写法。

氨基酸的结构通式【氨基酸形象比喻：氨基酸的结构通式就像人，C为躯干，左手是氨基，右手是羧基，两条腿是氢原子，头是R基。

】学生活动：讨论并总结氨基酸的结构特点。

氨基酸的结构特点：①至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）②都有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上③碳原子上还连有一个氢原子④ R基不同，氨基酸不同知识目标二蛋白质的结构生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种，而据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种。