生物化学考研笔记(4)

本站小编 免费考研网/2019-04-03


磷脂是兼性离子,有多个可解离基团。在弱碱下可水解,生成脂肪酸盐,其余部分不水解。在强碱下则水解成脂肪酸、磷酸甘油和有机碱。磷脂中的不饱和脂肪酸在空气中易氧化。
(二)鞘氨醇磷脂
神经鞘磷脂由神经鞘氨醇(简称神经醇)、脂肪酸、磷酸与含氮碱基组成。脂酰基与神经醇的氨基以酰胺键相连,所形成的脂酰鞘氨醇又称神经酰胺;神经醇的伯醇基与磷脂酰胆碱(或磷脂酰乙醇胺)以磷酸酯键相连。在神经鞘磷脂中发现的脂肪酸有软脂酸、硬脂酸、掬焦油酸、神经烯酸(24:1Δ15)等。神经鞘磷脂不溶于丙酮、乙醚,而溶于热乙醇。
自然状态的磷脂都有两条比较柔软的长烃链,因而有脂溶性;而磷脂的另一组分是磷酰化物,它是强亲水性的极性基团,使磷脂可以在水中扩散成胶体,因此具有乳化性质。磷脂能帮助不溶于水的脂类均匀扩散于体内的水溶液体系中。
二、磷脂与生物膜
细胞及细胞器表面覆盖着一层极薄的膜,统称生物膜。生物膜主要由脂类和蛋白质组成,脂类约占40%,蛋白质占60%。不同种类的生物膜中二者比例变化很大,如线粒体内膜只含20-25%的脂类,而有些神经细胞表面的髓磷脂膜含脂类高达75%。构成生物膜的脂类很多,其中最主要的是甘油磷脂类,也有一些糖脂和胆固醇。
生物膜具有及其重要的生物功能:(1)它具有保护层的作用,是细胞表面的屏障;(2)它是细胞内外环境进行物质交换的通道;能量转换和信息传递也都要通过膜进行。(3)许多酶系与膜相结合,一系列生化反应在膜上进行。生物膜的功能是由它的结构决定的。膜的结构可用液态镶嵌模型表示,其要点为:(1)膜磷脂排列成双分子层,构成膜的基质。双分子层的每一个磷脂分子既规则地排列着,又有转动、摆动和横向流动的自由,处于液晶状态。磷脂双分子层具有流动性、柔韧性、高电阻性和对高极性分子的不通透性。(2)多种蛋白质包埋于基质中,称为膜蛋白。膜蛋白是球蛋白,他们的极性区伸出膜的表面,而非极性区埋藏在膜的疏水的内部。埋藏或贯穿于双分子层者称内在蛋白,附着于双分子层表面的称表在蛋白。
膜中的脂类主要是磷脂、胆固醇和糖脂(动物是糖鞘脂,植物和微生物是甘油酯)。膜是不对称的,膜中的脂和蛋白的分布也是不对称的。如人的红细胞,外层含卵磷脂和糖鞘脂较多,而内层含磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺较多。两层的电荷、流动性不同,蛋白也不同。这种不对称性由细胞维持。膜的相变温度可达几十度。

第四节 非皂化脂
一、萜类
萜类是异戊二烯的衍生物,不含脂肪酸,是非皂化脂。其分类主要根据异戊二烯的数目,由两个构成的称单萜,4个称二萜,3个叫倍半萜。还有三萜、多萜等。
萜类有线状、环状,有头尾相连,也有尾尾相连。多数线状萜类的双键是反式。
植物中多数萜类具有特殊气味,是植物特有油类的主要成分。如柠檬苦素、薄荷醇、樟脑等。
维生素A、E、K等都属于萜类,视黄醛是二萜。天然橡胶也是多萜。
二、类固醇
类固醇都含有环戊烷多氢菲结构,不能皂化。其中固醇是在核的3位有一个羟基,在17位有一个分支烃链。
(一)固醇类
是环状高分子一元醇,分布很广,可游离存在或与脂肪酸成酯。主要有以下三种:
动物固醇 多以酯的形式存在。胆固醇(Cholesterol)是脊椎动物细胞的重要成分,在神经组织和肾上腺中含量特别丰富,约占脑固体物质的17%。胆石几乎全是由胆固醇构成的。
胆固醇易溶于有机溶剂,不能皂化。其3位羟基可与高级脂肪酸成酯。胆固醇酯是其储存和运输形式,血浆中胆固醇有三分之二被酯化,主要是18:2,ω6胆固醇酯。
胆固醇是高等动物生物膜的重要成分,占质膜脂类的20%以上,占细胞器膜的5%。其分子形状与其他膜脂不同,极性头是3位羟基,疏水尾是4个环和3个侧链。它对调节生物膜的流动性有一定意义。温度高时,它能阻止双分子层的无序化;温度低时又可干扰其有序化,阻止液晶的形成,保持其流动性。
胆固醇还是一些活性物质的前体,类固醇激素、维生素D3、胆汁酸等都是胆固醇的衍生物。维生素D3是由7-脱氢胆固醇经日光中紫外线照射转变而来的。
2.植物固醇 是植物细胞的重要成分,不能被动物吸收利用。主要有豆固醇、麦固醇等。
3.酵母固醇 存在于酵母菌、真菌中,以麦角固醇最多,经日光照射可转化为维生素D2。
(二)固醇衍生物类
胆汁酸 在肝中合成,人的胆汁中有三种胆汁酸:胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸。胆酸能与甘氨酸或牛磺酸以肽键结合,生成甘氨胆酸或牛磺胆酸,它们的胆苦的主要原因。胆酸与脂肪酸或其他脂类,如胆固醇等成盐。它们是乳化剂,能促进油脂消化。
强心苷和蟾毒 它们能使心率降低,强度增加。强心苷来自玄参科及百合科植物,水解后产生糖和苷原,最常见的是洋地黄毒素。蟾毒是蟾蜍分泌的,以酯的形式存在,与前者相似。
性激素和维生素D 见激素和维生素部分。
三、前列腺素
第五节 结合脂类
一、糖脂
糖与脂类以糖苷键相连形成的化合物称为糖脂。通常指不包括磷酸的鞘氨醇衍生物,称糖鞘脂类。它分为中性和酸性两类,分别以脑苷脂和神经节苷脂为代表。
脑苷脂 由一个单糖与神经酰胺构成,占脑干重的11%,各种脑苷脂的区别主要在于脂肪酸(二十四碳)不同。其糖基C3位被硫酸酯化后称为脑硫脂类。
神经节苷脂 是含唾液酸的糖鞘脂,有多个糖基,又称唾液酸糖鞘脂。其结构复杂,常用缩写表示,以G代表神经节苷脂,M、T、D代表含有唾液酸残基的数目(1、2、3),用阿拉伯数字表示无唾液酸寡糖链的类型。
功能 糖鞘脂是细胞膜的组分,其糖结构突出于质膜表面,与细胞识别和免疫有关。位于神经细胞的还与神经传递有关。
神经节苷脂在脑灰质和胸腺中含量丰富,与神经冲动的传导有关。红细胞表面的神经节苷脂决定血型专一性。某些神经节苷脂是激素(促甲状腺素、绒毛膜促性腺激素等)、毒素(破伤风、霍乱毒素等)和干扰素等的受体。
二、脂蛋白
根据蛋白质组成可分为三类:
(一)核蛋白类
其代表是凝血致活酶,含脂达40-50%(主要是卵磷脂、脑磷脂和神经磷脂),核酸占18%。
(二)磷蛋白类
如卵黄中的脂磷蛋白,含脂18%,溶于盐水,除去脂后就不溶。
(三)单纯蛋白类
主要有水溶性的血浆脂蛋白和脂溶性的脑蛋白脂。
血浆脂蛋白 有多种类型,通常用超离心法根据其密度由小到大分为五种:
乳糜微粒(CM)由小肠上皮细胞合成,主要来自食物油脂,颗粒大,使光散射,呈乳浊状,这是用餐后血清浑浊的原因。其比重小,在4℃冰箱过夜时,上浮形成乳白色奶油样层,是临床检验的简易方法。主要生理功能是转运外源油脂。电泳时乳糜微粒留在原点。
极低密度脂蛋白(VLDL) 有肝细胞合成,主要成分也是油脂。当血液流经油脂组织、肝和肌肉等组织的毛细血管时,乳糜微粒和VLDL被毛细血管壁脂蛋白脂酶水解,所以正常人空腹时不易检出乳糜微粒和VLDL。主要生理功能是转运内源油脂,如肝脏中由葡萄糖转化生成的脂类。电泳时称为前β脂蛋白。
低密度脂蛋白(LDL) 来自肝脏,富含胆固醇,磷脂。主要生理功能是转运胆固醇和磷脂到肝脏。含量过高易患动脉粥样硬化。电泳时称为β脂蛋白。
高密度脂蛋白(HDL) 来自肝脏,其颗粒最小,脂类主要是磷脂和胆固醇。主要生理功能是转运磷脂和胆固醇。电泳时称为α脂蛋白。可激活脂肪酶,清除胆固醇。
极高密度脂蛋白(VHDL) 由清蛋白和游离脂肪酸构成,前者由肝脏合成,在油脂组织中组成VHDL。主要生理功能是转运游离脂肪酸。
脑蛋白脂 从脑组织中分离得到。不溶于水,分为A、B、C三种。

补充材料:脂肪组织
脂肪组织主要分布在腹腔(网膜脂肪,包围在肾脏和肠系膜之间)、皮下和骨骼肌纤维之间。
脂肪组织有白色和棕色两种,前者用于储存,脂肪是单个大滴,外有一薄层细胞质及一个外周核。其甘油三酯分解产生的脂肪酸需运至其他组织氧化放能。而棕色脂肪含大量线粒体,在其脂肪耗尽时显红棕色,故名。冬眠的和新生哺乳动物体内的棕色脂肪特别发达,寒冷时不必发抖即可产热。棕色脂肪位于颈部和背部肌肉之间、腋窝和腹股沟中,包围在胸腹脏器之间。其血液供给丰富,并密布交感神经系统的去甲肾上腺素能纤维,寒冷时神经末梢和肾上腺髓质释放去甲肾上腺素,使脂肪降解,氧化,放热,温暖邻近组织,并由血液传至远处。

提要
概念
脂类、类固醇、萜类、多不饱和脂肪酸、必需脂肪酸、皂化值、碘值、酸价、酸败、油脂的硬化、甘油磷脂、鞘氨醇磷脂、神经节苷脂、脑苷脂、乳糜微粒
脂类的性质与分类 单纯脂、复合脂、非皂化脂、衍生脂、结合脂
单纯脂
脂肪酸的俗名、系统名和缩写、双键的定位
油脂的结构和化学性质
(1)水解和皂化 脂肪酸平均分子量=3×56×1000÷皂化值
(2)加成反应 碘值大,表示油脂中不饱和脂肪酸含量高,即不饱和程度高。
(3)酸败
蜡是由高级脂肪酸和长链脂肪族一元醇或固醇构成的酯。
四、磷脂(复合脂)
(一)甘油磷脂类
最常见的是卵磷脂和脑磷脂。卵磷脂是磷脂酰胆碱。脑磷脂是磷脂酰乙醇胺。
卵磷脂和脑磷脂都不溶于水而溶于有机溶剂。磷脂是兼性离子,有多个可解离基团。在弱碱下可水解,生成脂肪酸盐,其余部分不水解。在强碱下则水解成脂肪酸、磷酸甘油和有机碱。磷脂中的不饱和脂肪酸在空气中易氧化。
(二)鞘氨醇磷脂
神经鞘磷脂由神经鞘氨醇(简称神经醇)、脂肪酸、磷酸与含氮碱基组成。脂酰基与神经醇的氨基以酰胺键相连,所形成的脂酰鞘氨醇又称神经酰胺;神经醇的伯醇基与磷脂酰胆碱(或磷脂酰乙醇胺)以磷酸酯键相连。
磷脂能帮助不溶于水的脂类均匀扩散于体内的水溶液体系中。
非皂化脂
(一)萜类 是异戊二烯的衍生物
多数线状萜类的双键是反式。维生素A、E、K等都属于萜类,视黄醛是二萜。天然橡胶是多萜。
(二)类固醇 都含有环戊烷多氢菲结构
固醇类 是环状高分子一元醇,主要有以下三种:
动物固醇 胆固醇是高等动物生物膜的重要成分,对调节生物膜的流动性有一定意义。胆固醇还是一些活性物质的前体,类固醇激素、维生素D3、胆汁酸等都是胆固醇的衍生物。
植物固醇 是植物细胞的重要成分,不能被动物吸收利用。
酵母固醇 存在于酵母菌、真菌中,以麦角固醇最多,经日光照射可转化为维生素D2。
2.固醇衍生物类
胆汁酸 是乳化剂,能促进油脂消化。
强心苷和蟾毒 它们能使心率降低,强度增加。
性激素和维生素D
3. 前列腺素
结合脂
1.糖脂。它分为中性和酸性两类,分别以脑苷脂和神经节苷脂为代表。
脑苷脂 由一个单糖与神经酰胺构成。
神经节苷脂 是含唾液酸的糖鞘脂,有多个糖基,又称唾液酸糖鞘脂,结构复杂。
2.脂蛋白
根据蛋白质组成可分为三类:核蛋白类、磷蛋白类、单纯蛋白类,其中单纯蛋白类主要有水溶性的血浆脂蛋白和脂溶性的脑蛋白脂。
血浆脂蛋白根据其密度由小到大分为五种:
乳糜微粒 主要生理功能是转运外源油脂。
极低密度脂蛋白(VLDL) 转运内源油脂。
低密度脂蛋白(LDL) 转运胆固醇和磷脂。
高密度脂蛋白(HDL) 转运磷脂和胆固醇。
极高密度脂蛋白(VHDL) 转运游离脂肪酸。
脑蛋白脂不溶于水,分为A、B、C三种。

第四章    第四章 蛋白质
第一节 蛋白质通论
一、蛋白质的功能多样性
蛋白质是原生质的主要成分,任何生物都含有蛋白质。自然界中最小、最简单的生物是病毒,它是由蛋白质和核酸组成的。没有蛋白质也就没有生命。
自然界的生物多种多样,因而蛋白质的种类和功能也十分繁多。概括起来,蛋白质主要有以下功能:
1.催化功能 生物体内的酶都是由蛋白质构成的,它们有机体新陈代谢的催化剂。没有酶,生物体内的各种化学反应就无法正常进行。例如,没有淀粉酶,淀粉就不能被分解利用。
2.结构功能 蛋白质可以作为生物体的结构成分。在高等动物里,胶原是主要的细胞外结构蛋白,参与结缔组织和骨骼作为身体的支架,占蛋白总量的1/4。细胞里的片层结构,如细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等都是由不溶性蛋白与脂类组成的。动物的毛发和指甲都是由角蛋白构成的。
3.运输功能 脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动物体内的血蓝蛋白在呼吸过程中起着运输氧气的作用。血液中的载脂蛋白可运输脂肪,转铁蛋白可转运铁。一些脂溶性激素的运输也需要蛋白,如甲状腺素要与甲状腺素结合球蛋白结合才能在血液中运输。
4.贮存功能 某些蛋白质的作用是贮存氨基酸作为生物体的养料和胚胎或幼儿生长发育的原料。此类蛋白质包括蛋类中的卵清蛋白、奶类中的酪蛋白和小麦种子中的麦醇溶蛋白等。肝脏中的铁蛋白可将血液中多余的铁储存起来,供缺铁时使用。
5.运动功能 肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白是运动系统的必要成分,它们构象的改变引起肌肉的收缩,带动机体运动。细菌中的鞭毛蛋白有类似的作用,它的收缩引起鞭毛的摆动,从而使细菌在水中游动。
6.防御功能 高等动物的免疫反应是机体的一种防御机能,它主要也是通过蛋白质(抗体)来实现的。凝血与纤溶系统的蛋白因子、溶菌酶、干扰素等,也担负着防御和保护功能。
7.调节功能 某些激素、一切激素受体和许多其他调节因子都是蛋白质。
8.信息传递功能 生物体内的信息传递过程也离不开蛋白质。例如,视觉信息的传递要有视紫红质参与,感受味道需要味觉蛋白。视杆细胞中的视紫红质,只需1个光子即可被激发,产生视觉。
9.遗传调控功能 遗传信息的储存和表达都与蛋白质有关。DNA在储存时是缠绕在蛋白质(组蛋白)上的。有些蛋白质,如阻遏蛋白,与特定基因的表达有关。β-半乳糖苷酶基因的表达受到一种阻遏蛋白的抑制,当需要合成β-半乳糖苷酶时经过去阻遏作用才能表达。
10.其他功能 某些生物能合成有毒的蛋白质,用以攻击或自卫。如某些植物在被昆虫咬过以后会产生一种毒蛋白。白喉毒素可抑制生物蛋白质合成。
二、蛋白质的分类
(一)按分子形状分类
1.球状蛋白 外形近似球体,多溶于水,大都具有活性,如酶、转运蛋白、蛋白激素、抗体等。球状蛋白的长度与直径之比一般小于10。
2.纤维状蛋白 外形细长,分子量大,大都是结构蛋白,如胶原蛋白,弹性蛋白,角蛋白等。纤维蛋白按溶解性可分为可溶性纤维蛋白与不溶性纤维蛋白。前者如血液中的纤维蛋白原、肌肉中的肌球蛋白等,后者如胶原蛋白,弹性蛋白,角蛋白等结构蛋白。
(二)按分子组成分类
1.简单蛋白 完全由氨基酸组成,不含非蛋白成分。如血清清蛋白等。根据溶解性的不同,可将简单蛋白分为以下7类:清蛋白、球蛋白、组蛋白、精蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白和硬蛋白。
2.结合蛋白 由蛋白质和非蛋白成分组成,后者称为辅基。根据辅基的不同,可将结合蛋白分为以下7类:核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血红素蛋白、黄素蛋白和金属蛋白。
三、蛋白质的元素组成与分子量
1.元素组成 所有的蛋白质都含有碳氢氧氮四种元素,有些蛋白质还含有硫、磷和一些金属元素。
蛋白质平均含碳50%,氢7%,氧23%,氮16%。其中氮的含量较为恒定,而且在糖和脂类中不含氮,所以常通过测量样品中氮的含量来测定蛋白质含量。如常用的凯氏定氮:
蛋白质含量=蛋白氮×6.25
其中6.25是16%的倒数。
2.蛋白质的分子量 蛋白质的分子量变化范围很大,从6000到100万或更大。这个范围是人为规定的。一般将分子量小于6000的称为肽。不过这个界限不是绝对的,如牛胰岛素分子量为5700,一般仍认为是蛋白质。蛋白质煮沸凝固,而肽不凝固。较大的蛋白质如烟草花叶病毒,分子量达4000万。
四、蛋白质的水解
氨基酸是蛋白质的基本结构单位,这个发现是从蛋白质的水解得到的。蛋白质的水解主要有三种方法:
1.酸水解 用6MHCl或4MH2SO4,105℃回流20小时即可完全水解。酸水解不引起氨基酸的消旋,但色氨酸完全被破坏,丝氨酸和苏氨酸部分破坏,天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解。如样品含有杂质,在酸水解过程中常产生腐黑质,使水解液变黑。用3mol/L对甲苯磺酸代替盐酸,得到色氨酸较多,可像丝氨酸和苏氨酸一样用外推法求其含量。
2.碱水解 用5MNaOH,水解10-20小时可水解完全。碱水解使氨基酸消旋,许多氨基酸被破坏,但色氨酸不被破坏。常用于测定色氨酸含量。可加入淀粉以防止氧化。
3.酶水解 酶水解既不破坏氨基酸,也不引起消旋。但酶水解时间长,反应不完全。一般用于部分水解,若要完全水解,需要用多种酶协同作用。

第二节 氨基酸
一、氨基酸的结构与分类
(一)基本氨基酸
组成蛋白质的20种氨基酸称为基本氨基酸。它们中除脯氨酸外都是α-氨基酸,即在α-碳原子上有一个氨基。基本氨基酸都符合通式,都有单字母和三字母缩写符号。
按照氨基酸的侧链结构,可分为三类:脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。
1.脂肪族氨基酸 共15种。
侧链只是烃链:Gly, Ala, Val, Leu, Ile后三种带有支链,人体不能合成,是必需氨基酸。
侧链含有羟基:Ser, Thr许多蛋白酶的活性中心含有丝氨酸,它还在蛋白质与糖类及磷酸的结合中起重要作用。
侧链含硫原子:Cys, Met两个半胱氨酸可通过形成二硫键结合成一个胱氨酸。二硫键对维持蛋白质的高级结构有重要意义。半胱氨酸也经常出现在蛋白质的活性中心里。甲硫氨酸的硫原子有时参与形成配位键。甲硫氨酸可作为通用甲基供体,参与多种分子的甲基化反应。
侧链含有羧基:Asp(D), Glu(E)
侧链含酰胺基:Asn(N), Gln(Q)
侧链显碱性:Arg(R), Lys(K)
2.芳香族氨基酸 包括苯丙氨酸(Phe,F)和酪氨酸(Tyr,Y)两种。 酪氨酸是合成甲状腺素的原料。
3.杂环氨基酸 包括色氨酸(Trp,W)、组氨酸(His)和脯氨酸(Pro)三种。其中的色氨酸与芳香族氨基酸都含苯环,都有紫外吸收(280nm)。所以可通过测量蛋白质的紫外吸收来测定蛋白质的含量。组氨酸也是碱性氨基酸,但碱性较弱,在生理条件下是否带电与周围内环境有关。它在活性中心常起传递电荷的作用。组氨酸能与铁等金属离子配位。脯氨酸是唯一的仲氨基酸,是α-螺旋的破坏者。
B是指Asx,即Asp或Asn;Z是指Glx,即Glu或Gln。
基本氨基酸也可按侧链极性分类:
非极性氨基酸:Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro共八种
极性不带电荷:Gly, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, Tyr共七种
带正电荷:Arg, Lys, His
带负电荷:Asp, Glu
(二)不常见的蛋白质氨基酸
某些蛋白质中含有一些不常见的氨基酸,它们是基本氨基酸在蛋白质合成以后经羟化、羧化、甲基化等修饰衍生而来的。也叫稀有氨基酸或特殊氨基酸。如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸、锁链素等。其中羟脯氨酸和羟赖氨酸在胶原和弹性蛋白中含量较多。在甲状腺素中还有3,5-二碘酪氨酸。
(三)非蛋白质氨基酸
自然界中还有150多种不参与构成蛋白质的氨基酸。它们大多是基本氨基酸的衍生物,也有一些是D-氨基酸或β、γ、δ-氨基酸。这些氨基酸中有些是重要的代谢物前体或中间产物,如瓜氨酸和鸟氨酸是合成精氨酸的中间产物,β-丙氨酸是遍多酸(泛酸,辅酶A前体)的前体,γ-氨基丁酸是传递神经冲动的化学介质。
二、氨基酸的性质
(一)物理性质
α-氨基酸都是白色晶体,每种氨基酸都有特殊的结晶形状,可以用来鉴别各种氨基酸。除胱氨酸和酪氨酸外,都能溶于水中。脯氨酸和羟脯氨酸还能溶于乙醇或乙醚中。
除甘氨酸外,α-氨基酸都有旋光性,α-碳原子具有手性。苏氨酸和异亮氨酸有两个手性碳原子。从蛋白质水解得到的氨基酸都是L-型。但在生物体内特别是细菌中,D-氨基酸也存在,如细菌的细胞壁和某些抗菌素中都含有D-氨基酸。
三个带苯环的氨基酸有紫外吸收,F:257nm,ε=200; Y:275nm,ε=1400; W:280nm,ε=5600。通常蛋白质的紫外吸收主要是后两个氨基酸决定的,一般在280nm。
氨基酸分子中既含有氨基又含有羧基,在水溶液中以偶极离子的形式存在。所以氨基酸晶体是离子晶体,熔点在200℃以上。氨基酸是两性电解质,各个解离基的表观解离常数按其酸性强度递降的顺序,分别以K1’、K2’来表示。当氨基酸分子所带的净电荷为零时的pH称为氨基酸的等电点(pI)。等电点的值是它在等电点前后的两个pK’值的算术平均值。
氨基酸完全质子化时可看作多元弱酸,各解离基团的表观解离常数按酸性减弱的顺序,以pK1’ 、pK2’ 、pK3’表示。氨基酸可作为缓冲溶液,在pK’处的缓冲能力最强,pI处的缓冲能力最弱。
氨基酸的滴定曲线如图。
(二)化学性质
1.氨基的反应
(1)酰化
氨基可与酰化试剂,如酰氯或酸酐在碱性溶液中反应,生成酰胺。该反应在多肽合成中可用于保护氨基。
(2)与亚硝酸作用
氨基酸在室温下与亚硝酸反应,脱氨,生成羟基羧酸和氮气。因为伯胺都有这个反应,所以赖氨酸的侧链氨基也能反应,但速度较慢。常用于蛋白质的化学修饰、水解程度测定及氨基酸的定量。
(3)与醛反应
氨基酸的α-氨基能与醛类物质反应,生成西佛碱-C=N-。西佛碱是氨基酸作为底物的某些酶促反应的中间物。赖氨酸的侧链氨基也能反应。氨基还可以与甲醛反应,生成羟甲基化合物。由于氨基酸在溶液中以偶极离子形式存在,所以不能用酸碱滴定测定含量。与甲醛反应后,氨基酸不再是偶极离子,其滴定终点可用一般的酸碱指示剂指示,因而可以滴定,这叫甲醛滴定法,可用于测定氨基酸。
(4)与异硫氰酸苯酯(PITC)反应
α-氨基与PITC在弱碱性条件下形成相应的苯氨基硫甲酰衍生物(PTC-AA),后者在硝基甲烷中与酸作用发生环化,生成相应的苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA)。这些衍生物是无色的,可用层析法加以分离鉴定。这个反应首先为Edman用来鉴定蛋白质的N-末端氨基酸,在蛋白质的氨基酸顺序分析方面占有重要地位。
(5)磺酰化
氨基酸与5-(二甲胺基)萘-1-磺酰氯(DNS-Cl)反应,生成DNS-氨基酸。产物在酸性条件下(6NHCl)100℃也不破坏,因此可用于氨基酸末端分析。DNS-氨基酸有强荧光,激发波长在360nm左右,比较灵敏,可用于微量分析。
(6)与DNFB反应
氨基酸与2,4-二硝基氟苯(DNFB)在弱碱性溶液中作用生成二硝基苯基氨基酸(DNP氨基酸)。这一反应是定量转变的,产物黄色,可经受酸性100℃高温。该反应曾被英国的Sanger用来测定胰岛素的氨基酸顺序,也叫桑格尔试剂,现在应用于蛋白质N-末端测定。
(7)转氨反应
在转氨酶的催化下,氨基酸可脱去氨基,变成相应的酮酸。
2.羧基的反应
羧基可与碱作用生成盐,其中重金属盐不溶于水。羧基可与醇生成酯,此反应常用于多肽合成中的羧基保护。某些酯有活化作用,可增加羧基活性,如对硝基苯酯。将氨基保护以后,可与二氯亚砜或五氯化磷作用生成酰氯,在多肽合成中用于活化羧基。在脱羧酶的催化下,可脱去羧基,形成伯胺。
3茚三酮反应
氨基酸与茚三酮在微酸性溶液中加热,最后生成蓝色物质。而脯氨酸生成黄色化合物。根据这个反应可通过二氧化碳测定氨基酸含量。
4.侧链的反应
丝氨酸、苏氨酸含羟基,能形成酯或苷。
半胱氨酸侧链巯基反应性高:
(1)二硫键(disulfide bond)
半胱氨酸在碱性溶液中容易被氧化形成二硫键,生成胱氨酸。胱氨酸中的二硫键在形成蛋白质的构象上起很大的作用。氧化剂和还原剂都可以打开二硫键。在研究蛋白质结构时,氧化剂过甲酸可以定量地拆开二硫键,生成相应的磺酸。还原剂如巯基乙醇、巯基乙酸也能拆开二硫键,生成相应的巯基化合物。由于半胱氨酸中的巯基很不稳定,极易氧化,因此利用还原剂拆开二硫键时,往往进一步用碘乙酰胺、氯化苄、N-乙基丁烯二亚酰胺和对氯汞苯甲酸等试剂与巯基作用,把它保护起来,防止它重新氧化。
(2)烷化
半胱氨酸可与烷基试剂,如碘乙酸、碘乙酰胺等发生烷化反应。
半胱氨酸与丫丙啶反应,生成带正电的侧链,称为S-氨乙基半胱氨酸(AECys)。

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    生化笔记 1.1.1蛋白质的结构与功能 考点: 组成蛋白质的20种氨基酸的类别、分类依据及几种特殊氨基酸的分类; 氨基酸的理化性质、成肽反应及体内重要的生物活性肽; 蛋白质的分类及分子结构; 蛋白质的结构(包括一级结构与空间结构)与功能的关系; 蛋白质的理化性质、分离纯化的基本方法及其原理; 蛋白质一级结构的 ...
    本站小编 免费考研网 2019-04-02
  • 生物化学考研笔记 王镜岩课堂全精要
    第一章 概 述 第一节 概 述 一、生物分子是生物特有的有机化合物 生物分子泛指生物体特有的各类分子,它们都是有机物。典型的细胞含有一万到十万种生物分子,其中近半数是小分子,分子量一般在500以下。其余都是生物小分子的聚合物,分子量很大,一般在一万以上,有的高达1012,因而称为生物大分子。构成生物大分 ...
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  • 生物化学考试习题分析及自测题
    二.习题分析及自测题 一、在做某一多肽样品的一级结构分析时,样品与DNFB反应,再经酸水解得到DNP-Asn;将样品进行氨基酸组成分析,得到如下结果: A -5F -1K-2P-3T -1C -2G -3L -2Q-1V-1D-3H -2M -2R-1W-2E-0I-3N-2S-2Y-0 根据以上信息你能得出哪些结论?(1996年,北医) 考点:多肽链中氨基酸序列分析即蛋白质一级结 ...
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  • 生物化学(第三版)课后习题解答
    第一章 糖类 提要 糖类是四大类生物分子之一,广泛存在于生物界,特别是植物界。糖类在生物体内不仅作为结构成分和主要能源,复合糖中的糖链作为细胞识别的信息分子参与许多生命过程,并因此出现一门新的学科,糖生物学。 多数糖类具有(CH2O)n的实验式,其化学本质是多羟醛、多羟酮及其衍生物。糖类按其聚合度分 ...
    本站小编 免费考研网 2019-04-02
  • 沈阳药科大学生物化学笔记
    概念第三章1、等电点: 使氨基酸所带正,负电荷相同,静电荷为零时溶液的pH值2、蛋白质的一级结构:是由不同的氨基酸种类、数量和排列顺序,通过肽键而构成的高分有机含氮化合物。3、肽键 : 是蛋白质分子中基本的化学键,它是由是由一分子氨基酸的羧基和另一分子氨基酸的氨基脱水缩合而成的,也称酰胺键。4、肽:氨基酸通过肽 ...
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  • 上海交通大学生物化学笔记
    D:\Updation\百度文库\上海交通大学生物化学笔记.rar\上海交通大学生物化学笔记\交大生化笔记-2.doc D:\Updation\百度文库\上海交通大学生物化学笔记.rar\上海交通大学生物化学笔记\交大生化笔记3.doc D:\Updation\百度文库\上海交通大学生物化学笔记.rar\上海交通大学生物化学笔记\交大生化笔记4.doc D: ...
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  • 江南大学生物化学考研笔记沈同第2版及第3版
    生化笔记--沈同(适用第2版及第3版)第一章 概论第一章 概 论 一、 生物化学的概念及其研究内容 生物体的生命现象(过程)作为物质运动的一种独有的特殊的运动形式,其基本表现形式就是(新陈代谢和自我繁殖)。那么构成这种特殊运动形式物质基础又是什么呢?恩格斯很早就说过蛋白质是生命活动的体现者。 ...
    本站小编 免费考研网 2019-04-01
  • 西综历年真题及答案解析(彩色版)生物化学
    本历年真题为知识宝库NBF 西医综合历年真题系列:方便搜索版之 生物化学(彩色版),去年共推出了NBF 西综真题四个部分,今年我在 闲暇时,为了广大西综学习者整理了方便搜索使用版,考虑到真题多, 网络学习时翻来翻去寻找相同或不同的试题不是太方便,所以制定了此 系列,细化了目录,在目录中建立了超级连接,方便 ...
    本站小编 免费考研网 2019-03-31
  • 微生物学经典题库考研加生物化学笔记
    微生物学试题库 微生物学试题(一) 一、写出下列名词解释的中文翻译及作出解释 1.Gram positive bacteria 2.parasporal crystal 3 ,colony 4, life cycle 5,capsule6,endospore 二、简答题 1,试述微生物与当代人类实践的重要关系? 2,简述革兰氏染色的机制? 3.微生物有哪五大共性?其中最基本的是哪一个?为什么 ...
    本站小编 免费考研网 2019-03-29
  • 王镜岩生物化学第三版考研笔记_合版
    王镜岩生物化学考研第三版笔记 第一章 概 述 第一节 概 述 一、生物分子是生物特有的有机化合物 生物分子泛指生物体特有的各类分子,它们都是有机物。典型的细胞含有一万到十万种生物分子,其中近半数是小分子,分子量一般在500以下。其余都是生物小分子的聚合物,分子量很大,一般在一万以上,有的高达101 ...
    本站小编 免费考研网 2019-03-29
  • 王镜岩2011考研生物化学(内部资料)
    第一章 概 述 第一节 概 述 一、生物分子是生物特有的有机化合物 生物分子泛指生物体特有的各类分子,它们都是有机物。典型的细胞含有一万到十万种生物分子,其中近半数是小分子,分子量一般在500以下。其余都是生物小分子的聚合物,分子量很大,一般在一万以上,有的高达1012,因而称为生物大分子。构成生物大分 ...
    本站小编 免费考研网 2019-03-29
  • 生物化学笔记 针对王镜岩等《生物化学》第三版
    生物化学笔记针对王镜岩等《生物化学》第三版 适合以王镜岩《生物化学》第三版为考研指导 教材的各高校的生物类考生备考 目 录 第 一 章 概 述------------------------------01 第 二 章 糖 类------------------------------06 第 三 章 脂 类--- ...
    本站小编 免费考研网 2019-03-28
  • 芸芸视频考研生物化学复习笔记
    第一篇生物大分子的结构与 功能 第一章氨基酸和蛋白质 一、组成蛋白质的20 种氨基酸的分类 1、非极性氨基酸 包括:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮 氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸 2、极性氨基酸 极性中性氨基酸:色氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半 胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸 酸性氨基酸:天冬氨酸、 ...
    本站小编 免费考研网 2019-03-27
  • 生物化学工程复习资料加强版,考研复习总结资料
    生化工程 Biochemical Engineering 绪 论 第一节 生化工程的诞生与发展 一、概述 1.概念: 生化工程或生物化工全称是生物化学工程(Biochemical Engineering)是为生物技术服务的 化学工程。 它是利用化学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发,使 之成为生物反应过程的一门学科,是生物化学与工程学 ...
    本站小编 免费考研网 2019-03-25
  • 强化农学生物化学辅导讲义
    一、生物化学概述 (一)生物化学研究的基本内容生物化学是研究生物的化学组成和生命过程中各种化学变化的科学,是研究生命的化学本质的科学。生物化学的研究内容包括以下三个方面: 1.研究生命的化学组成:生物大分子的结构 2.研究生命的新陈代谢:生物大分子的合成降解及代谢途径的调控 3.研究生命体的自我复制 ...
    本站小编 免费考研网 2019-03-25