第四章蛋白质 蛋白质是以氨基酸为基本单位的生物大分子,是动物、植物和微生物细胞中最重要的有机物质之 是生命存在的形式 第一节蛋白质的化学组成与分类 一、蛋白质的化学组成 蛋白质含有碳、氢、氧和氮元素,大部分还含有硫。有些蛋白质还含有其它的元素,特别是磷、铁 锌及铜。 大多数蛋白质的基本组成十分相似,其百分数约为:碳占50~55%,氢占6-8%,氧占20~30%,氮占 15-18%及硫占0-4%。大多数蛋白质所含氮素约为16%,因该元素容易用凯氏( Kjeldahl定氮法进行测定 故蛋白质的含量可由氮的含量乘以625(10016)计算出来。 蛋白质的相对分子量非常大,但是用酸水解后,蛋白质分子产生一系列相对分子质量低的简单有机化 合物—-氨基酸,构成蛋白质的a-氨基酸共有20种。 、蛋白质的分类 简单蛋白质简单蛋白质是水解时只产生氨基酸的蛋白质 结合蛋白质结合蛋白质是水解时不仅产生氨基酸,还产生其它有机或无机化合物的蛋白质。结合 蛋白质的非氨基酸部分称为辅基。 简单蛋白质的分类如下 1、清蛋白溶于水及稀盐、稀酸或稀碱溶液。为饱和硫酸铵所沉淀。广泛存在于生物体内,如血清 清蛋白、乳清蛋白等。 2、球蛋白为半饱和硫酸铵所沉淀。不溶于水而溶于稀盐溶液的称为优球蛋白;溶于水的称为拟球 蛋白。普遍存在于生物体内,如血清球蛋白、肌球蛋白和植物种子球蛋白等。 3、谷蛋白不溶于水、醇及中性盐溶液,但易溶于稀酸或稀碱。如米谷蛋白和麦谷蛋白等。 4、醇溶谷蛋白不溶于水及无水乙醇,但溶于η0~80%乙醇中。组成上的特点是脯氨酸和酰胺较多, 非极性侧链远较极性侧链多。这类蛋白质主要存在于植物种子中。如玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白等。 5、组蛋白溶于水及稀酸,但为稀氨水所沉淀。分子中组氨酸、赖氨酸较多,分子呈碱性。如小牛 胸腺组蛋白等。 6、鱼精蛋白溶于水及稀酸,不溶于氨水。分子中碱性氨基酸特别多,因此呈碱性。如鲑精蛋白等 7、硬蛋白不溶于水、盐、稀酸或稀碱。这类蛋白是动物体内作为结缔及保护功能的蛋白质。例如 角蛋白、胶原、网硬蛋白和弹性蛋白等。 结合蛋白质的分类如下: 1、核蛋白辅基是核酸,如脱氧核糖核蛋白、核糖体、病毒等 脂蛋白与脂质结合的蛋白质,脂质成分有磷脂、固醇和中性脂等。如血中的β1-脂蛋白、卵黄球 蛋白等。 3、蛋白和粘蛋白辅基成分为半乳糖、甘露糖、己糖胺、己糖醛酸、唾液酸、硫酸或磷酸等。如卵 清蛋白、γ-球蛋白、血清类粘蛋白等 4、磷蛋白磷酸基通过酯键与蛋白质中的丝氨酸或苏氨酸残基侧链相连。如酪蛋白、胃蛋白酶等 5、血红素蛋白辅基为血红素,它是卟啉类化合物,卟啉环中心含有金属。含铁的如血红蛋白、细 胞色素C,含镁的有叶绿蛋白,含铜的有血蓝蛋白等。 6、黄素蛋白辅基为黄素腺膘呤二核苷酸。如琥珀酸脱氢酶、D-氨基酸氧化酶等。 7、金属蛋白与金属直接结合的蛋白质。如铁蛋白含铁,乙醇脱氢酶含锌,超氧化物歧化酶(SOD 含硒,黄嘌呤氧化酶含钼和铁等。 蛋白质按其分子外形的对称程度可以分为球状蛋白质和纤维状蛋白质两大类。球状蛋白质,分子对称
77 第四章 蛋白质 蛋白质是以氨基酸为基本单位的生物大分子，是动物、植物和微生物细胞中最重要的有机物质之一， 是生命存在的形式。 第一节 蛋白质的化学组成与分类 一、蛋白质的化学组成 蛋白质含有碳、氢、氧和氮元素，大部分还含有硫。有些蛋白质还含有其它的元素，特别是磷、铁、 锌及铜。 大多数蛋白质的基本组成十分相似，其百分数约为：碳占 50~55%，氢占 6~8%，氧占 20~30%，氮占 15~18%及硫占 0~4%。大多数蛋白质所含氮素约为 16%，因该元素容易用凯氏(Kjeldahl)定氮法进行测定， 故蛋白质的含量可由氮的含量乘以 6.25(100/16)计算出来。 蛋白质的相对分子量非常大，但是用酸水解后，蛋白质分子产生一系列相对分子质量低的简单有机化 合物——α-氨基酸，构成蛋白质的 α-氨基酸共有 20 种。 二、蛋白质的分类 简单蛋白质 简单蛋白质是水解时只产生氨基酸的蛋白质。 结合蛋白质 结合蛋白质是水解时不仅产生氨基酸，还产生其它有机或无机化合物的蛋白质。结合 蛋白质的非氨基酸部分称为辅基。 简单蛋白质的分类如下： 1、清蛋白 溶于水及稀盐、稀酸或稀碱溶液。为饱和硫酸铵所沉淀。广泛存在于生物体内，如血清 清蛋白、乳清蛋白等。 2、球蛋白 为半饱和硫酸铵所沉淀。不溶于水而溶于稀盐溶液的称为优球蛋白；溶于水的称为拟球 蛋白。普遍存在于生物体内，如血清球蛋白、肌球蛋白和植物种子球蛋白等。 3、谷蛋白 不溶于水、醇及中性盐溶液，但易溶于稀酸或稀碱。如米谷蛋白和麦谷蛋白等。 4、醇溶谷蛋白 不溶于水及无水乙醇，但溶于 70~80%乙醇中。组成上的特点是脯氨酸和酰胺较多， 非极性侧链远较极性侧链多。这类蛋白质主要存在于植物种子中。如玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白等。 5、组蛋白 溶于水及稀酸，但为稀氨水所沉淀。分子中组氨酸、赖氨酸较多，分子呈碱性。如小牛 胸腺组蛋白等。 6、鱼精蛋白 溶于水及稀酸，不溶于氨水。分子中碱性氨基酸特别多，因此呈碱性。如鲑精蛋白等。 7、硬蛋白 不溶于水、盐、稀酸或稀碱。这类蛋白是动物体内作为结缔及保护功能的蛋白质。例如， 角蛋白、胶原、网硬蛋白和弹性蛋白等。 结合蛋白质的分类如下： 1、核蛋白 辅基是核酸，如脱氧核糖核蛋白、核糖体、病毒等。 2、脂蛋白 与脂质结合的蛋白质，脂质成分有磷脂、固醇和中性脂等。如血中的β1-脂蛋白、卵黄球 蛋白等。 3、蛋白和粘蛋白 辅基成分为半乳糖、甘露糖、己糖胺、己糖醛酸、唾液酸、硫酸或磷酸等。如卵 清蛋白、γ-球蛋白、血清类粘蛋白等。 4、磷蛋白 磷酸基通过酯键与蛋白质中的丝氨酸或苏氨酸残基侧链相连。如酪蛋白、胃蛋白酶等。 5、血红素蛋白 辅基为血红素，它是卟啉类化合物，卟啉环中心含有金属。含铁的如血红蛋白、细 胞色素 C，含镁的有叶绿蛋白，含铜的有血蓝蛋白等。 6、黄素蛋白 辅基为黄素腺膘呤二核苷酸。如琥珀酸脱氢酶、D-氨基酸氧化酶等。 7、金属蛋白 与金属直接结合的蛋白质。如铁蛋白含铁，乙醇脱氢酶含锌，超氧化物歧化酶(SOD) 含硒，黄嘌呤氧化酶含钼和铁等。 蛋白质按其分子外形的对称程度可以分为球状蛋白质和纤维状蛋白质两大类。球状蛋白质，分子对称
性佳,外形接近球状或椭球状,溶解度较好,能结晶,大多数蛋白质属于这一类。纤维状蛋白质,对称性 差,分子类似细棒或纤维。它又可分成可溶性纤维状蛋白质,如肌球蛋白、血纤维蛋白原等和不溶性纤维 状蛋白质,包括胶原、弹性蛋白、角蛋白以及丝心蛋白等。 还可依据蛋白质的生物功能进行分类。把蛋白质分为酶、运输蛋白质、营养和贮存蛋白质、收缩蛋白 质或运动蛋白质、结构蛋白质和防御蛋白质等 第二节氨基酸 蛋白质中存在的20种氨基酸,除脯氨酸外,在其α-碳原子上都有一个自由的羧基及一个自由的氨基 由于脯基酸的α-氨基被取代,它实际上是一种α-亚氨基酸。此外,每种氨基酸都有一个特殊的R基团 表4-1具有非极性或疏水R基团的氨基酸 氨基酸名称 分子式 K′- COoH pK′-NH3pl△GR基 丙氨酸 (Ala) 2.34 9696023.10 缬氨酸 9.62597705 (Val) NH, 亮氨酸 (Leu) 2.36 9.605.9810.10 异亮氨酸 6.021240 NH, 脯氨酸 10606.3010.85 苯丙氨酸 183 (Phe) 9135481.10 色氨酸 OH 2.38 9395891255 (Trp) 甲硫氨酸 2.28 921575545 (Met) NH △G其为侧链疏水性(乙醇→水),单位为 KJ/mol。下同
性佳，外形接近球状或椭球状，溶解度较好，能结晶，大多数蛋白质属于这一类。纤维状蛋白质，对称性 差，分子类似细棒或纤维。它又可分成可溶性纤维状蛋白质，如肌球蛋白、血纤维蛋白原等和不溶性纤维 状蛋白质，包括胶原、弹性蛋白、角蛋白以及丝心蛋白等。 还可依据蛋白质的生物功能进行分类。把蛋白质分为酶、运输蛋白质、营养和贮存蛋白质、收缩蛋白 质或运动蛋白质、结构蛋白质和防御蛋白质等。 第二节 氨 基 酸 蛋白质中存在的 20 种氨基酸，除脯氨酸外，在其 α-碳原子上都有一个自由的羧基及一个自由的氨基； 由于脯基酸的 α-氨基被取代，它实际上是一种 α-亚氨基酸。此外，每种氨基酸都有一个特殊的 R 基团。 表 4-1 具有非极性或疏水 R 基团的氨基酸 氨基酸名称 分子式 pK′-COOH pK′-+ NH3 pI ‘ ∆GR基 ﹡ 丙氨酸 (Ala) H2N OH O 2.34 9.69 6.02 3.10 缬氨酸 (Val) O NH2 OH 2.34 9.62 5.97 7.05 亮氨酸 (Leu) NH2 OH O 2.36 9.60 5.98 10.10 异亮氨酸 (Ile) NH2 OH O 2.36 9.68 6.02 12.40 脯氨酸 (Pro) N H OH O 1.99 10.60 6.30 10.85 苯丙氨酸 (Phe) NH2 OH O 1.83 9.13 5.48 11.10 色氨酸 (Trp) NH2 N H OH O 2.38 9.39 5.89 12.55 甲硫氨酸 (Met) NH2 S H3C O O H 2.28 9.21 5.75 5.45 ﹡ 为侧链疏水性(乙醇→水),单位为 KJ/mol。下同。 R基 ∆G 78
氨基酸的分类 根据R基团的极性,一般可将氨基酸分为四类:①非极性或疏水;②极性但不带电荷;③在pH7中带 负电荷;④在pH7中带正电荷。这种分类法在说明不同氨基酸在蛋白质中的功能很有意义。 、具有非极性或疏水的R基团的氨基酸 这类氨基酸共有八种,其中五种具有脂肪烃侧链(丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸及脯氨酸), 两种具有芳香环(苯丙氨酸及色氨酸),一种含硫氨基酸(甲硫氨基酸或称蛋氨酸)。这类氨基酸在水中的 溶解度比极性氨基酸小 2.具有极性不带电荷R基团的氨基酸 这类氨基酸比疏水氨基酸易溶于水,它们所含的极性R基团能形成氢键。丝氨酸、 苏氨酸及酪氨酸的极性是由羟基提供的,而天冬酰胺和谷氨酰胺的极性则是其酰胺基引起的。半胱氨酸的 极性来自其巯基(一SH)。天冬酰胺和谷氨酰胺分别是天冬氨酸和谷氨酸的酰胺化合物,它们极易为酸碱所 水解,缩写符号Asx及Gx分别代表天冬氨酸和天冬酰胺之和及谷氨酸与谷酰胺之和。如果酰胺含量不清 楚时,可用Asx及Gx表示。甘氨酸虽然不带有R基团,但由于其带电荷的氨基和羧基占了整个分子的大 部分,具有明显的极性,所以也归入此类。 表4-2具有极性不带电荷R基团的氨基酸 pk′-R 氨基酸名称 分子式 pK′COOH|pk (AGRH) pI 甘氨酸(Gily) 2.34 9.60 (0) 5.97 丝氨酸(Ser) 2.21 OH (0.17)568 NH, 苏氨酸(Thr) HO OH 2.63 10.43 (1.85)6.53 NH 10.78 半胱氨酸(Cys) 171 8.33 OH (4.20) 10.07 酪氨酸(TIy)|HO 2.20 9.11 (OH)566 (1200) NH, 天冬酰胺(Asn) 2.02 (-0.04)541 O NH2 NH 氨酰胺(Gln) (-04)565 3.基团带负电荷的氨基酸 79
一、氨基酸的分类 根据 R 基团的极性，一般可将氨基酸分为四类：①非极性或疏水；②极性但不带电荷；③在 pH7 中带 负电荷；④在 pH7 中带正电荷。这种分类法在说明不同氨基酸在蛋白质中的功能很有意义。 1、具有非极性或疏水的 R 基团的氨基酸 这类氨基酸共有八种，其中五种具有脂肪烃侧链（丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸及脯氨酸）， 两种具有芳香环（苯丙氨酸及色氨酸），一种含硫氨基酸（甲硫氨基酸或称蛋氨酸）。这类氨基酸在水中的 溶解度比极性氨基酸小。 2．具有极性不带电荷 R 基团的氨基酸 这类氨基 酸比疏水 氨基酸易 溶于水， 它们所含 的极性 R 基团能形 成氢键。 丝氨酸 、 苏氨酸及酪氨酸的极性是由羟基提供的，而天冬酰胺和谷氨酰胺的极性则是其酰胺基引起的。半胱氨酸的 极性来自其巯基(－SH)。天冬酰胺和谷氨酰胺分别是天冬氨酸和谷氨酸的酰胺化合物，它们极易为酸碱所 水解，缩写符号 Asx 及 Glx 分别代表天冬氨酸和天冬酰胺之和及谷氨酸与谷酰胺之和。如果酰胺含量不清 楚时，可用 Asx 及 Glx 表示。甘氨酸虽然不带有 R 基团，但由于其带电荷的氨基和羧基占了整个分子的大 部分，具有明显的极性，所以也归入此类。 表 4-2 具有极性不带电荷 R 基团的氨基酸 氨基酸名称 分子式 pK′-COOH pK′-+ NH3 pK′-R ( ) ‘ ∆GR基 pI 甘氨酸(Gly) H2N OH O 2.34 9.60 (0) 5.97 丝氨酸(Ser) NH2 HO OH O 2.21 9.15 (0.17) 5.68 苏氨酸(Thr) NH2 HO OH O 2.63 10.43 (1.85) 6.53 半胱氨酸(Cys) H2N HS OH O 1.71 8.33 10.78 (SH) (4.20) 5.02 酪氨酸(Tyr) NH2 HO OH O 2.20 9.11 10.07 (OH) (12.00) 5.66 天冬酰胺(Asn) O H2N NH2 OH O 2.02 8.8 (－0.04) 5.41 谷氨酰胺(Gln) O NH2 NH2 OH O 2.17 9.13 (－0.4) 5.65 3. 基团带负电荷的氨基酸 79
这类氨基酸在pH70时具有净的负电荷,它们都含有第二个羧基。谷氨酸的钠盐就是调味用的味精。 表4-3R基团带负电荷的氨基酸 R 氨基酸名称 分子式 pk′-COOH k′-NH3 AG 天冬氨酸(Asp)0 9.82 (B COOH)2.97 H2 谷氨酸(Glu) OH 2.19 9.67 3.22 4.R基团带正电荷的氨基酸 在这类氨基酸中R基团在pH70时带有正电荷。赖氨酸在其脂肪链的ε位置上带有第二个氨基。精氨 酸带有正电荷的胍基,而组氨酸带有弱碱性的咪唑基。在pH6.0时组氨酸50%以上的分子带电荷,而在pH7.0 时带正电荷的分子少于10% 表44R基团带正电荷的氨基酸 氨基酸名称 分子式 pK'-COOH pK'-NHs(AG .pl 10.53 赖氨酸(Lys) H,N 2.18 ENH3)9.74 (625) NH, 124 精氨酸(Arg 2.17 胍基)1076 (3.10) NH, 组氨酸(His) 182 (咪唑基)7.59 (2.10) NH 、蛋白质的稀有氨基酸 除去上述20种氨基酸外,有一些蛋白质的水解液中含有少数其它氨基酸,这些都是正常氨基酸的衍 生物,其中有4羟基脯氨酸,存在于纤维蛋白、胶原以及某些植物蛋白中(如烟草细胞壁的糖蛋白)。在 胶原的水解液中也分离出5-羟基赖氨酸。N-甲基赖氨酸存在于肌球蛋白中,另一个重要的特有氨基酸是γ 羧基谷氨酸,存在于凝血酶原及某些具有结合离子功能的其他蛋白质中。锁链素(一种赖氨酸的衍生物, 其中央的吡啶环结构由4个赖氨酸分子的侧链组成)则仅在弹性蛋白中发现。从甲状腺蛋白中分离出3,5- 二碘酪氨酸和甲状腺素等,他们都是酪氨酸的衍生物,稀有氨基酸都是从肽链中的正常氨基酸前体经过化 学修饰产生的。含稀有氨基酸的蛋白质多具有较强的生物活性。 三、非蛋白质氨基酸 除去蛋白质的20种普通氨基酸及少数稀有氨基酸外,已发现有150多种其它氨基酸,存在于各种细 80
这类氨基酸在 pH7.0 时具有净的负电荷，它们都含有第二个羧基。谷氨酸的钠盐就是调味用的味精。 表 4-3 R 基团带负电荷的氨基酸 氨基酸名称 分子式 pK′-COOH pK′-+ NH3 pK′-R ( ) ‘ ∆GR基 pI 天冬氨酸(Asp) OH HO NH2 O O 2.09 9.82 3.86 (βCOOH) (2.25) 2.97 谷氨酸(Glu) HO OH NH2 O O 2.19 9.67 4.25 (γCOOH) (2.30) 3.22 4．R 基团带正电荷的氨基酸 在这类氨基酸中 R 基团在 pH7.0 时带有正电荷。赖氨酸在其脂肪链的ε位置上带有第二个氨基。精氨 酸带有正电荷的胍基，而组氨酸带有弱碱性的咪唑基。在pH6.0时组氨酸50%以上的分子带电荷，而在pH7.0 时带正电荷的分子少于 10%。 表 4-4 R 基团带正电荷的氨基酸 氨基酸名称 分子式 pK′-COOH pK′-+ NH3 pK′-R ( ) ‘ ∆GR基 pI 赖氨酸(Lys) NH2 H2N OH O 2.18 8.95 10.53 (εNH3) (6.25) 9.74 精氨酸(Arg) HN N H NH2 NH2 OH O 2.17 9.04 12.48 (胍基) (3.10) 10.76 组氨酸(His) NH2 H N N OH O 1.82 9.17 6.00 (咪唑基) (2.10) 7.59 二、蛋白质的稀有氨基酸 除去上述 20 种氨基酸外，有一些蛋白质的水解液中含有少数其它氨基酸，这些都是正常氨基酸的衍 生物，其中有 4-羟基脯氨酸，存在于纤维蛋白、胶原以及某些植物蛋白中（如烟草细胞壁的糖蛋白）。在 胶原的水解液中也分离出 5-羟基赖氨酸。N-甲基赖氨酸存在于肌球蛋白中，另一个重要的特有氨基酸是γ- 羧基谷氨酸，存在于凝血酶原及某些具有结合离子功能的其他蛋白质中。锁链素（一种赖氨酸的衍生物， 其中央的吡啶环结构由４个赖氨酸分子的侧链组成）则仅在弹性蛋白中发现。从甲状腺蛋白中分离出 3,5- 二碘酪氨酸和甲状腺素等，他们都是酪氨酸的衍生物，稀有氨基酸都是从肽链中的正常氨基酸前体经过化 学修饰产生的。含稀有氨基酸的蛋白质多具有较强的生物活性。 三、非蛋白质氨基酸 除去蛋白质的 20 种普通氨基酸及少数稀有氨基酸外，已发现有 150 多种其它氨基酸，存在于各种细 80
胞及组织中,呈游离状态或者结合状态,但并不存在于蛋白质中,所以称为非蛋白质氨基酸。它们大多数 是蛋白质中存在的α-氨基酸的衍生物,但是也发现有β-,γ-,或δ-氨基酸。某些非蛋白质氨基酸呈D-构型, 如细菌细胞壁中存在的D-谷氨酸和D-丙氨酸。 有些非蛋白氨基酸在代谢上作为重要的前体或中间产物,例如,β-丙氨酸是维生素泛酸的前体,瓜氨 酸及鸟氨酸是合成精氨酸的前体,γ-氨基丁酸是神经传导的化学物质。有些非蛋白质氨基酸如高丝氨酸及 刀豆氨酸,在氮素运转及贮藏上有一定作用。 植物含有非常多的非蛋白氨基酸,对动物和微生物多有一定的生理活性。有些具有极特殊的结构,这 些植物氨基酸如刀豆氨酸、黎豆氨酸及β-氰丙氨酸对其它生物是有毒的。现在一般认为非蛋白氨基酸是植 物的次生代谢物质。植物生长的时间愈长,富积的次生代谢物质就愈多,次生代谢物质的结构就愈复杂, 对其他生物的生理活性也就愈强。中草药的主要药效成分多是植物次生代谢物。 些非蛋白氨基酸的分子结构如下: COOH COOH COOH HO COOH NH2 B-丙氨酸 Y-氨基丁酸 B-氰丙氨酸 4-羟脯氨酸 COOH COOH NH2 NH2 亚甲基谷氨酸 刀豆氨酸 (存在于花生中) 高丝氨酸 COOH NHa NH, 5-羟赖氨酸 茶氨酸(存在于茶叶中) COOH COOH 甲状腺素 3,5-二碘酪氨酸 四、氨基酸的酸碱性质 氨基酸在水溶液中通常解离成两性离子,而不是呈不解离的分子状态。 +2H 阳离 兼性离子 氨基一羧基氨基酸(如甘氨酸)在低pH时,为二盐基性酸 H3N CHRCOOH,用碱滴时它可以供给两个 质子(H):
胞及组织中，呈游离状态或者结合状态，但并不存在于蛋白质中，所以称为非蛋白质氨基酸。它们大多数 是蛋白质中存在的 α-氨基酸的衍生物，但是也发现有β-，γ-，或δ-氨基酸。某些非蛋白质氨基酸呈 D-构型， 如细菌细胞壁中存在的 D-谷氨酸和 D-丙氨酸。 有些非蛋白氨基酸在代谢上作为重要的前体或中间产物，例如，β-丙氨酸是维生素泛酸的前体，瓜氨 酸及鸟氨酸是合成精氨酸的前体，γ-氨基丁酸是神经传导的化学物质。有些非蛋白质氨基酸如高丝氨酸及 刀豆氨酸，在氮素运转及贮藏上有一定作用。 植物含有非常多的非蛋白氨基酸，对动物和微生物多有一定的生理活性。有些具有极特殊的结构，这 些植物氨基酸如刀豆氨酸、黎豆氨酸及β-氰丙氨酸对其它生物是有毒的。现在一般认为非蛋白氨基酸是植 物的次生代谢物质。植物生长的时间愈长，富积的次生代谢物质就愈多，次生代谢物质的结构就愈复杂， 对其他生物的生理活性也就愈强。中草药的主要药效成分多是植物次生代谢物。 一些非蛋白氨基酸的分子结构如下： NH2 N C N H HO COOH NH2 COOH NH2 HO NH2 COOH O N H I I I I O OH COOH H2N I I OH β-丙氨酸 γ-氨基丁酸 β-氰丙氨酸 4-羟脯氨酸 γ -亚甲基谷氨酸 (存在于花生中) 刀豆氨酸 高丝氨酸 5-羟赖氨酸 茶氨酸(存在于茶叶中) 甲状腺素 3,5-二碘酪 氨 酸 COOH COOH NH2 COOH NH2 NH2 COOH HOOC NH2 O NH H2N H N COOH COOH H2N HO COOH H2N 四、氨基酸的酸碱性质 氨基酸在水溶液中通常解离成两性离子，而不是呈不解离的分子状态。 K1 ' K2 ' + H + 2H 阳离子 兼性离子 阴离子 OH + + O NH3 R + O O NH3 R + - O O NH2 R - 一氨基一羧基氨基酸(如甘氨酸)在低pH时，为二盐基性酸H3N+ CHRCOOH，用碱滴时它可以供给两个 质子(H+ )： 81
NH3 CHRCOOH NH3 CHRCOO+H—NH2C 当pH升到6时,从羧基失去一个质子形成两性离子NH3 CHRCOO,在电场中呈中性,进一步升高pH 即失去第二个质子,产生NH2 CHRCOO。第一步解离的pK为20-2.5,a-COOH基解离;第二步解离的pK 为90~10,即a-NH3的解离。其它含有可解离的R基团的氨基酸还存在额外的解离形式,视其R基团的pK 值而定。 在pH597时,甘氨酸分子的净电荷等于零,在电场中这个分子不再流动。这就是它的等电pH。pl代表 等电点时的pH,为pK1及pK2的算术平均值,即pl=(pK1+pK2)/2。 五、氨基酸的吸收光谱 氨基酸都不吸收可见光,但酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸显著地吸收紫外光。由于大多数蛋白质都含有 酪氨酸残基,因此用紫外分光光度计测定蛋白质对280nm紫外光的吸收,可以作为测定蛋白质含量的特别 快速而简便的方法。 H,NCH,COO pK2,9.60 H3NCH,COO H,NCH,COO pl=5.9 NCH,COO H,NCH COOH HGNCH,COOH HINCH,COO 10 0.5 1.0 每摩尔甘氨酸结合的H量 图4-1甘氨酸的解离曲线 (方块内表示在解离曲线拐点处的pH时所具有的离子形式) 六、氨基酸的溶解度、旋光性和味感 在水中,胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等,溶解度很小,精氨酸、赖氨酸的溶解度特别大(表 4-5)。在盐酸溶液中,一切氨基酸都可有不同程度的溶解度。 在天然氨基酸中,只有甘氨酸无旋光性。 氨基酸的味感与其立体构型有关。D-型氨基酸多数带有甜味,甜味最强的是D-色氨酸,可达蔗糖的 40倍。-型氨基酸有甜、苦、鲜、酸等四种不同味感。民间用澄淸的生石灰水蒸鸡蛋,味道极甜美,就是 部分苦味的L型氨基酸转变为甜味的D-型氨基酸的结果。 七、氨基酸的化学反应 氨基酸的羧基具有一羧酸羧基的性质(如成盐、成酯、成酰胺、脱羧、酰氯化等),氨基酸的氨基具
NH3CHRCOOH + +NH3CHRCOO- NH2CHRCOO- H+ ＋ 2H+ ＋ 当pH升到 6 时，从羧基失去一个质子形成两性离子NH3 ＋ CHRCOO— ，在电场中呈中性，进一步升高 pH 即失去第二个质子，产生NH2CHRCOO— 。第一步解离的pK为 2.0~2.5，α-COOH 基解离；第二步解离的pK 为 9.0~10，即α- + NH3 的解离。其它含有可解离的R基团的氨基酸还存在额外的解离形式，视其R基团的pK 值而定。 在pH5.97 时，甘氨酸分子的净电荷等于零，在电场中这个分子不再流动。这就是它的等电pH。pI代表 等电点时的pH，为pK1及pK2的算术平均值，即pI= (pK1＋pK2) /2。 五、氨基酸的吸收光谱 氨基酸都不吸收可见光，但酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸显著地吸收紫外光。由于大多数蛋白质都含有 酪氨酸残基，因此用紫外分光光度计测定蛋白质对 280nm 紫外光的吸收，可以作为测定蛋白质含量的特别 快速而简便的方法。 H3NCH2COOH H3NCH2COOH3NCH2COOH H3NCH2COOH2NCH2COOH3NCH2COOH2NCH2COOA B 图4-1 甘氨酸的解离曲线 (方块内表示在解离曲线拐点处的pH时所具有的离子形式） 每摩尔甘氨酸结合的H+ 量 1.0 1 2 3 4 6 5 7 8 9 10 11 12 13 0.5 0 －0.5 － 1.0 pK' 1＝ 2.34 pI＝ 5.97 pK' 2＝9.60 pH 六、氨基酸的溶解度、旋光性和味感 在水中，胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等，溶解度很小，精氨酸、赖氨酸的溶解度特别大（表 4-5）。在盐酸溶液中，一切氨基酸都可有不同程度的溶解度。 在天然氨基酸中，只有甘氨酸无旋光性。 氨基酸的味感与其立体构型有关。D-型氨基酸多数带有甜味，甜味最强的是 D-色氨酸，可达蔗糖的 40 倍。L-型氨基酸有甜、苦、鲜、酸等四种不同味感。民间用澄清的生石灰水蒸鸡蛋，味道极甜美，就是 部分苦味的 L-型氨基酸转变为甜味的 D-型氨基酸的结果。 七、氨基酸的化学反应 氨基酸的羧基具有一羧酸羧基的性质（如成盐、成酯、成酰胺、脱羧、酰氯化等），氨基酸的氨基具 82
有一级胺(RNH2)氨基的一切性质(如与HCl结合、脱氨、与HNO2作用等)。还有一部分性质则为氨基 羧基共同参加或支链R基团参加的反应。 表45天然氨基酸的溶解度和旋光性 溶解度 旋光性 氨基酸|(%) (25℃)比旋浓度(% 溶剂 阈值 g/100mL) L-型D型 胱氨酸0011-212.90.99 1. 02mol/L HCI 酪氨酸0045 727 4.0 6.03mol/L HCI 微苦甜 天冬氨酸005+246220 6mol/L HCI 酸(弱鲜) 谷氨酸084+317099 1. 73mol/L HCl 30(5) 鲜(酸) 色氨酸1.3 3215207 H2O 强甜 苏氨酸1.9-283 微甜弱甜 亮氨酸2.19+1391907 4.5mol/L HCI 强甜 苯丙氨酸2.96 35.1 193 H20 微苦强甜 蛋氨酸338+234 3mol/L HCl 异亮氨酸412+4065.1 6.1 mol/L HCI 组氨酸429 3923.77 H2O 20 甜甜甜 丝氨酸502+145934 Imol/L hcl 甜强甜 缬氨酸85+288340 6mol/L HCI 强甜 丙氨酸1651+14471005.97 mol/L HCI 甘氨酸2499 苦苦苦蛞苦甜甜蛞甜 强甜 甜 羟脯氨酸|36.11 75.2 H2O 脯氨酸 85.0 精氨酸易溶 6mol/L HCI 10 微苦弱甜 赖氨酸易溶+25721.64 6. 03mol/L HCI 苦弱甜 谷氨酰胺 弱鲜甜 天冬酰胺 弱苦酸 阈值为L-氨基酸的数据。谷氨酸和天冬氨酸呈酸味,其钠盐才呈鲜味 )由氨基参加的反应 、与HNO2的反应氨基酸的a-氨基定量地与亚硝酸作用产生羟酸和N2,所生成的N2可用气体 分析仪器加以测定,这是 Van Slyke氏氨基氮测定法的原理 R一CH-cOOH+HNO R-CH-cooH+N2↑+H2O 氨基酸 羟酸 ε-氨基(如赖氨酸)与HNO2作用较慢,α-氨基在室温下3~4分钟作用即完全。脯氨酸、羟脯氨酸中的 亚氨基,精氨酸、组氨酸和色氨酸环中的结合N皆不与亚硝酸作用。 2、与醛类的反应氨基酸的α-氨基能与醛类化合物反应生成弱碱,即所谓西佛碱。 R一C=0+R一 CHCOOH R-C=N--CH--COoH H,O a-氨基酸 西佛碱 西佛碱是氨基酸作为底物的某些酶促反应中的中间物。 与甲醛的反应氨基酸的氨基与中性甲醛作用的反应可表示如下: R— CH--CO02HCHO R—CH—COO + NH(CH,OH)2 a-氨基酸 氨基酸的二羟甲基衍生物 83
有一级胺(R—NH2)氨基的一切性质(如与HCl结合、脱氨、与HNO2作用等)。还有一部分性质则为氨基、 羧基共同参加或支链R基团参加的反应。 表 4-5 天然氨基酸的溶解度和旋光性 溶解度 旋 光 性 味 感 氨基酸 (%) (25℃) 比旋 浓度(%) 溶剂 阈 值 (mg/100mL) L-型 D-型 胱氨酸 0.011 －212.9 0.99 1.02mol/L HCl — — — 酪氨酸 0.045 －7.27 4.0 6.03mol/L HCl — 微苦 甜 天冬氨酸 0.05 ＋24.62 2.0 6mol/L HCl 3 酸(弱鲜) — 谷氨酸 0.84 ＋31.7 0.99 1.73mol/L HCl 30(5) 鲜(酸) — 色氨酸 1.13 －32.15 2.07 H2O 90 苦 强甜 苏氨酸 1.59 －28.3 1.1 H2O 260 微甜 弱甜 亮氨酸 2.19 ＋13.91 9.07 4.5mol/L HCl 380 苦 强甜 苯丙氨酸 2.96 －35.1 1.93 H2O 150 微苦 强甜 蛋氨酸 3.38 ＋23.4 5.0 3mol/L HCl 30 苦 甜 异亮氨酸 4.12 ＋40.6 5.1 6.1mol/L HCl 90 苦 甜 组氨酸 4.29 －39.2 3.77 H2O 20 苦 甜 丝氨酸 5.02 ＋14.5 9.34 1mol/L HCl 150 微甜 强甜 缬氨酸 8.85 ＋28.8 3.40 6mol/L HCl 150 苦 强甜 丙氨酸 16.51 ＋14.47 10.0 5.97mol/L HCl 60 甜 强甜 甘氨酸 24.99 0 — — 110 甜 甜 羟脯氨酸 36.11 －75.2 1.0 H2O 50 微甜 — 脯氨酸 62.30 －85.0 1.0 H2O 300 甜 — 精氨酸 易溶 25.58 1.66 6mol/L HCl 10 微苦 弱甜 赖氨酸 易溶 ＋25.72 1.64 6.03mol/L HCl 50 苦 弱甜 谷氨酰胺 — — — — 250 弱鲜甜 — 天冬酰胺 — — — — 100 弱苦酸 — *阈值为 L-氨基酸的数据。谷氨酸和天冬氨酸呈酸味，其钠盐才呈鲜味。 （一）由氨基参加的反应 1、与 HNO2 的反应 氨基酸的 α-氨基定量地与亚硝酸作用产生羟酸和 N2，所生成的 N2 可用气体 分析仪器加以测定，这是 Van Slyke 氏氨基氮测定法的原理。 ＋ NH2 R CH COOH HNO2 ＋ OH R CH COOH N2 ＋ H2O 氨基酸 羟酸 ε-氨基(如赖氨酸)与 HNO2 作用较慢，α-氨基在室温下 3~4 分钟作用即完全。脯氨酸、羟脯氨酸中的 亚氨基，精氨酸、组氨酸和色氨酸环中的结合 N 皆不与亚硝酸作用。 2、与醛类的反应 氨基酸的 α-氨基能与醛类化合物反应生成弱碱，即所谓西佛碱。 ＋ NH2 R CH COOH α-氨基酸 H R' C O ＋ R N CH COOH H R' C H2O 醛 西佛碱 西佛碱是氨基酸作为底物的某些酶促反应中的中间物。 与甲醛的反应 氨基酸的氨基与中性甲醛作用的反应可表示如下： NH3 CH COO- R α-氨基酸 + 2HCHO NH(CH2OH)2 CH COO- R + 氨基酸的二羟甲基衍生物 83
氨基酸的氨基与中性甲醛结合成氨基酸二羟甲基衍生物后,氨基酸两性离子中NH3基的离解度增加, 释出的H即可以酚酞作指示剂用标准NaOH溶液加以滴定。每释出的一个H相当于一个氨基酸。甲醛滴定 可用来测定蛋白质的水解程度。 3、成盐作用氨基酸的氨基与HCl作用即产生氨基酸盐酸化合物。用HCl水解蛋白质制得的氨基 酸即为盐酸化合物。 R一 CH--COOH+HCl R—CH—COOH NH, NH2·HCI 4、酰基化和羟基化反应氨基酸氨基的一个H可被酰基或羟基(包括环烃及其衍生物)取代,这些 取代基对氨基酸的氨基有保护作用, 桑格( Sanger)反应桑格用1-氟-2,4-二硝基苯(缩写为FDNB)试剂测定氨基酸及肽中的氨基 此反应在鉴定多肽链的氨基末端的氨基酸特别有用(图42)。FDNB也与赖氨酸的氨基反应,但这个衍生 物用层析法容易与∝-氨基的DNP衍生物区别开。 弱碱性 R一CHNH2+ R—CHNH nO2+ hF COOH COOH DNFB DNP氨基酸(黄色 图4-2桑格反应 艾德曼(-dman)反应用苯异硫氰酸与α-氨基酸定量反应,即生成苯异硫腈氨基酸衍生物,然后在硝 基甲烷溶剂中用甲酸处理,苯异硫腈氨基酸即裂解生成乙内酰苯硫脲(简称PIH)。这个反应也称为艾德曼 降解法。这些衍生物无颜色,容易用层析法分离后显色鉴定,艾德曼反应广泛用于鉴定多肽链中的NH2 末端氨基酸。在测定多肽链的氨基酸顺序上,艾德曼反应具有很大的优点。 H O H O +H2N一C- 异硫氰酸苯酯 R 裂解 重排 nh+ H3N—C COOH 末端残基的乙内酰 苯硫脲衍生物(PTH氨基酸) 少一个残基的原来的肽 图4-3艾德曼反应
氨基酸的氨基与中性甲醛结合成氨基酸二羟甲基衍生物后，氨基酸两性离子中NH3 基的离解度增加， 释出的H+ 即可以酚酞作指示剂用标准NaOH溶液加以滴定。每释出的一个H+ 相当于一个氨基酸。甲醛滴定 可用来测定蛋白质的水解程度。 3、成盐作用 氨基酸的氨基与 HCl 作用即产生氨基酸盐酸化合物。用 HCl 水解蛋白质制得的氨基 酸即为盐酸化合物。 NH2 R CH COOH ＋ HCl NH2 R CH COOH .HCl 4、酰基化和羟基化反应 氨基酸氨基的一个 H 可被酰基或羟基(包括环烃及其衍生物)取代，这些 取代基对氨基酸的氨基有保护作用。 桑格（Sanger）反应 桑格用 1-氟-2,4-二硝基苯（缩写为 FDNB）试剂测定氨基酸及肽中的氨基， 此反应在鉴定多肽链的氨基末端的氨基酸特别有用(图 4-2)。FDNB 也与赖氨酸的ε-氨基反应，但这个衍生 物用层析法容易与α-氨基的 DNP 衍生物区别开。 COOH R CH NH2 ＋ F NO2 NO2 弱碱性 COOH R CH NH NO2 ＋ HF NO2 DNFB DNP氨基酸(黄色) 图4-2 桑格反应 艾德曼（Edman）反应 用苯异硫氰酸与α-氨基酸定量反应，即生成苯异硫腈氨基酸衍生物，然后在硝 基甲烷溶剂中用甲酸处理，苯异硫腈氨基酸即裂解生成乙内酰苯硫脲（简称PTH）。这个反应也称为艾德曼 降解法。这些衍生物无颜色，容易用层析法分离后显色鉴定，艾德曼反应广泛用于鉴定多肽链中的NH2- 末端氨基酸。在测定多肽链的氨基酸顺序上，艾德曼反应具有很大的优点。 R1 N ＋ H2N C C 异硫氰酸 苯 酯 C S H O R2 N C C H O H R3 N C C H O H R4 N C C H O H O- 碱 R1 N C N C C S H O R2 N C C H O H R3 N C C H O H R4 N C C H O H O- H H 裂解 重排 R1 S R2 H3N C C H O O R3 N C C H O H R4 N C C H O H COOH H ＋ + N C C NH C 四 肽 N-末端残基的乙内酰 苯硫脲衍生物(PTH-氨基酸) 少一个残基的原来的肽 图4-3 艾德曼反应 84
二)由羧基参加的反应 氨基酸的羧基和其他有机羧酸一样,在一定的条件下可以起成酯、成盐、成酰氯、酰胺、脱羧和迭氮 等反应。 成酯和成盐反应氨基酸在有HCl(干氯化氢气)存在下与无水甲醇或乙醇作用即产生氨基酸甲 酯或乙酯 HCl汽气 R一 CHCOOH+C2H5OH R一 CH-COOC2H NH- 如将氨基酸与NaOH起反应,则得到氨基酸钠盐 当氨基酸的羧基变成乙酯(或甲酯),或钠盐后,羧基的化学性质就被掩蔽了(或者说羧基被保护了), 而氨基的化学性质就突出地显示出来(或者说氨基被活化了),可与酰基结合。 在此应当指出,氨基酸的羰基变成甲酯或乙酯和变成钠盐等反应都是把羧基的活性掩盖起来了,但是 有少数其他酰化氨基酸酯,最重要的如对一硝基苯酯(酰化氨基酸同对-硝基苯酚作用所成的酯)和酰化氨 基酸的苯硫酯,则不但不减少其羧基的化学性质,反而增加它作为酰化剂的能力,而易与另一氨基酸(钠 盐或乙酯形式的)氨基结合。这类酯称为“活化酯”。 NH- -CH--COOH+1oa→w-c-C-0〈 NO2 酰化氨基酸 对-硝基苯酚 酰化氨基酸对-硝基苯酯 Y=酰基 2、酰氯化反应酰化氨基酸同PCl或PCl3在低温下起作用,其一COOH基即可变成一COCl基 R一 CH--COOH+PCl-R一CH Y一NH Y一NHCl 酰化氨基酸 酰化氨基酰氯 这个反应可使氨基酸的羧基活化,使之易与另一氨基酸的氨基结合。 3、成酰胺反应在体外,氨基酸酯与氨(在醇溶液中或无水状态)作用即可形成氨基酸酰胺 R一CH-COOC2H5+NH3 R一CH C2HsOH NHNH 氨基酸酰胺 动、植物机体在ATP及天冬酰胺合成酶存在情况下可利用NH4与天冬氨酸作用合成天冬酰胺;同样 谷氨酸与NH4作用产生谷氨酰胺 4、迭氮反应氨基酸可以通过酰基化和酯化先将自由氨基酸变为酰化氨基酸甲酯,然后与联氮和 HNO2作用便变成迭氮化合物。 R HN一C n-co0m-m-001ym-m CH3OH+YCH-C-N一M5、HN.y O H NHON YNCH-C一N3+H2O 酰化氨基酸迭氮 这个反应有使氨基酸的羧基活化的作用 (三)由氨基和羧基共同参加的反应
（二）由羧基参加的反应 氨基酸的羧基和其他有机羧酸一样，在一定的条件下可以起成酯、成盐、成酰氯、酰胺、脱羧和迭氮 等反应。 1、成酯和成盐反应 氨基酸在有 HCl（干氯化氢气）存在下与无水甲醇或乙醇作用即产生氨基酸甲 酯或乙酯。 ＋ NH2 R C CH COOH 2H5OH NH2 R CH COOC2H5 HCl气 如将氨基酸与ＮaOH 起反应，则得到氨基酸钠盐。 当氨基酸的羧基变成乙酯（或甲酯），或钠盐后，羧基的化学性质就被掩蔽了（或者说羧基被保护了）， 而氨基的化学性质就突出地显示出来（或者说氨基被活化了），可与酰基结合。 在此应当指出，氨基酸的羰基变成甲酯或乙酯和变成钠盐等反应都是把羧基的活性掩盖起来了，但是 有少数其他酰化氨基酸酯，最重要的如对一硝基苯酯（酰化氨基酸同对-硝基苯酚作用所成的酯）和酰化氨 基酸的苯硫酯，则不但不减少其羧基的化学性质，反而增加它作为酰化剂的能力，而易与另一氨基酸（钠 盐或乙酯形式的）氨基结合。这类酯称为“活化酯”。 ＋ R YNH CH COOH HO NO2 R YNH CH C O NO2 O 酰化氨基酸 对-硝基苯酚 酰化氨基酸对-硝基苯酯 Y＝酰基 2、酰氯化反应 酰化氨基酸同PCl5或PCl3在低温下起作用，其―COOH基即可变成―COCl基。 ＋ NH R P CH COOH Cl5 Y NH R CH C Y Cl O 酰化氨基酸 酰化氨基酰氯 这个反应可使氨基酸的羧基活化，使之易与另一氨基酸的氨基结合。 3、成酰胺反应 在体外，氨基酸酯与氨（在醇溶液中或无水状态）作用即可形成氨基酸酰胺。 ＋ NH2 R CH COOC2H5 NH3 NH2 R CH C NH2 O ＋ C2H5OH 氨基酸酰胺 动、植物机体在ATP及天冬酰胺合成酶存在情况下可利用NH4 + 与天冬氨酸作用合成天冬酰胺；同样， 谷氨酸与NH4 + 作用产生谷氨酰胺。 4、迭氮反应 氨基酸可以通过酰基化和酯化先将自由氨基酸变为酰化氨基酸甲酯，然后与联氮和 HNO2作用便变成迭氮化合物。 H2N CH COOH R YHN CH COOH R YHN CH COOCH3 R YN CH C H R O H N NH2 NH2NH2 HNO2 － CH3OH YN CH C H R O N3 ＋ H2O 酰化氨基酸迭氮 这个反应有使氨基酸的羧基活化的作用。 （三）由氨基和羧基共同参加的反应 85
α-氨基酸与茚三酮在碱性溶液中共热,产生紫红、蓝色或紫色物质。两个亚氨基酸——脯氨酸和羟脯 氨酸与茚三酮反应形成黄色化合物。利用这个颜色反应可以作为氨基酸的比色测定方法。进行茚三酮反应 后,在440mm测定脯氨酸和羟脯氨酸,在570nm测定所有其他主要氨基酸。 O RCHO co2+ NH2 图4-4茚三酮反应 (四)R基的反应 氨基酸中R基团有官能团时,也能参加化学反应。例如丝氨酸、苏氨酸、羟脯氨酸都含有羟基,能形 成酯。酪氨酸中的苯酚基,组氨酸中的咪唑基具有芳香环或杂环的性质,能与重氮化合物(如对氨基苯磺 酸的重氮盐)结合而生成棕红色的化合物,这一反应可用于定性、定量测定。重氮苯磺酸与组氨酸的反应 COOH NH, COOH HOaS NH2 重氮苯磺酸 棕红色 半胱氨酸侧链上的巯基(一SH反应活性高,在碱性溶液中容易失去硫原子,并且容易被氧化而成胱氨 CH2- CH--COOH+4g+沙ד,生成硫醇盐,导致基酶失活 酸。极微量的某些重金属离子,如Ag+、Hg2+,即能与巯基反应 一CH2CH-coOH NH NH, 硫醇盐 第三节肽 氨基酸能够彼此以酰胺键互相连接在一起,即一个氨基酸的羧基与另一氨基酸的氨基形成一个取代的 酰胺键,这个键称为肽键,如下式虚线区所示 CH-NH2+HOOC—CH—R2— RICH-T-NH—C+CH-R2+H2 COOH NH] COOH Oi, 这个化合物称为肽,两个分子氨基酸所形成的肽称为二肽,三个氨基酸缩合成的肽称为三肽,依此类 推。若一种肽含有少于10个氨基酸,则为寡肽,超过此数的肽统称为多肽。动植物及微生物中都存在的 谷胱甘肽(GSH)是一种三肽,广泛存在于自然界中,它是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成的。 HOOC一CH-CH2CH2-C一NH—CH—C=0 2GSH NH, OHS一CH2NH一CH2-cOOH 谷胱甘肽(简写GSH)
α-氨基酸与茚三酮在碱性溶液中共热，产生紫红、蓝色或紫色物质。两个亚氨基酸——脯氨酸和羟脯 氨酸与茚三酮反应形成黄色化合物。利用这个颜色反应可以作为氨基酸的比色测定方法。进行茚三酮反应 后，在 440nm 测定脯氨酸和羟脯氨酸，在 570nm 测定所有其他主要氨基酸。 O R CH COOH O O ＋ H2N ∆ O O N O ONH4 ＋ RCHO ＋ ＋ CO2 NH2 图4-4 茚三酮反应 （四）R 基的反应 氨基酸中 R 基团有官能团时，也能参加化学反应。例如丝氨酸、苏氨酸、羟脯氨酸都含有羟基，能形 成酯。酪氨酸中的苯酚基，组氨酸中的咪唑基具有芳香环或杂环的性质，能与重氮化合物（如对氨基苯磺 酸的重氮盐）结合而生成棕红色的化合物，这一反应可用于定性、定量测定。重氮苯磺酸与组氨酸的反应 如下： ＋ S O O N O N HO3S N N HN N NH2 COOH N 重氮苯磺酸 棕红色 HO3S N N NH NH2 COOH 半胱氨酸侧链上的巯基(－SH)反应活性高，在碱性溶液中容易失去硫原子，并且容易被氧化而成胱氨 酸。极微量的某些重金属离子，如Ag+ 、Hg2+，即能与巯基反应，生成硫醇盐，导致巯基酶失活。 ＋ NH2 HS CH2 CH COOH Ag + NH2 Ag S CH2 CH COOH 硫醇盐 -H+ 第三节 肽 氨基酸能够彼此以酰胺键互相连接在一起，即一个氨基酸的羧基与另一氨基酸的氨基形成一个取代的 酰胺键，这个键称为肽键，如下式虚线区所示： CH NH2 ＋ COOH R1 NH2 HOOC CH R2 CH NH ＋H2O COOH R1 NH2 C CH R2 O 这个化合物称为肽，两个分子氨基酸所形成的肽称为二肽，三个氨基酸缩合成的肽称为三肽，依此类 推。若一种肽含有少于 10 个氨基酸，则为寡肽，超过此数的肽统称为多肽。动植物及微生物中都存在的 谷胱甘肽（GSH）是一种三肽，广泛存在于自然界中，它是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成的。 NH2 HOOC CH CH2 CH2 CH2 C NH O CH C O HS NH CH2 COOH 2GSH GS SG +2H -2H 谷胱甘肽(简写GSH) 86