蛋白質(zhì)名詞解釋：蛋白質(zhì)是氨基酸，按照一定的順序，通過肽鍵連接形成的一條或多條肽鏈組成的最豐富的的生物大分子。也是生物信息最重要的終產(chǎn)物，是遺傳信息表達的元件。

蛋白質(zhì)含量：一般蛋白質(zhì)含氮量為16%，即一份氮素相當(dāng)于6.25份蛋白質(zhì)，此數(shù)值(6.25)稱為蛋白質(zhì)系數(shù)。蛋白質(zhì)含量=N含量6.25。

氨基酸旋光性：二十種氨基酸除Gly外全是L-型。

蛋白質(zhì)的光吸收：構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但在遠紫外區(qū)(<220nm)均有光吸收。 在近紫外區(qū)(220-300nm)只有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸有吸收光的能力。可以通過測定280 nm 處的紫外吸收值的方法對蛋白質(zhì)溶液進行定量。

氨基酸紫外吸收：Trp、Tyr、Phe的紫外吸收光譜的最大光吸收波長在280nm處，等條件下光吸收大小關(guān)系是，Trp＞Tyr＞Phe。

兩性電解質(zhì)（ampholyte）：是同時解離攜帶正電荷和負電荷的分子，氨基酸是兩性電解質(zhì)。

等電點(isoelectric point) pI：水溶液中氨基酸的氨基和羧基在一定pH條件下總電荷為零，該溶液的pH為該氨基酸的等電點(isoelectric point)，以pI表示，pI=(pK1+pK2)/2。

-堿性氨基酸的pI = (pK2+ pKR-NH2)/2；-酸性氨基酸的pI = (pK1+ pKR-COO-)/2

蛋白質(zhì)中氨基酸修飾：

1. 甲基化

2. 羥基化

3. 糖基化，包括O-糖基化作用（Ser、Thr）以及N-糖基化作用（Asn）

氨基酸的衍生物

Pyroglutamic acid (焦谷氨酸)：神經(jīng)肽的N端多數(shù)為焦谷氨酸，能夠增加細胞合成乙酰膽堿、增加乙酰膽堿受體的數(shù)量、加強大腦左右半球之間的信息交流，幫助提高記憶力和頭腦敏銳度

SeC（Selenocysteine，硒半胱氨酸）：疑為第21個一級氨基酸，密碼子為UGA，UGA為無義密碼子，但在真細菌中，某些特定情況下可以重新詮釋編碼SeC。

PyL（Pyrrolysine，吡咯賴氨酸）：疑為第22個一級氨基酸，由終止密碼子UAG的有義編碼形成。與之對應(yīng)的在產(chǎn)甲烷菌中也含有特異的吡咯賴氨酰-tRNA合成酶(PylRS)和吡咯賴氨酸t(yī)RNA (tRNAPyl)，tRNAPyl具有不同于經(jīng)典tRNA的特殊結(jié)構(gòu)。

鳥氨酸（Ornithine）：存在于尿素循環(huán)，與氨甲酰磷酸合成瓜氨酸。

瓜氨酸（Citrulline）：存在于尿素循環(huán)，最早從西瓜汁分離到，與Asp作用生成精氨琥珀酸，再轉(zhuǎn)變?yōu)锳rg而裂解生成尿素。

5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）：重要的神經(jīng)遞質(zhì)，主要分布于松果體和下丘腦，可能參與痛覺、睡眠和體溫等生理功能的調(diào)節(jié)；是松果體素（褪黑素, melatonin，5-甲氧基-N-乙酰色胺）和血清素（serotonin）的前體。

同型氨基酸（Homoamino acids）：比通常的氨基酸多一個亞甲基，如Homoserine、Homocysteine、Homocitrulline、Homomethionine。

酪氨酸代謝物：兒茶酚（鄰苯二酚，）乙胺、多巴（Dopamine，DOPA）、腎上腺素（Epinephrine）、去甲腎上腺素（Norepinephrine）。

谷氨酸衍生物：谷氨酸鈉是神經(jīng)遞質(zhì)GABA的直接前體、GABA、肉毒堿（carnitine）。

甲狀腺素（thyroxine）：酪氨酸的衍生物。

氨基酸的理化性質(zhì)

1. 氨基酸為無色晶體，熔點高（200-300℃），水中溶解度由于側(cè)鏈不同而不同。

2. 構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見光都沒有光吸收，在遠紫外（＜220nm）都有光吸收，在近紫外（220-300nm）有特征吸收的僅三個芳香族氨基酸Trp（280）、Tyr（275）、Phe（257），可通過280nm處的紫外吸收值對蛋白質(zhì)溶液進行定量。

3. Cys-Cys、Tyr不易溶于水；Pro易溶于有機溶劑（乙醇、乙醚等）。

α-氨基的化學(xué)反應(yīng)（PPT版）

1. 與亞硝酸反應(yīng)(Van Slyke定氮)

R-CH(COOH)-NH2+HNO2=R-CH(COOH)-OH+N2+H2O

2. 與甲醛發(fā)生羥甲基化反應(yīng)

R-CH(COOH)-NH2+HCHO=R-CH(COOH)-NHCH2OH

3. 烴基化反應(yīng)-DNFB法

4. 烴基化反應(yīng)-Sanger法

2,4-二硝基氟苯在堿性條件下，能夠與肽鏈N-端的游離氨基作用，生成二硝基苯衍生物(DNP-氨基酸)；在酸性條件下水解得到黃色DNP-氨基酸，該產(chǎn)物能夠用乙醚抽提分離。不同的DNP-氨基酸可以用色譜法進行鑒定。

5. 烴基化反應(yīng)-PITC法

Edman氨基酸順序分析法(異硫氰酸苯酯PITC法)是鑒定多肽N-端aa和aa測序的重要方法。

6. ?；磻?yīng)(丹磺酰氯[DNS-Cl]法）

是鑒定多肽N-端氨基酸的重要方法。在堿性條件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯DNS-Cl）可以與N-端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸(DNS-AA)。此方法的優(yōu)點是丹磺酰-氨基酸有很強的熒光性質(zhì)，檢測靈敏度可以達到1?10-9 mol。

7. ?；磻?yīng)（氨基保護反應(yīng)）

用于保護氨基以及肽鏈的合成。

8. 生成西佛堿(Schiff base)

是多種酶促反應(yīng)的中間過程。

9. 脫氨基反應(yīng)

R-CH(COOH)-NH2→R-CH(COO-)=O+ NH4

氨基酸氧化酶催化的反應(yīng)。

α-氨基的化學(xué)反應(yīng)（課本版）

氨基保護：α-氨基可被酰氯（acyl chloride）、酸酐（acid anhydride）?；?。酰氯、酸酐等?；瘎╝cylating agent）是肽和蛋白質(zhì)人工合成中的氨基保護劑。

序列與N-端測定：α-氨基能與2,4-二硝基氟苯（DFNB）、苯異硫氰酸酯（PITC）反應(yīng)，用于測定肽鏈N端氨基酸殘基與氨基酸序列。

中間產(chǎn)物：游離氨基能與醛反應(yīng)生成弱酸，成為西佛堿（Schiff’s

base）。西佛堿是以氨基酸為底物的某些酶促反應(yīng)的中間產(chǎn)物（如轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)）。

羧基的化學(xué)反應(yīng)

Strecker降解:? 弱氧化劑作用下生成NH3和醛(RCHO)

羧基與肼 (hydrazine)反應(yīng)：用于C端氨基酸分析

側(cè)鏈的化學(xué)反應(yīng)

羥基：酯化-蛋白質(zhì)磷酸化

巰基：氧化還原-二硫鍵形成與還原

α-羧基參與的反應(yīng)（PPT版）

1. 成鹽、成酯反應(yīng)

AA + NaOH → 氨基酸鈉鹽(氨基酸的堿金屬鹽能溶于水，重金屬鹽不溶于水)

HCl AA + EtOH → 氨基酸乙酯的鹽酸鹽

當(dāng)AA的-COOH變成甲酯、乙酯或鈉鹽后，-COOH的化學(xué)反應(yīng)性能被掩蔽或者說COOH被保護，-NH2的化學(xué)性能得到了加強或活化，易與?；Y(jié)合。

2.?????[endif]形成酰鹵的反應(yīng)

氨基被芐氧甲?；Ｗo，羧基與三氯化磷、五氯化磷、二氯亞砜作用生成酰氯，羧基被活化。

3.?????[endif]疊氮化反應(yīng)

氨基被芐氧甲?；Ｗo，羧基經(jīng)酯化生成甲酯，再與肼和亞硝酸反應(yīng)，羧基被活化。

用途：常作為多肽合成活性中間體，活化羧基

4.?????[endif]脫羧(基)反應(yīng)

R-CH(COO-)-NH3+→R-CH2-NH3+CO2↑

用途：脫羧酶催化的反應(yīng)

α-羧基參與的反應(yīng)（課本版）

酯化：在適當(dāng)?shù)拇己蛷娝嶂羞M行，氨基酸酯化后其羧基端反應(yīng)被屏蔽（保護）。舉例如，在無水乙醇中通過干燥HCl氣體，然后回流，產(chǎn)物是氨基酸的乙酯鹽酸鹽。

酰氯化：α-羧基也容易與五氯化磷（PCl5）或二氯亞砜（SOCl2）反應(yīng)生成氨基酰氯，進行此反應(yīng)前，氨基端必須事先被保護，否則形成的氨基酰氯將與氨基端反應(yīng)生成二肽。

酰胺化：氨基酸酯在無水乙醇中與氨作用，形成氨基酰胺。動植物體內(nèi)在ATP酶和天冬酰胺合成酶的作用下，NH4+與天冬酰胺可以合成天冬酰胺，谷氨酰胺的合成在有特定酶條件下也是同理。

α-氨基與α-羧基共同參與的反應(yīng)

1.?????[endif]茚三酮反應(yīng)：

2.?????[endif]成肽反應(yīng)：多肽和蛋白質(zhì)合成的基本反應(yīng)

3.?????[endif]巰基（-SH）側(cè)鏈基團與重金屬反應(yīng)：與金屬離子的螯合性質(zhì)可用于體內(nèi)解毒。如對羥基汞苯甲酸（p-Hydroxymercuribenzoic acid，pHMB）是一種巰基試劑，它可與半胱氨酸的巰基反應(yīng)。

4.?????[endif]巰基（-SH）側(cè)鏈基團的氧化還原反應(yīng)：氧化還原反應(yīng)可使蛋白質(zhì)分子中二硫鍵形成或斷裂。二硫蘇糖醇(DTT)也可以用來打開胱氨酸上的二硫鍵。

5.?????[endif]巰基（-SH）側(cè)鏈基團與碘乙酸反應(yīng)：半胱氨酸與碘乙酸反應(yīng)可生成羧甲基半胱氨酸。

6.?????[endif]羥基側(cè)鏈基團的化學(xué)反應(yīng)：作用包含用于修飾蛋白質(zhì)。

次要知識點

色譜法（Chromatography）：一種分離技術(shù)

1.? 由俄國植物學(xué)家Tsweett創(chuàng)立

2. 原理

? ? 使混合物（物理性質(zhì)不同）中各組分在兩相間進行不同的分配，一相是不動的(固定相)，另一是流動的 (流動相)，后者帶動混合物流過固定相，在同一推動力下，不同組分在固定相中滯留的時間不同，依次從固定相中流出，又稱色層法，層析法。

3. 分類

(1) 根據(jù)流動相分：氣相色譜和液相色譜

(2)根據(jù)固定相分：柱色譜、紙(PC)色譜、薄層色譜(TLC)

(3)根據(jù)層析性質(zhì)分：吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、排阻色譜。

分配層析法（Partition chromatography）：

1. 1941年Martin與Synge（英）提出分配層析。

2. 根據(jù)一種或多種物質(zhì)在兩種不相混合的溶劑間來分離物質(zhì)的方法。相當(dāng)于一種連續(xù)液-液萃取法。

3. 在一定溫度和壓力下，物質(zhì)同時溶解于兩種互相接觸但不相混合的溶劑中，其中一種溶劑吸附在支持物上作為固定相，另一種溶劑是可以流動的流動相。物質(zhì)在兩相中的濃度比值是一個常數(shù)，即分配系數(shù)。

（物質(zhì)分配：液-液、固-液、氣-液，層析系統(tǒng)的靜相可以是固相、液相或固液混合相，動相可以是液相或氣相，它們充滿于靜相的空隙中并能流過靜相）

氣(液)相色譜（Gas chromatography，GC）：

當(dāng)層析系統(tǒng)的流動相為氣體，固定相為涂漬在固體表面的液體時，這類層析技術(shù)被稱為氣-液色譜或氣相色譜。原理也是分配過程，利用樣品組分在流動的氣相和固定在顆粒表面的液相的分配系數(shù)不同以達到分離組分的目的。氣化的樣品在流動的氣相和固定相的液相之間發(fā)生分配。

高效液相色譜（High performance liquid chromatography，HPLC）：

以液相色譜為基礎(chǔ)，在經(jīng)典液相色譜實驗和技術(shù)基礎(chǔ)上建立的一種液相色譜法。快速、靈敏、高效的分離和分析技術(shù)。固相支持物的顆粒很細，表面積很大；溶劑系統(tǒng)采取高壓，洗脫速度快。多種類型的柱層析都可以用HPLC代替，如分配層析、離子交換層析、吸附層析、凝膠過濾等。

附錄

1838年Mulder研究了血清、蛋清、蠶絲等物質(zhì)的元素組成后,發(fā)現(xiàn)了組成生物體的復(fù)雜含氮物。

1902年? Fischer, Hofmeister同時提出肽鍵理論。

1950年P(guān)auling提出蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)的基本單位：α-螺旋和β-折疊。

1953年Sanger分析確定了牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)。

1958年P(guān)erutz & Kendrew用X光衍射法確定了肌紅蛋白的立體結(jié)構(gòu)。

1994年Williams和Wilkins首次提出Proteome。