生物化学.docx

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生物化学

总体安排：

第一章：

有机化学基础——生物化学中的一些重要概念

第二章：

静态生化

第三章：

动态生化

第一节：

糖类、脂类代谢及其调控

第二节：

蛋白质代谢及其调控

第三节：

核酸代谢及其调控

第一章有机化学基础——生物化学中的一些重要概念

一、如何用投影式观察一个分子的立体结构：

通常都将碳链放在垂直线上，以垂直线相连的基团表示伸向纸后（即远离我们）；以水平线相连的基团表示伸出纸前（即伸向我们）。

二、有机化合物的分类：

数以百万计的有机物，可以按照它们的结构分成许多类。

一般的分类方法有两类：

一是根据分子中碳原子的连接方式（碳的骨架）分类；二是根据决定分子主要化学性质的特殊原子或基团（官能团）分类。

这两种方法经常是混合使用的。

1、根据碳的骨架可以把有机物分成三类：

（1）开链化合物（脂肪族化合物）：

这类化合物中的碳架成直链（即不带有支链），或为带有支链的开链，由于长链状的化合物最初是在油脂中发现的，所以开链化合也叫脂肪族化合物。

（2）碳环化合物：

这类化合物分子中含有完全由碳原子组成的环，又可分为：

①脂环族化合物：

性质与脂肪族化合物相似，在结构上也可看作是由开链化合物关环而成。

②芳香族化合物：

分子中都有一个或多个苯环，它们在性质上与脂肪族化合物有较大的区别。

（3）杂环化合物：

这类化合物分子中的环是由碳原子与其它元素的原子共同组成的。

这里只是让大家有一个感性认识，以后涉及到这些化合物时不致太生疏。

①五元杂环：

举例：

吡咯、叶绿素、血红素及维生素B12

吡咯的许多衍生物广泛分布于自然界，如叶绿素、血红素、它们都是有重要生理作用的细胞色素，叫做卟啉类化合物。

叶绿素和血红素具有相同的基本骨架——卟吩。

卟吩是由四个吡咯环的α-碳原子通过次甲基（—CH=）相连而成的复杂体系，所以叶绿素、血红素等都有颜色。

②六元杂环：

举例1：

嘧啶、核苷、核苷酸与核酸：

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸

核苷可以看作是糖分子中的半缩醛羟基（-OH）与杂环中氮原子上的氢（-H）去水形成。

举例2：

吡啶、维生素PP与辅酶Ⅰ（CoⅠ、NAD＋：

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）、辅酶Ⅱ（CoⅡ、NADP＋：

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）

维生素PP是B族维生素之一，它参与机体的氧化-还原过程，能促进组织新陈代谢，降低血中的胆固醇，体内缺乏维生素PP时能引起糙皮病，所以维生素PP也叫抗糙皮病维生素。

维生素PP包括β-吡啶甲酸（烟酸、尼克酸）及β-吡啶甲酰胺（烟酰胺、尼克酰胺）两种物质。

β-吡啶甲酰胺是NAD+、NADP+中的一个重要组成，是生物体内氧化还原过程中传递氢和电子的辅酶之一，为极重要的化合物。

③稠杂环

举例1：

吲哚与吲哚乙酸：

一般认为吲哚乙酸是由色氨酸衍生而来。

举例2：

花色素——苯并吡喃的衍生物。

花色素是一类重要的植物色素，花色素与糖结合成花色苷，存在于花和果实中。

花青（素）是花色苷的一种，它的颜色与介质的PH值密切相关：

pH值介于7-8时，它呈淡紫色；pH<3时，呈红色；pH>11时呈蓝色，其颜色的改变是由于其结构在不同介质中发生变化所致。

同一种花青素在不同的PH值下能显示不同颜色，不仅如此，其颜色也能随环境中金属离子的存在而改变，所以同一种花青素在不同的花中，或是同一种花由于种植的土壤不同，都能显出不同的颜色。

举例3：

嘌呤、核苷、核苷酸与核酸

举例4：

蝶呤与叶酸、维生素B2（核黄素）

叶酸参与嘌呤与嘧啶环的生物合成，体内缺乏叶酸则患恶性贫血症；

维生素B2是FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）、FMN（黄素单核苷酸）的组成成分，是生物体内氧化还原过程中传递氢和电子的辅酶之一，极重要。

举例5：

生物碱

生物碱是指一类存在于生物体中的有机碱性物质，由于它们主要存在于植物中，所以也常叫植物碱，已发现数千种，氨基酸是生物碱合成的前身。

2、根据官能团分类：

将含有同样官能团的化合物归为一类，因为一般来说，含有同样官能团的化合物在化学性质上是基本相同的。

有些较复杂的化合物经常含有多个官能团，如单糖分子、氨基酸分子、核苷酸分子等。

三、化合物的构型与构象

1、手性碳原子与手性分子

手性：

实物与镜像不能重叠的特点叫做“手性”，某些化合物也有这种手性特征。

手性碳原子（不对称碳原子）：

是连接四个不同原子或基团的碳原子（以*号表示）。

手性分子：

一般指有手性碳原子的分子。

2、有机物的旋光活性。

偏振光：

仅在某一平面上振动的光，叫平面偏振光。

旋光活性物质：

有些有机物可将偏振光的振动平面旋转一定的角度，具有这种性质的物质，叫旋光活性物质。

3、构型：

指一个分子由于其中各原子特有的、固定的空间排列，使该分子具有的特定的立体化学结构。

当某一物质由一种构型转变为另一种构型时，要求共价键的断裂和重新形成。

4、构象：

指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子空间排布。

一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。

5．异构体：

分子式相同（或组成相同），而结构不同的分子叫同分异构体。

生物化学中常见的异构现象：

（1）碳链异构

（2）立体异构

①顺反异构体（几何异构）

产生顺反异构条件：

分子中必须有C=C双键；以C=C双键相连的每个碳原子必须和两个不同的的原子或基团相连。

②旋光异构体（镜象对映体、对映异构体、光学异构体）

举例：

某种细菌对人工合成的丙氨酸只能摄取一半，而全部摄取天然物中提取的丙氨酸。

若某分子中的手性碳为n个，则这种分子一般可有2n个光学异构体。

四、分子间的力

化学键是分子内部原子与原子之间的作用力，这是一种相当强的作用力，一般的键能每摩尔至少有一百多千焦（几十千卡）。

主要是共价键和离子键（又称盐键）

除了高度分散的气体分之外，分子间也存在一定的作用力，这种作用力较弱，要比键能小一个数量级，这对生物大分子而言，这种力是非常重要的，分子间的作用力本质上大都是静电作用力，主要有以几种：

1．偶极-偶极作用力。

这种为产生于具有永久偶极的极性分子之间。

2．范德华力：

非极性分子内由于电子运动的某一瞬间，分子内部的电荷分布可能不均匀，而产生一个很小的暂时偶极，这个暂时偶极又可影响周围分子也产生暂时偶极。

暂时偶极虽然会很快消失，但它又不断出现，因此总的结果是在非极性分子间产生一种极弱的引力，这种引力就是范德华力。

范德华力作用范围较小，只有分子间非常接近时，才起作用。

3．氢键：

当氢原子与一个原子半径较小，而电负性又很强并带未共用电子对的原子Y（主要是F、O、N）结合时，由于Y原子有极强的拉电子作用，使得H-Y间电子云主要集中在Y一端，而使氢显部分正电，而Y显部分负电。

结果，带部分正电荷的氢便可受另一分子中电负性强的Y的吸引以静电力相结合，这种分子间的作用力叫氢键。

氢键实际上也是偶极-偶极间作用力，这是分子间作用力最强的。

4.疏水相互作用：

这种分子间的作用力并不是疏水基团之间有吸引力的缘故，而是疏水基团或疏水侧链要避开水而被迫接近引起的。

举例：

碱基堆积力是稳定DNA双螺旋结构的一个重要因素。

嘌呤与嘧啶形状扁平，呈疏水性，分布于DNA双螺旋的内部，大量碱基层层堆积，两相邻碱基平面又十分贴近，于是使双螺旋内部形成一个强大的疏水区，把介质中的水分子隔开，维持了碱基的稳定性。

第二章静态生化

一、糖类

1．糖类物质：

是指含多个羟基的醛类或酮类化合物。

2．糖类物质的分类及生理作用：

（1）分类：

单糖（醛糖、酮糖）、寡糖（2-6个单糖分子）、多糖（又分为均一多糖、不均一多糖）、复合糖（又叫结合糖，糖与非糖物质如脂类、蛋白质共价结合而成，如糖蛋白、糖脂、蛋白聚糖）、衍生糖（糖胺、糖酸、糖酯）等；

（2）生理意义：

主要为能量物质、还作为结构物质、调节物质等。

3．D-构型与L-构型单糖分子

单糖分子中存在不对称碳原子，因此存在旋光异构的现象。

单糖分子的D-构型或L-构型是以甘油醛为基准进行比较而确定：

使平面偏振光发生右旋的甘油醛规定为D-构型甘油醛；使平面偏振光发生左旋的甘油醛规定为L-构型甘油醛。

D-、L-指构型，+、-指该物质的旋光方向，注意D-与+、L-与-并没有必然的关系。

如D-葡萄糖和D-果糖的旋光方向分别为+和-，而L-葡萄糖和L-果糖的旋光方向均为-

在生物体内，主要含的是D-构型的糖。

4．葡萄糖分子的环状结构

在葡萄糖的链状结构被证明存在后，发现葡萄糖的某些物理、化学性质不能用其链状结构来解释，从而提出葡萄糖还存在环状结构。

1893年，Fischer正式提出葡萄糖分子的环状结构学说（投影式表示）。

1926年，Haworth认为过长的氧桥是不合理的，他采用透视式表达葡萄的环状结构。

粗线表平面向前的边缘，细线表示向后的边缘。

以D-构型为例：

投影式中向右的羟基（-OH）在透视式中处于平面之下；直链形葡萄C5上的羟基（-OH）与C1上的醛基（-CHO）连成1—5型氧桥，形成环状结构时，为了使C5上的羟基（-OH）与C1上醛基（-CHO）接近，依照单键自由旋转不改变构型的原理，将C5旋转109。

28，，所以D-葡萄糖的尾端羟甲基在平面之上。

透视式中，D、L决定于羟甲基位置：

如果氧环上的碳原子按顺时针方向排列时，羟甲基在平面之上为D，反之为L；α、β决定于半缩醛羟基（-OH）的位置，如果氧环上的碳原子按顺时针方向排列时，半缩醛羟基（-OH）在平面之下为α-型、反之为β-型，（α-型、与β-型互为异头体）

5．葡萄糖的构象

（1）环已烷的构象

（2）葡萄糖的构象

对D-葡萄糖构象来说，α型的半缩醛羟基（-OH）直立，而其余的羟基（-OH）和羟甲基（-CH2OH）为平伏的；而β型的半缩醛羟基（-OH）、其余的羟基（-OH）和羟甲基（-CH2OH）均为平伏的。

因此，在水溶液中β型比型更稳定，其中α-D（+）-葡萄糖占36%、β-D（+）-葡萄糖占63%、直链葡萄糖仅1%。

6．重要的单糖：

（1）醛糖和酮糖简介

（2）重要的丙糖及其相关重要化合物

D-甘油醛、3-磷酸甘油醛、二羟基丙酮、磷酸二羟丙酮

D-甘油酸、3-磷酸甘油酸、1，3-二磷酸甘油酸

丙酮酸、PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）

（3）重要的丁糖：

赤藓糖、4-磷酸赤藓糖

（4）重要的戊糖：

脱氧核糖、核糖、木酮糖（5-磷酸木酮糖）、核酮糖（1，5-二磷酸核酮糖（RUBP）、5-磷酸核酮糖）

（5）重要的己糖：

葡萄糖、6-磷酸葡萄糖、1-磷酸葡萄糖）、、半乳糖、果糖（为酮糖，糖果类中最甜的）、6-磷酸果糖、1，6-二磷酸果糖。

（6）庚糖：

景天庚酮糖（1，7-二磷酸景天庚酮糖、7-磷酸景天庚酮糖）

7．重要的寡糖：

糖苷：

单糖的半缩醛羟基与醇或酚的羟基反应，失水而成，非糖部分为配糖体。

如果配糖体也为单糖分子则形成双糖。

糖苷也有α-、β-两种类型，以参与缩合的半缩醛羟基（-OH）是α-还是β-为准。

重要的糖苷键：

麦芽糖α（1-4）糖苷键、异麦芽糖α（1-6）糖苷键、蔗糖α，β（1-2）糖苷键、乳糖β（1-4）糖苷键、纤维二糖β（1-4）糖苷键、棉子糖α（1-6）糖苷键、α，β（1-2）糖苷键

核苷：

核糖或脱氧核糖分子中的半缩醛羟基与嘌呤或嘧啶中氮原子上的氢去水形成的糖苷。

8．重要的多糖：

（1）均一多糖：

指由一种单糖缩合而成的多糖

A．淀粉：

用热水溶解淀粉时，可溶的一部分为“直链淀粉”；不溶的一部分为“支链淀粉”。

直链淀粉相当于250-300年葡萄糖分子缩合而成，化学键为α（1-4）糖苷键，螺旋化，遇碘变紫蓝色。

支链淀粉相当于6000个或更多的葡萄糖分子，化学键同直链淀粉，5-6%为α（1-6）糖苷键形成分支短链，平均23-30个葡萄糖残基，遇碘变紫红色。

B．糖原（动物淀粉）

70kg的人肝糖原为90g，骨胳肌中肌糖原为3350g。

糖原结构似支链淀粉，遇碘变棕红色。

每个分支平均为12-18个葡萄糖残基。

C．纤维素：

β（1-4）糖苷键，8000-10000个葡萄糖残基。

D．半纤维素：

大量存在于植物木质化部位，为多聚戊糖和多聚己糖的混合物。

E．几丁质（壳多糖）：

为N-乙酰-D葡萄糖胺（葡萄糖的衍生糖），以β（1-4）糖苷键缩合而成，结构和功能与纤维素均相似。

F．琼脂：

在某些海藻（如石花菜属）所含的多糖物质，主要为多聚半乳糖、硫及钙。

（2）不均一多糖：

指由不同类型的单体缩合而的多糖。

如透明质酸、硫酸软骨素等。

二、脂类

1．脂酰甘油类

脂酰甘油（脂酰甘油酯）：

是脂肪酸和甘油通过酯键所形成的化合物。

根据脂肪酸的数目，可分为单脂酰甘油、二脂酰甘油、三脂酰甘油（即甘油三酯、脂肪）。

油一般是常温下呈液态的脂肪；脂一般是常温下呈固态的脂肪

（1）脂肪酸：

所有的脂肪酸都有一长的碳氢链（以线性为主，分枝或环状的很少），其一端为一个羧基。

在组织和细胞中，绝大多数的脂肪酸是以结合状态存在，从动、植物、微生物中已分离的脂肪酸已有上百种。

饱合脂肪酸：

碳氢链中全部为单键的脂肪酸，如硬脂酸、软脂酸等。

不饱合脂肪酸：

碳氢链中含有一个或和个双键，如油酸、亚油酸、亚麻酸等。

（2）高等动植物脂肪酸的共性：

A．脂肪酸链长多为14-20个碳原子，且都是偶数，以16或18最常见。

B．饱合脂肪酸中以软脂酸、硬脂酸最为常见；不饱合脂肪酸中以油酸最为常见。

C．不饱合脂肪酸的溶点低于饱合脂肪酸；多存在于高等植物和低温生活的动物中。

D．高等动、植物的单不饱合脂肪酸的双键位置一般在9-10碳原子之间，多不饱合脂肪酸中一个双键位置一般也在9-10碳原子之间，另一个双键位于第一个双键和碳氢链的末端甲基之间，且在两个双键之间常隔一个亚甲基（—CH2—），如亚油酸。

E．高等动、植物的不饱合脂肪酸，几乎都有相同的几何构型，且都属于顺式，极少数为反式（如反-11-十八碳烯酸）

F．细菌所含的脂肪酸种类比高等动、植物少得多，在12-18个碳原子之间，且多为饱合脂肪酸。

（3）必需脂肪酸：

把维持哺乳动物正常生长所需的，而机体又不能合成脂肪酸称为必需脂肪酸，主要为亚油酸和亚麻酸，这两种脂肪酸在植物中含量非常丰富。

哺乳动物体内花生四烯酸可由亚油酸合成，而它是合成前列腺素的必需前体物质，植物中不含花生四烯酸。

（4）脂肪酸的物理、化学性质

A．皂化和皂化值

当将脂酰甘油与酸或碱共煮或经脂酶作用时可发生水解，形成甘油和3个脂肪酸。

皂化反应：

当用碱水解脂酰甘油时，产生这一为脂肪酸的盐类，即肥皂，此过程为皂化反应。

皂化值：

指完全皂化1g油或脂所消耗的KOH的毫克数。

此值用以评估油脂质量，并可计算该油脂的分子量。

B．卤化和碘值：

卤化反应：

油脂中的不饱合键可以与卤族元素发生加成反应，生成卤代脂肪酸，这一作用称为卤化反应。

碘值：

100克油脂所能吸收的碘的克数。

通过碘值计算油脂中不脂肪酸的双键数目。

酸值：

中和1g油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH的毫克数，此值可反应酸败程度。

C．氢化：

油脂中的不饱合键可以金属镍的催化下发生氢化反应，这样处理的油脂可防止酸败。

D．酸败和败值

酸败：

油脂在空气中暴露过长时间会产生难闻的气味，这种现象叫油脂的酸败。

酸败的化学本质是由于油脂水解（日光下可加速此过程）放出低分子量游离脂肪酸（如丁酸），经氧化形成有臭味的醛或酮等物质。

不饱合脂肪酸的氧化产物（醛或酮）可聚合成胶膜状的化合物，如桐油等可用作油漆即根据此原理。

2．磷脂酰甘油类

（1）组成：

磷脂酸：

是各类甘油磷脂的母体化合物，它是甘油C3的羟基（-OH）磷酸化；另外两个羟基（-OH）为脂肪酸所酯化而成的。

甘油磷脂：

磷脂酸的磷酸再与氨基醇，如胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇缩合而成的化合物。

天然存在甘油磷脂都属L-构型

甘油磷脂有极性的头部（含磷酸部分）和非极性尾部（脂肪酸部分），这种结构特点使甘油磷脂溶于水时，除极少数形成真溶液外，绝大部分可自发形成微团。

（2）重要的甘油磷脂类化合物

磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、二磷脂酰甘油（心磷脂）。

（3）生理功能：

A．维持正常生物膜的结构和功能，类脂（主要为磷脂）约占膜重量的一半。

B．胆固醇可以在体内转变成多种类固醇激素、维生素D3及胆汁酸等。

3．萜类化合物

（1）萜类：

不含脂肪酸，为异戊二烯的衍生物。

萜类有的是线状，有的是环状。

相连的异戊二烯有的是头尾相连，也有的是尾尾相连。

多数直链萜类的双键为反式。

（2）萜的分类：

主要根据异戊二烯的数目来分类。

（3）几种萜类化合物：

维生素A、E、K、胡萝卜素、叶绿醇、天然橡胶等都属于萜类；植物中多数萜类都具有特殊臭味，而是各类植物特有油类的主要成分。

例如柠檬苦素、薄荷醇、樟脑依次是柠檬油、薄荷油、樟脑油的主要成分。

4．甾类（类固醇类）化合物

甾类（类固醇类）：

也为异戊二烯的衍生物，基本结构为环戊烷多氢菲。

固醇类（甾醇类）：

为甾类化合物，其特点为甾核的第3位上有一个羟基（-OH），在第17位上有一个分支的碳氢链。

客观存在又可分为固醇和固醇衍生物两大类。

（1）固醇类：

胆固醇

（2）固醇衍生物：

A．胆汁酸：

肝脏合成，可从胆汁中分离得到。

人的胆汁中有三种不同的胆汁酸。

大多数脊椎动物的胆汁中，胆酸与甘氨酸牛磺氨酸结合成甘氨胆酸或牛磺胆酸，这是胆汁苦的主要原因。

胆酸可与脂肪或其它脂类（如胆固醇、胡萝卜素）形成盐类，因此它是很好的乳化剂，降低不和油脂的表面张力，使肠腔内油脂乳化成微粒，以增加油脂与消化液中的脂肪酶的接触面积，便于油脂消化吸收。

B．维生素D2、D3

C．各种甾醇类激素：

性激素、肾上腺皮质激素等。

D．强心苷：

有使心搏减慢，强度增加的作用。

主要从玄参科及百合科的植物中提取，最常见强心苷是洋地黄毒素，它存在于洋地黄植物的叶子中；蟾蜍分泌蟾毒素也有类似的药用效果。

5．蜡：

是不溶于水的固体，是高级脂肪酸（蜡酸）和长链、脂肪族一羟基醇（蜡醇）或固醇所形成的酯。

6．血脂：

血浆中脂类总称为血脂。

正常人空腹时含脂类情况为：

总胆固醇：

100-200mg%（每100ml血液中含100-200mg）；甘油三酯：

20-110mg%；磷脂：

110-210mg%。

血浆中的脂类不是以游离的状态存在，而是以与蛋白质结合成脂蛋白的形式存在的，由于脂蛋白具有亲水性，从而有利于脂类的转运。

用超速离心法可把不同的脂蛋白分离成五类：

乳糜微粒（CM，转运外源性脂肪）、极低密度脂蛋白（VLDL，转运内源性脂肪）、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）。

7．在生化反应中重要的酸：

丙酮酸、柠檬酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸（丁二酸）、L-苹果酸、草酰乙酸、乙醛酸等。

三、蛋白质、酶与维生素

（一）蛋白质

1．蛋白质的基本结构单位——氨基酸及其分类

从各种生物体中发现的氨基酸已有180种。

基本氨基酸：

指20种直接参与蛋白质组成的氨基酸；

非蛋白质氨基酸：

180多种天然氨基酸大多数是不参与蛋白质组成的，这些氨基酸被称为非蛋白质氨基酸。

（1）通式：

从蛋白质水解物中分离出来的常见氨基酸有20种，除脯氨酸外，这些氨基酸在结构上的共同点是与羧基相邻的α-碳原子上都有一个氨基，因而称为α-氨基酸。

α-氨基酸除甘氨酸外，其α-碳原子都为一个不对称碳原子，因此都具有旋光性，且生物体内的α-氨基酸均为L-型。

（2）基本氨基酸的简写符号（三字符）

（3）基本氨基酸的R基

（4）基本氨基酸的分类

按基本氨基酸R基的化学结构分类：

①脂肪族氨基酸

A．含一氨基一羧基的中性氨基酸

B．含羟基氨基酸

C．含硫氨基酸

D．含酰胺基氨基酸

E．含一氨基、二羧基的酸性氨基酸

F．含二氨基、一羧基的碱性氨基酸

②芳香族氨基酸

③杂环族氨基酸

按基本氨基酸R基的极性分类：

①非极性氨基酸

②不带电荷的氨基酸

③带正电荷的氨基酸

④带负电荷的氨基酸

（5）非蛋白质氨基酸：

β-丙氨酸（辅酶A或HS-CoA）、γ-氨基丁酸（抑制性神经递质）、L-瓜氨酸、L-鸟氨酸（参与尿素循环）等。

2．氨基酸的理化性质：

（1）氨基酸的晶体为离子晶格

过去长期认为氨基酸的晶体或在水溶液中是以不解离的中性分子存在的。

后来发现氨基酸晶体的熔点很高，一般在200摄氏度以上，此外还发现氨基酸能使水的介电常数增高，而一般的有机化合物如酒精、丙酮使水的介电常数降低的。

如果氨基酸在晶体或水中主要是以兼性离子（偶极离子）存在，而不带电荷的分子为数极少，那么上述两个现象就易解释了。

即：

氨基酸晶体是以离子晶格组成，像氯化钠晶体一样，维持晶格中质点的作用力是异性电荷间的吸引，而不象分子晶格那样以范德华力来维系，这种静电引力要比范力强得多。

（2）氨基酸在水溶液中具两性解离

氨基酸完全质子化时，可以看成为多元酸：

侧链不解离的中性氨基酸可看为二元酸；侧链解离的酸性氨基酸和碱性氨基酸可看为三元酸。

A．等电点（pI）：

指水溶液中，氨基酸分子净电荷为0时的溶液PH值。

在等电点时，氨基酸在电场不向正极也不向负极移动，都处于兼性离子状态，少数解离为阳离子和阴离子，但解离成阳离子和阴离子的数目和趋势相等。

B．等电点的计算：

对侧链不解离的中性氨基酸，其等电点是它的pK，1（表观解离常数）和pK，2的算术平均值。

对侧链解离的酸性或碱性氨基酸，其等电点是其兼性离子两边的pK，值的算术平均值。

C．等电点对氨基酸分子电荷数的影响：

pH>pI氨基酸带净负电荷，因此在电场中将向正极移动。

pH=pI氨基酸带净电荷为0，因此在电场中将向不移动。

pH

（3）氨基酸的紫外吸收能力

参与蛋白质组成的20种氨基酸，在可见光区都没有光吸收，但在远紫外光区（<220nm）均有光吸收。

在近紫外光区（220-300nm）只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。

因为它们的R基含有苯环共轭双键系统。

酪氨酸的最大光吸收波长为275nm（苯酚基）、苯丙氨酸为257nm（苯基）、色氨酸为280nm（吲哚基）。

蛋白质由于含有这些氨基酸，所以也有紫外吸收能力，一般最大光吸收在280nm波长处，可利用蛋白质的这个特点方便地测定蛋白质的含量。

（4）与茚三酮反应

在弱酸性溶液中茚三酮与α-氨基酸共热，引起氨基酸氧化脱氨、脱羧反应，最后茚三酮与反应产物，即氨和还原茚三酮发生作用，生成紫色物质，利用这个反应可以定性或定量地测定各种氨基酸。

两个亚氨基酸，即脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反不释放氨，而直接生成黄色化合物。

3．氨基酸混合物的分析分离简介

（1）分配层析的一般原理

层析的方法虽很多，但原理都有是一样的。

所有的层析系统通常都有由两个相组成，一个为固定相，一个为流动相。

混合物在层析系统中的分离决定于该混合物的组分在这两相中的分配情况。

物质分配在液相-液相系统、液相-气相系统、气相-气相系统中均可发生。

分配系数：

当一种溶质在两种一定的互不相溶的溶剂中分配时，在一定温度下达到平衡后，溶质在两相中的浓度比值为一常数，即为分配系数。

利用层析分离混合物，如氨基酸时，其先决条件是各种氨基酸成分的分配系数要有差异哪怕是很小的差异也可。

一般差异越大，越容易分开。

层析原理：

以逆流分配为例

结论：

在层析过程中，分配系数大的物质移动快；分配系数小的物质移动慢。

（2）举例：

柱层析

滤纸层析

离子交换层析：

强酸型阳离子交换树脂，带正电的氨基酸与树脂交换而被“挂”在树脂上，从而使其移动得慢，氨基酸被洗出的顺序一般为：

酸性氨基酸、中性氨基酸、碱性氨基酸。

4．蛋白质的化学结构组成及其分类

（1）蛋白质的化学结构

（2）蛋白质的分类：

生物界蛋白质的种类估计在10