生物化学氨基酸与肽

1、1 5-1 The light produced by fireflies is the result of a reaction involving the protein luciferin and ATP, catalyzed by the enzyme luciferase. 蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性 Erythrocytes contain large amounts of the oxygen-transporting protein hemoglobin. The chemical properties of black rhinoceros horn are no

2、different from those of bovine hooves or human fingernails, which are mainly protein keratin. 2 19 different R-groups: - Structure - Size - Polarity - Ionization - Hydropathy general structure 2 marking-methods 5-2g - 含有氨基与羧基含有氨基与羧基 - -AA (Pro例外例外) - 20种种有遗传密码有遗传密码 - 常见常见/标准标准AA - 可依据侧链可依据侧链(R-)结构分类

3、结构分类 pKa 1.82.5 pKa 8.710.7 1. 氨基酸氨基酸结构与分类结构与分类 (Amino Acid, AA) 3 5-3 AA大多具有两种异构体大多具有两种异构体 (except for Gly, Ile & Thr) Where R H, the C is a chiral center (optical activity & configuration) (cf. 甘油醛甘油醛-OH in Fig. 2-6) - 蛋白质中的蛋白质中的AA均为均为L-构型构型 (大多右旋，少数左旋大多右旋，少数左旋) mainly in germs & antibiotics (cf.

4、Fig. 2-5) 4 t5-1 2020种标准氨基酸可以按其种标准氨基酸可以按其侧链侧链分类分类 (cf. Tab. 2-1) EAA 5 Ala, Val, Leu, Ile 非非极性侧链，不带电荷，极性侧链，不带电荷， 疏水疏水性，多在蛋白质内部性，多在蛋白质内部 Gly 非非极性，极性，R=H，适应多种适应多种 构象，多见于肽链转折处构象，多见于肽链转折处 Met 侧链侧链含有非极性的甲硫醚含有非极性的甲硫醚 P3-9 非极性脂肪族非极性脂肪族AA (cf. Fig. 2-1) 甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸缬氨酸缬氨酸 亮氨酸亮氨酸蛋氨酸蛋氨酸异亮氨酸异亮氨酸 亦为亦为C*，故有别，故有别

5、 构异构体之分构异构体之分 侧链的高度疏水性互作侧链的高度疏水性互作 对建立及维持蛋白质对建立及维持蛋白质3D 结构非常重要结构非常重要 6 Phe 疏水疏水侧链侧链 Tyr -OH可以形成可以形成H键，键， 是是某些酶的功能基团，某些酶的功能基团， 磷磷酰基可转移到酰基可转移到-OH上上 Trp 吲哚吲哚N可作为可作为H键键供体供体 Trp & Tyr 能能吸收吸收 UV (TrpTyr, Phe to a lesser extent)， 是为大多数蛋白质在是为大多数蛋白质在 280 nm具有很强光吸收的主要原因具有很强光吸收的主要原因 P3-10 芳香族芳香族AA 苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪

6、氨酸色氨酸色氨酸 7 5-6 Tyr和和Trp的紫外吸收的紫外吸收 (Phe的最大吸收的最大吸收 在在260 nm) pH 6.0 浓度浓度10-3 M (cf. Fig. 2-7) 8 Ser, Thr (C*) 极性极性-OH 可可与水形成与水形成H键，键， 磷磷酰基和糖链亦可转移到酰基和糖链亦可转移到 -OH上上 Cys 极性极性来自其来自其-SH， 其其氧化可形成氧化可形成S-S连接的连接的 胱氨酸二聚体胱氨酸二聚体 二硫键二硫键/桥桥在确定蛋白质在确定蛋白质 结构中具有重要作用结构中具有重要作用 P3-11 半胱氨酸半胱氨酸苏氨酸苏氨酸丝氨酸丝氨酸 极性不带电荷极性不带电荷AA (1

7、) glycosidic bond (cf. Fig. 2-2) 9 二硫键二硫键的可逆形成与裂解的可逆形成与裂解 胰岛素多肽链链内及胰岛素多肽链链内及 链间的二硫键交连链间的二硫键交连 P3-12 insulin A链：链：猪、狗、兔和抹香猪、狗、兔和抹香 鲸的均与人的相同鲸的均与人的相同 B链：链：牛、猪、狗、羊和牛、猪、狗、羊和 马的均相同马的均相同 胱氨酸胱氨酸 (meso-) 10 Pro (a pyrrole) 环绕环绕2胺和胺和C 连键连键的旋转受到的旋转受到 一定限制，使肽链中含有一定限制，使肽链中含有Pro 区段的结构柔曲性受到相应的区段的结构柔曲性受到相应的 影响影响 多见

8、于肽链转折处多见于肽链转折处 Asn, Gln 分别为分别为Asp和和Glu的的酰胺酰胺 酰胺酰胺的的-NH2可可作为作为H键键供体供体， -C=O则可则可作为作为H键键受体受体 多多在蛋白分子表面与水互作在蛋白分子表面与水互作 -CH2-CAsn or Gln: serves as H-acceptor O N serve as H-donor H H P3-13 极性不带电荷极性不带电荷AA (2) 脯氨酸脯氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺 (cf. Fig. 2-2) 11 Lys 侧链侧链 位位的第二个的第二个1胺胺在中性在中性 pH条件下带正电荷条件下带正电荷 d g b Arg

9、 胍基胍基在中性在中性pH条件下带正电荷；条件下带正电荷； 具有很强的氢键供体作用具有很强的氢键供体作用 His 唯一的一个唯一的一个侧链侧链pKa值值接近于中性接近于中性 pH的标准的标准AA 多见多见于酶的活性部位，其于酶的活性部位，其咪唑环咪唑环可可 在质子化与去质子化之间转换，在质子化与去质子化之间转换， 以催化反应键的形成和断裂以催化反应键的形成和断裂 P3-14 带正电荷带正电荷AA (碱性碱性) 赖氨酸赖氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸 H-donor groups of Arg C N HN H H N H H guanidino (cf. Fig. 2-3) 12 -CH2-C

10、Protonated form of Asp or Glu: can serve as H-acceptor O O -CH2-C O O can serve as H-donor H Ionized form of Asp or Glu: can serve as H-acceptor Asp, Glu 侧链的第二个羧基在中性侧链的第二个羧基在中性pH 条件下可解离而带负电荷，条件下可解离而带负电荷， 具有具有H键受体作用键受体作用 P3-15 带负电荷带负电荷AA (酸性酸性) 天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸 (cf. Fig. 2-2) 13 C H +NH3 RCOO C H NH2 R

11、COO C H +NH3 RCOOH + H+ + H+ Amino acid dissolved in water exists as dipolar ion = zwitterion 即可作为即可作为 H+供体供体(酸酸) 也可作为也可作为 H+受体受体(碱碱) AA的两性解离的两性解离 (cf. p20) 质子质子 (proton) AA兼性离子兼性离子 (MP300) 2. 氨基酸的酸碱特性氨基酸的酸碱特性 (cf. Fig. 2-8) 14 Z-p9 只有单氨基和单羧基的只有单氨基和单羧基的简单简单 -AA在完全质在完全质 子化时可视为子化时可视为二元酸：可逐步给出二元酸：可逐步给出

12、2H+ - H+ - H+ Net charge: + 10- 1 diprotic acid 不存在这样一种不存在这样一种pH， 此时此时COOH和和NH2 都占优势都占优势 pKa 1.82.5 pKa 8.710.7 (cf. Fig. 2-8) 15 5-10 氨基酸滴氨基酸滴 定定 (二元酸型二元酸型) 各阶段优势离子各阶段优势离子 最大缓冲区最大缓冲区 等电点等电点 isoelectric point (充分离子化充分离子化 但不带净电荷但不带净电荷) pI = (pKn + pKn+1) +H3N-CH2-COOH +H3N-CH2-COO = 1 H+ donor H+ acc

13、eptor H+ donor H+ acceptor +H3N-CH2-COO H2N-CH2-COO = 1 A+ A0 A 加入碱的物质量加入碱的物质量/mol (cf. Fig. 2-9) 16 由二元酸型简单由二元酸型简单AA滴定可得如下推论：滴定可得如下推论： - AA通常具有两个缓冲区通常具有两个缓冲区(三元酸型例外三元酸型例外) - AA的的(平均平均)净电荷与溶液的净电荷与溶液的pH有关有关 - 在生理在生理pH时时AA大多为兼性离子大多为兼性离子 - 在在pI时因净电荷为零，时因净电荷为零，AA溶解度最小溶解度最小 而容易沉淀析出而容易沉淀析出(eg. pIGlu = 3.2

14、2) - 各各功能基团的功能基团的pKa在很大程度上受其在很大程度上受其 所处化学环境的影响所处化学环境的影响(cf. next slide) 17 5-11 化学环境对化学环境对pKa的影响的影响 (cf. p22) 类似的互作亦广泛存在于类似的互作亦广泛存在于 临近分子的化学基团之间临近分子的化学基团之间 (例如酶的活性中心例如酶的活性中心) 相斥相斥 相吸相吸 羧基解离羧基解离H+后两基团相吸后两基团相吸 而使兼性离子更加稳定而使兼性离子更加稳定 H+继续降低时，电负性继续降低时，电负性O对对e的的 吸引将使质子化氨基更容易释出吸引将使质子化氨基更容易释出H+ 18 5-12a (Ref

15、.) A+ A0 A A2 pI = 3.22 谷氨酸滴定谷氨酸滴定 (三元酸型三元酸型) pI 等于兼性离子两等于兼性离子两 侧的侧的pKa平均值平均值 (cf. Fig. 2-10) 19 5-12b (Ref.) A+ A2+ A0 A 组氨酸滴定组氨酸滴定 (三元酸型三元酸型) pI = 7.59 pI 等于兼性离子两等于兼性离子两 侧的侧的pKa平均值平均值 Hb中中His含量较含量较 高：本身即具有高：本身即具有 较大的缓冲能力较大的缓冲能力 (cf. Fig. 2-10) 20 - 茚三酮反应茚三酮反应Ninhydrin在弱酸溶液中与在弱酸溶液中与AA共热可使共热可使 所有带伯氨

16、基的所有带伯氨基的AA氧化脱氨脱羧氧化脱氨脱羧并生成并生成 蓝紫色化合物蓝紫色化合物(Pro生成亮黄色生成亮黄色) - 2,4-二硝基氟苯反应二硝基氟苯反应DNFB在弱碱性溶液中可与在弱碱性溶液中可与AA 发生亲核芳环取代反应，生成发生亲核芳环取代反应，生成 黄色二硝基苯基氨基酸黄色二硝基苯基氨基酸DNP-AA - 丹磺酰氯反应丹磺酰氯反应DNS-Cl在弱碱性溶液中可使在弱碱性溶液中可使AA酰基化酰基化 生成强荧光性的丹磺酰衍生物生成强荧光性的丹磺酰衍生物DNS-AA - 苯异硫氰酸酯反应苯异硫氰酸酯反应PITC在弱碱性条件下能与在弱碱性条件下能与AA反应反应 生成无色的苯乙内酰硫脲衍生物生成

17、无色的苯乙内酰硫脲衍生物 PTH-AA 均为均为 -NH2烃基化烃基化 (Sanger) (Edman) 3. 氨基酸特征反应氨基酸特征反应 21 茚三酮反应茚三酮反应 (检测精度可达检测精度可达0.550g) = -氨基与羧基共同参与氨基与羧基共同参与 的氧化脱氨和脱羧反应的氧化脱氨和脱羧反应 - Pro与之反应时不释出与之反应时不释出 NH3而直接生成而直接生成亮黄色亮黄色 化合物化合物 pH 5 100 4-10 (Garrett) (cf. Fig. 2-13) 22 DNP-AA DNFB/FDNB DNS-ClDNS-AA PITC PTH-AA PTC-AA -NH2的烃基化反应

18、的烃基化反应 对酸水解稳定对酸水解稳定(vs.肽键肽键) (cf. Fig. 2-27) 23 ureabiuret Zp122 Cu2+ OH 紫红紫红/ /蓝紫色化合物蓝紫色化合物 - 双缩脲由两分子尿素加热至双缩脲由两分子尿素加热至180时缩合而成，在碱性时缩合而成，在碱性 溶液中能与溶液中能与CuSO4反应生成反应生成紫色络合物紫色络合物 - 蛋白质中的肽键与之类似，也能经由该反应变为蛋白质中的肽键与之类似，也能经由该反应变为红紫色红紫色 - 双缩脲反应既可用于蛋白质的定性鉴定，也可经双缩脲反应既可用于蛋白质的定性鉴定，也可经540nm 比色定量测定比色定量测定(revising wi

19、th Kjeldahl method) 双缩脲反应双缩脲反应 (含含2个及更多肽键的化合物个及更多肽键的化合物) 蛋白质颜色反应蛋白质颜色反应 蛋白质中的一些基团能与某些特定的试剂反应蛋白质中的一些基团能与某些特定的试剂反应 而生成有色物质，可用作定性及定量检测依据而生成有色物质，可用作定性及定量检测依据 自学自学 cyanuramide 24 黄色反应黄色反应 (苯环可被硝化生成硝基苯衍生物苯环可被硝化生成硝基苯衍生物) - 含有芳香族含有芳香族AA (esp. Tyr & Trp)的蛋白质在溶液中的蛋白质在溶液中 遇到硝酸时可产生白色沉淀，加热后变黄，再加碱遇到硝酸时可产生白色沉淀，加热后

20、变黄，再加碱 则颜色加深为则颜色加深为橙黄色橙黄色 - 皮肤、毛发、指甲遇浓硝酸都会变黄皮肤、毛发、指甲遇浓硝酸都会变黄 米伦反应米伦反应 (酚类化合物酚类化合物) - 米伦试剂是硝酸汞、亚硝酸汞硝酸和亚硝酸的混合物米伦试剂是硝酸汞、亚硝酸汞硝酸和亚硝酸的混合物 - 蛋白质加入米伦试剂可产生白色沉淀，加热后蛋白质加入米伦试剂可产生白色沉淀，加热后变红变红 - Tyr及含该及含该AA的化合物都有此反应的化合物都有此反应 自学自学 25 乙醛酸反应乙醛酸反应 (含吲哚基的化合物含吲哚基的化合物) 在含在含Trp的蛋白溶液中加入乙醛酸后再沿试管壁的蛋白溶液中加入乙醛酸后再沿试管壁 慢慢注入浓硫酸，两

21、液层之间会出现慢慢注入浓硫酸，两液层之间会出现紫色环紫色环 坂口反应坂口反应 (含胍基的化合物含胍基的化合物) Arg的胍基能与次氯酸钠的胍基能与次氯酸钠/次溴酸钠及次溴酸钠及 萘酚在萘酚在 NaOH溶液中产生溶液中产生红色物质红色物质，可用于鉴定含，可用于鉴定含 Arg的蛋白质及定量测定的蛋白质及定量测定Arg 福林反应福林反应 (Folin-酚法酚法) - Tyr的酚基能还原福林试剂中的磷钼酸及磷钨酸的酚基能还原福林试剂中的磷钼酸及磷钨酸 而生成而生成蓝色化合物蓝色化合物 - 为双缩脲反应的发展，灵敏度更高为双缩脲反应的发展，灵敏度更高 自学自学 26 5-13g 肽肽是经由是经由肽键肽键

22、连接的氨基酸聚合链连接的氨基酸聚合链 反应本质为脱水缩合反应本质为脱水缩合 ( acylation of :NH2) peptide bond t1/2 usu. 7yr (higher G0) Unfavorable: OH being poor leaving group 4. 肽肽 - 蛋白质一级结构蛋白质一级结构 as a nucleophile (cf. p27) 27 A peptide of 5 AA residues “N-terminus”“C-terminus”Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu P4-8 Whats the peptide without both f

23、ree N- & C-terminus? (cf. Fig. 2-14) 28 Ionization of peptides Peptides have only one free amino group and one free carboxyl group at either end of the chain. R-groups can ionize, and contribute to the acid-base behavior of the peptide. But, interactions with other R-groups and loss of the charges f

24、rom the A AA As -amino and -carboxyl groups can affect R-group pKa. P4-10 R侧链的离子特性对侧链的离子特性对 蛋白质蛋白质3D构象影响构象影响 很大：很大：非末端非末端AA的的 氨基和羧基均因形成氨基和羧基均因形成 肽键而失去肽键而失去(其影响其影响) 肽肽的离子化行为取决于其侧链组成的离子化行为取决于其侧链组成 ( a bigger AA, cf. p28) pKa 3.2, but 2.18 for free Lys pKa 8.5, but 9.69 for free Ala 29 A source for the

25、 determination of the isoelectric point when the primary sequence of a peptide is provided. 自学自学 30 t5-6 肽肽/蛋白质具有特定的等电点蛋白质具有特定的等电点 胃蛋白酶胃蛋白酶 脲酶脲酶 血红蛋白血红蛋白(Hb) 肌红蛋白肌红蛋白(Mb) 细胞色素细胞色素c (cyt c) 溶菌酶溶菌酶 31 t5-3 多肽多肽/蛋白质具有蛋白质具有 特定的氨基酸组成特定的氨基酸组成 (by hydrolysis) - 酸水解酸水解将使将使Asn/Gln 转化为转化为Asp/Glu，而而 Trp的吲哚环则会被

26、的吲哚环则会被 氧化破坏氧化破坏 - 碱水解碱水解会不同程度地会不同程度地 破坏多数破坏多数AA并产生并产生 消旋混合物消旋混合物 - 酶水解酶水解不破坏不破坏AA或或 产生消旋，但因专一产生消旋，但因专一 性所限而需要多种酶性所限而需要多种酶 协同作用协同作用 32 t5-4 有些蛋白质具有非氨基酸化学基团有些蛋白质具有非氨基酸化学基团 结合蛋白可依据其结合蛋白可依据其辅基辅基分类分类 33 5-16 蛋白质具有高级层次结构蛋白质具有高级层次结构 - 纤维蛋白纤维蛋白的特性一般在二级结构上即可表现出来的特性一般在二级结构上即可表现出来 - 球蛋白球蛋白的生物学功能往往需要以三级结构形式来实现

27、的生物学功能往往需要以三级结构形式来实现 - 酶等特殊球蛋白酶等特殊球蛋白大多要在四级结构层次上才能表达其活性大多要在四级结构层次上才能表达其活性 (covalent bond) (hydrogen bond) (3D for a peptide) (3D for more peptides) (cf. Fig. 2-16) 34 自学自学 35 生生物活性肽物活性肽具有重要的生理功能具有重要的生理功能 谷胱甘肽谷胱甘肽 Glutathione (oxidative) 胰岛素胰岛素 Insulin (hexomer) 阿斯巴甜阿斯巴甜 Aspartame (cf. p28 & Fig. 2-1

28、5) 36 要点提示要点提示 蛋白质由蛋白质由20种标准种标准 -AA组成，不同组成，不同AA的性质差异取决的性质差异取决 于其于其R侧链的不同，并可依据其极性以及在生理侧链的不同，并可依据其极性以及在生理pH条件条件 下的荷电状态而分为中性脂肪族、芳香族、极性不带电下的荷电状态而分为中性脂肪族、芳香族、极性不带电 荷、带正电荷荷、带正电荷(碱性碱性)和负电荷和负电荷(酸性酸性) AA等类别等类别 除除Gly外，所有标准外，所有标准 -AA的的C 都是不对称的，故至少都是不对称的，故至少 具有两种不同的立体构型，但在天然蛋白中都是具有两种不同的立体构型，但在天然蛋白中都是L-型型 异构体；非标

29、准异构体；非标准AA则往往是游离的代谢中间物或是则往往是游离的代谢中间物或是 标准标准AA的衍生物的衍生物 单氨基单羧基的简单单氨基单羧基的简单AA在低在低pH条件下为二元酸型阳离条件下为二元酸型阳离 子，其羧基随着子，其羧基随着pH的增加失去质子而形成电中性的兼性的增加失去质子而形成电中性的兼性 离子离子(是为等电点是为等电点pI)，进一步加大，进一步加大pH将导致其氨基失去将导致其氨基失去 质子而形成负离子；带有可解离质子而形成负离子；带有可解离R侧链的侧链的AA的荷电状态的荷电状态 则取决于溶液则取决于溶液pH及其及其pK值值 37 要点提示要点提示 (续续1) AA的氨基、羧基和的氨基

30、、羧基和R侧链的某些基团可进行特征性化学侧链的某些基团可进行特征性化学 反应；茚三酮反应可用于反应；茚三酮反应可用于AA的定性定量测试，的定性定量测试，DNFB、 DNS-Cl和和PITC等则常用于测定肽链的等则常用于测定肽链的N-端残基端残基 AA可以经由肽键共价连接形成肽链可以经由肽键共价连接形成肽链/蛋白质；细胞通常蛋白质；细胞通常 含有数以千计的功能及生物学活性均不相同的蛋白质；含有数以千计的功能及生物学活性均不相同的蛋白质； 蛋白质可以是由成百上千个残基组成的多肽链，也可以蛋白质可以是由成百上千个残基组成的多肽链，也可以 是仅由少量残基构建的寡肽链；简单蛋白质的水解只生是仅由少量残基

31、构建的寡肽链；简单蛋白质的水解只生 成成AA，复合蛋白质则含有其它非，复合蛋白质则含有其它非AA组分组分 蛋白质结构可分为四个层次；初级结构为蛋白质结构可分为四个层次；初级结构为AA序列以及二序列以及二 硫键连接；二级结构是相邻残基形成的局部空间分布；硫键连接；二级结构是相邻残基形成的局部空间分布； 三级结构为整条多肽链呈现的三级结构为整条多肽链呈现的3D构象；四级结构则涉及构象；四级结构则涉及 到稳定连接的多条多肽链到稳定连接的多条多肽链/亚基所形成的特定空间联系亚基所形成的特定空间联系 38 作作 业业 1) 组成蛋白质的组成蛋白质的20种种AA中，哪些是极性的？哪些是非极性的？哪一种中，

32、哪些是极性的？哪些是非极性的？哪一种 不能参与形成真正的肽键？为什么？不能参与形成真正的肽键？为什么？ 2) 将固体将固体AA溶解于溶解于pH 7的水中所得的溶液，有的的水中所得的溶液，有的pH7，有的，有的pH7， 这种现象说明了什么？这种现象说明了什么？ 3) 根据根据Asp的解离常数的解离常数(p20，表，表2-1)： a) 图示其随溶液图示其随溶液pH由酸至碱变化过程中的解离状态；由酸至碱变化过程中的解离状态； b) 在在pI时它处于哪种解离态？时它处于哪种解离态？ c) 计算其计算其pI值值 4) Gly是由乙酸甲基上的是由乙酸甲基上的H被一个氨基取代而成的，但其羧基的被一个氨基取代

33、而成的，但其羧基的pKa要比要比 乙酸羧基的乙酸羧基的pKa更低，为什么？更低，为什么？ 5) 与乳腺释放乳汁有关的催产素是一种九肽激素：与乳腺释放乳汁有关的催产素是一种九肽激素： Cys-Phe-Ile-Glu-Asn-Cys-Pro-His-Gly-NH2， 两个两个Cys之间以二硫键相连之间以二硫键相连 。试计算当。试计算当pH为为2.0, 8.5和和10.7时，该九时，该九 肽的净电荷分别是多少？肽的净电荷分别是多少？(已知已知N-末端末端Cys的游离氨基的游离氨基pKa为为10.7， Glu侧连羧基的侧连羧基的pKa为为4.07，His侧连咪唑基的侧连咪唑基的pKa为为6.0；二硫键

34、在；二硫键在 上述上述pH条件下均稳定，而且条件下均稳定，而且C-末端羧基已被酰胺化。末端羧基已被酰胺化。) 39 一、选择一、选择 3, 5, 7, 8, 16, 17 二、填空二、填空 1, 7, 8, 15 三、判断三、判断 14, 9 四、判断四、判断 2, 5, 6, 8, 11, 15 五、问答与论述五、问答与论述 3, 12 复习题复习题 (考研精解考研精解 p1620) 40 There are three other amino acids that are incorporated directly into proteins at the ribosome. Each u

35、ses a codon otherwise used by another amino acid, or which normally acts as a stop codon. The 21st proteinogenic amino acid is N-formylmethionine, which is the first amino acid in all bacterial proteins. It is encoded by the same codon as methionine (AUG), but because of the interaction between init

36、iation factors and ribosome at the start of translation, only the tRNA for N-formylmethionine is able to bind the start codon. The 22nd proteinogenic amino acid is selenocysteine, which is encoded by a special interpretation of the opal stop codon UGA, and is an important component of some enzymes,

37、such as glutathione peroxidase. The 23rd genetically encoded amino acid is found in the methanogenic Archaea, which can interpret the amber stop codon (UAG) as the amino acid pyrrolysine when it is followed by a sequence in the mRNA that folds into a specific stem-loop structure. N-formyl methionine

38、 Selenocysteine Pyrrolysine 自学自学 41 Ala, Val, Leu, Ile 非非极性侧链，不带电荷，极性侧链，不带电荷， 疏水疏水性，多在蛋白质内部性，多在蛋白质内部 Gly 非非极性，极性，R=H，适应多种适应多种 构象，多见于肽链转折处构象，多见于肽链转折处 Met 侧链侧链含有非极性的甲硫醚含有非极性的甲硫醚 P3-9 非极性脂肪族非极性脂肪族AA (cf. Fig. 2-1) 甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸缬氨酸缬氨酸 亮氨酸亮氨酸蛋氨酸蛋氨酸异亮氨酸异亮氨酸 亦为亦为C*，故有别，故有别 构异构体之分构异构体之分 侧链的高度疏水性互作侧链的高度疏水性互作

39、对建立及维持蛋白质对建立及维持蛋白质3D 结构非常重要结构非常重要 42 Lys 侧链侧链 位位的第二个的第二个1胺胺在中性在中性 pH条件下带正电荷条件下带正电荷 d g b Arg 胍基胍基在中性在中性pH条件下带正电荷；条件下带正电荷； 具有很强的氢键供体作用具有很强的氢键供体作用 His 唯一的一个唯一的一个侧链侧链pKa值值接近于中性接近于中性 pH的标准的标准AA 多见多见于酶的活性部位，其于酶的活性部位，其咪唑环咪唑环可可 在质子化与去质子化之间转换，在质子化与去质子化之间转换， 以催化反应键的形成和断裂以催化反应键的形成和断裂 P3-14 带正电荷带正电荷AA (碱性碱性) 赖

40、氨酸赖氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸 H-donor groups of Arg C N HN H H N H H guanidino (cf. Fig. 2-3) 43 -CH2-C Protonated form of Asp or Glu: can serve as H-acceptor O O -CH2-C O O can serve as H-donor H Ionized form of Asp or Glu: can serve as H-acceptor Asp, Glu 侧链的第二个羧基在中性侧链的第二个羧基在中性pH 条件下可解离而带负电荷，条件下可解离而带负电荷， 具有具有H键受体作用键受体作用 P3-15 带负电荷带负电荷AA (酸性酸性) 天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸 (cf. Fig. 2-2) 44 Z-p9 只有单氨基和单羧基的只有单氨基和单羧基的简单简单 -AA在完全质在完全质 子化时可视为子化时可视为二元酸：可逐步给出二元酸：可逐步给出2H+ - H+ - H+