2024年军队文职人员招聘考试《专业科目（农学）》辅导教材

第一篇生物化学第一章蛋白质构件分子——氨基酸第一节氨基酸及其性质一、蛋白质的基本结构单元——氨基酸、蛋白质标准氨基酸120种常见氨基酸的结构特征不同的氨基酸主要的区别在于侧链R基的不同，因此20种常见氨基酸可按R基的性质进行分类：（1）非极性脂肪族R基氨基酸图1-1-1（2）芳香族R基氨基酸图1-1-2（3）极性、不带电荷R基氨基酸图1-1-3（4）带正电荷的（碱性）R基氨基酸图1-1-4（5）带负电荷的（酸性）R基氨基酸图1-1-52三字母符号三字母符号一般由氨基酸英文名称的前三个字母组成。表1-1-1氨基酸三字母表3单字母符号有6种氨基酸是其英文名称的第一个字母（C、I、H、M、S和V）；英文首字母不唯一的氨基酸，常用首字母代表最常见的那个氨基酸。表1-1-2氨基酸单字母表4氨基酸侧链的极性和电荷20种常见氨基酸可以通过R基的性质分为5种：（1）非极性脂肪族R基氨基酸R基是非极性的、疏水的。①丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸：在蛋白质分子内借疏水作用形成稳定结构。②甘氨酸：是氨基酸中结构最简单的，是唯一的不含手性碳原子的氨基酸，不含有旋光性。③甲硫氨酸：或称蛋氨酸，侧链中含有非极性的硫醚基，是体内代谢中甲基的供体。④脯氨酸：是一种亚氨基酸。（2）芳香族R基氨基酸苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸：具有芳香族侧链，侧链为非极性的、疏水的。（3）极性、不带电荷的R基氨基酸丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺。（4）带正电荷（碱性）R基氨基酸赖氨酸、精氨酸、组氨酸。（5）带负电荷（酸性）R基氨基酸天冬氨酸、谷氨酸。5氨基酸的分子结构通式图1-1-66分子结构中的4个基团在20种常见氨基酸中，除脯氨酸及其衍生物之外，其余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，因此称为α-氨基酸。连在α-碳上还有一个氢原子和一个不同的侧链（R基）。α-氨基酸在中型pH介质中，α-羧基以－COO-形式、α-氨基以－NH3＋形式存在。二、非标准氨基酸、氨基酸的酸-碱性质、化学反应1氨基酸等电点的概念及计算（1）概念氨基酸处于净电荷为0的兼性离子状态时介质的pH称为等电点或等电pH，缩写为pI。（2）计算对于侧链中不含可解离集团的中性氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸等，其等电点为：其中，pK1为α-碳上－COO-解离时介质的pH，pK2为α-碳上－NH3＋解离时介质的pH。2不同酸碱性氨基酸等电点（pi）的计算方法pI与离子浓度基本无关，只取决于等电兼性离子两侧的pKa。（1）对于碱性氨基酸，如赖氨酸、精氨酸、组氨酸：（2）对于酸性氨基酸，如天冬氨酸、谷氨酸：3氨基酸的四个重要化学反应原理及应用氨基酸的化学反应主要指其α-羧基、α-氨基和侧链官能团所参加的反应。表1-1-3氨基酸的化学反应4非标准氨基酸的定义及在生物体中所起的重要作用（1）定义：非标准氨基酸即非蛋白质氨基酸，是相对于组成蛋白质的20种常见氨基酸而言，指除组成蛋白质的20种常见氨基酸以外的含有氨基和羧基的化合物。非蛋白质氨基酸多以游离或小肽的形式存在于生物体的各种组织或细胞中。（2）作用：非蛋白质氨基酸不参与蛋白的组成，多是重要的代谢物前体或代谢中间物，它们不是蛋白质的结构单元，但在生物体内具有很多生物学功能。①L-型α-氨基酸的衍生物：尿素循环中的L-瓜氨酸和L-鸟氨酸。②D-型氨基酸：D-Glu、D-Ala（存在于肽聚糖中）、D-Phe（存在于短杆菌肽S中）。③β-氨基酸、γ-氨基酸、δ-氨基酸：β-Ala（泛素的前体）、γ-氨基丁酸（神经递质）。5氨基酸的解离所有氨基酸都含有碱性的α-氨基和酸性的α-羧基，既可发生酸性解离也可发生碱性解离，因此氨基酸为两性电解质。氨基酸的解离常数可以用测定滴定曲线的实验方法得到，一般用K1表示α-碳上－COO-解离常数，K2表示α-碳上－NH3＋解离常数，KR表示氨基酸侧链R基的解离常数。解离原则：先解离α-COOH，随后其他－COOH；然后解离α-NH3＋，随后其他－NH3＋。总之羧基解离度大于氨基，α-C上基团大于非α-C上同一基团的解离度。三、氨基酸的光学特性与构型、紫外光谱性质1酪氨酸（Tyr）、色氨酸（Trp）和苯丙氨酸（Phe）的紫外吸收特征及其应用在近紫外区（200～400nm）只有芳香族氨基酸有吸收光的能力，因为它们的R基含有苯环共轭π键系统。（1）酪氨酸的最大光吸收波长（λmax）在275nm；（2）苯丙氨酸λmax＝257nm；（3）色氨酸的λmax＝280nm。氨基酸通过紫外吸收光谱测定，可以阐明氨基酸结构和化学方面的许多细节。蛋白质中由于含有这些氨基酸，所以也具有紫外吸收的能力，一般最大吸收在280nm处，因此可以利用分光光度法测定蛋白质的含量。2氨基酸的光学特性与构型氨基酸的紫外吸收光谱测定为阐明氨基酸结构和化学方面许多细节提供依据。参与蛋白质组成的20多种氨基酸在可见光区都没有光吸收，在红外区和远紫外区（λ＜200nm）都有光吸收，在近紫外区（200～400nm）只有芳香族氨基酸有吸收光的能力。构型是指分子中原子的固定空间排列。α-