工程一氨基酸生物化學實用技術章宇寧在同一個碳原子上連接有氨基和羧基的有機物結構通式：問題一：氨基酸是什么？作業(yè)一：寫出氨基酸的結構通式共同點：除脯氨酸外，均為α-氨基酸，即同一碳原子上有羧基、氨基與氫。不同點：側鏈R基團不同。例外：脯氨酸：嚴格來說是亞氨基酸問題一：氨基酸是什么？各種生物體中出現(xiàn)的氨基酸約有180種符合通式的、人工合成的氨基酸更多直接參與組成蛋白質的天然氨基酸只有20種，稱為蛋白質氨基酸，又稱為根本氨基酸或編碼氨基酸由20種根本氨基酸經過修飾得到的氨基酸稱為非編碼蛋白質氨基酸，又稱為修飾氨基酸或稀有氨基酸問題二：氨基酸的分類？問題二：氨基酸的分類？20種氨基酸的發(fā)現(xiàn)年代表天冬酰氨1806Vauquelin天冬門芽甘氨酸1820Braconnot明膠亮氨酸1820Braconnot羊毛、肌肉酪氨酸

1849

Bopp奶酪絲氨酸

1865

Cramer蠶絲谷氨酸

1866

Ritthausen面筋天冬氨酸

1868

Ritthausen蠶豆苯丙氨酸

1881

Schultze羽扇豆芽丙氨酸

1881

Weyl絲心蛋白

賴氨酸

1889

Drechsel珊瑚精氨酸

1895

Hedin牛角組氨酸

1896

Kossel,Hedin奶酪胱氨酸

1899

Morner牛角纈氨酸

1901

Fischer奶酪脯氨酸

1901

Fischer奶酪色氨酸

1901

Hopkins奶酪異亮氨酸

1904

Erhlich纖維蛋白甲硫氨酸

1922

Mueller奶酪蘇氨酸

1935

McCoyetal奶酪根本氨基酸的分類方法一：按側鏈結構分類脂肪族氨基酸(15種)芳香族氨基酸(3種)雜環(huán)氨基酸(2種)問題二：氨基酸的分類？芳香族氨基酸(3種)雜環(huán)氨基酸〔2種〕根本氨基酸的分類方法二：按側鏈R基團極性分類非極性(疏水)氨基酸(9種)極性不帶電荷氨基酸(6種)極性帶正電荷氨基酸(堿性氨基酸)(3種)極性帶負電荷氨基酸(酸性氨基酸)(2種)問題二：氨基酸的分類？非極性(疏水)氨基酸〔9種〕極性不帶電荷氨基酸

(6種)極性帶正電荷氨基酸〔3種〕極性帶負電荷氨基酸〔2種〕問題二：氨基酸的分類？根本氨基酸的分類方法三：按人體能否合成分類必需氨基酸：機體不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸人體必需氨基酸有八種：MetTrpLysValIleLeuPheThr

“假設來借一兩本書〞作業(yè)二：必需氨基酸的定義是什么？八種必需氨基酸的名字分別是什么？根本氨基酸的分類方法三：按人體能否合成分類半必需氨基酸：人體可合成，但合成量缺乏，如精氨酸及組氨酸。非必需氨基酸：可自身合成且能滿足需要的氨基酸〔10種〕問題二：氨基酸的分類？修飾氨基酸：由根本氨基酸經酶催化，通過化學修飾轉化而來問題二：氨基酸的分類？非蛋白質氨基酸：某些氨基酸的中間代謝產物，具有一定的生理功能問題二：氨基酸的分類？中文名稱：?；撬嵊⑽拿QTaurine學名：2-氨基乙磺酸

牛磺酸顆粒分子式(Formula)：NH2CH2CH2SO3H分子量(MolecularWeight)：125.15?；撬帷睺aurine〕又稱2-氨基乙磺酸，最早由牛黃中別離出來，故得名。純品為無色或白色斜狀晶體，無臭，化學性質穩(wěn)定，溶于乙醚等有機溶劑，是一種含硫的非蛋白氨基酸，在體內以游離狀態(tài)存在，不參與體內蛋白的生物合成。牛磺酸雖然不參與蛋白質合成，但它卻與胱氨酸、半胱氨酸的代謝密切相關。人體合成?；撬岬陌腚装彼醽喠蛩狒让浮睠SAD〕活性較低，主要依靠攝取食物中的?；撬醽頋M足機體需要。氨基酸的衍生物①物理性質②吸收光譜性質③兩性解離性質與等電點④化學反響問題三：氨基酸的性質？物理性質①α-氨基酸為無色晶體，熔點較高。不同氨基酸結晶形態(tài)不同。②一般情況下，大多數氨基酸溶解于水而不溶于有機溶劑(除半胱氨酸和酪氨酸外，其他氨基酸一般均能溶于水、稀酸、稀堿；除脯氨酸外，其他氨基酸一般均不能溶于有機溶劑)。問題三：氨基酸的性質？紫外吸收光譜性質構成蛋白質的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)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力問題三：氨基酸的性質？紫外吸收光譜性質問題三：氨基酸的性質？兩性解離性質及等電點問題三：氨基酸的性質？兩性解離性質及等電點★氨基酸的等電點(pI)：氨基酸的凈電荷為零時所處溶液的pH值。意義：氨基酸處于等電點時，其溶解度最小，最易沉淀。此性質常用于別離制備特定的氨基酸。問題三：氨基酸的性質？作業(yè)三：“氨基酸的等電點〞的定義是什么？寫出氨基酸兩性電離的通式。兩性解離性質及等電點補充：pI的計算pK值〔解離常數〕：指某種解離基團有一半被解離時的pH值pI=(pK1+pK2)/2問題三：氨基酸的性質？化學反響1：與茚三酮的顯色反響α-氨基酸與水合茚三酮溶液共熱，引起氨基酸氧化脫氨、脫羧，水合茚三酮與反響產物〔氨、復原型茚三酮〕生成藍紫色產物〔脯氨酸Pro和羥脯氨酸Hyp呈黃色〕反響受溶液pH值影響。產物色深與溶液中氨基濃度成正比。該反響可用于定性和定量檢測氨基酸問題三：氨基酸的性質？化學反響1：與茚三酮的顯色反響問題三：氨基酸的性質？化學反響2：與甲醛反響反響：氨基酸與甲醛反響生成羥甲基、二羥甲基氨基酸，同時釋放H+。問題三：氨基酸的性質？化學反響2：與甲醛反響應用：可促進氨基酸兩性離子中-NH3+解離，從而使滴定終點pH值下降2~3個單位。使用此法后，可以用NaOH滴定氨基酸中的羧基氫離子，以測定氨基酸的濃度。此方法被稱為“甲醛滴定法〞問題三：氨基酸的性質？是構成生物體蛋白質的根本單位直接參與生物體內的新陳代謝和其他生理活動人工合成激素、肽、氨基酸衍生物等的重要原料問題四：氨基酸的作用？定性鑒別溶液中是否含有氨基酸/樣品是不是氨基酸茚三酮顯色法問題五：氨基酸的鑒別？定性鑒別溶液中是否含有某種氨基酸/樣品是不是某種氨基酸薄層色譜法結晶法需要樣品作為對照問題五：氨基酸的鑒別？定性鑒別溶液中是否含有某種氨基酸/樣品是不是某種氨基酸利用某些氨基酸的特殊反響、特殊性質，如：脯氨酸，羥脯氨酸與茚三酮反響呈黃色酪氨酸，色氨酸，苯丙氨酸在280nm左右有光吸收其他化學反響問題五：氨基酸的鑒別？米倫反響：酪氨酸與米倫試劑〔硝酸汞溶于含有少量亞硝酸的硝酸中〕反響即生成白色沉淀，加熱后變成紅色。含有酪氨酸的蛋白質也有此反響；坂口反響：在堿性溶液中，胍基與含有萘酚及次溴酸鹽的試劑反響，生成紅色物質。這是對于精氨酸專一性較強、靈敏度較高的一個反響；Pauly反響：組氨酸的咪唑基在堿性條件下，可與重氮化的對氨基苯磺酸偶聯(lián)產生紅色物質。酪氨酸也有此反響；醛類反響：在硫酸存在下，色氨酸與對二甲氨基苯甲醛反響產生紫紅色化合物，此反響用于鑒定色氨酸；鉛黑反響：胱氨酸和半胱氨酸被強堿破壞后，能放出硫化氫，與醋酸鉛反響生成黑色的硫化鉛沉淀。氨基酸特殊基團的反響測定溶液中氨基酸濃度：茚三酮顯色→分光法甲醛滴定法高效液相色譜氨基酸自動分析儀問題六：氨基酸含量的測定？問題七：如何別離氨基酸？沉淀別離法溶解度法等電點法特殊試劑沉淀法有機溶劑沉淀法吸附法活性炭法離子交換樹脂法膜別離法萃取法結晶法電泳法沉淀別離法〔1〕溶解度法：依據不同氨基酸在水中或其他溶劑中的溶解度差異而進行別離的方法。胱氨酸/酪氨酸，酪氨酸易溶于熱水?！?〕等電點法：根據氨基酸的等電點不同，在等電點時，氨基酸分子的凈電荷為零，有利于氨基酸分子的彼此吸引而形成結晶體沉淀下來。通過調節(jié)溶液的pH值，可以別離等電點差異較大的氨基酸沉淀別離法〔3〕有機溶劑法：是利用某種有機溶劑使需要提取的物質在溶液中的溶解度降低而形成沉淀。沉淀別離法〔4〕特殊試劑沉淀法：采用某些有機或無機試劑與相應氨基酸形成不溶性衍生物的別離方法。精氨酸與苯甲醛生成沉淀，鹽酸去除苯甲醛是最早應用于混合氨基酸別離的方法之一。某些氨基酸可以與一些有機化合物或無機化合物結合，形成結晶性衍生物沉淀，到達與其它氨基酸別離的目的，但是，特殊沉淀法的沉淀劑回收困難，排放廢液中參雜有沉淀劑，加重了污染，殘留在氨基酸產品中的沉淀劑還會影響純度。精氨酸與苯甲醛在堿性和低溫條件下,可縮合成溶解度很小的苯亞甲基精氨酸,將沉淀用鹽酸水解除去苯甲醛,即可得精氨酸鹽酸鹽；亮氨酸與鄰-二甲苯-4-磺酸反響,生成亮氨酸的磺酸鹽,后者與氨水反響,得到亮氨酸。組氨酸與氯化汞作用,生成組氨酸汞鹽的沉淀,再經硫化氫的處理就可得組氨酸亮氨酸與鄰-二甲苯-4-磺酸反響,生成亮氨酸的磺酸鹽,后者與氨水反響,得到亮氨酸。發(fā)酵液酸化液酸化過濾濾液水解脫色液脫色液脫色氨解液亮氨酸磺酸復鹽pH2.580oC,20min鄰-二甲苯-4-磺酸氨解80oC,60min過濾亮氨酸粗品亮氨酸溶液活性炭脫色常溫下結晶減壓濃縮濃縮液亮氨酸結晶亮氨酸精品干燥80oC,3h沉淀法具有簡單、方便、經濟和濃縮倍數高的優(yōu)點，廣泛應用于氨基酸工業(yè)提取中。目前較成熟的工藝有:苯甲醛縮合提取精氨酸;鄰-二甲苯-4-磺酸沉淀提取亮氨酸;氯化汞沉淀提取組氨酸;從生產半胱氨酸的廢母液中回收胱氨酸;此外目前國內味精廠也都采用等電點沉淀法提取谷氨酸。吸附法〔3〕活性炭法：利用吸附劑〔活性炭〕對不同氨基酸吸附力的差異進行別離的方法?；钚蕴课奖奖彼?、酪氨酸、色氨酸〔4〕離子交換法：利用離子交換劑對不同氨基酸吸附能力的差異進行別離的方法。利用離子交換樹脂對不同的氨基酸吸附能力的差異對氨基酸合物進行分組或實現(xiàn)單一成分的別離。離子交換法是氨基酸工業(yè)中應用最廣泛的別離與純化方法之一。吸附法-離子交換法吸附法-離子交換法氨基酸是一種兩性電解質，在酸溶液中，氨基酸以陽離子狀態(tài)存在，因而能被陽離子交換樹脂交換吸附;在堿性溶液中，氨基酸能以陰離子的狀態(tài)存在，因而能被陰離子交換樹脂吸附。根據氨基酸分子中既有氨基又有羧基的兩性電離特性，分子中側鏈基團(R)的性質和等電點的范圍，調節(jié)氨基酸混合液的PH值，選擇恰當的離子交換樹脂，配合相應的交換基團，可以從混合氨基酸中別離出酸性、堿性和中性氨基酸。缺點：只有當欲被別離的混合氨基酸之間的等電點相差較大時才能較好地分開氨基酸離子在樹脂中的擴散速度較慢，因此一方面要求料液的流速較低。另一方面對于氨基酸濃度較高的料液在上離子交換柱前還要進行稀釋，這就必然導致所需的設備太大;此外，離子交換法由于本身的生產原理決定了生產過程難以連續(xù)化。正是這些缺點，離子交換法用于混合氨基酸的別離并沒有在大規(guī)模的生產中推廣。膜過濾法可以實現(xiàn)混合溶液的別離是因為在膜和溶液的界面處存在以下機理:親水性等原因所引起的選擇性透過;篩分效應-待別離物質分子的直徑大于膜孔的直徑,將被截留,反之那么透過;電荷效應(Donnan效應)-假設膜外表帶與待