3.氨基酸残基的侧链修饰

氨基酸残基的侧链修饰

2010遗传学

一.精氨酸Arginine

甲基化Methylation

精氨酸的三个甲基化衍生物（Nω-methyl- Nω, N

ω-dimethyl-, and Nω, Nω`,-dimethyl-）常出现

于一些蛋白质当中，主要是核苷酸结合蛋白，例如：

组蛋白，核仁蛋白，髓磷脂碱性蛋白，甲基化的功能还没有完全研究清楚

磷酸化Phosphorylation

Nω-磷酸精氨酸也常出现在髓磷脂碱蛋白中，一种鼠肝DNA结合的精氨酸特异性蛋白激酶，它磷酸化它自身和一个11-kDa的染色体结合蛋白

ADP-核糖基化ADP-ribosylation（有一种催化ADP核糖基化的酶）

1. Nω-ADP-核糖基化精氨酸 (αand β异头物) 常出现在细菌肠毒素、霍乱毒素和大肠杆菌不耐热肠毒素等蛋白质的修饰中

2. 脊椎动物的精氨酸特异核糖基转移酶是常见的ADP-核糖基化水解酶

3. 第三类精氨酸特异的核糖基转移酶是由噬菌体编码的

瓜氨酸Citrulline

由精氨酸残基衍生化而成，多见于头发和皮肤蛋白中。鸟氨酸Ornithine

可能也是有精氨酸衍生而来，被发现于一种洋芋中的不常见的富羟脯氨酸糖蛋白凝集素中

戊糖素Pentosidine

Pentosidine是由精氨酸残基的侧链和被氧化的糖基化的赖氨酸衍生物结合形成的

二.天冬酰胺Asparagine

1、糖基化Glycosylation

（一）结构：其中一种最常见的细胞膜胞外区域、分泌体和溶酶体蛋白的翻译后修饰是天门冬酰胺侧链糖基化（N-连接糖基化），β-N-乙酰葡糖胺作为连接单元连接到N原子上

绝大多数聚糖的结构都已经被确定，它们大多数都存在于三种结构类型：高甘露糖型、复杂型和杂合型。

在糖蛋白中发现的常见单糖部分在下图中列出：

1、真核生物中

1）.

糖基化在真核生物中的合成途径包括：

a.移多萜酰连接的前体糖基的转移：

Glc3-Man9-GlcNAc2-到序列-Asn-Xaa-（Ser或Thr）

-的天冬酰胺侧链上，其中Xaa可以是除脯氨酸外的其它任何一种氨基酸

b.聚糖链的依次添加

成熟的过程包括去除葡萄糖单元和在大多数情况下除去甘露糖残基，

紧接着添加岩藻糖、半乳糖，N-乙酰葡萄糖胺和铝硅脂酸，有时也加入其它糖类化合物、磷酸盐和硫酸盐

2）.

，

具体怎样产生特异性的精确聚糖链结构还不是很清楚：

a.不是所有的胞外的Asn-Xaa-(Ser or Thr)的天门冬酰胺残基都被糖基化

b. 在许多糖蛋白中是不均一性的，由于一些分子携带了比其它分子更多的糖基侧链；糖基结构上一般也有微不专一性，但是一个特异性位点主要携带单一种类糖基侧链。例如，人的黑素瘤细胞组织纤溶酶原激活剂在117-天冬酰胺有很多的甘露糖侧链，在448-天冬酰胺有复杂的三线或四线侧链，还有将近50%的蛋白质在184-天冬酰胺主要有双线复杂的侧链跨膜蛋白及跨膜蛋白的胞外区域的天门冬酰胺残基很少出现糖基化

a.酵母的胞外糖蛋白具有很多的多聚甘露糖结构,一种methylotrophic 酵母在它的分泌蛋白中产生单一的富含甘露糖的聚糖结构

b.在昆虫细胞中，相对简单的聚糖链通常都存在，及时复杂的复合糖(bisialo-biantennary）也能被检测到，其它的昆虫糖蛋白结构更复杂

c.很多细胞的溶酶体的酶能够磷酸化它们的高-甘露糖和杂种低聚糖结构的6-p-甘露糖残基，高-甘露糖和杂种低聚糖结构是这些溶酶体的酶的的靶向识别信号,磷酸基通常在2个特定的步骤被加入，包括：A.N-乙酰葡糖胺-1-磷酸基从UDP-GlcNAc转移到甘露糖残疾上

d.在致肾炎的糖苷中有一种很少见的N-连接的糖基化：一个基底膜糖肽一个三糖连接到氨基酸链Asn-Pro-Leu的N-末端上

e.真核生物胞外层粘连蛋白中也存在 -Glc-Asn

f.在氨基酸序列Asn-Ala-Ser中，天门冬酰胺-N-乙酰半乳糖按连接到一个硫化的重复糖单位中（包括半乳糖、半乳糖醛酸、N-乙酰葡糖胺、N-乙酰半乳糖按和3-O-甲基半乳糖醛酸）

2、原核生物

天冬酰胺采集在真核生物蛋白质中一般不发生糖基化；大多数例外的特征都是存在于古细菌中例外：

盐杆菌的细胞表面有一种糖蛋白是葡萄糖基化的天门冬酰胺连接到一个硫酸化的葡聚糖醛链上

（二）功能特征

特征：大量典型的N-连接糖蛋白的糖链都具有很强的亲水性，并且都是在蛋白质表面形成高的水化结构，但是有些情况下，如免疫球蛋白IgG的Fc域的保守糖链中，糖残基几乎是与蛋白质表面连在一起的。

功能：糖蛋白中聚糖链的结构与功能特性是不同的：

1）它们可能有利于蛋白质的稳定性，同时在物理化学和空间结构妨碍蛋白酶体的降解并增强蛋白质的溶解性。

2）聚糖链在分子和细胞识别上非常重要，并且它们在唾液酸化或硫酸化时提供一个负电荷的表面，它能够形成细胞表面的优势特性。

3）糖结构也有可能具有免疫原的作用

2.ADP-核糖基化：

糖基化的一个附加结构是将ADP-核糖基添加到内毒杆菌毒素C3的rho和rac家族的一个小ras-类似蛋白质中的天冬酰胺残基上.

3、水解和异构化作用

水解和异构化作用通常同时出现

现象：在体内的储存蛋白和一些长寿命蛋白中，

如人眼晶体蛋白，能自发地脱去天门冬酰胺的酰胺基，它的速度依赖于特定的天冬酰胺残基和PH 等环境。

Asn-Gly 序列是最敏感的，无论在哪Asn-Ser 和 Asn-Ala 的脱酰胺基都很慢，而且很多天冬酰胺连接的残基都会抑制它的速度。 在小合成肽中， -Asn-Ala-序列的天冬酰胺残基的半衰期通常在18-507天之间；在37℃，pH7.4条件下，一个含有-Asn-Gly- 序列的6肽的半衰期（脱酰胺）只有1.4天

脱酰胺的结果是产生了亚胺，亚胺结构可能相对比较稳定，在酵母中表达和纯化的一个水蛭素的小分子也具有从Asn-Gly-序列脱下的亚胺结构。其他的情况，例如老化的α-晶体蛋白中，肽键断裂也会有这样的结果

4.羟基化作用

hydroxylation

β-羟基化天冬酰胺残基被证明存在于依赖维生素K 的血浆蛋白S 的表皮生长因子（ EGF ）类似的部位，它是一种抗凝血剂蛋白，作为一种辅助因子在凝血因子Va 和 Vllla 的降解中去激活补体蛋白

尽管羟基化天冬酰胺残基的作用还没有完全弄清楚，但是它可能与钙粘合有关。

5.甲基化

Methylation

γ-N -甲基天冬酰胺作为71-残基出现在项圈藻的别藻蓝素β-亚单位和聚球藻属6301、蓝藻细菌等的藻胆蛋白中。

6、交叉连接到赖氨酸残基

一个N ε-的赖氨酸残基与天冬酰胺残基的β-羧基的酰胺连接结构出现在牛的初乳蛋白中，这个结构与通常观察到的谷氨酰胺和赖氨酸侧链的的iso-肽键

类似，它由转谷氨酰胺酶催化，但是很少见。

三.天冬氨酸Aspartic Acid

1.甲基化作用Methylation

甲基天冬氨酸酯类被认为是天冬酰胺水解和异构化的产物。

2.羟基化作用

Hydroxylation

β-羟基天冬氨酸残基出现在很多质膜蛋白的EGF-类似域（共有序列为CXDXXXXF/YXCXC ）中，

这种结构第一次被鉴定并且确定在补体蛋白C （一种钝化凝血因子Va 和Vllla 的抗凝血剂的前体）中具有the erythro stereochemistry （红立体化学）

紧接着又在凝血因子Vll, IX and X 、蛋白S 、Z 和补体蛋白Clr 、 CIs 、低密度脂蛋白受体、凝血栓蛋白、血栓调节蛋白和尿调节素中发现了它

功能：它可能是一种钙特异性结合的作用。

3、天冬氨酰基磷酸盐

表现：

1）混合酸酐残基β-天冬氨酰基磷酸盐是由肌质网的Ca 2+ -ATPase

2)相似的天冬氨酰基磷酸盐都是由同一类型的阳离子移位ATPase 形成的，例如：原生质膜Na+,K+-ATPases

3）大肠杆菌调节蛋白，包括调节子I 和传感蛋白ArcA ，都是天冬氨酸残基的可逆磷酸化产物 特征：尽管这些衍生物在中性和碱性pH 中都会被快速降解掉，但是它的稳定性足够允许在酸性条件下分离32P 标记的磷酸肽和鉴定一些特定的反应位点的天冬氨酸残基。

四．半胱氨酸Cysteine

1、酰化作用Acylation

1.1脂肪酰化作用Fatty acylation

表现形式：

1）S-棕榈酰-半胱氨酸残基作为羟胺敏感的蛋白-脂肪酸加合物存在于很多细胞核病毒的膜蛋白中。

2）其他的酯酰基团，包括有酸盐，肉豆寇酸盐、硬脂酸盐都被发现存在于硫酯连接的蛋白质中脂肪酰化作用在半胱氨酸残基上的功能包括：

蛋白质在膜的靶向定位作用和作为生长因子信号等，这种蛋白质包括普通的膜结合蛋白或者通过脂肪酰化基团连接在膜上的蛋白质。

3）不饱和的棕榈油酸（C16：19）可能通过巯基酯链连接在一些酵母蛋白上，不同的棕榈酰化具有不同的特异性

4）有一些酶的活性位点的半胱氨酸残基也可能被脂肪酰化，用于调控功能

5）进一步的研究半胱氨酸残基的脂肪酸酰化是人细胞系中核蛋白的松香油化。

1.2硫酯连接的ρ-香豆酸Thioester-linked ρ-coumaric acid

好盐性外红硫螺菌属的光敏黄蛋白中的腹肌就是羟苯丙烯酸（香豆酸）

1.3硫酯连接的谷氨酰胺残基

一个特异性的巯基酯键出现在α2-巨球蛋白和补体蛋白C3和C4中

特征：在氨基酸序列Cys-Gly-Glu-Gln-中，自发性地谷氨酰胺残基的氨基取代半胱氨酸的巯基基团形成

1）硫酯在保持蛋白质的活性构象上起着很重要的作用

2）在α2-巨球蛋白酶和病原体表面的补体蛋白中，硫酯作用于受体的羟基或氨基，导致共价吸附。

1.4酶反应中的硫酯中间物

连接泛素的羧基末端和载体蛋白的硫酯会更加稳定，但是它一直被认为是一种中间体

1）巯基蛋白酶体（例如番木瓜蛋白酶）的作用方式，包括硫酯的过渡态结构，通常都会在催化途径的第二步骤迅速降解。

2）某些非自然物质，例如肉桂酰咪唑，会形成寿命相对较长的中间体。

3）在大肠杆菌的氨甲酰基磷酸化酶和3

-P-甘油醛（ATP）脱氢酶的催化反应中也会形成硫酯。

1.5磷酸化Phosphorylation

在大肠杆菌中，磷蛋白作为一种催化中间体出现在甘露醇和葡萄糖转运中

2 、ADP-核糖基化ADP-Ribosylation

1）视黄醛（微生素A醛）的转导蛋白序列Glu-Asn-Leu-Lys-Asp-Cys-Gly-Leu-Phe的Cys-347 的C-末端的的ADP-核糖基化在黑暗中被百日咳毒素取代，就会抑制光刺激的GTP酶活性；

2）类似的鸟嘌呤核苷酸调节蛋白也是在类似的位点被ADP-核糖基化；

3）土耳其单（ADP-核糖基）转移酶C也可以转移ADP核糖基到半胱氨酸残基上

3、硫醚连接Thioether linkages

黄素加合物 8a-(s-半胱氨酸)-FAD（Figure 8e）出现在单胺氧化酶A和B和紫色硫光合细菌D株的细胞色素C552以及绿菌属的C553中。

6-s-半胱氨酰-FMN（Figure 8f）出现在细菌的三甲胺脱氢酶中。

S-甲基化半胱氨酸 S-甲基化半胱氨酸出现在细菌的自杀性修复的甲基转移酶中，例如大肠杆菌和酵母的O-6-MeG转移酶中。

S-半胱氨酰-亚铁血红素（Figure 8h） s-半胱氨酰-亚铁血红素存在于细胞色素c中。

S-半胱氨酰藻蓝素 S-半胱氨酰藻蓝素（Figure8i）存在于聚球藻属6301的藻青蛋白C中。相同的硫醚结构也存在藻红蛋白和植物色素中。

S-(2-组氨酰)半胱氨酸在粗糙链孢霉的酪氨酸激酶的94位半胱氨酸和96位组氨酸连接成硫醚结构(Figrure 8j).这个基团在PH为2时具有强的紫外吸收能力。

S-（sn-1-甘油醛）半胱氨酸 S-（sn-1-甘油醛）半胱氨酸（S-（2’,3’二醇丙烷）-3-硫-2-氨基丙酸）通过羟基连和脂肪酸连接，在大肠杆菌的胞壁质脂蛋白中N末端和一个额外的脂肪酸连接到氨基基团上（Figure 4）。P45 大部分的脂肪酸是棕榈酸酯。相同的结构在革兰氏阳性菌的膜的青霉素酶中也存在

4、聚异戊二烯化Polyisoprenylation

在很多常见的膜结合蛋白中，Farnesyl or geranyl-geranyl法尼基或牦牛儿基(Figure 8k) 通过硫醚键连接到C-末端半胱氨酸残基中，并且经常连接到甲基化的a-羧基上。

例如：

自从在真菌白木耳中的性激素被第一次鉴定出，这个结构就被发现存在于很多真核蛋白中，包括各种G-蛋白，例如p21ras、维生素A-cGMP-磷酸二酯酶、核纤层蛋白和酵母杂交肽、兔骨骼肌磷酸化酶激酶α和β亚单位中

多聚异戊二烯化的形成

至少有三种不同的异戊二烯化蛋白转移酶，作用于不同的底物：

1）蛋白质法呢基转移酶将法呢基从法呢基氯喹转移到序列Cys-A-A-X,的羧基末端的半胱氨酸残基上（A 代表脂肪族残基，X可以为甲硫氨酸，丝氨酸，谷氨酰胺和半胱氨酸）

2）牦牛儿基转移酶(CAAX GGTase) 更倾向于C-末端底物序列-Cys-A-A-Leu

3）Rab-牦牛儿基丙酮转移酶特异性地作用于羧基末端为-Cys-X-Cys or -Cys-Cys. 的蛋白质

功能：

1）异戊二烯化是这种类型的膜吸附蛋白所必需的，但仅有它不足以导致膜吸附

2）另外，它作为一个多元化的区域应用于膜定位.牦牛儿基丙酮是一个比法尼基更大更疏水的基团，具有相对更能够影响膜蛋白靶向，就像纯的疏水基团一样，它能特异性地影响膜蛋白受体

S-（3-酪氨酸）-半胱氨酸S-(3-tyrosyl)cysteine. Dactylium dendroides中的一个含铜的酶-半乳糖氧化酶中具有一个连接Cys-228 和 tyr-272 的硫醚键。

5、氧化产物Oxidation Products

5.1、胱氨酸Cystine.

半胱氨酸最常见的翻译后修饰是氧化形成二硫键状态的胱氨酸（Figure 8l），不管是在多聚肽链中还是，还是在链间形成同聚物或是杂聚物上。

胱氨酸表现：

1）作为通用规则，半胱氨酸残基在胞外蛋白或膜蛋白的胞外域中都是氧化成胱氨酸残基的，但还是有一些例外，如血清白蛋白的半胱氨酸，血纤维蛋白酶原激活子和人β-干扰素的半胱氨酸

2）半胱氨酸残基在胞内一般都是保持在还原态的，虽然也有一些例外，就是位于一些氧化还原反应酶的活性位点上。在光面内质网、高尔基体和分泌囊泡中通常也有胱氨酸残基。

3）混合的二硫键也存在蛋白质的半胱氨酸和半胱氨酸或谷胱甘肽之间。

胱氨酸结构

尽管半胱氨酸在体内和体外都会自发地形成胱氨酸结构，但是在氧化还原平衡的混合物中有微量过渡金属催化的半胱氨酸转变为二硫键的反应依然会发生，例如通过二硫互换局部氧化的2-巯基乙醇，在体内这个反应是由蛋白质二硫互换酶催化完成的

胱氨酸的功能：

1）胱氨酸残基在多肽链内或多肽链间形成最广泛的交叉连接，并且它对很多蛋白质的稳定性是必须的。

2）与它们的重要性一样，胞外蛋白的氨基酸序列中半胱氨酸残基的位置在蛋白质结构家族中是高度保守的，而且它是蛋白质序列特定结构域的重要识别特征。

5.2 半胱氨酸-S-巯化物

Cysteine-S-sulfide

与胱氨酸的氧化状态一样，半胱氨酸-S-巯化物作为一种硫酸盐还原作用的载体分子存在于大肠杆菌硫氧还蛋白中。

5.3 半胱氨酸次磺酸、亚磺酸、磺酸

半胱氨酸残基在立体空间上妨碍了二硫键的形成，但是易于接近氧气，温和的氧化条件会导致半胱氨酸次磺酸、亚磺酸、磺酸的形成。例如：在磷酸甘油醛脱氢酶中，无论多么强烈的氧化条件都会形成磺酸，它也可以由胱氨酸残基形成。

6、消除、加成产物

在碱性条件下，胱氨酸残基经过β-消除，产生脱氢丙氨酸残基，和半胱氨酸-S-硫化物

1）半胱氨酸-S-硫化物经过水解和氧化，形成包括硫磺的产物。

2）脱氢丙氨酸易与亲核物质反应，如半胱氨酸的巯基和赖氨酸的氨基，结果各自形成羊毛硫氨酸和赖氨酸丙氨酸

这些修饰广泛地存在于碱性处理的羊毛蛋白和

体内的角蛋白中

五、谷氨酸Glutamic Acid

Oγ-Methyl Glutamate 谷氨酸盐酯

谷氨酸残基侧链的甲基酯化是调节细菌趋药性感官蛋白的主要成分。

这个酯化在大肠杆菌和沙门氏菌中被特殊的L-谷氨酰蛋白λ-甲基转移酶催化，S-腺苷甲硫氨酸作为甲基的供体；它的可逆反应特殊的甲基酯酶催化下进行。

Oγ-ADP-ribosyl Glutamate Or-ADP-核糖基谷氨酸

形成：组氨酸H1和H2B，还有小部分非组蛋白染色体蛋白质在谷氨酸残基侧链上被多聚（ADP-核糖）合成酶催化下发生ADP-核糖基化，它也是一个底物.

ADP-核糖基）的形成和水解依赖染色质DNA单链的存在或双链的打开，这种修饰的功能可能是为了打开染色质结构以使修复酶进入。

与核糖之间的键是D-核糖呋喃糖酰-O-α-(1→ 2) 核糖呋喃糖苷.

γ-Carboxyglutamic Acid (Gla) γ-羧基谷氨酸（1）特定序列中谷氨酸残基的羧基化对于血浆中糖蛋白的活力是必不可少的。

一个依赖于维生素K的羧化酶催化该羧化作用。

Vll，X，X1和蛋白C，S，Z中，这种修饰作用将会增加结合钙离子的亲和力和生物学活性。

的N末端42位上。

（2）γ-羧基谷氨酸残基在另外一些蛋白质中也可以发现，包括一些石灰化，譬如骨钙和核糖体蛋白。

到谷氨酸侧链。

Oligoglutamylation（寡聚谷氨酰胺）

靠近老鼠大脑微管蛋白C末端的一个谷氨酸残基被一个不同的谷氨酰单位所修饰。

多的谷氨酰残基，第一个残基是连接到Glu-445的γ-羧基的酰氨，第二个和第三个之间通过羧肽键连接。

的异质性有重要的作用，很可能在调节微管蛋白的动力方面起着重要的作用。

β-Hydroxy-β-carboxyglutamic Acid (Amino Citric Acid) β-羟基β-羧基谷氨酸（氨基柠檬酸）这种不常见的氨基酸在小牛的胸腺核蛋白中被鉴定出.

Glutamic Acid Ethanolamine-phosphoglycerol Amide谷氨酸乙醇氨—甘油磷酸化合物

氨基乙醇在鼠科动物延伸因子1α上和Glu-302和Glu-374的侧链以酰胺连接；它的羟基在加上磷酸

甘油单位（Figure 9f ）

Coenzyme A Thiol Ester 辅酶A 硫羟酸酯

猪心脏的辅酶A 转移酶的344位谷氨酸催化辅酶A 硫酯形成是瞬间完成的

六、谷氨酰胺 Glutamine

谷氨酸的脱酰氨作用（Deamidation to Glutamic Acid ）.

生理条件下，在小分子多肽中水解谷氨酰胺侧链的脱酰氨作用，被检测到发生在96-3400天的半衰期范围内。

由于周边团体的存在，在蛋白质折叠结构中可能增加过减少水解的速率。

Transamidation to form N ε-(γ-GIutamyl)lysine 转酰胺基作用形成N-ε-（γ-谷氨酰）赖氨酸

1

在蛋白质中一种普遍的多肽连链交联形式是转酰胺基作用，通过赖氨酸残基的ε-氨基取代酰氨的-NH2，这一过程有谷氨酰胺转移酶催化。

2 这个isopeptide 键形成具有和肽键类似的化学稳定性。

3 1）在凝血因子Xllla 中的谷氨酰胺转移酶的活性残基增加了血纤维蛋白和其他蛋白质之间的交联，使之形成比最初的凝结更坚固的凝结。 2）另外一些谷氨酰胺转移酶位于表皮组织和毛囊，它的功能就是交联皮肤和毛发蛋白。

3）在肌肉细胞，谷氨酸-赖氨酸交联的可逆形成被观察到，这是一个细胞内交联模型， 不溶于6M 的胍盐氯化物。

甲基化

N5-甲基谷氨酰胺存在于大肠杆菌的核糖体蛋白L3中，它在核糖体的装配中起着重要的作用。同样的

残基在体外用甲氨治疗α

2- 巨球蛋白时形成。

硫羟酸酯

在α

2-巨球蛋白和一些补充蛋白质的谷氨酰侧链和半胱氨酰侧链之间发现了硫羟酸酯键。

吡咯酮烷羧酸

正如以上的讨论，蛋白质氨基末端的谷氨酰胺残基一般会自发的或在酶的催化下转化成吡咯烷酮羧基残基。

七、甘氨酸 Glycine

在大肠杆菌的丙酮酸酯甲酸酯裂解酶的734位甘氨酸中得到一个自由基，还可能存在于厌氧性的核糖核苷酸还原酶的相关序列中。

八、组氨酸 Histidine

甲基组氨酸

Nt-甲基组氨酸存在于肌肉蛋白质的肌球蛋白和肌动蛋白中，以及鸟类的红血球组蛋白I ，V 和视蛋白中。

N π-甲基组氨酸也在兔子骨骼肌肌球蛋白光链激

酶的His 157位被发现。

N-Phosphoryl Histidine N-磷酰基组氨酸

磷酸化组氨酸残基存在于不同的蛋白质中。

N-磷酰键是不稳定的，特别是在酸性条件下，磷酰基组氨酸通常在体内的一些酶的活性位点短暂的形成。

这些酶包括大肠杆菌琥珀酸硫激酶，多种来源的核苷二磷酸激酶和它的异构体，磷酸甘油酸变位酶、肾上腺皮质环核苷酸独立的蛋白激酶，SPK 380

，磷酸烯醇丙酮酸酶I ：沙门氏菌的单糖磷酸转移酶体系和大肠杆菌的氮调节器I

。

磷酰基组氨酸也存在于髓磷脂碱性蛋白和老鼠的肝脏组蛋白H4上，组氨酸特异的核内蛋白激酶已经被描述。

Iodohistidine 碘组氨酸

用放射性同位素示踪法在体内甲状腺球蛋白中检测到少量的4-碘组氨酸。在化学碘化蛋白质或者在甲状腺过氧化物酶的体外实验中产生量较大。

8α-Histidyl Flavin 黄素，四羟酮醇

许多氧化酶和脱氢酶含有共价结合核黄素核苷酸，并且这些FAD 以很高的比例通过一个烷基键合到组氨酸侧链的8α-甲基。 两种异构体（8α-N π-组氨酰黄素腺嘌呤二核苷酸和8α-N τ-组氨酰黄素腺嘌呤二核苷酸）被发现。 具有8α-N π-组氨酰黄素腺嘌呤二核苷酸的黄素蛋白的例子是来自于土壤细菌的硫胺脱氢酶和温血动物肝脏的L-古洛糖酸内酯氧化酶。具有N τ-连接的异构体黄素蛋白包括琥珀酸脱氢酶，肌氨酸脱氢酶，和不同来源的维生素B 复合体氧化酶。

Diphthamide 白喉酰胺

2-3-氨甲酰-3-三甲基胺基丙基组氨酸。位于真核延伸因子2上。

这些位点可被白喉毒素，假单胞菌属外毒素A 和一种动物转移酶核糖基化，这个ADP 核糖通过糖苷键连接到白喉酰胺的N τ-咪唑基上。

ADP 核糖基化导致抑制了EF-2的功能，并且内在的ADP-核糖

基转移酶可以调节蛋白质合成。

(Allysine aldol醛缩赖氨酸丁间酮醛)histidine

该组氨酸侧链通过侧链赖氨酸残基的氧化脱氨参与形成多肽链之间的交联。

Histidinoalanine组氨酰丙氨酸

质是histidinoalanine或者Nτ-（2 -氨基-2-羧乙基）组氨酸，首次在象牙和骨头中检测到，随后在磷酸丝氨酸和天冬氨酸富的钙结合蛋白等等中发现。

酸残基中间物通过烷基化形成。

S-(2-Histidyl)cysteine S-(2-组氨酰)半胱氨酸

这种不寻常的交联存在于粗糙链孢霉泳胞菌。

光或自由基催化的组氨酸残基的氧化是一种常见的体外降解反应，并可能发生。

例如：

1）在2价铜离子催化的自动氧化的糖蛋白中

2）大肠杆菌谷氨酰胺合成酶的氧化发生在一个单一的组氨酸残基上有可能在体内发

生，使酶钝化，更容易降解。

3）铜-锌超氧化物歧化酶通过自身催化在2-组氨酸残基118位发生氧化反应。

九、赖氨酸 Lysine

氨基酸组的酰化

N-乙酰化赖氨酸：核内蛋白的侧链赖氨酸残基的乙酰化是很常见的。

酰化，在一种快速，可逆过程中，包括组蛋白H3的（赖氨酸- 9 ， 14 ， 1 8和23）和H4 （赖氨酸- 5 ， 8,12和1个6 ），绝经期促性腺激素1 （赖氨酸- 2和第11），绝经期促性腺激素14 （赖氨酸- 2和4 ）和绝经期促性腺激素17 。

2）衣藻属鞭毛微管蛋白的赖氨酸侧链被乙酰化。

脂肪酸酰化在百日咳博得特氏菌的细菌毒素腺苷环化酶上赖氨酸发生棕榈酰化（Lys-983），还有大肠杆菌的溶血素中最近也被发现(Lys-564和690)。

Nε-生物素赖氨酸生物素，重要的辅酶，在羧化酶，羧基转移酶和脱羧酶中做为CO2的载体。比如丙酮酸羧化酶和乙酰辅酶A羧化酶通过生物素羧基和Nε-赖氨酸残基之间的一个酰胺键相连。

赖氨酸的修饰关键在于这些酶的保守序列

-Ala-Met-Bct-Met-.

硫辛酰赖氨酸在大肠杆菌的丙酮酸脱氢酶多酶复合体的硫辛酰乙酰转移侧链的重复序列上包括两个硫辛酰赖氨酸残基（Figure 11c）。酶促反应的过程中硫辛酸变得还原乙酰化该硫辛酸单位在酶促反应的过程中还原为乙酰化物。

胞壁质

肽聚糖细胞壁的物质，通过二氨基庚二酸残基的L-光学中心连接到大肠杆菌外膜脂蛋白的C末端赖氨酸残基上。

组成大肠杆菌胞壁质肽聚糖的结构相当复杂。

Pyrroloquinoline quinone.吡咯并奎啉醌

有报道说，目前在哺乳动物铜胺氧化酶，如多巴胺多巴胺 6 -羟化酶从牛肾上腺髓质骨髓和猪肾脏二胺氧化酶中发现共价结合吡咯并奎啉醌，吡咯并奎啉醌是假单胞菌属TPl甲醇脱氢酶中非共价结合的辅因子，这一消息被证实是不可靠的。

Ubiquitin conjugates泛激素变体.

许多细胞内蛋白质作为泛素转移的耙点，活化作为巯基酯在一个泛素载体蛋白复合物，在（甘氨酸- 76 ）C末端 -羧基泛素和某些赖氨酸侧链之间的形成酰胺键。

泛素本身是一个底物（赖氨酸- 48 ），部分加合物加和物是多聚泛肽泛素化链的标志蛋白降解。Phosphoryl-lysine 磷酰-赖氨酸

Nε-磷-赖氨酸，是存活在大鼠肝组蛋白HI和牛肝和人的红细胞三磷酸腺苷处理的核苷二磷酸激酶。

Nε-retinally sine aldimine视网膜醛赖氨酸醛严胺Nε-视网膜醛赖氨酸醛严胺

视网膜，光吸收色素的视紫质，必将作为一个希夫碱（图11g）在盐生盐杆菌的视紫红质在赖氨酸- 216 ，并在牛的视紫红质在赖氨酸- 296 位点。

Nε (Phosphopyridoxal磷酸吡哆醛)lysine aldimine

将通过甲酰基因在希夫基碱，结合Nε一赖氨酸残基（图llh ）。

这种酶的例子如天冬氨酸转氨酶，色氨酸酶，谷氨酸脱羧酶，丝氨酸羟甲基转移酶。

上，从而导致在 A -碳的氨基酸基底物形成不稳定的键。

进一步哆醛磷酸酶是肝糖原糖磷酸化酶

糖化

1、体内蛋白质氨基酸非酶促连接还原糖是个很普遍的现象，这个在半衰期长的蛋白质上特别重要，比如晶状体晶体蛋白和结缔组织蛋白，还有糖尿病的隆起蛋白。

例如： 1 -脱氧-L - （去甲肾上腺素赖氨酸）-果糖，形成重排的初步形成原始醛亚胺加合物的葡萄糖（图1 1 i上），已确定在血清白蛋白。

2 、糖基化可能会对一些酶的活力有不利的影响，比如谷胱甘肽还原酶。

一个缓慢的反应火绒产品，以形成各种交联形成糖基化终产物，通常有吡咯和咪唑类基团是牵连的病理学。

1 ）其中产品的氧化糖化蛋白是Nε-羧基甲基赖氨酸，这也是源自反应的产物，自与蛋白质抗坏血酸。

2 ）另一种由戊糖与精氨酸残基交联形成的产品包括pentosidine （图1lj ） 。

Cross-linking Products following Oxidative Deamination 氧化脱氨后交联型产物。

各种各样的结构出现在胞外结构蛋白，包括胶原蛋白和弹性蛋白以及酶催化羟基化和氧化脱氨赖氨酸的残留物。

交联结构的性质和比例与不同组织和动物的年龄不同。

胶原蛋白前体和胶原样序列的蛋白质一个重要修饰，如补充次级clq 是许多赖氨酸残留物的羟化作用。

1 ）这些残余物（图llv ） ，接着参与氧化脱氨和交叉连接反应（见上文） 。

2 ）它们也可能被0-糖化，例如，在肾，肾小球基底膜的蛋白质，大部分羟赖氨酸残留承受双糖单位（葡萄糖-半乳糖） ，在B 连接的羟赖氨酸 。N-甲基衍生物，如Nt- me3ohlys ，也是众所周知的。

1）三种N ε-甲基衍生物（单，双， -和三甲基赖氨酸）赖氨酸（图l lw ）被发现在蛋白质的各种不同结构，包括组蛋白，核糖体蛋白质，延伸因子，钙调素调钙蛋白，肌球蛋白，细胞色素C

2）N ε三甲基

-δ-羟赖氨酸及其磷酸酯被发现在硅藻硅藻属细胞壁。

C 已详加研究。

1）虽然甲基化并不改变电荷对侧链在中性pH 值，氢键能力是丢失了，这可能会导致构象变化，接着导致变化的理化和生物学特性。

2）一个生物学特性的影响，甲基赖氨酸侧链是利用蛋白质的降解，其中包括通过ATP 的泛素依赖性途径。

Carboxyethyllysine 羧乙基赖氨酸

在胶原蛋白和蛋白质胶原类似序列中的一个重要修饰比如补体蛋白亚基C1q 在很多赖氨酸残基发生羟基化。

1）这些残基（Figure 11v ）随后可能进行氧化脱胺和

交联（参照上面）。 2）它们也可能发生0-糖基化；比如在肾小球基体膜蛋白，许多羟基赖氨酸残基会和一个双糖单位β羟基和羟基赖氨酸连接。

羧乙基赖氨酸碳酰基还原酶/ NADP +的依赖性前列腺素脱氢酶从人胎盘已赖氨酸-238改装N6的-（ 1 -羧乙基）赖氨酸（图

1 1y ） 。

甲基化

1）三种N ε甲基化衍生物（单-，双-和三甲基赖氨酸）（Figure 11w ）已经在许多种蛋白质中发现，包括组蛋白，核糖体蛋白质，延伸因子，调钙蛋白，肌球蛋白还有细胞色素c ；

2）N ε-三甲基-

δ-羟基化赖氨酸和它的磷酸酯在硅藻细胞壁中被发现

C 甲基化的影响的研究已经很详细： 1） 虽然甲基化没有改变中性PH 下的侧链电荷（单甲

基-和双甲基化赖氨酸被质子化二四胺衍生物三甲基赖氨酸具有永久的正电荷），氢键的丢失可能导致构象的改变从而导致物理化学和生物特征的改变。

2） 一个受赖氨酸甲基化影响的特征是蛋白酶降解，包

括ATP-泛素依赖的途径。

8－羟基2，7，10三氨基葵酸

8－羟基2，7，10三氨基葵酸（Figure 11x ）一种不常见的氨基酸在动物蛋白质中被发现，位于翻译起始因子eIF-5A 中（就是以前所知道的eIF-4D ），通过在细胞培养基中加入[3H]的丁二胺或亚精氨。它的构象和功能都已经被研究

羧乙基化赖氨酸

人的胎盘碳酰基还原酶，NADP+依赖性前列腺素脱氢酶在238位赖氨酸上可以修饰成N6-——1-羧乙基）赖氨酸（Figure 11y ）

O β-glucosyl-β-hydroxyphenylalanine was proposed

in cutinase 角质酶, but was not confirmed.

葡萄糖乙- 羟布宗有人提议在角质酶，但目前尚未得到证实。

十、苯丙氨酸 Phenylalanine

角质酶中被提出有O β-葡糖-β-羟基化苯丙氨酸（，但是没有得到确认。

十一、脯氨酸 Proline

4-反式-羟基脯氨酸

4-trans-Hydroxyproline

脯氨酸残基羟基化修饰出现在胶原蛋白的-Gly-Xaa-Pro-重复单位和相关的胞外结构和功能蛋白比如补体成分C1q 和肺的表面糖蛋白SP-A 。

1 ）它在维持蛋白质典型的三级螺旋结构具有很重要的作用。

2 ）羟基脯氨酸（Figure 12a ）也是P63植物细胞壁蛋白的重要成分。

3 ）土豆块茎的糖蛋白凝集素有很高比例（16%的残基）的羟基脯氨酸；许多糖类是阿拉伯糖和羟基脯氨酸连接。

3-反式-羟基脯氨酸

这种异构体（Figure 12b ）在牛的皮肤中含量很低（大约2%），但是在一些胶原类型多达到10%。出现在序列结构单元-Gly-3Hyp-4Hyp-Gly-。 3,4-二羟基脯氨酸在硅藻属细胞壁中出现。

羟脯氨酸糖基化衍生物

1 ）阿拉伯-羟脯氨酸树胶醛糖，是目前在马铃薯凝集素。

2 ）寡糖基 -04- O4-β-L-胺汴西林 羟脯氨酸（图12-c ）和O4的半乳糖羟脯氨酸目前在伸展伸展蛋白，幼小的细胞外基质糖蛋白的植物细胞壁，在细胞外可溶性阿拉伯阿拉伯糖蛋白。

十二、丝氨酸 Serine

酰基衍生物 Acyl Derivatives

脂肪酰基Fatty acyl esiers

虽然O β-palmitoylserine 残留已建议将在目前一

些膜相关蛋白，在这些例子的现在的棕榈酰化已确定的联系被描述为暂时半胱氨酸或苏氨酸。因此，虽然

有可能的例子脂肪酰丝氨酸残留物（如拟议中的突变（半胱氨酸- 67 ?丝氨酸）人体转铁传递蛋白受体，它们是罕见的。

磷酸酯Phosphate e siers.

Oβ磷酸丝氨酸（图13A ，是一件很普通的修饰，无论是稳定的或可逆转的形式。

1 ）酪蛋白和卵黄高磷蛋白的例子是细胞外磷蛋白，后者是非常多的磷酸化。

2 ）许多真核细胞内蛋白质可逆磷酸化对丝氨酸（苏氨酸）的残留量由各种各样的特异性蛋白激酶和磷酸酶在调节途径。

Oβ- 4磷酸泛酰巯基乙胺丝氨酸。

这衍生物（图13B），是目前在大肠杆菌酰基载体蛋白，并在线粒体电子传输复合物。

Oβ（ ADP核糖-磷酸）丝氨酸。

大鼠肝蛋白，放射性标记时NAD，加入ADP核糖和磷酸丝氨酸残留物（图13 ）。

Oβ-(N-Acetyl-a-glucosamine葡糖胺

-l-phosphoryl)serine.

Oβ-（ N -乙酰-氨基葡萄糖葡糖胺-左旋磷）丝氨酸。

这种磷酸二酯（图13d ），是目前在蛋白酶I的柄菌中发现。

瞬态酯中间体的酶反应。

取代的胺酰基脂形成作为中间体，在水解肽和多肽，酯，由丝氨酸蛋白酶，如胰蛋白酶和糜蛋白酶胰凝乳蛋白酶。

Oβ-(α-N-acetylgalactosamineyl乙酰半乳糖胺酰)serine

Appearance: This common linkage unit is characteristic of animal mucins黏液素, but is also present in many other proteins.

Oβ-（a-N-乙酰半乳糖胺酰）丝氨酸

外观：这个共同联动单位的特点动物黏液素，但还存在于许多其他的蛋白质。

结构：外糖链往往与这个由半乳糖或N -乙酰半乳糖胺酰群体，并有大量的各种线性和支链结构被发现。

例子包括白细胞唾液酸，同聚N -乙酰半乳糖胺酰结构，尽管一些含有唾液酸法终端结构和人干扰素a - 2 ，一小部分唾液酸化糖链的结构。

没有明确的规则，为预测这种形式的O 型糖基化联系起来，虽然有普遍丰富的脯氨酸，丝氨酸，苏氨酸，丙氨酸残留在当处的多肽序列。

Oβ -Mannosylserine.

外观：

1 ）。寡糖侧链通过甘露，以丝氨酸（苏氨酸）侧链在珊瑚虫黏液糖蛋白联系在一起，。

2 ）。葡萄糖淀粉酶G2的，从黑曲霉有几个邻挂甘露糖残基和低端寡糖的通过甘露联系。

3 ）。酵母甘露蛋白质纤维有甘露糖和短甘露糖链相连丝氨酸和/或苏氨酸残留物。

Oβ-Galactoslserine.

结构：

1 ）二和三半乳糖基团目前在碱性硼-氢硼化物敏感（丝氨酸和苏氨酸- ）链接蚯蚓表皮胶原质。

2 ）。单半乳糖残留物附于联接，以大约十个丝氨酸残团在马铃薯凝集素

3 ）。低聚糖和包含呋喃糖形式的半乳糖是O 型的联系，通过半乳糖，以纤维素酶的复合体杆菌畸形菌体

Oβ-β-Xyloseylserine木糖.

Oβ-β-.木糖。

这是主要的连接股在葡糖胺聚糖间大的连锁多糖和蛋白质之间

Oβ-N-Acetylglucosaminylserine.

Oβ-N-乙酰葡萄糖氨基转移酶

外观：这是一个普遍形式的糖基化，在核和细胞质的蛋白质。例子包括核孔的蛋白质，红细胞带4.l ，义RNA聚合酶Ⅱ转录因子，染色体相关蛋白，细胞角蛋白，并和病毒蛋白质。

功能：虽然确切的职能，这些改良残留不为人所知，增补和切除的氮物，是参与调节蛋白质的功能。

Oβ-Fucosylserine.海藻糖

Oβ-海藻糖

表征：

1 ）短糖链是相连通过- fucosyl残留物，以具体丝氨酸（或苏氨酸）残留-cys-xxx-xxx-gly-gly-thr/ser-cys 序列在表皮生长因子如表皮生长因子域的几个血-凝血和纤溶纤维蛋白溶解糖蛋白。

2 ）0-岩藻糖，也存在于多种糖蛋白，由中国仓鼠卵巢鼠卵巢细胞。

Oβ-β-GlucosyIserine. ( XylosyI ) 2

Oβ-β葡萄糖丝氨酸。（ xylosyi 2 ）

葡萄糖结构是连在一起的丝氨酸残留表皮生长因子模块的凝血因子vll （ ser52 ）和第九章（ ser53 ）和蛋白质Z （丝氨酸- 53 ）。共有一致序列为这个修改-半胱氨酸-三十-丝氨酸-三十-亲半胱氨酸- 。

十三、苏氨酸

酰化作用

O -磷酸苏氨酸. 在许多磷蛋白中,磷酸苏氨酸的含量比磷酸丝氨酸少

糖基化作用

苏氨酸作为很多种糖蛋白聚糖链的联结点,本质上与丝氨酸的作用相同.苏氨酸残基周围的氨基酸序列影响糖基化作用,其特异性的决定机制与丝氨酸不同.

十四、色氨酸

尽管吲哚环的光氧化降解性质很活跃,但是色氨酸在体内的修饰很少.

例子:

1) 色氨酸,色氨酰,醌（如图）被认为是氧化还原作用的辅助因子.

2) 色氨酸基存在于一些氧化还原酶中,例如细胞色素C,过氧化物酶ES.

3) 人类核糖核酸酶第7位色氨酸的糖基化已经被描述了.

十五、酪氨酸

酰化作用

酪氨酸-O-硫酸盐

形态

1）这个残基（如图）很早在牛的血纤维蛋白B中被发现了。

2）自那以后，一些别的蛋白也被发现有酪氨酸残基的硫酸化。许多是细胞分泌的，还有一些是血浆膜蛋白。

特征

该序列的要求，指定地点为硫酸化进行了分析，其中最显着的特点是一个优势的酸性残基接近酪氨酸，使别的酸性残基几乎不能存在。

酪氨酸-O-磷酸盐

酪氨酸磷酸是一个重要的残基与细胞代谢的控制，尤其是与增殖有关。酪氨酸残基的可逆磷酸化通过酪氨酸蛋白激酶和磷酸酶进行已得到了广泛的研究。

酪氨酸残基是磷酸化位点的例子：

1）一些残基位于表皮生长因子受体和胰岛素受体的细胞内区域，还有一些在致癌蛋白底物的特异位点，例如pp60c-src。

2）酪氨酸磷酸化含肽结合受体蛋白含有的SH2域，主要由酪氨酸磷酸残基C-末端侧链的一段短序列特异性控制。

O4-腺苷酰这残基（图15C），在革兰氏阴性菌的谷氨酰胺合成酶中可逆的形成，包括大肠杆菌，这个修饰与调节控制有关。

O4-尿苷酰这个残基在Pll这个蛋白中可逆的形成，它也是谷氨酰胺合成酶调节控制系统的一部分。烃基化作用

与黄素FAD连接的酪氨酸存在于恶臭假单胞菌中。卤化作用

各种各样的卤化衍生物的酪氨酸残基（图15）在蛋白质中被鉴定，特别是海洋无脊椎动物的骨骼蛋白质。比如海螺硬蛋白质的3-亚氯酪氨酸，鲎鳖表皮角质层的3，5-二氯酪氨酸，以及蛇的硬蛋白质的3-溴酪氨酸和3，5-二溴酪氨酸。

各酪氨酸的碘化衍生物形成于甲状腺球蛋白中作为甲状腺激素合成的中间体，它们是3-碘酪氨酸 3，5-二碘酪氨酸3,5,3'-三碘酪氨酸以及3,5,3',5'-四碘酪氨酸。

氧化修饰

左旋多巴

羟基酪氨酸（二羟，左旋多巴）（图15），除了它作为一个游离氨基酸在神经传递中的重要性，它还作为一种蛋白质残基在蚌贝类粘附蛋白和其他无脊椎动物硬化结构中存在，除此之外它还被发现可以氧化为醌。

多巴醌

多巴酪氨酸醌是一个修饰的残基在牛血清胺氧化酶和其他真核生物铜胺氧化酶的活性部位，它也存在于大肠杆菌的胺氧化酶中。

3,3'-二酪氨酸和 3,3',5'3''-四酪氨酸

这些交联结构被发现在节肢弹性蛋白中，一种弹性蛋白存在于节肢动物的弹性韧带。这些残基也被发现，在海胆卵的硬化受精膜中，二酪氨酸还存在于海贻贝的粘连蛋白中。

Isodityrosine.

这种交联结构（图15 ），被发现在伸展蛋白中，一种羟脯氨酸含量丰富的植物细胞壁糖蛋白。

Pulcherosine.

这是isotrityrosine的同分异构体，被发现在蛔虫表皮角质层的胶原蛋白中，被确定为一个小的交联组分，再加上大量的二酪氨酸和四酪氨酸，存在于海胆的胚胎胞膜中。

Clycosylation

O-α-葡萄糖基酪氨酸是一个交联结构在糖原，视网膜蛋白以及兔肌肉之间形成。

O-β-葡萄糖基酪氨酸存在于梭状芽胞杆菌晶状表面层的糖蛋白中。

一个单一的Oβ-糖基-β-羟酪氨酸残基可能存在于角质酶中，但没有被证实。

酪氨酰自由基

1）酪氨酰自由基由两个铁原子稳定，存在于核糖核苷酸还原酶的活性位点上，局部集中于大肠杆菌B2亚单位的Tyr-122位置。

2）酪氨酸自由基也被发现在其他几个酶，包括前列腺素h合酶和光系统II

脱氢作用和成环作用

维多利亚绿色荧光蛋白载色体由Ser-去氢Tyr-Gly 序列形成。

硫醚交联

一个不寻常的与半胱氨酸残基的交联存在于半乳糖氧化酶中。

氨基酸总结

氨基酸的分类及其结构

甘氨酸：无手性C 颉氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸：大脂肪侧链 脯氨酸：唯一成环氨基酸，氨基酸的侧链既与α-碳原子结合又与α-氨基N-原子结合，缺少H-bond donor，无法形成α螺旋结构 苯丙氨酸：侧链有芳香环,疏水氨基酸 络氨酸：酪氨酸的芳香环有一个羟基。与其他氨基酸侧链呈化学惰性相比，酪氨酸的羟基有化学反应性，疏水性弱。 色氨酸：吲哚基团替代丙氨酸侧链的氢原子。吲哚基团有的两个环融合在一起，一个环有NH基团。有NH故疏水性弱。 丝氨酸：侧链有极性但不带电荷。侧链有羟基与脂肪链相连。亲水，其反应活性比丙氨酸和颉氨酸大得多。 苏氨酸：侧链有极性但不带电荷。侧链有羟基与脂肪链相连。亲水，其反应活性比丙氨酸和颉氨酸大得多。有第二个不对称碳原子，但蛋白质的苏氨酸只有一种构型。 天冬酰胺、谷氨酰胺：极性但不带电荷。含酰胺的极性氨基酸 半胱氨酸：极性不带电。结构上类似苏氨酸，但是用巯基替代了羟基。巯基比羟基活泼。一对巯基靠近可以形成二硫键，稳定蛋白质的结构。 赖氨酸：带电荷的氨基酸，高度亲水，侧链长，末端是氨基，在中性pH时侧链末端带正电荷。 精氨酸：带电荷，高度亲水，侧链长，末端是胍基，在中性pH时侧链末端带正电荷。 组氨酸：带电荷，高度亲水，侧链含有咪唑基，咪唑基是芳香环，也能被质子化后带正电荷。咪唑的pKa值接近于6，在中性pH附近的溶液中咪唑基既可以质子化也可以不带电荷，实际情况取决于咪唑基团所在的局部环境。组氨酸常在酶的活性中心。在酶促反应中咪唑环既可以结合质子，有可以释放质子。 天冬氨酸：酸性氨酸。常被称为天冬氨酸盐，主要是强调在生理pH溶液中侧链基团解离，因此带负电荷。在有些蛋白质中这两种氨基酸的作用是接受质子，对蛋白质功能起重要作用。 谷氨酸：酸性氨酸。常被称为谷氨酸盐，主要是强调在生理pH溶液中侧链基团解离，因此带负电荷。在有些蛋白质中这两种氨基酸的作用是接受质子，对蛋白质功能起重要作用。 天津理工大学化学化工学院XJC编辑

氨基酸

氨基酸 氨基酸定义 氨基酸（amino acids）：含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物，氨基一般连在α-碳上。 氨基酸的结构通式：构成蛋白质的氨基酸都是一类含有羧基并在与羧基相连的碳原子下连有氨基的有机化合物，目前自然界中尚未发现蛋白质中有氨基和羧基不连在同一个碳原子上的氨基酸。 氨基酸分类 天然的氨基酸现已经发现的有300多种，其中人体所需的氨基酸约有22种，分非必需氨基酸和必需氨基酸（人体无法自身合成）。另有酸性、碱性、中性、杂环分类，是根据其化学性质分类的。 1、必需氨基酸（essential amino acid）：指人体（或其它脊椎动物）不能合成或合成速度远不适应机体的需要，必需由食物蛋白供给，这些氨基酸称为必需氨基酸。共有8种其作用分别是： ①赖氨酸（Lysine ）：促进大脑发育，是肝及胆的组成成分，能促进脂肪代谢，调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢，防止细胞退化； ②色氨酸（Tryptophane）：促进胃液及胰液的产生； ③苯丙氨酸（Phenylalanine）：参与消除肾及膀胱功能的损耗； ④蛋氨酸（又叫甲硫氨酸）（Methionine）；参与组成血红蛋白、组织与血清，有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能； ⑤苏氨酸（Threonine）：有转变某些氨基酸达到平衡的功能； ⑥异亮氨酸（Isoleucine ）：参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及代谢；脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺； ⑦亮氨酸（Leucine ）：作用平衡异亮氨酸； ⑧缬氨酸（Viline）：作用于黄体、乳腺及卵巢。 其理化特性大致有： 1）都是无色结晶。熔点约在230°C以上，大多没有确切的熔点，熔融时分解并放出CO2；都能溶于强酸和强碱溶液中，除胱氨酸、酪氨酸、二碘甲状腺素外，均溶于水；除脯氨酸和羟脯氨酸外，均难溶于乙醇和乙醚。 2）有碱性[二元氨基一元羧酸，例如赖氨酸（lysine）]；酸性[一元氨基二元羧酸，例如谷氨酸（Glutamic acid）]；中性[一元氨基一元羧酸，例如丙氨酸（Alanine）]

氨基酸的常见化学反应

氨基酸的常见化学反应 ? -氨基的反应 ?亚硝酸反应 ?范围：可用于Aa定量和蛋白质水解程度的测定（Van slyke法） ?注意：生成的氮气只有一半来自于Aa，ε氨基酸也可反应，速度较 慢． ?与酰化试剂的反应 ?Aa＋酰氯，酸酐－→Aa被酰基化 ?丹磺酰氯用于多肽链末端Ａa的标记和微量Ａa的定量测量． ?烃基化反应 ?Aa的氨基的一个氢原子可被羟基（包括环烃及其衍生物）取代． ?与2，4－二硝基氟苯（DNFB，FDNB）反应 ?最早Sanger用来鉴定多肽或蛋白质的氨基末端的Aa ?与苯异硫氰酸酯（PITC）的反应 ?Edman用于鉴定多肽或蛋白质的N末端Aa．在多肽和蛋白 质的Aa顺序分析方面占有重要地位（Edman降解法） ?形成西佛碱反应 ?Aa的α-NH2能与醛类化合物反应生成弱碱，即西佛碱（schiff ‘s base） ?前述甲醛滴定：甲醛与H2N-CH2-COO-结合,有效地减低了后者的 浓度,所以对于加入任何量的碱, [H2N-CH2-COO- ]/ [+H3N-CH2-COO- ]的比值总要比不存在甲醛的情况下小得多。加入 甲醛的甘氨酸溶液用标准盐酸滴定时，滴定曲线B并不发生改变。 ?脱氨基反应 ?Aa在生物体内经Aa氧化酶催化即脱去α-NH2而转变成酮酸 ?α-COOH参加的反应 ?成盐和成酯反应 ?Aa + 碱－→盐 ?Aa + NaOH －→氨基酸钠盐(重金属盐不溶于水) ?Aa-COOH + 醇－→酯 ?Aa+ EtOH －－－→氨基酸乙酯的盐酸盐 ?当Aa的COOH变成甲酯，乙酯或钠盐后，COOH的化学反 应性能被掩蔽或者说COOH被保护，NH2的化学性能得到 了加强或活化，易与酰基结合。Aa酯是制备Aa的酰氨or 酰肼的中间物 ?成酰氯反应 ?当氨基酸的氨基用适当的保护基保护以后，其羧基可与二氯亚砜作 用生成酰氯 ?用于多肽人工合成中的羧基激活 ?叠氮反应 ?氨基酸的氨基通过酰化保护后，羧基经酯化转变为甲酯，然后与肼 和亚硝酸变成叠氮化合物 ?用于多肽人工合成中的羧基激活 ?脱羧基反应

氨基酸的侧链保护基团.doc

氨基酸的侧链保护基团 氨基酸 侧链官能团 保护基 保护基结构式 保护基脱除条件 Asp/ Glu OH O OtBu O O 90%TFA ，30min OAll O O Pb(Ph 3P)4-AcOH-NMM ；Pb(Ph 3P)4-PhSiH 3 in DCM ， 10-30min Asn/ Gln NH 2O Trt N H 90%TFA ，30-60min Cys SH Trt S 90%TFA ，30-60min Acm S N H O Hg(Ⅱ)；Ag(Ⅰ)； Tl(Ⅲ)； Ph （SO ）Ph-CH 3SiCl 3 tBu S HF （20℃）；Hg(Ⅱ)； Ph （SO ）Ph-CH 3SiCl 3 StBu S S RSH ，Bu 3P Other reducing agents

Mmt 0.5-1%TFA in DCM-TES （95：5），30min ； 3%TFA ，5-10min Tmob MeO OMe OMe 5%TFA-3% TES in DCM His NH N τπ Trt N τ 50%TFA in DCM ，30min Lys/ Orn NH 2 Boc N H O 90%TFA ，30-60min Alloc O N H O Pb(Ph 3P)4（0.1eq ）-PhSiH 3 （24eq ）in DCM ，10min Mtt N H 1%TFA in DCM ，30min ； AcOH-TFE-DCM(1:2:7) Dde 2%水合肼 in DMF ， 5-10min Ser/ OH tBu O 90%TFA ，30min

氨基酸代谢 重要知识点

蛋白质降解及氨基酸代谢 1、细胞内的蛋白质降解 （1）不依赖ATP的溶酶体途径，主要降解细胞通过胞吞作用摄取的外源蛋白、膜蛋白及长寿命的细胞内蛋白。在营养充足的细胞内没有选择性。饥饿细胞：选择性降解含有五肽Lys-Phe-Glu-Arg-Gln或相关的序列的胞内蛋白。 （2）依赖ATP的泛素途径，在胞质中进行，主要降解异常蛋白和短寿命蛋白（调节蛋白），此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。（选择性降解） 2、细胞内蛋白质降解的意义 （1）清除异常蛋白； （2）细胞对代谢进行调控的一种方式； （3）在需要时降解供肌体需要。 3、氨基酸的分解代谢主要在肝脏中进行。包括：脱氨基作用（最主要的反应）和脱羧基作用。 4、氧化脱氨基作用：α-氨基酸在酶的催化下氧化生成α-酮酸，此时消耗氧并产生氨。 5、L谷氨酸——α-酮戊二酸+ NH3 是L-Glu脱氢酶催化下的可逆反应，一般情况下偏向于谷氨酸的合成，因为高浓度氨对机体有害。L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为NAD+或NADP+，此酶为别构酶，此反应与能量代谢密切相关，ADP、GDP是其别构激活剂。

6、转氨基作用：指在转氨酶催化下将α-氨基酸的氨基转给另一个α-酮酸，结果原来的α-氨基酸生成相应的α-酮酸，而原来的α-酮酸则形成了相应的α-氨基酸。它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式，其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途径。 7、转氨酶种类很多：其中谷草转氨酶（GOT）在心脏中活力最大，其次为肝脏；谷丙转氨酶（GPT）在肝脏中活力最大，用于诊断肝功能。转氨酶的辅酶均为磷酸吡哆醛（VB6的磷酸酯）。 8、联合脱氨基作用：（1）转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联：大多数转氨酶优先利用α-酮戊二酸作为氨基的受体，生成Glu，约占生物体的10%；（2）转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联：肝脏中90%谷氨酸经转氨基作用转化为天冬氨酸。 9、脱羧基作用：氨基酸经脱羧基作用生成伯胺类化合物和CO2。AA脱羧酶专一性很强，每一种AA都有一种脱羧酶，辅酶都是磷酸吡哆醛。AA脱羧反应广泛存在于动、植物和微生物中，有些产物具有重要生理功能。但大多数胺类对动物有毒。体内的胺氧化酶能将胺氧化为醛和氨，醛进一步氧化成脂肪酸。 10、NH3去向。（1）重新利用：合成AA、核酸。（2）贮存：高等植物将氨基氮以Gln和Asn的形式储存在体内。（3）排出体外：高等动物通过尿素循环在肝中将NH3生成尿素，通过肾脏排出体外。 11、尿素循环（鸟氨酸循环）：在排尿动物体内由NH3合成尿素是在肝脏中通过一个循环机制完成的，这一个循环称为尿素循环。 过程：（1）NH3、CO2与鸟氨酸作用合成瓜氨酸；（2）瓜氨酸与天

氨基酸的保护

保护氨基酸：是指氨基酸的功能基团与其它基团反应而封闭了氨基酸功能基 团活性的氨基酸衍生物，都能叫保护氨基酸。包括a氨基和羧基，以及侧链功能基团。 氨基保护基的选择策略: 选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物，反应条件及所设计的反应过程中会涉及的底物中的官能团。 最好的是不保护. 若需要保护,选择最容易上和脱的保护基,当几个保护基需要同时被除去时，用相同的保护基来保护不同的官能团是非常有效。要选择性去除保护基时，就只能采用不同种类的保护基。 要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应条件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹配的氨基保护基。 还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的选择性 如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团（如硝基等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。 Ⅰ氨基酸的保护基（保护羧基） （一）叔丁基tBu - (tert-butyl) ester 标准保护程序： 在N-保护的氨基酸的溶液中，加入DMAP（0.5当量）和叔丁醇（1.2当量）在干燥的DCM （DCM是一氧化二碳？），0℃在惰性气氛下，加入EDCI（1.1当量），并搅拌2小时。然后将混合物在室温下，搅拌直到TLC通过（通常是14小时），在真空下浓缩。将残余物再溶解在乙酸乙酯中，用水萃取两次，然后用饱和碳酸氢钠水溶液萃取两次。将有机溶液干燥（硫酸镁）并真空浓缩。如果必要将残留物通过快速色谱法（SiO）纯化。 脱保护： 将该化合物溶解在甲酸中在室温下搅拌直至反应完成（TLC通过）（通常是12小时）。然后将溶液浓缩，并重复加入甲苯浓缩数次。如有必要，可以将所得残余物通过快速色谱法（SiO）进行纯化。 (二）苄基Bn - (benzyl) ester 标准保护程序： 氨基酸在惰性气氛下搅拌用无水THF和O的苄基N，N'-diisopropylisourea（见文献进行合成）在室温下，直到完成通过TLC（通常为2天）。将混合物冷却至-20℃，并过滤。将滤液真空浓缩，并在必要时通过快速色谱法（SiO）纯化。 去除 氨基酸衍生物溶解在1:1的甲醇：叔丁醇和Pd（OH）2-C在氢气气氛下加入。将混合物搅拌，直到完全通过TLC（通常>3小时），然后过滤并浓缩。将所得残余物然后可以通过快

氨基酸的常见化学反应

-氨基的反应 亚硝酸反应 范围：可用于Aa定量和蛋白质水解程度的测定（Van slyke法） 注意：生成的氮气只有一半来自于Aa，ε氨基酸也可反应，速度较 慢． 与酰化试剂的反应 Aa＋酰氯，酸酐－→Aa被酰基化 丹磺酰氯用于多肽链末端Ａa的标记和微量Ａa的定量测量．烃基化反应 Aa的氨基的一个氢原子可被羟基（包括环烃及其衍生物）取代． 与2，4－二硝基氟苯（DNFB，FDNB）反应 最早Sanger用来鉴定多肽或蛋白质的氨基末端的Aa 与苯异硫氰酸酯（PITC）的反应 Edman用于鉴定多肽或蛋白质的N末端Aa．在多肽和蛋白 质的Aa顺序分析方面占有重要地位（ Edman降解法）形成西佛碱反应 Aa的α-NH2能与醛类化合物反应生成弱碱，即西佛碱（schiff ‘s base） 前述甲醛滴定：甲醛与H2N-CH2-COO-结合,有效地减低了后者的浓 度,所以对于加入任何量的碱, [H2N-CH2-COO- ]/ [+H3N-CH2-COO- ] 的比值总要比不存在甲醛的情况下小得多。加入甲醛的甘氨酸溶液 用标准盐酸滴定时，滴定曲线B并不发生改变。 脱氨基反应 Aa在生物体内经Aa氧化酶催化即脱去α-NH2而转变成酮酸 α-COOH参加的反应 成盐和成酯反应 Aa + 碱－→盐 Aa + NaOH －→氨基酸钠盐(重金属盐不溶于水) Aa-COOH + 醇－→酯 Aa+ EtOH －－－→氨基酸乙酯的盐酸盐 当Aa的COOH变成甲酯，乙酯或钠盐后，COOH的化学反应性 能被掩蔽或者说COOH被保护，NH2的化学性能得到了加强或 活化，易与酰基结合。Aa酯是制备Aa的酰氨or酰肼的中间 物 成酰氯反应 当氨基酸的氨基用适当的保护基保护以后，其羧基可与二氯亚砜作 用生成酰氯 用于多肽人工合成中的羧基激活 叠氮反应 氨基酸的氨基通过酰化保护后，羧基经酯化转变为甲酯，然后与肼 和亚硝酸变成叠氮化合物

第三章 氨基酸

第三章氨基酸 一、是非题 1 自然界的多肽物质均由L构型的氨基酸组成，完全没有例外（） 2 组氨酸是人体的一种半必需氨基酸（） 3 蛋白质中的所有的氨基酸（除甘氨酸外）都是左旋的（） 4 因甘氨酸在酸性或碱性水溶液中都能解离，所以可作中性PH缓冲液介质（） 5 脯氨酸与茚三酮反应生成紫色产物（） 6 高等生物体内常见的L型氨基酸中液包括多巴（dopa）（） 7 蛋白质中所有的组成氨基酸都可以用酸水解后用氨基酸分析定量测出（） 8 所有的氨基酸中，因碳原子是一个不对称原子，因此都具有旋光性（） 答案 1 .错 2. 对 3. 错 4. 错 5. 错 6. 对7. 错8. 错 二、填空题 1 精氨酸的pK1（COOH）值为2.17，pK2值为9.04，pK3值为12.98，其pI（等电点时的pH值）为。天冬氨酸的pK1（COOH）值为1.88，pK2（COOH）值为3.65，pK3（）值为9.60，其pI值为 2 苯丙氨酸是人体的必需氨基酸，这是因为 3 用分光光度计在280nm测定蛋白质有强烈吸收，主要是由于，和等氨基酸侧链基团起作用 4 已知某种氨基酸的pK1和pK2分别是2.34和9.69，它的pI是 5 氨基酸定量分析的经典方法是，氨基酸序列测定中最普遍的方法是法 答案 1 （11.02）（2.77） 2 （体内不能合成） 3（酪氨酸/Tyr）（色氨酸/Trp）（苯丙氨酸/Phe） 4（6.02） 5（茚三酮）（Edman/Val） 三、选择题 1.下列有关氨基酸的叙述，哪个是错误的? A.酪氨酸和苯丙氨酸都含有苯环 B.酪氨酸和丝氨酸都含羟基 C.亮氨酸和缬氨酸都是分支氨基酸 D.脯氨酸和酪氨酸都是非极性氨基酸 E.组氨酸、色氨酸和脯氨酸都是杂环氨基酸 2.下列哪一类氨基酸完全是非必需氨基酸? A.碱性氨基酸 B.含硫氨基酸 C.分支氨基酸

Boc法_固相多肽合成

Boc法固相多肽合成 SPPS是以在不溶性聚合物支持体上按序添加ɑ-氨基和侧链保护的氨基酸为基础的。而Boc法则是以易酸解的Boc基团作为N-ɑ-保护基团。切除此保护基团后，下一个被保护氨基酸通过使用连接试剂或预先激活的受保护氨基酸衍生物添加上去。多肽链的C端通过一连接体与树脂相连，其依赖于不同的连接剂的使用而被切割成为多肽酸或多肽酰胺。通常选择性使用氨基酸侧链保护基团而使得切除树脂的同时切除这些侧链保护基团。 Boc基团用TFA切除。肽基树脂的最后切除和侧链保护基团的切除需要使用强酸，在Boc化学中使用HF酸或TFMSA。DCM和DMF是树脂脱保护耦联和洗涤的首选溶剂。 Boc法其缺点是反复使用TFA酸解脱保护会导致多肽复合物中易酸解的保护基团产生一些副反应，而且Boc基团的切割和脱保护要求使用危险的HF和昂贵的实验仪器，而这些都是研究者不愿使用的。 一般的Boc法固相合成方式描述如下。 一、树脂合成： 1、Peptide acid Merrifield Resin and PAM Resin 2、Peptide carboxamide MBHA Resin 二、肽链合成： 氨基酸的耦联同Fmoc SPPS 类似，不同的是氨基酸N末端保护基Boc的脱除。 N-端Boc基团的切除： 在HF切割以前须将 N-端Boc保护基团用TFA除去。因为它不仅会阻碍后面的HF切割除去t-bu基团，而且还会通过离子交换切除所有肽链中Boc基团保护的氨基酸。手工切割N-端Boc基团方法是用TFA/DCM比为1：1的溶液在室温条件下洗涤反应15分钟。 三、切割 无水HF是多肽中Boc树脂切割的常用试剂。在大多数Boc树脂多肽的所有的切割程序中HF是最通用和危害最小的。其主要缺点就是它的高毒性和反应活性，因此必须使用防HF头罩及切割仪器。其它的强酸如TFMSA和TMSOTF也能用

氨基酸代谢习题

氨基酸代谢习题 （一）填空（42分） 1．氨基酸的降解反应包括（）和（）作用。 2．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是（）。 3．谷氨酸经脱氨后产生（）和氨，前者进入（）进一步代谢。 4．尿素循环中产生的（）和（）两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。 5．尿素分子中两个N原子，分别来自（）和（）。 6．氨基酸脱下氨的主要去路有（）、（）和（）。 7．生物体中活性蛋氨酸是（），它是活泼（）的供应者。 （二）选择题（24分） 1．转氨酶的辅酶是： A．NAD+ B．NADP+ C．FAD D．磷酸吡哆醛 2．参与尿素循环的氨基酸是： A．组氨酸B．鸟氨酸C．蛋氨酸D．赖氨酸 3．γ-氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧而来: A．Gln B．His C．Glu D．Phe 4．L-谷氨酸脱氢酶的辅酶含有哪种维生素： A．维生素B1 B．维生素B2 C．泛酸D．维生素PP 5．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生： A．鸟氨酸B．精氨酸C．瓜氨酸D．半胱氨酸 6．下列哪种氨基酸是其前体参入多肽后生成的： A．脯氨酸B．羟脯氨酸C．天冬氨酸D．异亮氨酸 7．组氨酸经过下列哪种作用生成组胺的： A．还原作用B．羟化作用C．转氨基作用D．脱羧基作用8．氨基酸脱下的氨基通常以哪种化合物的形式暂存和运输： A．尿素B．氨甲酰磷酸C．谷氨酰胺D．天冬酰胺 （三）是非判断题（15分） （）1．蛋白质的营养价值主要决定于必需氨基酸的组成和比例。 （）2．谷氨酸在转氨作用和使游离氨再利用方面都是重要分子。 （）3．氨甲酰磷酸可以合成尿素和嘌呤。

（）4．磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。 （）5．在动物体内，酪氨酸可以经羟化作用产生去甲肾上腺素和肾上腺素。（四）问答题（19分） 1．什么是尿素循环，有何生物学意义？（9分） 2．为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？（10分）

氨基酸的不良反应

氨基酸的不良反应 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《氨基酸的不良反应》的内容，具体内容：大家都应该听说过氨基酸，可是对氨基酸的认识并不算很多，所以氨基酸不良反应有什么呢?下面是我为你整理的氨基酸不良反应的相关内容，希望对你有用!氨基酸在体内作为合成人体蛋白... 大家都应该听说过氨基酸，可是对氨基酸的认识并不算很多，所以氨基酸不良反应有什么呢?下面是我为你整理的氨基酸不良反应的相关内容，希望对你有用! 氨基酸在体内作为合成人体蛋白和其他组织的氮源，是维持生命的基本物质，也是生物合成抗体、激素、酶的原料。 氨基酸输液的不良反应有代谢方面的不良反应，如高渗压和高血糖引起的意识障碍、电解质异常和微量元素失调、氨基转移酶升高、高氨血症等。静脉滴注过快可引起面红、发热、恶心、呕吐、心悸、胸闷、头痛等;大量快速输液可致胃酸增加、溃疡病加重，甚至造成酸中毒，局部可能出现皮疹、过敏、红斑、血管痛、静脉炎、栓塞等。 氨基酸的副作用有哪些?氨基酸用于调节血糖，用于糖尿病的食疗，防治急性肝炎引起的肝功能异常，用于补充病后体质虚弱及各种疾病所致的蛋白质流失。可是仍然又很多人担心氨基酸有副作用，下面详细介绍氨基酸的副作用。 氨基酸的副作用一：引起肥胖，氨基酸适用于蛋白质缺乏和衰弱的病人，肝和肾功能衰竭，肌肉无力者，如果是正常人且营养已经十分充裕，体内

蛋白质或氨基酸剩余过多，就会引起肥胖。 氨基酸的副作用二：造成身体的不适与，对于消化能力正常的健康青少年儿童不适合食用，是药三分毒，食用后难免出现各种各样的不舒服。氨基酸的副作用三：高蛋白饮食则会致糖尿病肾病的发生率增高。氨基酸属于高蛋白饮食，过量食用会导致糖尿病。 蛋白质是生命的物质基础，氨基酸是合成蛋白质的基本单位，必需氨基酸的缺乏将导致体内蛋白质合成障碍、不能合成、或合成不足。 所以氨基酸可以用于各种那个疾病导致的低蛋白症的辅助治疗，如慢性肝病、肝硬化或肾病所致的低蛋白症，低蛋白症的时候的补充氨基酸是非常有必要的。 氨基酸的代谢途径 氨基酸参与代谢的具体途径有以下几条： 主要在肝脏中进行：包括如下几种过程： 氧化脱氨基：第一步，脱氢，生成亚胺;第二步，水解。生成的H2O2有毒，在过氧化氢酶催化下，生成H2O和O2，解除对细胞的毒害。 非氧化脱氨基作用：①还原脱氨基(严格无氧条件下);②水解脱氨基;③脱水脱氨基;④脱巯基脱氨基;⑤氧化-还原脱氨基，两个氨基酸互相发生氧化还原反应，生成有机酸、酮酸、氨;⑥脱酰胺基作用。 转氨基作用。转氨作用是氨基酸脱氨的重要方式，除Gly、Lys、Thr、Pro外，大部分氨基酸都能参与转氨基作用。-氨基酸和-酮酸之间发生氨基转移作用，结果是原来的氨基酸生成相应的酮酸，而原来的酮酸生成相应的氨基酸。

氨基酸的特征反应

教学目标：氨基酸的特征反应 教学重点：掌握氨基酸的两性和等电点、α—氨基酸的鉴定、氨基酸的定量分析 教学安排：K —>O4；20min 3，M7 -COOH）两种官能团，应具有胺和羧酸的通性和特征氨基酸有氨基（-NH 2）和羧基（ 反应，两种官能团于一分子内，因此，还应具有一些氨基与羧基的综合反应，构成氨基酸的特征反应。 一、氨基酸的两性和等电点 1．酸性 氨基酸与碱作用生成羧酸盐，显酸性 2．氨基酸与酸作用生成铵盐，显碱性。 氨基酸两性：有酸性又有碱性，分别显示了-COOH 和-NH 2的特征反应。 氨基酸本身能进行酸碱反应： 内盐：分子内的氨基与羧基反应生成的盐，称为内盐，在晶体时，氨基酸是以内盐的形式存在，显示盐的性质，如熔点高。 偶极离子：氨基酸以内盐的形式存在，分子中有正离子也有负离子称做偶极离子,又称两性离子。偶极离子不仅在固体时存在，在溶液中也可以存在。 由于羧基-COOH 解离出质子的能力与氨基-NH -COOH 2接受质子的能力不同，即 pH 值溶液中，氨基酸存在的形态不同。在中性的酸性大于-NH 2的碱性，因此，在不同 溶液中，氨基酸也不全是以偶极离子形态存在，可有下列平衡存在：

把这种平衡关系做成图，如下所示： 在溶液中，当氨基酸正离子和负离子的浓度相等，主要以偶极离子形态存在时的溶液的pH 值称做该氨基酸的等电点，用IP 表示。 等电点时溶液的特征：偶极离子浓度最大，溶解度最小，如果在溶液中加两个电极，偶极离子不向正极方向移动，也不向负极方向移动。 利用等电点时溶液的特性，可以分离混合氨基酸。调节溶液的pH 值，使某种氨基酸达到等电点，溶解度最小，过滤出。 由于-COOH 的酸性稍大于-NH 2的碱性，因此中性氨基酸的等电点溶液应偏酸性，pH<7。 中性氨基酸：IP=5.6～6.3 酸性氨基酸：IP=2.8～3.2 碱性氨基酸：IP=7.6～10.8 二、氨基酸受热后消除反应 （学习这一部分内容可与羟基酸脱水（见K 13）反应对照学习，容易记住）不同结构的氨基酸受热后，由于有不同的消除方式，得到不同的产物。 1．α-氨基酸受热后，两分子间脱水，生成六元环的交酰胺： 2.β—氨基酸受热后，分子内脱水生成α、β—不饱和酸：

多肽氨基酸知识

（一）基本氨基酸 组成蛋白质的20种氨基酸称为基本氨基酸。它们中除脯氨酸外都是α-氨基酸，即在α-碳原子上有一个氨基。基本氨基酸都符合通式，都有单字母和三字母缩写符号。 按照氨基酸的侧链结构，可分为三类：脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。 1.脂肪族氨基酸共15种。 侧链只是烃链：Gly, Ala, Val, Leu, Ile后三种带有支链，人体不能合成，是必需氨基酸。 侧链含有羟基：Ser, Thr许多蛋白酶的活性中心含有丝氨酸，它还在蛋白质与糖类及磷酸的结合中起重要作用。 侧链含硫原子：Cys, Met两个半胱氨酸可通过形成二硫键结合成一个胱氨酸。二硫键对维持蛋白质的高级结构有重要意义。半胱氨酸也经常出现在蛋白质的活性中心里。甲硫氨酸的硫原子有时参与形成配位键。甲硫氨酸可作为通用甲基供体，参与多种分子的甲基化反应。 侧链含有羧基：Asp（D）, Glu（E） 侧链含酰胺基：Asn（N）, Gln（Q） 侧链显碱性：Arg（R）, Lys（K） 2.芳香族氨基酸包括苯丙氨酸（Phe,F）和酪氨酸(Tyr,Y)两种。酪氨酸是合成甲状腺素的原料。 3.杂环氨基酸 包括色氨酸(Trp,W)、组氨酸(His)和脯氨酸(Pro)三种。其中的色氨酸与芳香族氨基酸都含苯环，都有紫外吸收(280nm)。所以可通过测量蛋白质的紫外吸收来测定蛋白质的含量。组氨酸也是碱性氨基酸，但碱性较弱，在生理条件下是否带电与周围内环境有关。它在活性中心常起传递电荷的作用。组氨酸能与铁等金属离子配位。脯氨酸是唯一的仲氨基酸，是α-螺旋的破坏者。 B是指Asx，即Asp或Asn；Z是指Glx，即Glu或Gln。 基本氨基酸也可按侧链极性分类： 非极性氨基酸：Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro共八种 极性不带电荷：Gly, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, Tyr共七种 带正电荷：Arg, Lys, His 带负电荷：Asp, Glu （二）不常见的蛋白质氨基酸 某些蛋白质中含有一些不常见的氨基酸，它们是基本氨基酸在蛋白质合成以后经羟化、羧化、甲基化等修饰衍生而来的。也叫稀有氨基酸或特殊氨基酸。如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸、锁链素等。其中羟脯氨酸和羟赖氨酸在胶原和弹性蛋白中含量较多。在甲状腺素中还有3,5-二碘酪氨酸。 （三）非蛋白质氨基酸 自然界中还有150多种不参与构成蛋白质的氨基酸。它们大多是基本氨基酸的衍生物，也有一些是D-氨基酸或β、γ、δ-氨基酸。这些氨基酸中有些是重要的代谢物前体或中间产物，如瓜氨酸和鸟氨酸是合成精氨酸的中间产物，β-丙氨酸是遍多酸（泛酸，辅酶A前体）的前体，γ-氨基丁酸是传递神经冲动的化学介质。 二、氨基酸的性质 （一）物理性质 α-氨基酸都是白色晶体，每种氨基酸都有特殊的结晶形状，可以用来鉴别各种氨基酸。除胱氨酸和酪氨酸外，都能溶于水中。脯氨酸和羟脯氨酸还能溶于乙醇或乙MI中。 除甘氨酸外，α-氨基酸都有旋光性，α-碳原子具有手性。苏氨酸和异亮氨酸有两个手性碳原

多肽合成中Fmoc

多肽合成中Fmoc-氨基酸侧链的保护 在多肽合成中活泼的侧链基团要加以永久性的保护，使其在a-氨基的脱保护反 应和氨基酸缩合反应中保持稳定。它们的这种永久性保护与a-氨基的暂时性保 护配套形成正交保护，待所有缩合反应完成后再将保护基团在一定的条件下脱除。Fmoc-氨基酸的侧链保护基应在碱性条件下稳定，在酸性条件下(TFA)脱除。以 下是各个不同的氨基酸侧链常用的保护基团。 1、天冬氨酸(Asp）和谷氨酸（Glu） Asp和Glu侧链羧基常用tBu保护。可用TFA，TMSBr等脱除。但是用tBu 保护仍有侧链环化形成酞亚胺的副反应发生。近年来发展了一些新的保护基如环烷醇酯、金刚烷醇酯等可减轻这一副反应，这些保护基可用三氟甲磺酸三甲硅烷酯(TMSOTf）除去。 2、丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）和酪氨酸（Tyr） 丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）和酪氨酸（Tyr）的羟基Tyr的酚羟基通常用叔丁基(tBu)保护。 3、天冬酰胺（Asn）和谷氨酞胺（Gln） Asn和Gln的a-羧基活化时可能会发生分子内脱氢反应生成氰基化合物。碱性时Gln的侧链可以环化生成酰胺，为避免这些问题，可以用9-咕吨基，2,4,6-三甲氧卞基，4,4'-二甲氧二苯甲基或三苯甲基(Trt)等保护，这四种基团均可用TFA脱除。 4、组氨酸（His） His是最容易发生消旋化的氨基酸，Boc基团是一个较理想的保护基，降低了咪唑环的碱性，抑制了消旋。 5、半胱氨酸（Cys） CyS的-SH具有强亲核性，易被酰化成硫醚，也易被氧化为二硫键，常用保 护基有二类：一类用TFA可脱除，如对甲苄基、对甲氧苄基和二苯甲基等；第 二类可用(CF3CO)3T1 / TFA脱除，对TFA稳定。如tBu, Bom和乙酰胺甲基等，第三类对弱酸稳定，如苄基和叔丁硫基(StBu)等，CyS(StBu)可用琉基试剂和磷试剂还原，CyS（BZl）可用Na/NH3脱保护。

常见的氨基酸保护基有哪些

常见的氨基酸保护基有哪些 从最简单的病毒到人类，所有生物体内复杂的蛋白质结构都是由相同的20种氨基酸组成，这就构成了千姿百态的蛋白质世界。生物学家在对蛋白质深入研究的过程中，发现一类由氨基酸构成但又不同于蛋白质的中间物质，这类物质被称作多肽。肽是比蛋白质简单、分子量小,由氨基酸通过肽键相连的一类化合物。多肽具有调节机体生理功能和为机体提供营养的双重功效，它几乎影响着人体的一切代谢合成。一种肽含有的氨基酸少于10个称为寡肽，超过的就称为多肽；氨基酸为50多个以上的多肽就是人们熟悉的蛋白质。 由于常见的20种氨基酸中有氨基和羧基，并且很多侧链都带有活性，所以在多肽化学合成中氨基酸的保护非常关键，直接决定了合成能够成功的关键。一般要求，这些保护基在合成过程中稳定，无副反应，合成结束后可以完全定量的脱除。 1、α-氨基保护基 常用的氨基保护基可分为烷氧羰基、酰基和烷基三类。其中烷氧羰基保护基可防止消旋化，因此应用广泛，使用最普遍的是Z、Fmoc和Boc。Z基团可用钯黑，5％～20％钯炭催化氢化法脱除。Boc基团具有与Z基团不同的化学性质，不能用催化氢化法脱除，但易于酸解脱除，它可以和Z基团搭配使用，有选择性地脱除。Fmoc基团的特点是对酸稳定，可被碱脱除。因此尤其适合于合成含有Trp、Met、Cys等对酸不稳定的多肽。 2、α-羧基保护基 与氨基保护基相比，羧基保护基种类较少，一般以盐或酯的形式存在。盐是对羧基的临时保护，常用的有钾盐、钠盐、三乙胺盐和三丁胺盐等。常用的酯类有甲

酯、乙酯、苄酯和叔丁酯。叔丁酯是近年来最常用的羧基保护基，可用酸在温和条件下脱除。 3、侧链保护基 为了避免副反应的发生，某些氨基酸的侧链官能团需采用适当的保护基加以保护。同一个侧链有多种不同的保护基，可以在不同的条件下选择性的脱除，这点在环肽以及多肽修饰上具有很重要的意义，而且侧链保护基和选择的合成方法有密切的关系。 多肽化学合成方法，包括液相和固相两种方法。液相合成方法现在主要采用BOC 和Z两种保护方法，主要应用于短肽的合成，如阿斯巴甜，力肽，催产素等，相对于固相合成，具有保护基选择多，成本低廉，合成规模容易放大的许多优点。主要缺点是，合成范围小，一般都集中在10个氨基酸以内的多肽合成，还有合成中需要对中间体进行提纯，时间长，工作量大。固相合成方法现在主要采用FMOC和BOC两种方法，它具有合成方便，迅速，容易实现自动化，而且可以比较容易合成到30个氨基酸左右的多肽。 常见的氨基和羧基保护基

“氨基酸”复习要点

“氨基酸”复习要点 氨基酸是含有氨基（－NH2）和羧基（－COOH）的一类有机物。它是蛋白质水解的最终产物，也是组成蛋白质的基本单元，是一种很重要的含氮有机化合物。关于氨基酸的基本知识有以下几点须认真掌握。 一、氨基酸的分类 氨基酸可分为脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸。脂肪族氨基酸可按照氨基和羧基的相对位置不同分为α，β，γ…ω等氨基酸。 如： α-氨基酸 β-氨基酸 ω一氨基酸 α-氨基－β-苯基丙酸 天然氨基酸绝大部分为α-氨基酸。在天然氨基酸分子中，根据所含氨基和羧基的数目，又可分为三类：中性氨基酸（氨基和羧基数目相等）、碱性氨基酸（氨基多于羧基）、酸性氨基酸（氨基少于羧基）。 二、氨基酸的性质 1．双重电离平衡表现两性：既与酸反应，又与碱反应。

如： 2．分子内部中和，生成内盐。 由于该性质，使氨基酸具有较高的熔、沸点，易溶于水，难溶于非极性溶剂，具有类似离子晶体的某些性质。 3．分子间的缩合反应 一个氨基酸分子中的羧基可以跟另一个氨基酸分子中的氨基反应，按羧基脱羟基、氨基脱氢的反应机理，脱去一个水分子而形成酰胺基，即肽键。如：甘氨酸缩合成二肽 这样连续不断缩合下去，就形成多肽化合物，蛋白质就是由许多种氨基酸通过肽键连接而成的高分子化合物。 三、蛋白质、多肽、α-氨基酸之间的转化关系

多肽、二肽、蛋白质分子中均存在“—NH2”与“—COOH”两种官能团，所以均具有两性。 以下是几道有关蛋白质、氨基酸的高考试题的解析。 1．（1990）下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中（A）（B）（C）（D）标出分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时断裂的键是[ ] 解析：蛋白质是不同的氨基酸（天然蛋白质所含的都是α-氨基酸）互相结合而形成的高分子化合物。蛋白质经水解反应，生成氨基酸（教材原文），所以题中 蛋白质发生水解反应时应是碳－氮键（即肽键）断裂，即。正确选项是C。 2．（1991）在四种化合物①NaHCO3②Al(OH)3③(NH4)2S A．只有②④ B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④ 解析：四种化合物中①②③都能跟盐酸、NaOH溶液反应。④是氨基乙酸，氨基酸分子里不但含有羧基（－COOH），具有酸性，而且含有氨基（－NH2），具有碱性，所以它既可以与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，正确选项是D。 3．（1994）A，B两种有机化合物，分子式都是C9H11O2N，化合物A是天然蛋白质水解产物，光谱测定中显示分子中不存在甲基。化合物A的结构式是______，B（略）。 解析：只要记住天然蛋白质的水解产物都是α-氨基酸，A必具有

氨基酸 百度百科

编辑词条 氨基酸 百科名片 氨基酸（amino acid）：含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物。氨基连在α-碳上的为α-氨基酸。天然氨基酸均为α-氨基酸。 目录[隐藏] 氨基酸的结构通式 氨基酸的分类 氨基酸的检测 氨基酸的功能 氨基酸合成 氨基酸所对应的密码子表 氨基酸胶囊 氨基酸的结构通式 氨基酸的分类 氨基酸的检测 氨基酸的功能 氨基酸合成 氨基酸所对应的密码子表 氨基酸胶囊 amino acid (abbr.aa) [编辑本段] 氨基酸的结构通式 α-氨基酸的结构通式： （R是可变基团）

构成蛋白质的氨基酸都是一类含有羧基并在与羧基相连的碳原子下连有氨基的 有机化合物，目前自然界中尚未发现蛋白质中有氨基和羧基不连在同一个碳原子上的氨基酸。 [编辑本段] 氨基酸的分类 天然的氨基酸现已经发现的有300多种，其中人体所需的氨基酸约有22种，分非必需氨基酸和必需氨基酸（人体无法自身合成）。另有酸性、碱性、中性、杂环分类，是根据其化学性质分类的。 1、必需氨基酸 （essential amino acid）：指人体（或其它脊椎动物）不能合成或合成速度远不适应机体的需要，必需由食物蛋白供给，这些氨基酸称为必需氨基酸。共有10种其作用分别是： ①赖氨酸（Lysine ）：促进大脑发育，是肝及胆的组成成分，能促进脂肪代谢，调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢，防止细胞退化； ②色氨酸（Tryptophan）：促进胃液及胰液的产生； ③苯丙氨酸（Phenylalanine）：参与消除肾及膀胱功能的损耗； ④蛋氨酸（又叫甲硫氨酸）（Methionine）；参与组成血红蛋白、组织与血清，有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能； ⑤苏氨酸（Threonine）：有转变某些氨基酸达到平衡的功能； ⑥异亮氨酸（Isoleucine ）：参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及代谢；脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺； ⑦亮氨酸（Leucine ）：作用平衡异亮氨酸； ⑧缬氨酸（Valine）：作用于黄体、乳腺及卵巢。 9.精氨酸（arginine）：精氨酸与脱氧胆酸制成的复合制剂（明诺芬）是主治梅毒、病毒性黄疸等病的有效药物。 10.组氨酸histidine 人体虽能够合成Arg和His，但合成的量通常不能满足正常的需要，因此，这两种氨基酸又被称为半必需氨基酸。 前8种人体必需氨基酸的记忆口诀 ①"赖蛋苏苯挟一亮色（联想记忆法-高中生物老师教的，意义深刻）" 谐音: 借(缬氨酸), 一(异亮氨酸),两(亮氨酸),本(苯丙氨酸),蛋(蛋氨酸),色(色氨酸),书(苏氨酸),来(赖氨酸). ②"笨蛋来宿舍，晾一晾鞋" 笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）来（赖氨酸）宿（苏氨酸）舍（色氨酸），晾（亮氨酸）一凉（异亮氨酸）鞋（缬氨酸） ③＂携带一两本甲硫色书来＂