NH3 CHRCOOH NH3 CHRCOO+H—NH2C 当pH升到6时,从羧基失去一个质子形成两性离子NH3 CHRCOO,在电场中呈中性,进一步升高pH 即失去第二个质子,产生NH2 CHRCOO。第一步解离的pK为20-2.5,a-COOH基解离;第二步解离的pK 为90~10,即a-NH3的解离。其它含有可解离的R基团的氨基酸还存在额外的解离形式,视其R基团的pK 值而定。 在pH597时,甘氨酸分子的净电荷等于零,在电场中这个分子不再流动。这就是它的等电pH。pl代表 等电点时的pH,为pK1及pK2的算术平均值,即pl=(pK1+pK2)/2。 五、氨基酸的吸收光谱 氨基酸都不吸收可见光,但酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸显著地吸收紫外光。由于大多数蛋白质都含有 酪氨酸残基,因此用紫外分光光度计测定蛋白质对280nm紫外光的吸收,可以作为测定蛋白质含量的特别 快速而简便的方法。 H,NCH,COO pK2,9.60 H3NCH,COO H,NCH,COO pl=5.9 NCH,COO H,NCH COOH HGNCH,COOH HINCH,COO 10 0.5 1.0 每摩尔甘氨酸结合的H量 图4-1甘氨酸的解离曲线 (方块内表示在解离曲线拐点处的pH时所具有的离子形式) 六、氨基酸的溶解度、旋光性和味感 在水中,胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等,溶解度很小,精氨酸、赖氨酸的溶解度特别大(表 4-5)。在盐酸溶液中,一切氨基酸都可有不同程度的溶解度。 在天然氨基酸中,只有甘氨酸无旋光性。 氨基酸的味感与其立体构型有关。D-型氨基酸多数带有甜味,甜味最强的是D-色氨酸,可达蔗糖的 40倍。-型氨基酸有甜、苦、鲜、酸等四种不同味感。民间用澄淸的生石灰水蒸鸡蛋,味道极甜美,就是 部分苦味的L型氨基酸转变为甜味的D-型氨基酸的结果。 七、氨基酸的化学反应 氨基酸的羧基具有一羧酸羧基的性质(如成盐、成酯、成酰胺、脱羧、酰氯化等),氨基酸的氨基具
NH3CHRCOOH + +NH3CHRCOO- NH2CHRCOO- H+ ＋ 2H+ ＋ 当pH升到 6 时，从羧基失去一个质子形成两性离子NH3 ＋ CHRCOO— ，在电场中呈中性，进一步升高 pH 即失去第二个质子，产生NH2CHRCOO— 。第一步解离的pK为 2.0~2.5，α-COOH 基解离；第二步解离的pK 为 9.0~10，即α- + NH3 的解离。其它含有可解离的R基团的氨基酸还存在额外的解离形式，视其R基团的pK 值而定。 在pH5.97 时，甘氨酸分子的净电荷等于零，在电场中这个分子不再流动。这就是它的等电pH。pI代表 等电点时的pH，为pK1及pK2的算术平均值，即pI= (pK1＋pK2) /2。 五、氨基酸的吸收光谱 氨基酸都不吸收可见光，但酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸显著地吸收紫外光。由于大多数蛋白质都含有 酪氨酸残基，因此用紫外分光光度计测定蛋白质对 280nm 紫外光的吸收，可以作为测定蛋白质含量的特别 快速而简便的方法。 H3NCH2COOH H3NCH2COOH3NCH2COOH H3NCH2COOH2NCH2COOH3NCH2COOH2NCH2COOA B 图4-1 甘氨酸的解离曲线 (方块内表示在解离曲线拐点处的pH时所具有的离子形式） 每摩尔甘氨酸结合的H+ 量 1.0 1 2 3 4 6 5 7 8 9 10 11 12 13 0.5 0 －0.5 － 1.0 pK' 1＝ 2.34 pI＝ 5.97 pK' 2＝9.60 pH 六、氨基酸的溶解度、旋光性和味感 在水中，胱氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等，溶解度很小，精氨酸、赖氨酸的溶解度特别大（表 4-5）。在盐酸溶液中，一切氨基酸都可有不同程度的溶解度。 在天然氨基酸中，只有甘氨酸无旋光性。 氨基酸的味感与其立体构型有关。D-型氨基酸多数带有甜味，甜味最强的是 D-色氨酸，可达蔗糖的 40 倍。L-型氨基酸有甜、苦、鲜、酸等四种不同味感。民间用澄清的生石灰水蒸鸡蛋，味道极甜美，就是 部分苦味的 L-型氨基酸转变为甜味的 D-型氨基酸的结果。 七、氨基酸的化学反应 氨基酸的羧基具有一羧酸羧基的性质（如成盐、成酯、成酰胺、脱羧、酰氯化等），氨基酸的氨基具 82
有一级胺(RNH2)氨基的一切性质(如与HCl结合、脱氨、与HNO2作用等)。还有一部分性质则为氨基 羧基共同参加或支链R基团参加的反应。 表45天然氨基酸的溶解度和旋光性 溶解度 旋光性 氨基酸|(%) (25℃)比旋浓度(% 溶剂 阈值 g/100mL) L-型D型 胱氨酸0011-212.90.99 1. 02mol/L HCI 酪氨酸0045 727 4.0 6.03mol/L HCI 微苦甜 天冬氨酸005+246220 6mol/L HCI 酸(弱鲜) 谷氨酸084+317099 1. 73mol/L HCl 30(5) 鲜(酸) 色氨酸1.3 3215207 H2O 强甜 苏氨酸1.9-283 微甜弱甜 亮氨酸2.19+1391907 4.5mol/L HCI 强甜 苯丙氨酸2.96 35.1 193 H20 微苦强甜 蛋氨酸338+234 3mol/L HCl 异亮氨酸412+4065.1 6.1 mol/L HCI 组氨酸429 3923.77 H2O 20 甜甜甜 丝氨酸502+145934 Imol/L hcl 甜强甜 缬氨酸85+288340 6mol/L HCI 强甜 丙氨酸1651+14471005.97 mol/L HCI 甘氨酸2499 苦苦苦蛞苦甜甜蛞甜 强甜 甜 羟脯氨酸|36.11 75.2 H2O 脯氨酸 85.0 精氨酸易溶 6mol/L HCI 10 微苦弱甜 赖氨酸易溶+25721.64 6. 03mol/L HCI 苦弱甜 谷氨酰胺 弱鲜甜 天冬酰胺 弱苦酸 阈值为L-氨基酸的数据。谷氨酸和天冬氨酸呈酸味,其钠盐才呈鲜味 )由氨基参加的反应 、与HNO2的反应氨基酸的a-氨基定量地与亚硝酸作用产生羟酸和N2,所生成的N2可用气体 分析仪器加以测定,这是 Van Slyke氏氨基氮测定法的原理 R一CH-cOOH+HNO R-CH-cooH+N2↑+H2O 氨基酸 羟酸 ε-氨基(如赖氨酸)与HNO2作用较慢,α-氨基在室温下3~4分钟作用即完全。脯氨酸、羟脯氨酸中的 亚氨基,精氨酸、组氨酸和色氨酸环中的结合N皆不与亚硝酸作用。 2、与醛类的反应氨基酸的α-氨基能与醛类化合物反应生成弱碱,即所谓西佛碱。 R一C=0+R一 CHCOOH R-C=N--CH--COoH H,O a-氨基酸 西佛碱 西佛碱是氨基酸作为底物的某些酶促反应中的中间物。 与甲醛的反应氨基酸的氨基与中性甲醛作用的反应可表示如下: R— CH--CO02HCHO R—CH—COO + NH(CH,OH)2 a-氨基酸 氨基酸的二羟甲基衍生物 83
有一级胺(R—NH2)氨基的一切性质(如与HCl结合、脱氨、与HNO2作用等)。还有一部分性质则为氨基、 羧基共同参加或支链R基团参加的反应。 表 4-5 天然氨基酸的溶解度和旋光性 溶解度 旋 光 性 味 感 氨基酸 (%) (25℃) 比旋 浓度(%) 溶剂 阈 值 (mg/100mL) L-型 D-型 胱氨酸 0.011 －212.9 0.99 1.02mol/L HCl — — — 酪氨酸 0.045 －7.27 4.0 6.03mol/L HCl — 微苦 甜 天冬氨酸 0.05 ＋24.62 2.0 6mol/L HCl 3 酸(弱鲜) — 谷氨酸 0.84 ＋31.7 0.99 1.73mol/L HCl 30(5) 鲜(酸) — 色氨酸 1.13 －32.15 2.07 H2O 90 苦 强甜 苏氨酸 1.59 －28.3 1.1 H2O 260 微甜 弱甜 亮氨酸 2.19 ＋13.91 9.07 4.5mol/L HCl 380 苦 强甜 苯丙氨酸 2.96 －35.1 1.93 H2O 150 微苦 强甜 蛋氨酸 3.38 ＋23.4 5.0 3mol/L HCl 30 苦 甜 异亮氨酸 4.12 ＋40.6 5.1 6.1mol/L HCl 90 苦 甜 组氨酸 4.29 －39.2 3.77 H2O 20 苦 甜 丝氨酸 5.02 ＋14.5 9.34 1mol/L HCl 150 微甜 强甜 缬氨酸 8.85 ＋28.8 3.40 6mol/L HCl 150 苦 强甜 丙氨酸 16.51 ＋14.47 10.0 5.97mol/L HCl 60 甜 强甜 甘氨酸 24.99 0 — — 110 甜 甜 羟脯氨酸 36.11 －75.2 1.0 H2O 50 微甜 — 脯氨酸 62.30 －85.0 1.0 H2O 300 甜 — 精氨酸 易溶 25.58 1.66 6mol/L HCl 10 微苦 弱甜 赖氨酸 易溶 ＋25.72 1.64 6.03mol/L HCl 50 苦 弱甜 谷氨酰胺 — — — — 250 弱鲜甜 — 天冬酰胺 — — — — 100 弱苦酸 — *阈值为 L-氨基酸的数据。谷氨酸和天冬氨酸呈酸味，其钠盐才呈鲜味。 （一）由氨基参加的反应 1、与 HNO2 的反应 氨基酸的 α-氨基定量地与亚硝酸作用产生羟酸和 N2，所生成的 N2 可用气体 分析仪器加以测定，这是 Van Slyke 氏氨基氮测定法的原理。 ＋ NH2 R CH COOH HNO2 ＋ OH R CH COOH N2 ＋ H2O 氨基酸 羟酸 ε-氨基(如赖氨酸)与 HNO2 作用较慢，α-氨基在室温下 3~4 分钟作用即完全。脯氨酸、羟脯氨酸中的 亚氨基，精氨酸、组氨酸和色氨酸环中的结合 N 皆不与亚硝酸作用。 2、与醛类的反应 氨基酸的 α-氨基能与醛类化合物反应生成弱碱，即所谓西佛碱。 ＋ NH2 R CH COOH α-氨基酸 H R' C O ＋ R N CH COOH H R' C H2O 醛 西佛碱 西佛碱是氨基酸作为底物的某些酶促反应中的中间物。 与甲醛的反应 氨基酸的氨基与中性甲醛作用的反应可表示如下： NH3 CH COO- R α-氨基酸 + 2HCHO NH(CH2OH)2 CH COO- R + 氨基酸的二羟甲基衍生物 83