氨基酸結構和分類（二）

二、氨基酸的性質
（一）物理性質
α-氨基酸都是白色晶體，每種氨基酸都有特殊的結晶形狀，可以用來鑒別各種氨基酸。除胱氨酸和酪氨酸外，都能溶于水中。脯氨酸和羥脯氨酸還能溶于乙醇或乙MI中。
除甘氨酸外，α-氨基酸都有旋光性，α-碳原子具有手性。蘇氨酸和異亮氨酸有兩個手性碳原子。從蛋白質水解得到的氨基酸都是L-型。但在生物體內特別是細菌中，D-氨基酸也存在，如細菌的細胞壁和某些抗菌素中都含有D-氨基酸。
三個帶苯環的氨基酸有紫外吸收，F:257nm,ε=200; Y:275nm,ε=1400; 
W:280nm,ε=5600。通常蛋白質的紫外吸收主要是后兩個氨基酸決定的，一般在280nm。
氨基酸分子中既含有氨基又含有羧基，在水溶液中以偶極離子的形式存在。所以氨基酸晶體是離子晶體，熔點在200℃以上。氨基酸是兩性電解質，各個解離基的表觀解離常數按其酸性強度遞降的順序，分別以K1’、K2’來表示。當氨基酸分子所帶的凈電荷為零時的pH稱為氨基酸的等電點(pI)。等電點的值是它在等電點前后的兩個pK’值的算術平均值。
氨基酸完全質子化時可看作多元弱酸，各解離基團的表觀解離常數按酸性減弱的順序，以pK1’ 、pK2’ 
、pK3’表示。氨基酸可作為緩沖溶液，在pK’處的緩沖能力最強，pI處的緩沖能力最弱。
氨基酸的滴定曲線如圖。
（二）化學性質
1.氨基的反應
（1）酰化
氨基可與酰化試劑，如酰氯或酸酐在堿性溶液中反應，生成酰胺。該反應在多肽合成中可用于保護氨基。
（2）與亞硝酸作用
氨基酸在室溫下與亞硝酸反應，脫氨，生成羥基羧酸和氮氣。因為伯胺都有這個反應，所以賴氨酸的側鏈氨基也能反應，但速度較慢。常用于蛋白質的化學修飾、水解程度測定及氨基酸的定量。
（3）與醛反應
氨基酸的α-氨基能與醛類物質反應，生成西佛堿-C=N-。西佛堿是氨基酸作為底物的某些酶促反應的中間物。賴氨酸的側鏈氨基也能反應。氨基還可以與甲醛反應，生成羥甲基化合物。由于氨基酸在溶液中以偶極離子形式存在，所以不能用酸堿滴定測定含量。與甲醛反應后，氨基酸不再是偶極離子，其滴定終點可用一般的酸堿指示劑指示，因而可以滴定，這叫甲醛滴定法，可用于測定氨基酸。
（4）與異硫氰酸苯酯(PITC)反應
α-氨基與PITC在弱堿性條件下形成相應的苯氨基硫甲酰衍生物（PTC-AA），后者在硝基甲烷中與酸作用發生環化，生成相應的苯乙內酰硫脲衍生物（PTH-AA）。這些衍生物是無色的，可用層析法加以分離鑒定。這個反應首先為Edman用來鑒定蛋白質的N-末端氨基酸，在蛋白質的氨基酸順序分析方面占有重要地位。
（5）磺酰化
氨基酸與5-(二甲胺基)萘-1-磺酰氯(DNS-Cl)反應，生成DNS-氨基酸。產物在酸性條件下(6NHCl)100℃也不破壞，因此可用于氨基酸末端分析。DNS-氨基酸有強熒光，激發波長在360nm左右，比較靈敏，可用于微量分析。
（6）與DNFB反應
氨基酸與2,4-二硝基氟苯(DNFB)在弱堿性溶液中作用生成二硝基苯基氨基酸（DNP氨基酸）。這一反應是定量轉變的，產物黃色，可經受酸性100℃高溫。該反應曾被英國的Sanger用來測定胰島素的氨基酸順序，也叫桑格爾試劑，現在應用于蛋白質N-末端測定。
（7）轉氨反應
在轉氨酶的催化下，氨基酸可脫去氨基，變成相應的酮酸。
2.羧基的反應
羧基可與堿作用生成鹽，其中重金屬鹽不溶于水。羧基可與醇生成酯，此反應常用于多肽合成中的羧基保護。某些酯有活化作用，可增加羧基活性，如對硝基苯酯。將氨基保護以后，可與二氯亞砜或五氯化磷作用生成酰氯，在多肽合成中用于活化羧基。在脫羧酶的催化下，可脫去羧基，形成伯胺。
3茚三酮反應
氨基酸與茚三酮在微酸性溶液中加熱，最后生成藍色物質。而脯氨酸生成黃色化合物。根據這個反應可通過二氧化碳測定氨基酸含量。
4.側鏈的反應
絲氨酸、蘇氨酸含羥基，能形成酯或苷。