Amino Acids and Proteins อวยพร อภิรักษ์อร่ามวง ภาควิชาชีวเภสัชศาสตร์ คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยศิลปากร

วัตถุประสงค์ 1. เข้าใจและอธิบายความหมาย รวมทั้งบอกความสำคัญของกรดอะมิโน เปปไทด์ และโปรตีนได้ 2. สามารถบอกถึงชนิด โครงสร้างทางเคมี คุณลักษณะที่สำคัญของกรดอะมิโนได้ 3. อธิบายชนิด โครงสร้างทางเคมีของเปปไทด์และโปรตีน การเรียกชื่อเปปไทด์

วัตถุประสงค์ 4. อธิบายเทคนิค หลักการและวิธีการที่ใช้ในการศึกษากรดอะมิโน และโปรตีน การแยกโปรตีนและการหาลำดับกรดอะมิโน 5. อธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนได้ 6. เข้าใจและอธิบายโรคหรือความบกพร่องอันเนื่องมาจากความผิดปกติของโปรตีนบางชนิดได้

Amino Acids

Asymmetric C atom, L- amino acid naturally, Amino Acid Structure Asymmetric C atom, L- amino acid naturally, 20 amino acids (ตาราง 1.1)

Amino Acid Structure

Ionization, Acid-base of amino acids H Zwitterion

Ionization, Acid-base of amino acids Isoelectric point (pI) -ใช้ในการพยากรณ์การเคลื่อนที่ของโปรตีนในสนามไฟฟ้า -ใช้เลือกบัฟเฟอร์ที่เหมาะสมในการแยกกรดอะมิโนหรือโปรตีน

การคำนวณ pI ของกรดอะมิโน 1.เขียนสมการสมดุลของการแตกตัวของกรดอะมิโน 2. ดูค่า pK ที่ให้ isoelectric species 3. คำนวณค่า isoelectric pH หรือ pI ซึ่งเท่ากับ ค่า pH ที่อยู่กึ่งกลางระหว่าง isoelectric species นั้น ๆ

ตัวอย่างการคำนวณ pI

ตัวอย่างการคำนวณ pI สำหรับ Asp pK1 = 2.09, pK2 = 3.86

Titration curve of alanine

Amino Acid R-groups 1. Polarity 2. Ionization of R group 3. H-bond 4. Properties of individual amino acids

Amino Acid R-groups Non-Polar Hydrophobic Polar Charged Uncharged Tryptophan Phenylalanine Isoleucine Tyrosine Leucine Valine Methionine Polar Charged Arginine (+) Glutamic acid (-) Aspartic Acid (-) Lysine (+) Histidine (+) Uncharged Cysteine Proline Serine Glutamine Asparagine Glycine Threonine Alanine

Amino Acid R-groups Properties of individual amino acids

Gly เป็นกรดอะมิโนที่มีขนาดเล็กที่สุด Amino Acid R-groups Properties of individual amino acids Gly เป็นกรดอะมิโนที่มีขนาดเล็กที่สุด Pro (imino acid) มีโครงสร้างเป็นวงแหวน ทำให้โปรตีนมีความยืดหยุ่นน้อย Cys + Cys----> Cystine (S-S bond)

การตรวจสอบกรดอะมิโน Ninhydrin ให้สีม่วงน้ำเงินกับกรดอะมิโน ยกเว้น Pro ให้สีเหลือง Fluorescamine ให้สารเชิงซ้อนเรืองแสงเมื่อทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโน ทั้งสองสารทำปฏิกิริยากับ a-amino group

Special Amino Acids

กรดอะมิโนที่ใช้เป็นยา D-penicillamine (D-,b,b-dimethylglycine) เป็น metabolite ของ penicillin Chelator : Cu2+, Pb2+

กรดอะมิโนที่ใช้เป็นยา N-acetylcysteine ใช้รักษาพิษจาก paracetamol mucolytic

ปฏิกิริยาเคมีของกรดอะมิโน CO2 ทำปฏิกิริยากับ amino group (reversible) ----> carbamate derivatives เกิดกับการขนส่ง CO2 ในเลือดด้วย Hb

ปฏิกิริยาเคมีของกรดอะมิโน ไอออนของโลหะ ทำปฏิกิริยาแล้วได้ complex cpd อันตราย กรณี ไอออนของโลหะหนักทำปฏิกิริยากับ -SH-->denaturation of protein

ปฏิกิริยาเคมีของกรดอะมิโนกับกลูโคส

Peptide bond formation

Peptide bond formation