[课件]第二十章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸PPT

羧 肽 酶
N 端 第 二 个 A A
C 端 第 二 个 A A
因此，原三肽是：半胱· 赖· 色肽
化学法： 1、二硝基氟苯法（桑格尔法）
O O O F + H NCH CN H C H C NHCHCOH 2 2 p H = 8 9 室 温 CH C H NO 3 CH 2 6 5 2
O N 2
O N 2
②每种氨基酸的数目；
多 肽
酸 或 碱 水 解
混 合 氨 基 酸
肽的水解
电 泳 、 离 子 交 换 氨 基 酸 分 析 仪 等
氨 基 酸 的 种 类 和 数 量
③这些氨基酸在肽链中的排列顺序。 A．部分水解法：
水 解 碎 片 多 肽部 分 水 解 各 水 解 碎 片 的 氨 基 酸 组 分
B．端基分析法： 用特殊试验鉴定肽链的C-端或N-端。 端基分析有酶解法和化学法。
2、Edman降解法（P598）
C H N = C = S+ R-CH-CONHCHCO 6 5
NH 2
异硫氰酸苯酯
, R
+ H O 3 C H NHC NHCH CONHCHCO
. .
O
6 5
S
R
R
,
C 6H5 N S
R
NH
+
H N C H C O 2 , R
其原理已被现代氨基酸自动分析仪所采用。
三、多肽的命名
O O O H N-C H COH + H N-C H COH + H N-C H COH 2 2 2 2 CH 3
-2H CH CH(C H ) 2O 2 3 2
甘氨酸
丙氨酸
亮氨酸
O O O H N-CH -C- NH-CH-C-NH-CH-COH 2 2 CH 3 CH CH(CH )2 2 3
1.以C－端为母体；
2.其它为取代基； 3.酸→酰
4.“—”隔开
产物三肽的名称为：甘氨酰-丙氨酰-亮氨酸 （甘-丙-亮）（Gly-Ala-Leu）
三肽：6种组合方式 100肽：20100组合方式
牛胰岛素：51肽
四、 多肽结构的测定(自学)
相对分子质量→物理、化学方法
确定肽的结构，通常必须进行如下测定： ①组成肽的氨基酸的种类；
C O O C 2H 5
H ， O H 2O H ， O H 2O
C O O C H C 2 6H 5
H d ,C 2/P （ 更 常 用 ）C O O H+C H 6H 5C 3
NH2的保护：
O C 6 H 5 CH 2 O C C l NH 2 O (H 3 C) 3 C O C N 3 H 2 / Pd C 6 H 5 CH 3 O C 6 H 5 CH 2 O C NH O (H 3 C) 3 C O C NH R + HO O CNH C HCO O H (a) (b)
烷基化
COOE t NCC - H CH S CH 2 2 3 COOE t O
COO
NaOH
H2 O
COO HCl COO -CO 2 NH -CCH CH S C H 2 2 3 O COO
-
+ H N CHCH CH S C H 3 2 2 3
蛋氨酸（ 50%）
§20.2
一、多肽的定义
多肽
肽：一个氨基酸的羧基与另一分子氨基酸的氨基通过失水反应，
型均为L－型（若以R/S法标记，则为S－型）。
四、 氨基酸的化学性质
RCH-C O OH NH 2
1、两性和等电点
（1）两性
R CH COOH + HCl R CH COOH+ Cl NH 2
R CH COOH + NaOH NH 2
NH3
+
+ R CHCOO Na
NH 2
（2）等电点（isoelectric point:PI）
酶
分 离 、 测 定
拼 凑
原 多 肽 的 结 构
酶解法： 用羧肽酶处理多肽，水解只发生在C-端；用氨肽酶处理多 肽，水解只发生在N-端； 例如，某三肽结构的测定：
二 肽 + 半 胱 氨 酸
N 端 A A 氨 肽 酶 氨 肽 酶
某 三 肽
羧 肽 酶
+ 二 肽 色 氨 酸
C 端 A A
赖 氨 酸 赖 氨 酸
第二十章 氨 基酸、多肽、 蛋白质和核 酸
§20.1
氨基酸（amino acid ：aa）
羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代生成的化合 物叫氨基酸。
一、氨基酸的结构、分类 、命名
结构特点 分子中既含有氨基，又含有羧基。
RCH-C O OH NH 2
N H 2 H O C H C H C O O H 2
五、 多肽的合成 (自学)
1、 传统合成
基 保 护 试 剂 ， 如 ： B 氨 氯 甲 酸 苄 酯 、 氯 甲 酸 叔 丁 酯 等 基 活 化 试 剂 ， 如 ： A 羧 P C l5、 S O C l2等
H N C H C O O H 2 保 护 氨 基 R
H N C H C O O H 2 R ' 引 入 第 二 个 A A 重 复 上 述 反 应
谷氨酸 N H 2
蛋白质氨基酸、 天然游离氨基酸
命名 一般根据来源和性质命名。系统命名是将氨基作为羧基的 取代基来命名，常用的是俗名。
CH2CHCOOH NH2
( C H ) C H C H C H ( N H ) C O O H 3 2 2 2
2-氨基-3-苯基丙酸 苯丙氨酸
2-氨基-4-甲基戊酸 亮氨酸
C H C H C H ( N H ) C O O H 6 5 2 2
苯丙氨酸
碱性氨基酸： -NH2 ﹥ -COOH
H N ( C H ) C H ( N H ) C O O H 2 2 4 2
赖氨酸
酸性氨基酸： -NH2 ﹤ -COOH
3、按来源分
H O O C C H C H C H C O O H 2 2
L iA lH 4
N=C=N
RCH(NH2)CH2OH
N 二环己基碳化二亚胺 R-CH-COO C NH2 （DCC） NH
（活化羧基P600）
4、与茚三酮的反应（p592）
O O O
O O OH OH
茚
茚三酮
水合茚三酮
α-氨基酸都可以和茚三酮发生呈紫色的反应
O a- ° ±» ù » á » O OH OH
保护氨基
O 2 N
NO 2R + HF NH CH COOH
R O CH COO NH CH 2 OC
3、 羧基的反应
O H
RCH(NH2)COORCH(NH2)COCl
（活化羧基）
PCl5
C H O H RCH(NH2)COOC2H5 2 5
RCH-C O OH NH 2
R N H 2
（保护羧基） RCH(NH2)CONHR
分离鉴别等电点的用途2氨基反应rchcoohnhrchcoohnhrchcoohohrchcoohnhcochhfo2ncooh保护氨基测氨基封闭氨基rchcoohnchcl桑格试剂ohrchcoohnhcoclrchnhconhrrchnhoh活化羧基保护羧基活化羧基p600pclohrnh二环己基碳化二亚胺dcc3羧基的反应rchcoonhnh4与茚三酮的反应p592氨基酸都可以和茚三酮发生呈紫色的反应ohohohoh茚三酮水合茚三酮用茚三酮反应可鉴别氨基酸chcooh6脱羧反应rchcoohnhrchnhrchchcoohch蛋白质水解protein室温brnh五氨基酸的制法3盖布瑞尔法gabrial法特点
H H O O 3N C C R
H
H H N C O O C 2 R
负离子
H HO
HO
调节PH值
H H N C C O O H 3 R
正离子
净电荷为零
等电点 （PI）：净电荷等于零的氨基酸所处溶液PH值。
等电点的涵义 ① 氨基酸溶液中羧基与氨基的电离程度相同时 溶液的pH值。 ② 氨基酸在溶液中以偶极离子存在时，溶液的 pH值。 ③ 在电场中，氨基酸既不向阴极移动，也不向 阳极移动时，氨基酸溶液的pH值。
B
BH N C H C O O H 活 化 羧 基 R A
A
BH N C H C O -A R
第 三 个 A A
BH N C H C O H N C H C O O H 活 化 第 二 个 羧 基 R R ' B 多 肽
H P d 2， 脱 去 保 护 基 团
多 肽
采用保护羧基，活化氨基的方法也可合成多肽。
+
交酰胺（ 2,5-二嗪哌酮）
6、脱羧反应
R -C H -C O O H N H 2
B a (O H )2
R C H N H C O 2 2+ 2
五、 氨基酸的制法
1、 蛋白质水解
Protein
H+orOH-or» »
÷» a-AA» » ì »»
»» · ¨» ù »L» »»» ÷» a-AA» »
分离
等电点的用途
等电点时，以两性离子形式存在的氨基酸浓度最
大（在水溶液中），氨基酸的溶解度最小。
鉴别 不同的氨基酸有不同的等电点，所以可以通过测定氨基 酸的等电点来鉴别氨基酸。
中性氨基酸的等电点：pH=6.2~6.8
酸性氨基酸的等电点：pH=2.8~3.2 碱性氨基酸的等电点：pH=7.6~10.8
H O 2
C O O H
R + H N C H C O O H + R ' O H 2 C O O H
特点：可以制备很纯的氨基酸
4、斯垂克（Strecker）合成
RCHO + HCN
OH RCHCN
(+ _)
NH3 -H 2 O
RC HCN NH 2
_ +
H
3
+O
RC H C O O

NH 3
+
_ +
分类 1、根据－NH2和－COOH的相对位置分为： α－、β－、γ－、δ－、ε－、ω－等。
α γ
CH3-CH-COOH NH2
CH CHCH CH COOH 3 2 2 NH 2
γ -氨基戊酸
α-氨基丙酸
由蛋白质水解得到的氨基酸都是α-氨基酸
2、根据－NH2和－COOH的相对数目
中性氨基酸： -NH2 = -COOH
此法操作步骤繁琐，需经多次分离提纯，最后产率不高。
保护基必须具备的条件
（1）易在预定的部位引入
（2）在某特定的条件下，保护基很易除去
（3）引入和除去保护基时，分子中的其它部位 不会受到影响，特别是已接好的肽键。
H ， O H 2O
H H
C O O C H 3
C O O H C O O H H
－COOH的保护 比酰胺易水解 （r.t. 稀碱）
O
5、 α -氨基酸热分解
C H 2 R C H C H C H C O O H 2 2 N H 2 C H RCH 2 NHC O
- - H 2O 2 H N C H C O O 3 2
+
H NCH CONHCH COO 3 2 2
+
O NH HN O
- - 2H O 2 2 H N C H C O O 3 2
二、氨基酸的构型和存在形式 1、构型
RCH-C O OH NH 2
有旋光（除甘氨酸）
（1）D/L表示
COOH H 2N R H
H R COOH NH 2
NH 2 H
COOH H OH CH 3
L-型：氨基在左 （2）R/S 表示
D-型：氨基在右
L-苏氨酸
（2S，3R）-2-氨基-3-羟基丁酸
2、存在形式
新生成的酰胺化合物。
二肽：二分子氨基酸失水形成的肽； 多肽：多个分子氨基酸失水形成的肽。
肽键
N端
O O H N C H C N H C H C O H C-端 2 2 C H 3
二、 分类
二肽：两个氨基酸缩合生成的化合物 →一个肽键 三肽：三个氨基酸缩合生成的化合物 →二个肽键
多肽：多个氨基酸缩合生成的化合物 →多个肽键
»»»»» ×»»× »»»»
2、α-卤代酸的氨解
H O 2
C H C H C O O H + 2 N H C H C H C O O H + N H B r 3 3 3 4 室 温 B r N H 2
3、盖布瑞尔法（Gabrial法）
O NK O
O
R + XC H C O O R '
R N C H C O O R ' O
O O O H+ 水解 NHCH CN H C H C NHCHCOH 2 105oC CH CH C H 3 NO 2 6 5 2
O N 2
O O O NH CH COH +2 N H CHC O H + H NC HCOH 2 2 CH NO CH C H 3 2 2 6 5
甘氨酸 丙氨酸 亮氨酸
RCH-C O OH NH 2
CH -C H -COO 3
HO C (CH ) -CHCOO 2 2 2
NH 3
+
NH 3
+
丙氨酸
谷氨酸
氨基酸都以偶极离子的形式存在
三、 氨基酸的物理性质（自学）
α-氨基酸均为无色晶体，难溶于有机溶剂，m.p较高（同时 分解）。
除甘氨酸外，所有天然存在的α－AA都含有*C，且*C的构
改进方法： 用NH4CN or NH4Cl+KCN代替HCN+NH3 应 用： 合成比原料醛多一个碳的氨基酸
5、溴代丙二酸酯法合成
O NK
CH2(COOEt)2
B r C l4 2 C
BrCH(COOEt)2
O
-K B r
O NCH( COOE t)2 O
O
C lC H H C H 2C 2S 3 N a
2、 氨基反应
H+
HNO2
O H-C-H
R-CH-COOH
+
NH3
RCHCOOH +N 2 OH
R -C H C O O H N (C H O H )2 2
R-CH-COOH NHCOCH 3
测氨基
RCH-C O OH NH 2
(CH3CO)2O
封闭氨基 桑格试剂
F
NO 2 NO 2
O CH2OC Cl
»× »»
用茚三酮反应可鉴别α-氨基酸
O O O
O － C O 2 R N CH 2 O
+
R CH COOH H2N
-H2O
O R N CHCOOH O
O H R N CH O
H O 2
O
R C H O +
O
H NH 2
O H NH 2 O
O
O
O H N
+
O
O O H N O
O-H2OOFra bibliotekO紫色物质