第14章 氨基酸蛋白质和核酸

L-半胱氨酸 R-半胱氨酸
自然界存在的氨基酸大多为L-型。
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（二） 分类 药学院化学教研室
1、按氨基酸分子中烃基的不同
NH 2 H3C CH COOH
CH2CHCOOH NH2
CH 2 N H
NH 2 CH COOH
丙氨酸 脂肪族氨基酸
苯丙氨酸 芳香族氨基酸
色氨酸 杂环氨基酸
2、按氨基和羧基相对位置不同分为-、-和-氨基酸。
中性氨基酸
酸性氨基酸
碱性氨基酸
中性氨基酸：分子中氨基数目＝羧基数目。 由于羧基电离大于氨基，其水溶液显微酸性。 碱性氨基酸：分子中氨基数目>羧基数目，呈碱性。 酸性氨基酸：分子中氨基数目<羧基数目，呈酸性。
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（三）命名
系统命名方法与羟基酸一样
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但天然氨基酸常根据其来源或性质多用俗名。 例如胱氨酸是因它最先来自尿结石；甘氨酸是 由于它具有甜味而得名。
解先得到肽段，最终得到-氨基酸的混合物。因
此-氨基酸是构成蛋白质的基本结构单元。
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结构、 物理性质 化学性质 分类 命名
两性和等电点 与亚硝酸的反应 氧化脱氨基反应 与茚三酮的显色反应 脱羧反应 成肽反应 受热反应 侧连R基的反应
CHCOOH
*
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构型一般用D/L法来标记，以-氨基的位置与L-甘油醛上的 -OH位置相同者为L-型，相反为D-型，构成蛋白质的氨基 酸均为L-型。如用R/S标记，除半胱氨酸为R构型外，其余 均为S构型
COOH H 2N H CH3
H2N
COOH H CH2SH
L-丙氨酸 S-丙氨酸
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药学院化学教研室 氨基酸的结构、分类和命名
（一）结构构型
R
氨基酸属于取代羧酸。 NH2 分子中既有氨基又有羧基。 -氨基酸是蛋白质的基本组成单位，是人体必不可 少的物质。 天然蛋白质水解得到的α-氨基酸共有20种。 除甘氨酸（R=H）外，所有α-氨基酸中的α碳原子 均是手性碳原子，因此都具有旋光性。
NH 2 H3C CH COOH + OH-
NH2 H3C CH COO
负离子
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NH 2 H3C CH COOH
NH3 H3C CH COO
在同一分子内，氨基和羧基也可作用生成盐， 这种盐叫内盐（故熔点高）。 内盐分子中氨基带正电荷，羧基带负电荷，称 为偶极离子或两性离子。
-2H +2H
H2N
CHCOOH CH2 S
H2N S
CHCOOH CH2
半胱氨酸 特殊的颜色反应：
蛋白黄反应 Millon反应 乙醛酸的反应
胱氨酸
有机Hale Waihona Puke Baidu学
多肽与蛋白质 药学院化学教研室 核酸
与生物化学重,自学
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练习
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1、丙氨酸分子中含有一个氨基和一个羧基，为中性氨基酸， 故其等电点等于7。 （× ） 2、α-氨基酸都能溶于强酸和强碱溶液中。 （√ ） 3、 氨基酸、多肽和蛋白质都会发生缩二脲反应。 （× ） 4、天冬氨酸(pI=2.77)溶于水(PH=7)后，在电场中（ B ）
R
C NH
COOH
+H2 O
R
NH3
R
C O
COOH
生物体内氨基酸分解代谢重要的方式。
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药学院化学教研室 （四）与茚三酮的显色反应（反应式了解）
O OH OH O
+
NH 2 R CH COOH
OH C N C O
O C N C C O
蓝紫色或紫色
罗曼氏紫
反应非常灵敏，常用于α-氨基酸的比色测定或纸 层析、薄层层析时的显色。 α-氨基酸中，脯氨酸与茚三酮反应显黄色，而N取代的α-氨基酸和-、-氨基酸不与茚三酮发生显色 反应。
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第14章 氨基酸和蛋白质
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药学院化学教研室 蛋白质是一类含氮的天然有机物，是生物体的主
要组成部分。蛋白质在生命现象和生命过程中起
着决定性的作用，是人类的三大营养物质之一， 是维持生命活动必不可少的物质。 蛋白质是由许多氨基酸通过酰胺键结合而形成的 高分子化合物，蛋白质在酸、碱、酶等作用下水
NH 2 O R CH C OH
-H2O
+
O R H2N CH C OH
R O H2 N O R CH C NH CH C OH
酰胺键又叫做肽键
其末端仍含有自由的氨基和羧基，因此还可以继续 与氨基酸缩合成为三肽、四肽直至多肽、蛋白质。
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药学院化学教研室 （问）：有甘氨酸和丙氨酸两种原料 脱水可以形成几种不同的二肽分子？ 答：4种。分别是： 甘氨酰甘氨酸（简称：甘甘肽） 丙氨酰丙氨酸 甘氨酰丙氨酸 丙氨酰甘氨酸
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应用：
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1、电泳： 在电场中，氨基酸主要以阴离子存在，它们就向阳极 移动； 氨基酸主要以阳离子存在，则它们就向阴极移动； 氨基酸主要以两性离子存在，其净电荷为零，故在电 场中不会向任何一极移动。 电泳是可以用来分离或鉴定氨基酸、蛋白质等的混合 物的一种技术，也可作为医学诊断的手段。 2、氨基酸在等电点时溶解度最小，可用于氨基酸的
20种-氨基酸的名称和结构式，见书p347表14-1 必需氨基酸：缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨 酸、蛋氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、色氨酸八种氨 基酸人体不能自身合成，需要从食物中摄取。
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二、氨基酸的物理性质
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1、无色晶体，熔点较高（200℃以上，为什 么？），熔融时分解放出二氧化碳。 2、各种氨基酸都能溶于水，但溶解度不同； 3、除脯氨酸溶于乙醇外，都难溶于有机溶剂， 而易溶于强酸、强碱中。 4、除甘氨酸外，均有旋光性。
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NH2 H3C CH COO
NH3 H+ H+ OH- H3C CH COO OH-
NH 3 H3C CH COOH
负离子 pH＞pI
两性离子 pH=pI
正离子 pH＜pI
调节pH值，氨基酸主要以电中性的两性离子存在， 此时的pH值就称为等电点。 问：中性氨基酸的pI值 7； 略小于（5.0-6.5) 酸性氨基酸的pI值 7； 小于(2.7-3.2) 碱性氨基酸的pI 值 7。 大于(7.5-10.7)
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药学院化学教研室 问：中性氨基酸在纯水溶液中除以两性离子存 在外，还有以何种形式存在？ 答：B A、正离子 B、负离子
NH 2 H3C CH COOH
NH3 H3C CH COO
NH2 H3C CH COO
+ H+
因为在中性氨基酸溶液中， 羧基的电离程度稍大于氨基 的电离度
问：如果使其主要以两性离子存在，应加入酸还是碱？
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(七) 氨基酸的受热反应
O
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2 H3NCH2COO
+
- 2H2O
HN O
NH
2分子甘氨酸
2,5-二嗪哌酮(交酰胺)
O
HOOCCH2CH2CHCOONH3 +
谷氨酸
- H2O
NH2 COO 焦谷氨酸
+
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（八） 侧连R基的反应 药学院化学教研室
H2N CHCOOH CH2SH
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药学院化学教研室 （五） 脱羧反应（了解）
Ba(OH)2 NH 2 H2N-CH2CH2CH2 CH COOH △
H2N-CH2CH2CH2-NH2
赖氨酸
尸胺
某些氨基酸在一定条件下，可脱去羧基，生成相应 的胺。 脱羧反应是人体内氨基酸代谢的形式之一，如在肠 道细菌作用下脱羧。
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药学院化学教研室 （六） 成肽反应
分离。
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（二）与亚硝酸的反应
NH 2 H3C CH COOH
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+ HNO2
OH H3C CH COOH +N2↑
生成羟基酸，定量放出氮气。 可用来测定氨基酸的含量，称为范斯莱克（Van Slyke）氨基测定法。
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药学院化学教研室 （三） 氧化脱氨基反应
R
CH COOH -2H NH2 OH C COOH NH2
NH 2 H3C CH COOH
NH2 CH2 CH2 COOH
NH2 CH2 CH2-CH2 COOH
-氨基酸
-氨基酸
-氨基酸 有机化学
药学院化学教研室 3、根据氨基与羧基的相对数目不同可分为中性、碱性 和酸性氨基酸。
NH2 CH2 COOH
NH2 HOOC CH2 CH COOH
NH2 H2N CH2 CH COOH
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三
氨基酸的化学性质
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具有氨基和羧基的典型性质
由于氨基和羧基在分子内的相互影响，又具有一些特殊的性质。
（一） 两性和等电点（重点） 既有碱性-NH2和酸性-COOH，与强酸或强碱 都能作用生成盐，因此氨基酸为两性化合物。
NH 2 + H+ H3C CH COOH
NH 3 H3C CH COOH 正离子
A、向负极移动 B、向正极移动 C、不移动 D、易水解 5、天然蛋白质水解得到的20种常见氨基酸（ A ） A、都属于α－氨基酸 B、均为D-氨基酸 C、构型都为R型 D、构型都为S型 6、下列化合物不属于必需氨基酸的是（ A） A、半胱氨酸 B、苏氨酸 C、蛋氨酸 D、色氨酸
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