氨基酸蛋白质

HNO2 - N2 - H2O
NO2
R CHCOOH OH
测定伯氨基
R CHCOOH NH2
O2N F
R CHCOOH N H O2N NO2
- HF
测定氨基酸
PhCH2OCOCl - HCl
R CHCOOH NHCOOCH2Ph
保护氨基
酸碱性—两性和等电点 (3) 酸碱性 两性和等电点 氨基酸因含有氨基和羧基，既能与酸又能与碱反应， 氨基酸因含有氨基和羧基，既能与酸又能与碱反应，是两性化 合物。分子内的氨基与羧基也能反应生成盐，这种盐称为内盐， 合物。分子内的氨基与羧基也能反应生成盐，这种盐称为内盐，亦称 两性离子或偶极离子。 两性离子或偶极离子。α-氨基酸的物理性质也说明它是以内盐形式 + 存在的。 存在的。 R CHCOOH NH3 + H OH R CHCOO NH3 + OH H R CHCOO NH2 +
与有机合成
第十六章 有机含氮化合物 第十七章 杂环化合物 第十八章 碳水化合物 第十九章 氨基酸 蛋白质和核酸
第十九章 氨基酸 蛋白质 核酸
19.1 氨基酸
19.1.1 氨基酸的结构与命名 19.1.2 氨基酸的制备 19.1.3 氨基酸的性质
19.2 多肽
19.2.1 多肽的分类和命名 19.2.2 多肽的结构测定 19.2.3 多肽的合成
如三肽的命名： 如三肽的命名：
O CH3 O CH2OH H2NCH2C NH CH C NHCHCOOH
甘氨酰丙氨酰丝氨酸 19.2.2 多肽结构的测定
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一些肽以游离状态存在于自然界，它们在生物体中起着各种不同的作用 在生物体中起着各种不同的作用， 一些肽以游离状态存在于自然界，它们在生物体中起着各种不同的作用，有 些作为生物化学反应的催化剂，有些具有抗菌素的性质，有些则是激素，等等。 些作为生物化学反应的催化剂，有些具有抗菌素的性质，有些则是激素，等等。 它们的结构都具有各自的特征。结构上的差异，有时甚至是很微小的差别， 它们的结构都具有各自的特征。结构上的差异，有时甚至是很微小的差别，都会 导致它们在生理功能方面的显著不同。例如， 导致它们在生理功能方面的显著不同。例如，催产素和加血压素都是脑垂体分泌 的激素，它们所含氨基酸的顺序是类似的，只有3 氨基酸单位不同， 的激素，它们所含氨基酸的顺序是类似的，只有3和8氨基酸单位不同，其余氨基 酸和排列顺序都相同。 酸和排列顺序都相同。 两个物质结 构差别虽小， 构差别虽小，但生 理功能显著不同。 理功能显著不同。 催产素可引起子宫 收缩， 收缩，而加血压素 有抗利尿作用， 有抗利尿作用，并 引起血管收缩， 引起血管收缩，升 高血压。 高血压。
H H3C C COOH Br
O NK O O ① KOH, H2O ② HCl 85% OH OH O CH2COOH NH2
+
2 NH3
H2O 25℃ 56%
H H3C C COOH NH2
O
+
NH4Br
Gabrial法 (2) Gabrial法 在十五章中已讨论
+
CH2CO2C2H5 Cl 97% N CH2CO2C2H5 O
19.1 氨基酸
氨基酸是羧酸碳链上的氢原子被氨基取代后的化合物。 氨基酸是羧酸碳链上的氢原子被氨基取代后的化合物。分子 中含有氨基和羧基两种官能团。 中含有氨基和羧基两种官能团。 氨基酸的分类、 19.1.1 氨基酸的分类、命名和结构
与羟基酸类似，氨基酸可按照氨基连在碳链上的位次不同而分为α 与羟基酸类似，氨基酸可按照氨基连在碳链上的位次不同而分为α, β, 氨基酸。但由蛋白质水解得到的氨基酸是α 氨基酸， γ,…, ω-氨基酸。但由蛋白质水解得到的氨基酸是α-氨基酸，且仅有二十几 它们是组成蛋白质的基本单位。 种，它们是组成蛋白质的基本单位。 氨基酸的系统命名法是将氨基作为羧酸的取代基命名的， 氨基酸的系统命名法是将氨基作为羧酸的取代基命名的，但由蛋白质水 解得到的氨基酸都有俗名(见表19 1)。 19解得到的氨基酸都有俗名(见表19-1)。
CH3CHCH2CHCOOH CH3 NH2
H2N(CH2)4CHCOOH NH2
2，6—二氨基己酸 二氨基己酸 (俗名赣氨酸 俗名赣氨酸) (俗名赣氨酸)
HOOCCH2CH2CHCOOH NH2
甲基—2 氨基戊酸 4—甲基 2—氨基戊酸 甲基 俗名亮氨酸) (俗名亮氨酸)
2—氨基戊二酸 氨基戊二酸 (俗名谷氨酸 俗名谷氨酸) (俗名谷氨酸)
+
+
C2H5OH
Strecher合成 是制备α (3) Strecher合成 是制备α-氨基酸很有用的方法
C6H5CH2CHO NH3 HCN C6H5CH2 CHCN NH2 ① NaOH, H2O ② H
+CLeabharlann H5CH2CHCOOH NH2
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19.1.3 氨基酸的性质 氨基酸是没有挥发性的粘稠液体或结晶固体。固体氨基酸的熔点很 氨基酸是没有挥发性的粘稠液体或结晶固体。 高。例如氨基乙酸292℃熔化并分解，而乙酸的熔点是16.6℃。一般的 例如氨基乙酸292℃熔化并分解，而乙酸的熔点是16.6℃。 292℃熔化并分解 16.6℃ 氨基酸能溶于水，不溶于乙醚、丙酮和氯仿等非极性有机溶剂。氨基酸 氨基酸能溶于水，不溶于乙醚、丙酮和氯仿等非极性有机溶剂。 具有氨基和羧基的典型性质，也具有氨基和羧基相互影响而产生的一些 具有氨基和羧基的典型性质， 特殊性质。 特殊性质。 (1)羧基的反应 (1)羧基的反应 氨基酸分子中的羧基具有典型羧基的性质，如能与碱、五氯化磷、 α-氨基酸分子中的羧基具有典型羧基的性质，如能与碱、五氯化磷、 氢化铝锂等反应。例如：反应①在肽的合成中可用来活化羧基； 氨、醇、氢化铝锂等反应。例如：反应①在肽的合成中可用来活化羧基； 反应②在肽的合成中可用来保护羧基。 反应②在肽的合成中可用来保护羧基。
H2N H CH2OH
H2N R H
HO
H
L-丝氨酸
L-α-氨基酸
CH2OH L-甘油醛
上面的L-α-氨基酸是一个通式，其中R是分子中的可变部分，是蛋白 上面的L 氨基酸是一个通式，其中R是分子中的可变部分， 质中各种α 氨基酸的差别所在。 质中各种α-氨基酸的差别所在。 氨基酸构型的标记，通常采用D 命名法； 氨基酸构型的标记，通常采用D，L—命名法；分子中的手性碳原子则 命名法 通常采用R 命名法。 通常采用R，S—命名法。例如 命名法
PCl5 - POCl R CHCOOH NH2 PhCH2OH - H2O R CHCOOCH2Ph NH2 ②
3
- HCl
R CHCOCl NH2
①
(2)氨基的反应 (2)氨基的反应 α-氨基酸分子中的氨基具有典型氨基的性质，如能与酸、亚硝酸、 氨基酸分子中的氨基具有典型氨基的性质，如能与酸、亚硝酸、 烃基化试剂、酰基化试剂、甲醛、过氧化氢等反应。 烃基化试剂、酰基化试剂、甲醛、过氧化氢等反应。
负离子
正离子 强酸性溶液中(pH=0) 强酸性溶液中(pH=0) 主要存在形式
偶极离子 强碱性溶液中(pH=14) 强碱性溶液中(pH=14) 主要存在形式
当溶液为某一pH时 负离子(Ⅱ)和正离子(Ⅲ)浓度相等， 当溶液为某一pH时，负离子(Ⅱ)和正离子(Ⅲ)浓度相等，净电荷 pH (Ⅱ)和正离子(Ⅲ)浓度相等 等于零，在电场中氨基酸既不向正极也不向负极移动，这时溶液的pH 等于零，在电场中氨基酸既不向正极也不向负极移动，这时溶液的pH 称为该氨基酸的等电点( pI表示 表示) 称为该氨基酸的等电点(用pI表示)，不同的氨基酸具有不同的等电点 见表19 1)。 19—1) (见表19 1)。 在等电点时，偶极离子的浓度最大，氨基酸在水中的溶解度最小， 在等电点时，偶极离子的浓度最大，氨基酸在水中的溶解度最小， 因此利用调节等电点的方法，可以分离氨基酸的混合物。 因此利用调节等电点的方法，可以分离氨基酸的混合物。 (4)与水合茚三酮反应 (4)与水合茚三酮反应 氨基酸水溶液与水合茚三酮反应，生成蓝紫色物质。 α-氨基酸水溶液与水合茚三酮反应，生成蓝紫色物质。
19.3 蛋白质
19.3.1 19.3.2 19.3.3 19.3.4 蛋白质的分类和功能 蛋白质的组成 蛋白质的性质 蛋白质的结构
19.4 核酸
第十九章 氨基酸 蛋白质 核酸
参与构成生命最基本的物质有蛋白质、核酸、多糖和脂类， 参与构成生命最基本的物质有蛋白质、核酸、多糖和脂类， 其中以蛋白质和核酸最重要。 其中以蛋白质和核酸最重要。
由蛋白质获得的氨基酸，除氨基乙酸(甘氨酸) 由蛋白质获得的氨基酸，除氨基乙酸(甘氨酸)外，分子中的α-碳原 分子中的α 子都是手性碳原子，都具有旋光性，其构型均属于L 它们与L 子都是手性碳原子，都具有旋光性，其构型均属于L型，它们与L-甘油醛之 间的关系如下： 间的关系如下： CHO COOH COOH
γ-或δ-氨基酸
+
H2O
更远距离氨基酸 更远距离氨基酸
n H2N(CH2)xCOOH H2N(CH2)xCO NH(CH2)xCO NH(CH2)xCOOH + (n-1) H2O
n-2
聚酰胺
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19.2 多肽
19.2.1 多肽结构的分类和命名 氨基酸分子间的氨基与羧基脱水， α-氨基酸分子间的氨基与羧基脱水，通过酰胺键相连而成的化合物称为 肽，其中的酰胺键又称为肽键。 其中的酰胺键又称为肽键。 由两个氨基酸组成的肽称为二肽，由三个和多个氨基酸组成的肽， 由两个氨基酸组成的肽称为二肽，由三个和多个氨基酸组成的肽，分别 称为三肽和多肽。组成多肽的氨基酸可以相同也可以不同。 称为三肽和多肽。组成多肽的氨基酸可以相同也可以不同。 最简单的肽是由两分子氨基酸形成的二肽。例如， 最简单的肽是由两分子氨基酸形成的二肽。例如，由甘氨酸与丙氨酸形 成的二肽可有如下两种结构： 成的二肽可有如下两种结构： O O CH3 H O H2N C C N CH2COOH H2NCH2CNHCHCOOH H C NH CH3