有机化学 第十五章 氨基酸、多肽与蛋白质

脂肪族氨基 酸 据R基结 构不同分类 芳香族氨 基酸 基 杂环族 氨基酸
中 氨 酸（ 一 基 羧 ） 性 基 含 氨 一 基 氨 和 基 数 据 基 羧 的 目 性 基 （ 一 基 羧 ） 酸 氨 酸 含 氨 二 基 性 基 （ 二 基 羧 ） 碱 氨 酸 含 氨 一 基
养 角 分 从营 的 度 类 需 基 --动 体 要 但 必 氨 酸 动物 需 ， 体内不 合成 合 不足 能 和 成 必 氨 酸 体 非 需 基 --体 能 成 不必由 物供 内 合 ， 食 给
H3N
H CH2OH
H3N
H
H3N
H CH2SH
Serine (Ser) 氨 丝 酸 COO+
CHOH CH3 Threonine (Thr) 氨 苏 酸* COO+
Cysteine (Cys) 胱 酸 半 氨 COO+
H3N
H CH2 CH2SCH3
H3N
H CH2 CONH2
H3N
H
Methionine (M et) 硫 酸 蛋 酸 * 甲 氨 （ 氨 ）
是生命体中含量最丰富、 蛋白质是生命体中含量最丰富、功能最重 要的一类生物大分子， 要的一类生物大分子，是生物体的基本组成 物质。它存在于所有生物细胞中， 物质。它存在于所有生物细胞中，约占细胞 干重的50%以上。 50%以上 干重的50%以上。 蛋白质的主要功能： 蛋白质的主要功能：
催化功能——绝大多数酶是由蛋白质组成的。 绝大多数酶是由蛋白质组成的。 ◎ 催化功能 绝大多数酶是由蛋白质组成的 免疫防御作用——生物体能产生蛋白质抗体。 生物体能产生蛋白质抗体。 ◎ 免疫防御作用 生物体能产生蛋白质抗体 转运功能（物质交换） ◎ 转运功能（物质交换） 调控功能（如许多激素） ◎ 调控功能（如许多激素） ◎ 形成生物体的基本形体结构 ◎ 拉伸和收缩功能 ◎ 神经剌激的产生和传导
多肽结构的测定 多肽的合成
Ⅲ
蛋白质 （Proteins ）
☆ 蛋白质的含氮星平均为16%，即每g氮相当于6.25g蛋 蛋白质的含氮星平均为16%，即每g氮相当于6.25g蛋 16% 6.25g 白质，若测出样品中N含量则可求出蛋白质含量。 白质，若测出样品中N含量则可求出蛋白质含量。 注意：不同样品换算系数不同。 注意：不同样品换算系数不同。 蛋白质有两个主要的生物功能 生物功能： ☆ 蛋白质有两个主要的生物功能： · 作为动物组织的结构材料（纤维状蛋白）如皮肤、头发 作为动物组织的结构材料 纤维状蛋白）如皮肤、 结构材料（ 指甲、羊毛、 羽毛等。 、指甲、羊毛、角、羽毛等。 球状蛋白质（ · 维持和调节生命过程，这类蛋白属于球状蛋白质（溶于 维持和调节生命过程，这类蛋白属于球状蛋白质 ）。如各种酶 激素、抗体、血红蛋白。 如各种酶、 水）。如各种酶、激素、抗体、血红蛋白。 一、蛋白质的分类 （classification of Proteins ）
Asparagine (Asn) 酰 门冬 胺
CH2 CH2 CONH2 Glutamine (Gln) 氨 胺 谷 酰
COO+H N 3
COO+
H CH2 COO-
H3N
H CH2 CH2 COO-
Aspartate (Asp) 酸 门冬氨 COO+
Glutamate(Glu) 谷氨酸
COO+
H3N
+
H2N
Isoleucine (Ile) 异 氨 * 亮 酸
COO+
COO+
COO+
H3N
H CH2
H3N
H CH2
H3N
H CH2
Phenylalanine (Phe) 丙 酸* 苯 氨 COO+
OH Tyrosine (Tyr) 氨 酪 酸 COO+
N H Tryptophan (Try) 氨 色 酸 COO+
丙氨酸（pI=6.02）、精氨酸（pI=10.76）、 丙氨酸（ ） 精氨酸（ ） 天冬氨酸（ 天冬氨酸（pI=2.98）的混合液中 为6.00，将 ）的混合液中pH为 ， 天冬氨酸 此混合液置于电场中，其中＿＿＿＿移向正极， ＿＿＿＿移向正极 此混合液置于电场中，其中＿＿＿＿移向正极， 精氨酸 丙氨酸 ＿＿＿＿移向负极，＿＿＿在两极之间 移向负极，＿＿＿在两极之间。 ＿＿＿＿移向负极，＿＿＿在两极之间。
H CH2 CH2 CH2 CH2 NH3+
H3N
H CH2 CH2 CH2 NH COO+
H3N H2C
H
guanidino C NH2+ NH2 Arginine (Arg) 精氨酸
imidazole N
NH2+
Lysine (Lys) 赖氨酸 *
Histidine 组氨酸
氨基酸的构型（ 氨基酸的构型（ configuration of nucleic acids ）
O O NH
H H
H3C CH
OH
HN C O
O O CH CH3 H3C CH HN
NH CH CH3 C O
HO
β-氨基酸的脱水（分子内） 氨基酸的脱水（分子内） 氨基酸的脱水
NH2 R CH CH2COOH R CH CHCOOH + NH3
γ-氨基酸和 氨基酸的脱水 氨基酸和δ-氨基酸的脱水 氨基酸和
大多数氨基酸相同 COOH
H2N C R H
α-C
侧链（每个氨基酸不同）
1．具有酸性的-COOH及碱性的 1．具有酸性的-COOH及碱性的-NH2，为两性电解质。 及碱性的-NH 为两性电解质。 2．如R≠H，则具有不对称碳原子，具有旋光性。 ． ，则具有不对称碳原子，具有旋光性。
CHO HO C H H2N COOH C R H H COOH C R NH2
NH2 N CH2
此反应可测定氨基酸的含量，也称为氨基酸的甲醛滴定法。 此反应可测定氨基酸的含量，也称为氨基酸的甲醛滴定法。 甲醛滴定法
4．络合性能 ．
R HC C O O N H2 H2 N Cu CH R O O C
5．氨基酸的受热反应 ． α-氨基酸的脱水（分子间） 氨基酸的脱水（分子间） 氨基酸的脱水
氨基酸、 第十五章 氨基酸、多肽与蛋白质
(amino acids and polypeptide and proteins)
本章学习要求 1.熟练掌握氨基酸的化学性质 熟练掌握氨基酸的化学性质、 1.熟练掌握氨基酸的化学性质、肽的 结构、蛋白质的理化性质、DNA和 结构、蛋白质的理化性质、DNA和RNA 的组成； 的组成； 2.熟记几种常见氨基酸的结构和特 2.熟记几种常见氨基酸的结构和特 性。
RCHCOOH
NH2
OH H
RCHCOO
NH2
阴离 子
RCHCOO
NH3
两性 离子
pH < pI
pH = pI (等电点) 等电点)
pH > pI
等电点——调节其溶液至一定的 值时，使其成为在电 调节其溶液至一定的pH值时 等电点 调节其溶液至一定的 值时， 场中既不向阳极移动，也不向阴极移动的两性离子， 场中既不向阳极移动，也不向阴极移动的两性离子，此 时溶液的pH值 称为该氨基酸的等电点 等电点(isoelectric point， 时溶液的 值，称为该氨基酸的等电点 ， 简写pI)。 简写 。 中性氨基酸的pI 之间） 中性氨基酸的 < 7（在5.0~6.3之间） （ 之间 酸性氨基酸的pI 之间） 酸性氨基酸的 < 7（在2.8~3.2之间） （ 之间 碱性氨基酸的pI 之间） 碱性氨基酸的 > 7（在7.6~10.8之间） （ 之间
自然界存在多种肽类物质，如胰岛素、脑啡肽、 自然界存在多种肽类物质，如胰岛素、脑啡肽、青 霉素等。 霉素等。
多肽链中含有游离氨基的一端以“ 端 表示； 多肽链中含有游离氨基的一端以“N-端”表示；含 有游离羧基的一端， 一般将N-端 端 表示，而且一般将 有游离羧基的一端，以“C-端”表示，而且一般将 端 放在左边， 端放在右边 例如： 端放在右边。 放在左边，C-端放在右边。例如：
R CH CH2 CH2 COOH NH2 R O N H γ 内 酰胺 CH2 H2C CH2 CH δ 内酰胺 C O NH + H2O R + H2O
H R C CH2 CH2 CH2 COOH NH2
6.与茚三酮反应 与茚三酮反应
O C C C O O C C C O H OH O OH OH O C
O HOOCCH NH2 CH2CH2 C NH CH CH2 S S CH2 HOOCCH NH2 CH2CH2 C O NH CH
O C NH CH2 COOH
C O
NH
CH2 COOH
氧化型谷胱甘肽Glutathione（GS—SG） （ 氧化型谷胱甘肽 ）
[H] GS SG 2GSH [O]
一分子氨基酸的氨基与另一分子氨基酸的羧基可以 发生分子间的脱水缩合，并通过肽键 肽键（ 发生分子间的脱水缩合，并通过肽键（peptide bond）结 ） 合成肽 合成肽 。
R CH COOH +
NH2 HN CH COOH H R' O R CH C NH CH COOH NH2 R' 肽键
+ H2O
H2N CH2(CH2)3CHCOOH NH2 氨 赖 酸 二 （ 胺 戊 胺 尸 ） Ba(OH)2 - CO2 H2N (CH2)5 NH2
8．失羧和失氨作用 ．
(CH3)2CHCH2CHCOOH + H2O
NH2
酶
(CH3)2CHCH2CH2OH CO2 + NH3 +
多肽ห้องสมุดไป่ตู้polypeptide ) Ⅱ 多肽