第二十一章氨基酸、蛋白质和核酸

COOH H
丝 氨 酸 (Ser)
苏 氨 酸 (Thr)
O H 2N C C H 2C H 2
COOH
O H2NCCH2
HSCH2
COOH
H2N
H
半 胱 氨 酸 (Cys)
COOH
H 2N
H
谷 酰 胺 (Gln)
H2N
H
天 冬 酰 胺 (Asn)
HO
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CH2
COOH
H2N
H
酪 氨 酸 (Tyr)
酸主要有 20 种, 均为
L 型 a-氨基酸
2
➢ 非极性（疏水性）中性氨基酸（分子中氨基和羧基的数量相等）（有8种）
H3C
H2C COOH
H3C
COOH
CH3CH
COOH
NH2（非手性） 甘氨酸(Gly)
H2N
H
丙氨酸 (Ala)
H2N
H
缬氨酸 (Val)
H3C CH3CHCH2
COOH
H2N
H
亮氨酸 (Leu)
一、多肽的结构和命名
N-端
R
H2N
H
N
COOH
O
R
肽键
C-端
二肽
•一个三肽
CH3
O
H N
H2N
C H2
O
CH2Ph
OH N H
O
丙氨酰－甘氨酰－苯丙氨酸
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丙－甘－苯丙（Ala-Gly-Phe)
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二、多肽结构的测定（p. 666-668）:自学
1. N-端氨基酸的测定 A. 桑格法: N-端游离氨基与2,4-二硝基氟苯(DNFB)反应,继而用
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3. 氨基酸氨基端的反应
NaNO2 HCl
R CH COOH OH
R CH COOH NH2
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HCHO Ac2O
R CH COOH
N CH2
或
R CH COOH
R CH COOH
N CH2OH CH2OH
NHAc
F O2N
NO2
H2O2 或 R
KMnO4, 酶
R CH COOH
HCl水解 B. 爱德曼(Edman)降解法：Ph-N=C=S 与N-端游离氨基反应,
继而用HCl处理
2. C-端氨基酸的测定 A. 酸肽酶法：催化C端氨基酸水解的特效酶 B. 酰肼法：酰胺与肼反应成酰肼，除C端氨基酸外，多肽分子
中所有其它氨基酸都以酰肼衍生物释放出来
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三、多肽的合成（p. 669）
➢ 两性
R CH COOH NH3 + Cl-
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HCl
NaOH
R CH COOH
R CH COO
NH2
NH2
+ H2O
6
➢ 氨基酸的等电点:（I）和（II）离子浓度相等时
R CH COOH NH2
OH
R CH COOH
R CH COO
NH3
H
NH3
(I) 正离子
偶极离子
pH < IP
例:
R'
OH H2N
O
O PhCH2O C Cl
Et3N 保护氨基端
R
O PhCH2O C N
H
OH O
R"
O CH3 H2N
O
DCC, HOBt
缩合试剂 R' H N
H2N
R'
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Cbz N H
H N O
O
OCH3 + PhCH3
O
OCH3
H2 Pd
R"
去氨基端保护
+ CO2
……
O
R"
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NH
NO2
O2N
C COOH H2O
NH
－ NH3
Sanger试剂
R C COOH O
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4. 氨基酸与水合茚三酮的反应
O OH OH
O
R COOH +
NH2
水合茚三酮
应用 •氨基酸的显色 •定量分析
OO N
OO 蓝紫色，罗曼紫
+ RCHO + CO2 + H2O
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5. 氨基酸的热分解反应
O
2Ra
OH
NH2
NH2 O
a
R
OH
O
R
a
OH
NH2
R
HN O
O NH + 2 H2O
交酰胺
R
O
O
Ra N CH OH
NH2 H R
O
a R
+ NH3 OH
二肽
O
NH + H2O
R
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三、 氨基酸的来源与合成（p. 661~665）:自学
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第二节 多肽 • 肽:氨基酸偶联产物,分子量小于10000
CH2
COOH
N H2N
H
H
色 氨 酸 (Trp)
4
➢ 酸性氨基酸（羧基数目大于氨基数目）（有2种）
O
O
HOCCH2CH2
COOH HOCCH2
COOH
➢ 碱性氨基酸（有3种）
H2N H 谷氨酸(Glu)
H2N H 天冬氨酸(Asp)
H2NCH2CH2CH2CH2
COOH
H2N H 赖氨酸(Cys)
第二十一章 氨基酸、蛋白质和核酸
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第一节 氨基酸 一、 天然氨基酸的结构、分类和命名
COOH
H2N
H
R
La氨基酸
侧链（side Chain）
R
COOH
H
H
NH2
H2N
R COOH
CHO
HO
H
CH2OH
2021/2/11 L甘油醛
• 氨基酸是形成蛋白质的 基本单元
• 组成蛋白质的天然氨基
酸性氨基酸:IP ~ 3 碱性氨基酸：IP > 7 (7.5 ~ 10.8)
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2. 氨基酸羧基端的反应
PCl5
R CH COOH NH2
CH3OH HCl
R'NH2
LiAlH4
R CH COCl NH2
R CH COOCH3 NH2
R CH CONHR' NH2
R CH CH2OH NH2
R CH2 NH2
pH = IP
OH R CH COO
H
NH2
(II) 负离子
pH > IP
IP (等电点,isoelectric point) :氨基酸处于电中性时的pH值
• 等电点时氨基酸以两性离 子形式存在，处于电中性 状态，在电场中不移动。
• 等电点时氨基酸溶解度最
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小，易结晶析出。
中性氨基酸:IP < 7 (5 ~ 6.5)
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例:
OO
(Boc2O)
R' (H3C)3CO O OC(CH3)3
OH
O
R
OH
H2N O
Et3N 保护氨基端
(H3C)3CO N
H
O
(Boc)
R"
O CH3 H2N
O
DCC, HOBt
R'
O
H N
Boc N H
OCH3
O
R"
HCl 去氨基端保护
H3C CH3CH2CH
COOH
H2N
H
异亮氨酸 (Ile)
COOH
NH H 脯氨酸 (Pro)
PhCH2
COOH
CH3SCH2CH2
COOH
H2N
H
苯丙氨酸 (Phe)
H2N
H
蛋氨酸 (Met)
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➢ 极性（不带电荷）中性氨基酸 （有7种）
HOCH2 H2N
COOH H
H OH
H3C H2N
HN H2N
NH CH2CH2CH2 H2N
精氨酸(Asn)
COOH H
N
CH2
N
H H2N
COOH H
组氨酸(His)
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二、 氨基酸的性质
1. 两性和等电点
➢ 氨基酸在固态时主要以内盐形式存在
R CH COO
NH3 (内盐,zwitterion)
• 高熔点或分解点 • 不溶于有机溶剂