氨基酸的常见化学反应

氨基酸的常见化学反应

⏹ -氨基的反应

⏹亚硝酸反应

⏹范围：可用于Aa定量和蛋白质水解程度的测定（Van slyke法）

⏹注意：生成的氮气只有一半来自于Aa，ε氨基酸也可反应，速度较

慢．

⏹与酰化试剂的反应

⏹Aa＋酰氯，酸酐－→Aa被酰基化

⏹丹磺酰氯用于多肽链末端Ａa的标记和微量Ａa的定量测量．

⏹烃基化反应

⏹Aa的氨基的一个氢原子可被羟基（包括环烃及其衍生物）取代．

⏹与2，4－二硝基氟苯（DNFB，FDNB）反应

⏹最早Sanger用来鉴定多肽或蛋白质的氨基末端的Aa

⏹与苯异硫氰酸酯（PITC）的反应

⏹Edman用于鉴定多肽或蛋白质的N末端Aa．在多肽和蛋

白质的Aa顺序分析方面占有重要地位（Edman降解法）

⏹形成西佛碱反应

⏹Aa的α-NH2能与醛类化合物反应生成弱碱，即西佛碱（schiff ‘s

base）

⏹前述甲醛滴定：甲醛与H2N-CH2-COO-结合,有效地减低了后者的

浓度,所以对于加入任何量的碱, [H2N-CH2-COO- ]/

[+H3N-CH2-COO- ]的比值总要比不存在甲醛的情况下小得多。加入

甲醛的甘氨酸溶液用标准盐酸滴定时，滴定曲线B并不发生改变。

⏹脱氨基反应

⏹Aa在生物体内经Aa氧化酶催化即脱去α-NH2而转变成酮酸

⏹α-COOH参加的反应

⏹成盐和成酯反应

⏹Aa + 碱－→盐

⏹Aa + NaOH －→氨基酸钠盐(重金属盐不溶于水)

⏹Aa-COOH + 醇－→酯

⏹Aa+ EtOH －－－→氨基酸乙酯的盐酸盐

⏹当Aa的COOH变成甲酯，乙酯或钠盐后，COOH的化学反

应性能被掩蔽或者说COOH被保护，NH2的化学性能得到

了加强或活化，易与酰基结合。Aa酯是制备Aa的酰氨or

酰肼的中间物

⏹

⏹成酰氯反应

⏹当氨基酸的氨基用适当的保护基保护以后，其羧基可与二氯亚砜作

用生成酰氯

⏹用于多肽人工合成中的羧基激活

⏹叠氮反应

⏹氨基酸的氨基通过酰化保护后，羧基经酯化转变为甲酯，然后与肼

和亚硝酸变成叠氮化合物

⏹用于多肽人工合成中的羧基激活

⏹脱羧基反应

⏹α-氨基和α-羧基共同参与的反应

⏹与茚三酮反应

⏹茚三酮在弱酸性溶液中与α-氨基酸共热，引起氨基酸氧化脱氨、脱

羧反应，最后茚三酮与反应产物中的氨和还原茚三酮发生作用生成

紫色物质

⏹Pro与hyPro（羟脯氨酸）不释放氨，而直接生成黄色化合物

⏹定性，定量测定各种Aa，蛋白质

⏹测定CO2 的量，从而可计算参加反应的Aa的量

⏹成肽反应

⏹一个Aa的NH2+另一个Aa的COOH可以缩合成肽，形成的键称肽

键

⏹侧链R基参加的反应

⏹R功能基：

⏹羟基，酚基，巯基（二硫键），吲哚基，咪唑基，胍基，甲硫基，非

α-NH2,非α-COOH

⏹酪氨酸的酚基在3和5位上容易发生亲电取代反应

⏹二碘酪氨酸或一硝基酪氨酸和二硝基酪氨酸

⏹酪氨酸的酚基可以与重氮化合物（对氨基苯磺酸的重氮盐）生成桔

黄色的化合物。——Pauly反应

⏹组氨酸的咪唑基可以发生类似反应但产物颜色为棕红色。

⏹精氨酸的侧链胍基在硼酸钠缓冲液（pH 8-9, 25-35︒C）中，与1.2-环已二酮

反应，生成缩合物。该缩合物在羟胺缓冲液中，重新生成Arg

⏹色氨酸的侧链吲哚基在温和条件下可被N－溴代琥珀酰亚胺

（N-bromosuccinimide）氧化。此反应可用于分光光度法测定蛋白质中色氨

酸的含量，并能在色氨酸和酪氨酸残基处选择性化学断裂肽键。

⏹蛋氨酸侧链上的甲硫基是一个很强的亲核基团，与烃化试剂如甲基碘容易形

成锍盐（sulfonium salt）

⏹此反应可被硫基试剂逆转。在逆转反应中，原有的甲基和新加入的

甲基除去的机会是相等的，因此当用14C标记的甲基碘处理时，获

得的蛋氨酸将有50%是同位素标记的。

⏹半胱氨酸侧链上的巯基（－SH）有很强的反应活性，可参与很多反应

⏹二硫键的形成和打开

⏹2R-SH + 1/2 O2－→R-S-S-R + H2O ；Cu2+，Fe2+ ，

Co2+和Mn2+存在下，巯基的空气氧化将显著提高。

⏹胱氨酸中的二硫键在稳定蛋白质的构象上起很大的作用。氧

化剂和还原剂都可打开二硫键。过甲酸可以定量地打开二硫

键，生成磺基丙氨酸（cysteic acid）残基。还原剂如巯基化

合物（R-SH）也能打开二硫键，生成半胱氨酸残基及相

应的二硫化物

⏹二硫苏糖醇（dithiothreitol，缩写为DTT），与胱氨酸中的二

硫键反应形成一个含分子内二硫键的稳定六元环

⏹巯基能和各种金属离子形成稳定程度不等的络合物e.g. 对氯汞苯甲

酸（p-chloromercuribenzoic acid）

⏹由于许多蛋白质，如SH酶，其活性中心涉及-SH基，当遇

到重金属离子而生成硫醇盐时，将导致酶的失活，因此制备

这类蛋白质时应避免进入重金属离子

⏹半胱氨酸可与二硫硝基苯甲酸（dithionitrobenzoic acid，缩写为

DTNB）或称Ellman氏试剂发生硫醇-二硫化物交换反应

⏹反应中1分子的半胱氨酸引起1分子的硝基苯甲酸的释放。

它在pH8.0时，在412nm波长处有强烈的光吸收，因此可利

用比色法定量测定-SH基