氨基酸及氨基酸类药物

•◆非必需氨基酸
•◆精氨酸、组氨酸，人体能合成，但量少，
长期缺乏,导致负氮平衡。
甲、色、赖、缬、异、亮、苯、苏； 假设来写一两本书
第二节 氨基酸的性质
➢ 物理性质 ➢ 化学性质
一 氨基酸的物理性质
常见氨基酸均为无色结晶,其形状因构型而异
(1)溶解性：各种氨基酸在水中的溶解度差别很大，并 能溶解于稀酸或稀碱中，但不能溶解于有机溶剂。 通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。
• 酪氨酸的max＝275nm，275=1.4x103; • 苯丙氨酸的max＝257nm，257=2.0x102; • 色氨酸的max＝280nm，280=5.6x103;
氨基酸的光吸收
• 酪氨酸的max＝ 275nm， 275=1.4x103;
• 苯丙氨酸的max＝ 257nm， 257=2.0x102;
Polar charged amino acids
NH2 C NH2 NH CH2 CH2 CH2 H3N CH C O
Arginine O Arg:精氨酸(R)
氨基酸的结构
赖氨酸 Lysine
碱性氨基酸
O H2N CH C OH
CH2 CH2 CH2 CH2 NH2
Polar charged amino acids
H
H3C
C
CH3
CH2
H2N
C COOH
H
leucine
Leu:亮氨酸(L)
氨基酸的结构
异亮氨酸 Ileucine
脂肪族氨基酸
O H2N CH C OH
CH CH3 CH2 CH3
Hydrophobic aliphatic amino acids
CH3
CH2
H3C
C
H
H2N
C
COOH
H
isoleucin Ile:异亮氨酸(I)
几种重要的不常见氨基酸
• 在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常 称为不常见蛋白质氨基酸。
• 这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。
• 其中重要的有4-羟基脯氨酸、5-羟基赖氨酸、N-甲 基赖氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白 质氨基酸的结构如下。
HO N H
COOH
H2NCH2CHCH2CH2CHCOOH
S-H CH2 H2N C COOH H Cysteine
Cys :半胱氨酸(C)
Cystine
氨基酸的结构
苯丙氨酸 Phenylalanine
芳香族氨基酸
O H2N CH C OH
CH2
Hydrophobic aromatic amino acids
CH2
+H3N CH
C
O
Phenylalanine
极移动，即氨基酸处于两性离子状态。
中性氨基酸的解离：
Ka1
Ka2
A+
A0
A-
• 侧链不含离解基团的中性氨基酸，其等电点是它的 pKa1和pKa2的算术平均值：pI = (pKa1 + pKa2 )/2
R CH NH3+ COOH
pH< pI
净电荷为正
氨基酸的两性解离性质及等电点
+ OH-
+ H+ (pK´1)
(2) 熔点：氨基酸的熔点极高，一般在200℃以上。 (3) 味感：其味随不同氨基酸有所不同，有的无味、
有的为甜、有的味苦，谷氨酸的单钠盐有鲜味，是 味精的主要成分。
(4)氨基酸的光吸收
• 构成蛋白质的20种氨基酸在可见光区都没有光吸 收，但在远紫外区(<220nm)均有光吸收。
• 在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸 和色氨酸有吸收光的能力。
据R基团化 学结构分类
脂肪族ＡA（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性） 杂环ＡＡ(His、Pro) 芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)
据R基团 极性分类
据营养 学分类
据氨基、羧 基数分类
非极性R基团AA（８种）丙,缬,亮,异,苯,甲,脯,色
不带电荷（７种）丝,苏,天,谷,酪,半,甘 极性R基团AA
带电荷：正电荷（３种）负电荷（２种）
多肽
H2O
酸、碱或酶
-氨基酸
氨基酸结构
第一节 氨基酸的结构和分类
• 除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下结构通式。
COOH -氨基酸 H2N C H
不变部分
R
可变部
分
各种氨基酸的区别在于侧链R基的不同。20种基本氨
基酸按R的极性可分为非极性氨基酸、极性氨基酸、
酸性氨基酸和碱性氨基酸。
二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号
欢 迎
第五章 氨基酸及氨基酸类药物
主要内容
氨基酸的分类,结构和性质 氨基酸的化学反应 氨基酸及其衍生物在医药中的应用 氨基酸类药物的生产方法
目的要求
掌握氨基酸的分类和结构特点 掌握氨基酸的性质 熟悉氨基酸在医药中的应用 了解氨基酸类药物的生产方法
氨基酸---蛋白质的构件分子
蛋白质
H2O 酸、碱或酶
OH
NH2
4-羟基脯氨酸
5-羟基赖氨酸
CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH NH2
6-N-甲基赖氨酸
I
HO
CH2CHCOOH
I
NH2
3,5-二碘酪氨酸
*营养必需氨基酸 ： 体内需要但不能自身合成，必须 由食物供给的氨基酸。包括8种：
•甲硫氨酸（Met） •色氨酸（Trp） •赖氨酸（Lys） •缬氨酸（Val） •异亮氨酸（Ile） •亮氨酸（Leu） •苯丙氨酸（Phe） •苏氨酸（Thr
必需ＡＡ 非必需ＡＡ
人的必需氨基酸
Lys Trp Phe Val Met Leu Ile Thr
一氨基一羧基ＡＡ
Arg、His
二氨基一羧基ＡＡ(Lys、His、Arg)
一氨基二羧基ＡＡ(Glu、Asp)
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine
脂肪族氨基酸
O H2N CH C OH
H
Hydrophobic aliphatic amino acids
CH2 CH2 CO OH
Polar charged amino acids
O
+NH3
CH
C
CH2
CH2
CO
O-
Glutamate
O-
Glu:谷氨酸(E)
氨基酸的结构
丝氨酸 Serine
含羟基氨基酸
O H2N CH C OH
CH2 OH
Polar uncharged amino acids
OH
Hydrophobic aliphatic amino acids
CH3 S
CH2
CH2
H2N
C COOH
H
methionine Met :甲硫氨酸(M)
氨基酸的结构
半胱氨酸 Cysteine
含硫氨基酸
O H2N CH C OH
CH2 SH
Hydrophobic aliphatic amino acids
苯环
O
Phe:苯丙氨酸(F)
酪氨酸 Tyrosine
氨基酸的结构
芳香族氨基酸
O H2N CH C OH
CH2
OH
Hydrophobic aromatic amino acids
OH
CH2
+H3N CH
C
Tyrosine O
酚基
O
Tyr:酪氨酸(Y)
色氨酸 Trytophan
氨基酸的结构
芳香族氨基酸
Basic Structure of an amino acid
The two enantiomers
COO-
NH3+ C H R
L-Amino acid
COOH C NH3+
R
D-Amino acid
The two enantiomers
二 氨基酸的化学性质
• 氨基酸的离解和等电点 • 氨基酸的化学反应
氨基酸的结构
脯氨酸 Proline
亚氨基酸
H N
CO OH
Hydrophobic aliphatic amino acids
H2C
N H
CH2
CH2
C COOH
H
proline
Pro :脯氨酸(P)
氨基酸的结构
甲硫氨酸 Methionine
含硫氨基酸
O H2N CH C OH
CH2 CH2 S CH3
氨基酸的离解性质
• 氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离的羧 基或氨基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离 子中，氨基是以质子化(-NH3+)形式存在，羧基是以 离解状态(-COO-)存在。在不同的pH条件下，两性离 子的状态也随之发生变化。
COOH -H+ H3N+ C H pK1'
R
+ H+
Polar uncharged amino acids
O NH2 C
CH2
CH2
H2N
C
COOH
H
Glutamine
Gln :谷氨酰胺(Q)
生物体内的氨基酸类别
蛋白质氨基酸： 蛋白质中常见的20种氨基酸 稀有的蛋白质氨基酸：蛋白质组成中，除上述20 种常见氨基酸外，从少数蛋白质中还分离出一些稀有 氨基酸，它们都是相应常见氨基酸的衍生物。如4-羟 脯氨酸、5-羟赖氨酸等。 非蛋白质氨基酸：生物体内呈游离或结合态的氨 基酸。
O H2N CH C OH