第二章_氨基酸的生物有机化学(共62页
有机化学 氨基酸ppt课件
O
װ C、凡含有-C-NH-的化合物均为蛋白质 D、氨基酸可溶于水，但不溶于乙醚。
“甲型H1N1”流感疫情已构成“具 有国际影响的公共卫生紧急事态”。 已知扎那米韦是流感病毒神经氨酸酶 抑制剂，其对流感病毒的抑制是以慢 结合的方式进行的，具有高度特异性， 其分子结构如图所示。下列说法正确 的是
二、氨基酸的性质
1、氨基酸中所含有的官能团： 氨基（-NH2，-COOH） 2、氨基酸的化学性质 （1）与碱发生酸碱反应（羧基的性质） （2）与酸的反应（氨基的性质） （3）缩聚反应
蛋白质是维持人体生命活动所必需的 三大营养物质之一，以下叙述错误的
是) (…C
A、构成蛋白质的氨基酸既能与强酸反 应，又能与强碱反应
有机化学拓展 与提高
——氨基酸
一、氨基酸的基本知识
1、氨基酸的概念： 羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基（-NH2） 取代所得到的生成物 2、α-氨基酸： 羧酸分子里离羧基最近的碳原子上的氢原子 被氨基取代，所得到的氨基酸
一、氨基酸的基本知识
3、常见的氨基酸 甘氨酸（氨基乙酸） 丙氨酸（α-氨基丙酸） 苯丙氨酸（ α-氨基-ρ-苯基丙酸） 谷氨酸（α-氨基戊二酸）
A．该物质的分子式为
C12H19N4O7 B．1mol该物质与NaOH溶液反
应，可以消耗4molNaOH C．在一定条件下，该物质可以发
生消去、加成、取代等反应 D．该物质能使溴水或高锰酸钾溶
液褪色，能与FeCl3溶液发生 显色反应
练习Байду номын сангаас
3个氨基酸（R-CH-COOH，烃基R可同可不
∣
NH2 同）失去2个水分子缩合成三肽化合物，现有
氨基酸的生物有机化学
色氨酸
16
第二节 氨基酸的性质
一 等电点 二 与茚三酮反应
三 氨基酸金属盐络合物的形成 四 氨基酸的重要反应
17
第十七页，课件共62页
总述：具有胺和羧酸的共性。例如形成酰胺
+
- - 2H2O
2 H3NCH2COO
O
NH HN
2分子甘氨酸
O 2,5-二嗪哌酮
O
HOOCCH2CH2CHCOO-
- H2O
33
第三十三页，课件共62页
6.与醛反应生成西佛碱(Schiff’s base)
R1CHO
COOH
H2N R
COOH R1 N R
Schiff’sw base
34
第三十四页，课件共62页
7.叠氮反应
O R
O NHY
NH2NH2H2O
OH
R
N
O NH2
NHY
HNO2
O
R
N- N
ON
+
NHY
35
第三十五页，课件共62页
四 盖布瑞尔法
RCHCOOH Br
NH3
在封管或高 压釜内进行
RCHCOOH NH2
O
O
NK O
H3O+
+ RCHCOOCH3 Br
N CHCOOCH3
O
R
COOH COOH
+ + NH3CHCOO- + CH3OH R
应用盖布瑞尔法可以制备很纯的氨基酸。
40
第四十页，课件共62页
五 丙二酸酯法
1. 通过酰基丙二酸酯法
37
第三十七页，课件共62页
重庆大学生物有机化学_第二章 氨基酸的生物有机化学 第三节 蛋白质合成
基型的卤代烃都有较高的活性。
（2）、离去基团越易离去发生反应的活性越高。其中
I>Br>Cl。
（3）、试剂亲核性对SN1反应无太大影响，他影响SN2
反应。
（4）、极性试剂有利于SN1反应
基团的引入：
The trityl function is introduced by reaction of trityl chloride with an amino acid ester in the presence of an organic base and in an organic solvent. The reaction cannot be done in aqueous media.
O CF3 C
基团的引入：三氟乙酸酐或三氟乙酸硫代乙酯与氨 基酸反应
O
COO
CF3 C S Et + H2N CH
R
O COO
CF3 C NH CH R
除去保护基：温和碱 氢氧化钠，室温
(3) tert-Butoxycarbonyl Function (tert-BOC) 叔丁氧羰基
除去保护基：催化氢化、钠+液氨 、碱性条件无效 A 酸性条件（乙醇溶剂）
O
O
COOH
COOH
H NH CH R
HCl/MeOH H
OCH3 + H3N CH
R
B 肼的醇溶液或过氧化氢 NH2NH2 in 60%EtOH+HOAc
（2）Trifluoroacetyl Function三氟乙酰基
Sn1
1.全称：单分子亲核取代反应机理（1表示单分子；
第二章 氨基酸化学
DNFB
DNP-氨基酸 黄色
Frederick Sanger (桑格)
• 英国化学家，在生物化 学领域的贡献很大，他 两次获诺贝尔奖1958和1 980年；1953年确定了牛 胰岛 素 一级 结 构 ；1975 年和1977年确定了DNA的 两种用酶测序的方法加 减法和终止法。
④ 与苯异硫氰酯（PITC）的反应（Edman反应）
半必需氨基酸：2种 指人体内可以合成但合成量不能满足人体需要（特别是
婴幼儿时期）的氨基酸，有两种：组氨酸、精氨酸。
非必需氨基酸：10种 人体自身能够合成的氨基酸。
-C-C-C-N-C-N N+
Arg R
=
Aromatic Trp W -C-
N
Amino Acid Subway Map
Basic Lys K
1.蛋白质是生物体内必不可少的重要成分，是构成生物体 最基本的结构物质和功能物质
人体中（成年人）
水
55%
蛋白质 19%
脂肪
19%
糖类 ＜1%
无机盐 7%
蛋白质占干重 人体 45% 细菌 50%∼80% 真菌 14%∼52% 酵母菌 14%∼50% 白地菌 50%
A few examples on protein diversity…
甘油醛构型
➢ 构型与构象？
构型：一个分子中原子的特定空间排布 构象：原子或基团绕单键旋转二形成的不同空间排布
（二）氨基酸（20种）的分类
1.按酸碱性质
①酸性氨基酸：2种 ②碱性氨基酸：3种 ③中性氨基酸：15种
Asp、Glu Arg、Lys、His
2.按R基团的化学结构
①脂肪族氨基酸：15种 ②芳香族氨基酸：3种 Phe、Lyr、Trp ③杂环氨基酸：2种 His、Pro
生物有机化学第二章 (2)
（1） 还原氨化法
-酮酸与氨作用，生成亚胺，再还原 即生成-氨基酸酸。
O R C a-酮酸 COO+ NH3(过量) R NH C COO- NH4+ H2/Pd NH2 R C H COO-
D,L-a-氨基酸
还原氨化过程是生物体内氨基酸生物合成的主要模式。
（2）Strecker合成法
这是最早发现的一种氨基酸合成法。1850年 德国化学家Strecker用乙醛、氨和HCN水溶液中 反应，得到丙氨酸。
成部分，而D-型氨基酸对生物体意义不大甚 至有副作用。
L-氨基酸 D-氨基酸 + 纯手性碱（酸） L-氨基酸盐 D-氨基酸盐 分离（重结晶、色谱法等）
常用的手性碱是马钱子碱 常用的手性酸是酒石酸
第八节 多肽的化学合成
• 多肽的全合成具有重要的意义，而且具有 重要的价值。 • 通过多肽全合成可以验证一个新的多肽的 结构；设计新的多肽，用于研究结构与功 能关系；为多肽生物合成反应机制提供重 要信息；建立模型酶，以及合成新的多肽 药物等。
Br C H
NH3 C H
a-溴代酸
D,L-a-氨基酸
（4） 丙二酸酯法
a.通过酰基丙二酸合成：
丝氨酸、酪氨酸
组氨酸
色氨酸
谷氨酸、谷氨酰胺
b.通过溴代丙二酸合成：
丝氨酸、酪氨酸
酪氨酸
脯氨酸
天门冬氨酸、天门冬酰胺、甲硫氨酸
（5） 氨基酸光学异构体的分离
所有用上面方法合成得到的氨基酸，都是D-和 L-型的混合物。L- -氨基酸是多肽蛋白质的组
氨基酸转变成酸酐后，由于有两个亲电中心，在形成肽 键时有几乎等量的副产物形成。
• 通常采用以下方法来克服此缺点：
生物化学第2章 氨基酸(共77张PPT)
• Ala Arg Asp
Asn
Cys Glu Gln Gly
His
Ile
Leu
Lys
Met Phe Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
、 20种氨基酸可按其侧链分类
• 氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为 三类，即：脂肪族氨基酸；芳香族氨基酸； 杂环氨基酸。
1）脂肪族氨基酸（中性）
甘氨酸 Glycine
非极性氨基酸（八种）
不带电何的极性氨基酸（八种）
带负电荷的氨基酸（2种）
带正电荷的氨基酸（2种）
➢第21种基本氨基酸是硒代半胱氨酸（Selenocysteine, Sec） ➢第22种基本氨基酸是吡咯赖氨酸（Pyrrolysine, Pyr） ➢两种罕见基本氨基酸是在特定生物的特定调控条件下生成。
O
H 2N CH C OH
CH 2
SH
C
（ α-氨基-β-巯基丙酸 ）
两个半胱氨酸氧化可生成胱氨酸
人头发的电子显微镜照片与模型
烫发过程：
1、加还原剂（巯基乙醇） 打开二硫键。
2、加氧化剂（双氧水） 重新生成错位二硫键。
1）、脂肪族氨基酸（含羟基或硫）
丝氨酸 Serine 苏氨酸 Threonine 半胱氨酸 Cysteine 甲硫氨酸 Methionine
O H 2N CH C OH
CH OH CH 3
T
（ α-氨基-β-羟基丁酸 ）
L-Threonine D-Threonine
L-alloThreonine
D-allo-
Threonine
苏氨酸的光学异构体
1）、脂肪族氨基酸（含羟基或硫）
第二章氨基酸
第⼆章氨基酸第⼆章氨基酸蛋⽩质是⽣物分⼦中⽣物功能的载体，要了解⽣命的基本活动规律，必须了解蛋⽩质。
⽽氨基酸是蛋⽩质的基本构件。
⼀、蛋⽩质⽔解特性蛋⽩质的⽔解⽅法主要有三种：1.酸⽔解，优点：⽔解彻底，不引起消旋作⽤；缺点：引起部分氨基酸被破坏：⾊氨酸完全破坏丝氨酸和苏氨酸（羟基氨基酸）部分破坏天冬氨酸和⾕氨酰氨（酰氨氨基酸）酰氨基被⽔解2.碱⽔解，优点：可使蛋⽩质完全⽔解，⾊氨酸稳定缺点：产⽣消旋，部分氨基酸破坏：精氨酸被脱氨⽣成鸟氨酸。
酸⽔解和碱⽔解可以互补3.酶⽔解：优点：不产⽣消旋，也不破坏氨基酸缺点：只⽤⼀种酶时⽔解不完全，需要⼏种酶协同作⽤才能彻底⽔解。
⼆、氨基酸是蛋⽩质的基本组成材料氨基酸的名称与符号丙氨酸Ala A精氨酸Arg R天冬酰氨Asn Asx N天冬氨酸Asp Asx D半胱氨酸Cys C⾕氨酰胺Gln Glx Q⾕氨酸Glu Glx E⽢氨酸Gly G组氨酸His H异亮氨酸Ile I亮氨酸Leu L赖氨酸Lys K甲硫氨酸Met M苯丙氨酸Phe F脯氨酸Pro P丝氨酸Ser S苏氨酸Thr T⾊氨酸Trp W酪氨酸Tyr Y缬氨酸Val V三、L-氨基酸的基本结构残基：在肽链中每个氨基酸都脱去⼀个⽔分⼦，脱⽔后的残余部分叫残基（residue), 因此蛋⽩质肽链中的氨基酸统统是残基形式。
判断法（看CAR的⾛向）将H原⼦靠近⾃⼰，观察CAR的⾛向，逆时针（左转）为L型，顺时针（右转）为D型。
四、氨基酸的分（合成蛋⽩质）氨基酸分类：1. 20种常见（合成蛋⽩质）氨基酸分类：根据R链的结构分3类（见教科书124-127）脂肪簇氨基酸15种（包含：中性氨基酸5种；羟基氨基酸2种；含硫氨基酸2种；酰氨氨基酸2种，酸性氨基酸2种,碱性氨基酸2种）芳⾹族氨基酸2种杂环族氨基酸3种根据带电和极性⼜分4类：⾮极性；不带电的极性; 带正电荷；带负电荷2. 不常见（蛋⽩质中被修饰）的氨基酸：如：4-羟脯氨酸；4-羟赖氨酸；6-N-甲基赖氨酸；锁链素等。
鲁科版化学高中二年级选修有机化学第2章 第4节 氨基酸和蛋白质课件(共20张PPT)
化学性质
羧基典型反应
官能团分析：R–CH–COOH 能与强碱溶液
氨基典型反应
NH2
反应
能与强酸溶液
反应
（1）两性
CH2—COOH
NH2
+ HCl →
CH2—COOH NH3+Cl-
盐酸甘氨酸
CH2—COOH +NaOH→ CH2—COONa +H2O
蛋白质
结构
氨基 羧基
性质
两性 缩合
组成
性质
用途
1.盐析
2.变性
3.颜色反应 4.灼烧
5.两性
6.水解
随堂练习
1、关于氨基酸的下列叙述中，正确的是 ( B )
A. 天然氨基酸都是无色晶体，一般难溶于水而易溶于乙醇 B. 氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 C. 氨基酸的结构式都可表示为 D. 氨基酸在一定条件下可发生成肽反应、酯化反应和水解反应
20世纪90年代，我国科学家在人类基因组计划中 承担了3000万个碱基对的测序任务。
蛋白质组学是后基因组时代一项重要的生命科学 的研究手段，2001年的Science杂志把蛋白质组学列为 六大研究热点之一。2002年，我国科学家领导的人类 肝脏蛋白质组计划正式启动，这标志着我国科学家已 经站在了生命科学研究领域的最前沿。
H
不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸
三、酶
1.定义
一种高效的生物催化剂。生物体内的大多数酶是蛋白质。
2.酶的催化作用具有的特点：
（1）条件温和 正常体温、血液pH约为7
（2）具有高度的专一性, 一种酶只催化一种反应。
【有机化学】氨基酸【课件PPT】
氨基酸在溶液中的荷电状态与溶液的pH值有关。
氨基酸分子内羧基和氨基的电离度相等，则氨基 酸形成两性离子的浓度最高，净电荷为零，氨基 酸在电场中既不向正极移动，也不向负极移动， 此时溶液的pH值就称为该氨基酸的等电点，常用 符号pI(isoelectric point)表示。
RCHCOO－
＋
NH3
CH2CH COOH 酪氨酸
Tyr
NH2
CH2CH COOH
N
*色氨酸 Trp
H
等电点
6.30 5.66 5.89
7
II 酸性
NH2 HOOC CH2CH COOH
NH2 HOOC (CH2)2CH COOH
天冬氨酸 Asp 谷氨酸 Glu
III 碱性
NH2
H2N (CH2)4CH COOH
NH2
18
(六) 成肽反应
在适当条件下，氨基酸分子间氨基与羧基相互脱 水缩合生成的一类化合物，叫做肽，肽分子中的 酰胺键(－CO－NH－)叫做肽键，由二分子氨基酸 缩合而成的肽叫二肽。
H2NCHCOOH + H2NCHCOOH
R1
R2
H2O
H2NCHCO NHCHCOOH
R1
许多氨基酸分子通过多个肽键
肽键
12
Байду номын сангаас
COOH H2N H
R
L－氨基酸
COOH HO H
CH3 L－乳酸
COOH H2N H
CH2SH
COOH
H2N
H
CH3
L-(＋)-丙氨酸
COOH 半胱氨酸（R）
H2N
H
CH2OH
L-(－)-丝氨酸
有机化学氨基酸PPT课件
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(3)三级结构—— 在二级结构的基础上，多肽链间通过氨基酸残基侧链的相互作用， 在三维空间沿多个方向进行卷曲、折叠、盘绕形成紧密的球状结构称为蛋白质的三级
结构。
蛋白质的三级结构 是其他次级键，如 －S－S－（二硫 键）、离子键、氢 键、疏水键、支链 等，共同作用的结 果。
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2、茚三酮反应 用途：鉴别α-氨基酸
O
OH
2
OH
O
水合茚三酮
+ RCHCOOH
NH2
α-氨基酸
O
O
N
O
O
兰紫色
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1 大蒜的药用价值与氨基酸
O H2 O S C CHC OH
NH2
O SS
S OH
蒜素
现代抗生素问世之前，大蒜制剂被用来治疗霍乱， 痢疾，肺结核等疾病，大蒜制剂还能降低胆固醇， 阻止血小板聚集，对心血管有利，并有一定的抗 菌作用。副作用：味道大
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2、分类 二肽 三肽 多肽
3、命名 以含有完整羧基的氨基酸为母体，将以羧基
参加形成肽链的氨基酸中的酸字改为“酰”,依次 加在母体前面
O
NH2CH2 C NHCH2COOH 甘氨酰甘氨酸 或甘·甘
CH3 O
O
O
CH2OH
NH2CH C NH CH C NH CH2C NH CHCOOH
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水蛭素多肽——抗血栓分子药理 1884年Haycraft首先发现新鲜医用水蛭Hirud medicinalis提取物含抗凝血物质,但直至1955年Mark wardt等从医用水蛭中才分离出水蛭素(hirudin,HV),共有 7种异构体。1984年Dodt首先测出其一级结构,确认HV是 一条含65个左右氨基酸的多肽。HV酶是血液凝固、止血过程和血栓形成的中心 酶之一。它专一性地水解纤维蛋白原上的Agr-Gly键,使之转变成纤维蛋白;纤维 蛋白相互作用会进一步形成血栓。HV的2个结构域通过不同的机制分别和凝血酶 相互作用,抑制其活性。其C端长链通过和凝血酶的纤维蛋白原识别部位结合,拮 抗凝血酶对纤维蛋白原的识别。而HV的N末端核心结构域通过和凝血酶的活性部 位结合而抑制它的催化活性。临床实验结果也表明,HV的抗栓作用不需要其它因 子的作用;又不会引起出血等副作用。其效果超过小分子肝素。因此被认为是 2010年前最强的可逆性凝血酶直接抑制剂。全球约有20亿美元市场销售量。
生物化学(PDF)版
第一章氨基酸(amino acid)的结构与性质第一节氨基酸的结构与分类一、氨基酸的结构组成蛋白质的基本单位是氨基酸。
如将天然的蛋白质完全水解，最后都可得到约二十种不同的氨基酸。
从氨基酸的结构通式可以看出：构成蛋白质的氨基酸均为L—α—氨基酸。
除R为H（甘氨酸）外，其余氨基酸均具有旋光性。
*在空间各原子有两种排列方式：L—构型与D—构型，它们的关系就像左右手的关系，互为镜像关系，下图以丙氨酸为例：二、氨基酸的分类：1.按氨基酸分子中羧基与氨基的数目分：酸性氨基酸：一氨基二羧基氨基酸，有天冬氨酸、谷氨酸；碱性氨基酸：二氨基一羧基氨基酸，有赖氨酸、精氨酸、组氨酸；中性氨基酸：一氨基一羧基氨基酸，有甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸。
2.按侧基R基的结构特点分：脂肪族氨基酸芳香族氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸杂环氨基酸：脯氨酸、组氨酸3.按侧基R基与水的关系分：非极性氨基酸：有甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸；极性不带电氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸；极性带电氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸。
4.按氨基酸是否能在人体内合成分：必需氨基酸：指人体内不能合成的氨基酸，必须从食物中摄取，有八种：赖氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、笨丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸。
非必需氨基酸：指人体内可以合成的氨基酸。
有十种。
半必需氨基酸：指人体内可以合成但合成量不能满足人体需要（特别是婴幼儿时期）的氨基酸，有两种：组氨酸、精氨酸。
三、稀有氨基酸:参加天然蛋白质分子组成的氨基酸，除了上述20种有遗传密码的基本氨基酸之外，在少数蛋白质分子中还有一些不常见的氨基酸，称为稀有氨基酸。
它们都是在蛋白质分子合成之后，由相应的常见氨基酸分子经酶促化学修饰而成的衍生物。
氨基酸的生物有机化学共60页文档
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
氨基酸的生物有机化学
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是