有机化学：氨基酸、多肽和蛋白质

等电点是氨基酸的重要理化常数之一，可由实验测得， 也可通过计算得到。每种氨基酸都有其特定的等电点。
蛋白质
水解
多肽
完全水解
H+或OH-或 酶
a-氨基酸 (2Leabharlann Baidu种)
一.营养必需氨基酸 亮、异亮、缬、苯丙、蛋、苏、色、赖等8种氨 基酸在人体内不能合成或合成数量不足，必需由食物 蛋白质补充才能维持机体正常生长发育，故这些氨基 酸称为营养必需氨基酸。此外，组氨酸和精氨酸在婴 幼儿和儿童时期因体内合成不足，也需依赖食物补充 一部分。 修饰氨基酸和非蛋白质氨基酸 蛋白质分子中尚含有一些经修饰的氨基酸，这 类氨基酸在生物体内均无相应的遗传密码，往往在蛋 白质生物合成前后，由其中相应氨基酸经加工修饰而 成，称为修饰氨基酸(modified amino acid)或衍生氨 基酸(derived amino acid)
（二） 化学性质 氨基酸除具有氨基和羧基的一些典型反应之 外，还有二者相互影响、相互作用的某些特性。 氨基与羧基各自的反应：
NaOH/H2O
HCl/H2O
R—CH(NH2)-COONa R—CH(N+H3)-COOH R—CH-COOH NH-COCH3 R—CH(OH)-COOH + N2
R—CH—COOH NH2
2、命名： （ 1 ）系统命名法。把氨基当作取代基，以羧酸 做母体，称为氨基某酸。氨基的位置习惯上用希腊 字母a、b、g 等表示。 （2）俗名。
天然产氨基酸更普遍使用习惯命名或俗名，即按 其来源或性质命名。如天门冬氨酸最初由天门冬的幼 苗中发现；甘氨酸因其具有甜味而得名。生物体内作 为合成蛋白质的原料的20种氨基酸，象元素符号一样， 都有国际通用的符号，中文用简称表示。
氨基酸在溶液中存在形式
R—CH—COOH (约0.001%) NH2 R—CH—COOH +NH 3 阳离子 H+ OHR—CH—COO+NH 3
OHH+
R—CH—COONH2
(纯水中 ~100%)
两性离子
阴离子
pH < pI
pH = pI
pH > pI
当一种氨基酸溶液的 pH 调至某一特定值，使 [阳离子 ] = [阴离子], 且浓度很低，而偶极离子浓度最高。此时溶液的pH值 称为这个氨基酸的等电点(Isoelectric Point), 用 pI 表示。
（2）根据氨基酸在水溶液中的酸碱性不同分：
中性氨基酸(1氨基1羧基；实际上为弱酸性)： 甘、丙、缬、亮、异亮、丝、苏、半胱、 蛋、苯丙、酪、色、*天酰、*谷酰、*脯 酸性氨基酸(1氨基2羧基)：天冬、谷 碱性氨基酸(2氨基1羧基)：赖、 *精、*组
（3）从医学角度分类： 根据氨基酸在生理pH范围内其侧链R基团的极 性及其所带电荷分： ① R基团为非极性或疏水性的氨基酸。有丙、亮、缬 等8种。它们通常埋藏于蛋白质内部。 ② R基团含羟基、巯基等极性基，有极性但不带电的 氨基酸。有丝、苏、酪、色、半胱等7种。往往 分布于蛋白质分子的表面。 ①②两类为中性氨基酸。 ③ R基团带负电荷的氨基酸。有谷、天冬2种。为酸 性氨基酸。 ④ R基团带正电荷的氨基酸。有精、赖、组3种。为 碱性氨基酸。
20种AA
3、结构特点和构型： 由蛋白质水解得到的氨基酸都具有共同的 结构特点——a-氨基酸。结构通式为： R——*CH—COOH NH2
不同的氨基酸只是R不同。仅有一个例外：
COOH
（脯氨酸为a-亚氨基酸） 氨基酸在固态或在生理 pH 情 况 下 ， 多 以 偶 极 离 子 (zwitterion) 形式存在，是一种 内盐。中性氨基酸和酸性氨基 酸其偶极离子结构通式为：
R——*CH—COO－ NH 3＋
除甘氨酸外,
其他19种氨基酸a-C都为*C, 存在一对对映体。
COOH H2N————H R L-型
COOH H————NH2 R D-型
生物体内具旋光活性的氨基酸多属于L-型。
氨基酸的 绝对构型
CO2H 中 小 C H NH2 大
R基团比羧基优先：R-构型
中小 R
乙酸酐 NaNO2+HCl C2H5OH/H+
R—CH(NH2)COOC2H5
1. 两性解离和等电点 氨基酸分子中的 -NH2 呈碱性，而 -COOH 呈 酸性，所以本身能互相反应形成盐。
R—CH—COOH NH2 R—CH—COO+NH 3
这种分子内部酸性基团和碱性基团所形成
的盐叫内盐, 又叫两性离子或偶极离子。
氨基酸、多肽和蛋白质
第一节 氨基酸
一、蛋白质中的20种氨基酸 二、氨基酸的结构、分类和命名
三、氨基酸的性质
第二节 肽
第三节 蛋白质 分类、结构、性质
第一节
氨基酸
氨基酸 (Amino Acid) 是分子内同时含有氨 基和羧基的化合物。根据氨基和羧基的相对位 置，分为a-、b-、g-氨基酸等。 蛋白质水解的最终产物是各种不同 a- 氨 基酸的混合物。因此， a- 氨基酸是组成蛋白 质的基本单元。
pH=pI，主要以两性离子形式存在。 pH>pI，主要以阴离子形式存在。 pH<pI ，主要以阳离子形式存在。
将氨基酸的溶液置于电场中， pH > pI，主要呈负离子状态而向正极移动； pH< pI， 主要呈正离子状态而向负极移动；
pH=pI ，主要以两性离子形式存在。 既不向正极移 动，也不向负极移动。
二、氨基酸的结构、分类和命名
1、分类: （1）根据化学结构不同分：
甘、丙、缬、亮、异亮(不含其它官能团) 丝、苏(含-OH)； 半胱、蛋(含S)； 天酰、谷酰(含酰胺)
①脂肪族氨基酸
天冬、谷(1氨基2羧基) 精(含胍基) 赖（ 2氨基1羧基）
②含芳香环的氨基酸：苯丙、酪
③含杂环的氨基酸：脯、组、色
HSCH2
半胱氨酸
18种氨基酸的绝对构型为S-构型。 只有1种——半胱氨酸：为R-构型。
三、氨基酸的性质 (一) 物理性质 a- 氨基酸都是挥发性低的白色固体，并能以 一定的结晶形状从溶液中析出。氨基酸的熔点都 很高，一般在200~300℃之间，多数氨基酸受热易 分解放出CO2，而不熔融。由于它们的熔点比较接 近，所以测定熔点难以鉴别它们。 氨基酸一般能溶于水，但溶解度大小不一；均 可溶于强酸、强碱中，除甘氨酸、丙氨酸、亮氨 酸外，其它氨基酸不溶于无水乙醇，几乎所有的 氨基酸均不溶于乙醚。