有机化学第20章 蛋白质和核酸

3．氨基酸羧基的反应
氨基酸分子中羧基的反应主要利用它能成酯、成酐、 成酰胺的性质。
OHPCl5
RCHCOOH NH2
C6H5CH2OH H+
R'NH2
LiAlH4
- CO2
RCHCOONH2
RCHCOCl
NH2 RCHCOOCH2C6H5
NH2 RCHCONHR'
R
L－氨基酸
用D/ L体系表示——在费歇尔投影式中氨基位于横键 右边的为D型，位于左边的为L型。
COOH H2N H
R
COOH H NH2
R
L--氨基酸
D--氨基酸
COOH H2N H
H OH CH3
L-苏氨酸
CHO HO H
H OH CH2OH
D-苏阿糖
用 R、S 命名的则 L 构型的氨基酸多为 S 型， 只有L-半光胺酸为 R 型。
组成肽和蛋白质的结构单元分子
—— - 氨基酸
一、分类、命名
1、分类
按烃基类型可分为脂肪族氨基酸，芳香族氨基酸，含杂 环氨基酸。 按分子中氨基和羧基的数目分为中性氨基酸，酸性氨基 酸，碱性氨基酸。
2、命名： 多按其来源或性质而命名。
二、氨基酸的构型
COOH
COOH
HO H
CH3 L－乳酸
H2N
H
酪胺酸
NH2 CH2CH COOH
N H
*色胺酸
Met Ser pro Tyr Trp
等电点
5.47 5.68 6.30 5.66 5.89
结构
II 酸性
NH2 HOOC CH2CH COOH
NH2 HOOC (CH2)2CH COOH
III 碱性
NH2 H2N (CH2)4CH COOH
NH2 HN CHN(CH2)2CH COOH
NH2
H
溶液PH>等电点
R CH COO NH3
等电点
H R CH COOH
OH
NH3
溶液PH<等电点
1°等电点为电中性而不是中性（即pH=7），在溶液中加入电 极时其电荷迁移为零（氨基酸不向电场的任何一极移动）。
中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸
pI = 4.8~6.3 pI = 2.7~3.2 pI = 7.6~10.8
NH3
H2N N NH2 CH2CH COO
名称
缩写
门冬胺酸 Asp 谷胺酸 Glu
*赖胺酸 精胺酸
Lys Arg
组胺酸 His
等电点
2.77 3.22
9.74 10.76 7.59
三、氨基酸的性质
1、氨基酸的酸-碱性
O R CH C-OH
NH2
O R CH C-O
NH3
R CH COOH NH3
部分水解。 8．了解酶的一般概念。
第一节 氨基酸
分子中既含有氨基，又含有羧基的化合物统称 为氨基酸。
CH3CHCOOH
NH2 -amino acid
NH2CH2CH2COOH -amino acid
NH2CH2CH2CH2COOH
COOH NH2
-amino acid
o-amino benzoic acid
第二十章
蛋白质和核酸
本章要求：
1．掌握氨基酸的两性和等电点，与茚三酮的反应。 2．掌握蛋白质的性质：两性和等电点，变性，鉴定。 3．理解多肽的一般结构。 4．了解核苷酸、核酸（RNA、DNA）。 5．了解氨基酸的制法。 6．了解二十种常见氨基酸的名称、分类和结构。 7．了解多肽结构的测定法（N端、C端的测定法），
氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺。
R
R
R' COCl + NH2 CH COOH
R' C NH CH COOH + HCl
O
乙酰氯、醋酸酐、苯甲酰氯邻苯二甲酸酐等都可用作酰化剂。
在蛋白质的合成过程中为了保护氨基则用苄氧甲酰氯作为酰化剂。
O
R
CH2 O C Cl + NH2 CH COOH
O
R
CH2 O C NH CH COOH
2°以两性离子形式存在的氨基酸浓度最大。 3°等电点时，偶极离子在水中的溶解度最小，易结晶析出。
3、氨基酸的物理性质
1）α-氨基酸都是无色结晶。 2）等电点时以两性离子形式存在的氨基酸浓度 最大，易结晶析出。所以，氨基酸具有高熔点 及不溶于有机溶剂的特点。
4、氨基酸氨基的反应
（1）氨基的酰基化
COOH
H2N
H
CH2SH
20种氨基酸可组成无数蛋白质：
结构
名称
缩写
等电点
I、中性 (*为必要氨基酸，人体内不能合成，只能从食物中得到）
NH2CH2COOH
NH2 H3CHC COOH
NH2 (H3C)2HC CH COOH
NH2 C2H5HC CH COOH
CH3
甘胺酸
Gly
丙胺酸
Ala
*颉胺酸 Val
（2）氨基的烃基化
氨基酸与RX作用则烃基化成N-烃基氨基酸：
NO2
R
NO2
F + NH2 CH COOH
NO2 R
NO2
NH CH COOH
（3）与亚硝酸反应
R CH COOH + HNO2 NH2
R CH COOH + N2 + H2O OH
反应是定量完成的，衡量的放出N2，测定N2的 体积便可计算出氨基酸中氨基的含量。
H
OH
R CH COOH
R CH COO
NH2
NH2
通常以内盐存在：
O R CH C-O
NH3
2、氨基酸的等电点
在氨基酸水溶液中加入酸或碱，至使羧基和氨基的离子化程 度相等（即氨基酸分子所带电荷呈中性——处于等电状态） 时溶液的pH值称为氨基酸的等电点。常以pI表示。
R CH COOH NH2
OH R CH COO
*亮胺酸 Leu *苯丙胺酸 Phe
半光胺酸 Cys *苏胺酸 Thr
谷胺酸
Gln
天冬胺酸 Asn
等电点
6.02 5.48 5.07 5.6 5.56 5.07
结构
名称
缩写
NH2 CH3S(CH2)2CHCOOH
NH2 HOCH2CHCOOH
*蛋胺酸 丝胺酸
COOH N
脯胺酸
H
HO
NH2 CH2CH COOH
*异亮胺酸 Ile
5.97 6.00 5.96 5.98
结构
名称
缩写
NH2 (H3C)2HCH2C CH COOH
NH2 C6H5H2C CH COOH
NH2 HSH2C CH COOH
NH2 H3CHC CH COOH
OH
O
NH2
H2NC (CH2)2CHCOOH
O
NH2
H2NC CH2CHCOOH
（4）与茚三酮反应
α-氨基酸在碱性溶液中与茚三酮作用，生成显蓝色或 紫红色的有色物质，是鉴别α-氨基酸的灵敏的方法。
CO
H2O
CO
CO
茚三酮
C
O OH
C C O OH
水合茚三酮
C
O OH
C
+ RCHCOOH
C O OHNH2来自COO CC NC
CO
C HO
RCHO
+ CO2 3 H2O
脯氨酸在同样条件下呈黄色。