第二十二章氨基酸、多肽、蛋白质和核酸

第二十二章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸

(Amino acids, proteins and nucleic acids)

概述：

氨基酸： 羧酸分子中烃基上的氢被氨基取代生成的化合物。

R CH

COOH

NH 2

α–氨基酸

天然氨基酸主要是α–氨基酸。

肽： α–氨基酸分子中的羧基与另一分子α–氨基酸的氨基生成的酰胺。

多肽：多个α–氨基酸分子用肽键连接而生成的化合物。

C NH O 肽键（酰胺键）

NH 2CH 2CNHCH 2C O

O

OH N –甘酰基甘氨酸

HO 2C

H N N H

COOH

NH 2

H

O

H

H 2C

SH

O

谷半胱甘肽

蛋白质：由多种α–氨基酸用肽键连接起来的、分子量很大的多肽（分子量一万以上，含100个以上氨基酸单位）。

蛋白质、碳水化合物、脂肪（甘油醇的脂肪酸酯）是人的营养中的三种要素。 一 氨基酸的结构和命名

分类：根据氨基和羧基的相对位置不同，可分为α、β、γ或δ–氨基酸。组成蛋白质的几乎都是α – 氨基酸。

R C COOH

NH 2

H

*

自然界存在的α – 氨基酸（天然氨基酸）目前已知有一百多种，但组成蛋白质氨基酸的仅有二十多种。常见氨基酸：

符号

代号汉文代号甘氨酸

H CHCOOH NH 2

Gly

G

丝氨酸

HOCH 2CH COOH

NH 2

Ser

S

丙氨酸

CH 3CH COOH

NH 2

Ala

A

甘

丝

丙

根据分子中氨基和羧基个数，可分为： 中性氨基酸：氨基和羧基数目相等。 酸性氨基酸：羧基数目大于氨基数目。 碱性氨基酸：氨基数目大于羧基数目。

H 2NCH 2COOH

H 2NCH 2CH 2CH 2CH 2CHCOOH

NH 2

HOOCCH 2CH 2CHCOOH

NH 2

中性氨基酸 （甘氨酸）碱性氨基酸 （赖氨酸）

酸性氨基酸 （谷氨酸）

命名：由来源、性质命名。

氨基酸构型习惯用D 、L 标记，主要看α– 位手性碳，– NH 2在右为D 型， – NH 2在左为L – 型。

COOH

C H

H 2N

CH 3

L – 丙氨酸

自然界存在的氨基酸一般都是α– 氨基酸，而且是L –型。除甘氨酸外，都是有旋光性的。

二 氨基酸的性质

1 α– 氨基酸的酸碱性

α– 氨基酸的物理性质说明它具有内盐的结构，即为两性离子：

R CHC NH 2

O

OH R CHC NH 3

O

O

α– 氨基酸为两性化合物，与强酸或强碱作用成盐。

R CHC NH 3O O +HCl R CHC NH 3

O OH Cl

R CHC NH 3O O +NaOH R CHC NH 2

O O Na +

R CHC NH 2O O OH H +R CHC NH 3

O O

R CHC NH 3O OH H +

OH

用酸、碱可改变溶液的酸碱性。当溶液中正离子浓度和负离子浓度相等时，此时溶液的pH 值就是该氨基酸的等电点（PI ）。

注意：① 在等电点时，向阳极移动和向阴极移动的离子彼此抵消（即没有净的迁移），或者说，电场中不显示离子的迁移。

② 在等电点时，以两性离子形式存在的氨基酸浓度最大（在水溶液中）。 ③ 在等电点时，氨基酸的溶解度最小。

等电点是每一种氨基酸的特定常数，氨基酸不同，等电点不同。所以可以通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸。

中性氨基酸的等电点：pH=6.2~6.8 酸性氨基酸的等电点：pH=2.8~3.2 碱性氨基酸的等电点：pH=7.6~10.8 2 α– 氨基酸的反应

COOH

成盐成酰氯

成酯成酰胺还原

NH

2

与亚硝酸反应

成盐与甲醛反应酰化烃基化

CH 2CHCO 2

NH 3

+

CH 3OH +HCl

CH 2CHCO 2CH 3

NH 3Cl

苯丙氨酸甲酯盐酸盐

在强酸性介质中有利于酯化： (CH 3)2CHCHCO 2

NH 3

(1) C 6H 5COCl, OH

(2) HCl

(CH 3)2CHCHCO 2H

NHCOC 6H 5

N-苯甲酰基缬氨酸

在强碱性介质中有利于酰化：

R CHC NH 2O OH HNO 2

R CHC OH O OH

N

N

H

CH 2CHCO 2NH

3(CH 3CO)2O +N N

H

CH 2CHCO 2H

NHCOCH 3 F

NO 2

O 2N

H 2NCHCOOH

R

+

NHCHCOOH NO 2

O 2N

R

黄色

可用来鉴别氨基酸。

与水合茚三酮反应：

O

O

O O

O OH

OH

茚 茚三酮 水合茚三酮 α-氨基酸可以和水合茚三酮发生呈紫色的反应。