蛋白质化学(2)
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4、氨基酸的化学反应 （1）茚三酮反应
a-氨基酸与茚三酮水合物共热，可 生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在 570nm处。
蓝紫色 化合物
CH2 CH2 CH2 CHCOONH2+
脯氨酸（亚氨基酸）
黄色化合物（440nm）
（ 2 ）Sanger反应------2，4－二硝基氟苯反应
（ 3） Edman反应
O
S Cl
O
O
S HN
O H C R
COOH
DNS-Cl
DNS-氨基酸
总结：氨基酸的α-氨基
1.与丹磺酰氯（DNS-Cl）的反应：生成荧光物质DNS氨基酸。
2.与2,4-二硝基氟苯（2,4-DNFB）的反应（Sanger反 应）：生成黄色的二硝基苯-氨基酸衍生物。 3.与苯异硫氰酸酯（PITC）反应（Edman反应）：生成 苯乙内酰硫脲-氨基酸。 以上三个反应用于蛋白质的N-末端的测定。
+ NH3 P COOH + NH3(ε)
+ P+
pK 10.6
+ NH3
pK 3.6
NH2
pK 8.0
P
COO + NH3(ε) P+
+wenku.baidu.com
P
COO + NH3(ε) P
-
+
NH2 P COO NH2(ε) P
pI=(8.0＋10.6) /2 =9.3
-
2．肽的化学性质
NH2 C O NH2 NH2 C O NH2
（四）氨基酸的分离分析
(一).层析法 – 纸层析
– 薄层层析
– 离子交换层析法
(二).电泳
(一).层析法(chromatography)
（1）纸层析----- 单向纸层析图
-----双向纸层析图
（2）薄层层析
将支持物涂于薄板上的 层析方法。 支持剂：纤维素粉、 硅胶、 氧化铝粉
基本步骤：
铺板、点样、展层、现 色、定性（定量）
----双缩脲反应
NH2 C O
加热
NH C O NH2
+ NH3↑
双缩脲 ＋ 碱性CuSO4溶液
紫色
凡是有肽键结构的化合物都会发生双缩脲反应， 可用于定量分析。是肽和蛋白质特有的反应。
（三）天然存在的某些活性肽
谷胱甘肽（GSH）
三肽（Glu-Cys-Gly），广泛存在于生物细胞中， 含有自由的巯基，具有很强的还原性，可作为体内重 要的还原剂，保护某些蛋白质或酶分子中的巯基免遭 氧化，使其处于活性状态。
肽是由两个或两个以上的氨基酸通过酰胺键连接而形成的化合物。
R + H3N
1
H + H N
R
2
CH C OH O
CH COO
H2O
1 2
R + H3N
H N
R
CH C O
CH COO
氨基酸通过肽键连接而成的分子叫肽
二肽 三肽 四肽
低于10 称寡肽（oligopeptide）
多肽（Polypeptide）
(3) 离子交换层析法
原理：分离氨基酸时，用离子交换树脂作为支持物，利用离
子交换树脂上的活性基团与溶液中的离子进行交换反应，由于各
种离子交换能力不同，与树脂结合的牢固程度就不同，在洗脱过
程中，各种离子以不同的速度移动，从而达到分离的目的。
这种分离主要与各种离子所带电荷有关，在电荷相同时， 与极性，非极性有关。
氨基酸之间通过肽键连接形成的链称肽链。
R1 H2N CH
N端
O C
R2 HN CH
O C
R3 HN CH
O C
Rn HN CH
O COH
C端
氨基酸残基
氨基酸残基
肽链书写方式：N 端 → C 端 左 右 肽有链状、环状和分支状。
命名：根据氨基酸组成，由N 端→C 端命名
O H3C CH NH2 C O HN CH2 C HN CH CH2 CH H3C CH3 COOH
脑啡与其受体结合后可以产生镇痛效果
麻啡可以模拟脑啡的作用，因此有类似的效用
应 用：
利用阳离子交换树脂分离下列每一对氨基酸， 判断哪一种氨基酸首先被 pH7 的缓冲液从离子 交换柱上洗脱出来。 （a）Asp和Lys（b）Arg和Met（c）Glu和Val
答：（a）Asp（b）Met（c）Glu
(二).电泳 (Electophy)
第三节
（一）肽的结构和命名
肽（peptide）
（4）酰化反应
α-氨基与酰氯或酸酐在弱碱溶液中发 生作用时，氨基即被酰基化。
氨基酸与 5一二甲氨基萘-1-磺酰氯 （dansyl chloride, DNS）－丹磺酰氯的反应
H3C N H2N H C R COOH +
CH3
H3C N
CH3
+ HCl
丹磺酰-aa (DNS-aa) 是荧 光物质，在紫外 光激发后发黄色 荧光。
离子交换树脂：
基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。
阳离子交换树脂--酸性非常强的磺酸根SO3－（以盐的形式 出现） 阴离子交换树脂--碱性非常强的-N(CH3) 3OH
树脂化学本质：是一种人工合成的聚苯乙烯一苯二乙烯组成的
具有网状结构的高分子聚合物。
SO3SO3-
aa2+ aa+
SO3-
aaaa
1．两性解离与等电点
肽与氨基酸一样具有酸、碱性质，它的解离主要取 决于肽链的末端氨基、末端羧基和侧链R基。
肽的等电点：肽所带净电荷为“零”时，溶液的pH值。 例：已知末端α-COOH，pK3.6；末端α-NH3+，pK8.0 ； ε-NH+3pK10.6。 计算Ala-Ala-Lys-Ala的等电点。
丙氨酰－甘氨酰－亮氨酸 Ala－Gly－Leu (or Ala•Gly•Leu) (or AGK)
肽键的特点
肽键的键长介于C-N单键和双键之间，具有部分双键 的性质， 不能自由旋转。
肽键周围六个原子在同一平面（酰胺平面）上， 相邻两个氨基酸的 α-carbon 在对角 (trans) 。
（二）肽的理化性质
a-氨基酸与茚三酮水合物共热，可 生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在 570nm处。
蓝紫色 化合物
CH2 CH2 CH2 CHCOONH2+
脯氨酸（亚氨基酸）
黄色化合物（440nm）
（ 2 ）Sanger反应------2，4－二硝基氟苯反应
（ 3） Edman反应
O
S Cl
O
O
S HN
O H C R
COOH
DNS-Cl
DNS-氨基酸
总结：氨基酸的α-氨基
1.与丹磺酰氯（DNS-Cl）的反应：生成荧光物质DNS氨基酸。
2.与2,4-二硝基氟苯（2,4-DNFB）的反应（Sanger反 应）：生成黄色的二硝基苯-氨基酸衍生物。 3.与苯异硫氰酸酯（PITC）反应（Edman反应）：生成 苯乙内酰硫脲-氨基酸。 以上三个反应用于蛋白质的N-末端的测定。
+ NH3 P COOH + NH3(ε)
+ P+
pK 10.6
+ NH3
pK 3.6
NH2
pK 8.0
P
COO + NH3(ε) P+
+wenku.baidu.com
P
COO + NH3(ε) P
-
+
NH2 P COO NH2(ε) P
pI=(8.0＋10.6) /2 =9.3
-
2．肽的化学性质
NH2 C O NH2 NH2 C O NH2
（四）氨基酸的分离分析
(一).层析法 – 纸层析
– 薄层层析
– 离子交换层析法
(二).电泳
(一).层析法(chromatography)
（1）纸层析----- 单向纸层析图
-----双向纸层析图
（2）薄层层析
将支持物涂于薄板上的 层析方法。 支持剂：纤维素粉、 硅胶、 氧化铝粉
基本步骤：
铺板、点样、展层、现 色、定性（定量）
----双缩脲反应
NH2 C O
加热
NH C O NH2
+ NH3↑
双缩脲 ＋ 碱性CuSO4溶液
紫色
凡是有肽键结构的化合物都会发生双缩脲反应， 可用于定量分析。是肽和蛋白质特有的反应。
（三）天然存在的某些活性肽
谷胱甘肽（GSH）
三肽（Glu-Cys-Gly），广泛存在于生物细胞中， 含有自由的巯基，具有很强的还原性，可作为体内重 要的还原剂，保护某些蛋白质或酶分子中的巯基免遭 氧化，使其处于活性状态。
肽是由两个或两个以上的氨基酸通过酰胺键连接而形成的化合物。
R + H3N
1
H + H N
R
2
CH C OH O
CH COO
H2O
1 2
R + H3N
H N
R
CH C O
CH COO
氨基酸通过肽键连接而成的分子叫肽
二肽 三肽 四肽
低于10 称寡肽（oligopeptide）
多肽（Polypeptide）
(3) 离子交换层析法
原理：分离氨基酸时，用离子交换树脂作为支持物，利用离
子交换树脂上的活性基团与溶液中的离子进行交换反应，由于各
种离子交换能力不同，与树脂结合的牢固程度就不同，在洗脱过
程中，各种离子以不同的速度移动，从而达到分离的目的。
这种分离主要与各种离子所带电荷有关，在电荷相同时， 与极性，非极性有关。
氨基酸之间通过肽键连接形成的链称肽链。
R1 H2N CH
N端
O C
R2 HN CH
O C
R3 HN CH
O C
Rn HN CH
O COH
C端
氨基酸残基
氨基酸残基
肽链书写方式：N 端 → C 端 左 右 肽有链状、环状和分支状。
命名：根据氨基酸组成，由N 端→C 端命名
O H3C CH NH2 C O HN CH2 C HN CH CH2 CH H3C CH3 COOH
脑啡与其受体结合后可以产生镇痛效果
麻啡可以模拟脑啡的作用，因此有类似的效用
应 用：
利用阳离子交换树脂分离下列每一对氨基酸， 判断哪一种氨基酸首先被 pH7 的缓冲液从离子 交换柱上洗脱出来。 （a）Asp和Lys（b）Arg和Met（c）Glu和Val
答：（a）Asp（b）Met（c）Glu
(二).电泳 (Electophy)
第三节
（一）肽的结构和命名
肽（peptide）
（4）酰化反应
α-氨基与酰氯或酸酐在弱碱溶液中发 生作用时，氨基即被酰基化。
氨基酸与 5一二甲氨基萘-1-磺酰氯 （dansyl chloride, DNS）－丹磺酰氯的反应
H3C N H2N H C R COOH +
CH3
H3C N
CH3
+ HCl
丹磺酰-aa (DNS-aa) 是荧 光物质，在紫外 光激发后发黄色 荧光。
离子交换树脂：
基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。
阳离子交换树脂--酸性非常强的磺酸根SO3－（以盐的形式 出现） 阴离子交换树脂--碱性非常强的-N(CH3) 3OH
树脂化学本质：是一种人工合成的聚苯乙烯一苯二乙烯组成的
具有网状结构的高分子聚合物。
SO3SO3-
aa2+ aa+
SO3-
aaaa
1．两性解离与等电点
肽与氨基酸一样具有酸、碱性质，它的解离主要取 决于肽链的末端氨基、末端羧基和侧链R基。
肽的等电点：肽所带净电荷为“零”时，溶液的pH值。 例：已知末端α-COOH，pK3.6；末端α-NH3+，pK8.0 ； ε-NH+3pK10.6。 计算Ala-Ala-Lys-Ala的等电点。
丙氨酰－甘氨酰－亮氨酸 Ala－Gly－Leu (or Ala•Gly•Leu) (or AGK)
肽键的特点
肽键的键长介于C-N单键和双键之间，具有部分双键 的性质， 不能自由旋转。
肽键周围六个原子在同一平面（酰胺平面）上， 相邻两个氨基酸的 α-carbon 在对角 (trans) 。
（二）肽的理化性质