第二十章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸（6学时）.doc

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1、第二十章氨基酸、多肽、蛋白质和核酸（6学时）蛋白质是生物高分子，化学结构极其复杂，种类繁多。其组成元素主要是碳、氢、氧和氮四种。在受到酸、碱或酶的作用时，都水解而生成α-氨基酸。第一节氨基酸的结构、分类和命名定义：分子中既含有氨基，又含有羧基的化合物统称为氨基酸。氨基酸是组成肽和蛋白质的结构单元分子。一、结构1、氨基酸的结构通式为：2、当R不等于H时，α碳原子就是手性的，氨基酸存在两种构型。3、构型：D/L标记法，距羧基最近的手性碳原子为标准。4、天然蛋白质水解都生成α-氨基酸。常见的有20种。二、分类1、

2、据氨基和羧基的数目（氨基酸的性质）可分为：中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。2、根据所连R基团的不同可以分为：肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸。3、据氨基和羧基的相对位置分为：α—氨基酸、β—氨基酸和γ—氨基酸。4、除氨基和羧基外，还可据连的基团（或原子）不一样可分：氢氨基酸、烃基氨基酸、羟基氨基酸、氨基氨基酸等。三、命名1、系统命名法：把氨基作为羧酸的取代基来命名，即把氨基酸看作是羧酸衍生物来命名。例如：2、根据氨基酸的来源或性质命名。例如：甘氨酸（因其具有甜味）。第二节氨基酸的性质及反应由于氨基酸

3、分子中含有氨基和羧基，所以它们既是酸又是碱，是两性化合物。事实上，氨基酸在结晶状态或在接近中性的溶液中，是以两性离子(dipolarion)的形式存在的，是一种内盐(innersalt)。A、旋光性(opticalactivity)：除了甘氨酸外，所有的氨基酸都是手性分子；其手性碳的构型为L－构型（及S－构型），都具有旋光性。B、酸碱性(acid-baseproperties)：氨基酸既是酸又是碱。物理和光谱性质：A．α-氨基酸都是无色结晶。为高熔点固体。B．α-氨基酸溶于水，在等电点时溶解度最小。由于它具

4、两性离子的结构，一般难溶于非极性有机溶剂。C．α-氨基酸的红外光谱（IR）：1600cm-1处有一羧负离子的吸收带（1720cm-1没有羧基的典型谱带）。在3100-2600cm-1间有一强而宽的N-H键伸缩吸收带。一、氨基酸的酸碱性1、氨基酸作为酸可提供质子(protondonor)2、氨基酸作为碱可接受质子(protonacceptor)3、氨基酸是两性电解质（ampholytes）。4、氨基酸的等电点（IsoelectricPoint）（1）定义：如果在某一pH值下，氨基酸所带正电荷的数目与负电荷的数

5、目正好相等，即净电荷为零，则称该pH值为该氨基酸的等电点(pI)。（2）等电点不是中性点。一般来说，中性氨基酸的等电点约为pH≈6；酸性氨基酸的pH≈3；碱性氨基酸的pH≈10。（3）在等电点时，氨基酸主要以偶极离子存在，所以氨基酸的溶解度最小。用调节等电点的方法，可以从氨基酸的混合物中分离出某些氨基酸。（4）应用：纸电泳A、pHpI,样品带负电荷，样品点向阳极移动；C、pH=pI,样品不带电荷，样品点不移动。二、与亚硝酸的反应一级脂肪胺与HNO2反应，放出

6、N2并生成：R－OH，R－X，烯的混合物；因此一级氨基酸的α-氨基也能与亚硝酸作用：反应是定量的，可用于定量测定氨基酸、多肽。蛋白质中的α-NH2的数目。三、与茚三酮反应茚三酮与氨或一级胺产生紫红色络合物：α-氨基酸的特有反应（鉴别α-氨基酸）一、与2，4-二硝基氟苯反应1、Sanger’sReagent：2,4-二硝基氟苯DNFB，是测定多肽、蛋白质N－端的试。2、现象：反应产生黄色产物,DNP－氨基酸。3、多肽、蛋白质中的游离NH2，能与DNFB反应，生成黄色的DNP－氨基酸衍生物：二、羧基的反应——脱

7、羧反应1、脱羧反应（－CO2）：α－氨基酸在高沸点溶剂中加热，或受生物体中细菌作用，可脱去羧基得到伯胺的反应。2、羧基上的反应：三、加热脱水、脱羧反应•氨基酸受热，可发生与羟基酸类似的脱水、脱氨反应；产物随氨基与羧基的距离不同而异；α-氨基酸发生分子间脱水，形成环状交酰胺（二酮吡嗪）：1、分子内脱水：1、脱氨反应：3、两分子a－氨基酸可发生1分子的氨基和另1分子的羧基间的脱水反应，生成二肽：由此，可形成二肽、三肽…，多肽等天然多肽是由不同的氨基酸所组成的，这是它与多糖不同之处。一、氨基的反应1、氨基的酰化：

8、2、氨基的烃基化：第一节氨基酸的来源与合成氨基酸主要从蛋白质的水解、有机合成和发酵法等途径获得。氨基酸的合成主要有以下几种方法：一、a-卤代酸的氨解采用大大过量的氨；由于邻位羧基的影响，降低了α-氨基的亲核性能，因此，反应可以得到很好地控制。二、由醛或酮制备——斯垂克合成反应机理如下：一、由丙二酸酯合成用这种方法可以得到其他合成方法难以得到的α-氨基酸，如甲硫氨酸（蛋氨酸）。二、DL-氨基酸的拆分化学合成得到的氨