有机化学 第二十二章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸.pptVIP

* 第二十二章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸 (Amino acids、proteins and nucleic acids) * 一. 氨基酸的结构和命名 二. 氨基酸的性质 三. α – 氨基酸的合成 四. 多 肽 五. 核 酸 第二十二章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸 (Amino acids、proteins and nucleic acids) * 氨基酸：羧酸分子中烃基上的氢被氨基取代生成的化合物。 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。 肽键 * N–甘酰基甘氨酸 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。 * 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。 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： * 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。 中性氨基酸 （甘氨酸） 碱性氨基酸 赖氨酸） 酸性氨基酸(谷氨酸)–味精 * 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， NH2在右为D – 型， NH2在左为L – 型。 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。 * 二. 氨基酸的性质 1. α– 氨基酸的酸碱性 α-氨基酸为两性化合物，与强酸或强碱作用成盐。 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： * 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）。（相当于氨基酸在纯水中的pH值） 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。在等电点时，氨基酸的水溶解度最小。 在等电点时，电场中不显示离子的迁移。 * 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）。 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 成盐 成酰氯 成酯 成酰胺 还原 成盐 与亚硝酸反应 与甲醛反应 酰化 烃基化 在强酸性介质中有利于酯化： + + 苯丙氨酸甲酯盐酸盐 ⑴. 伯胺 脂肪伯胺： 脂肪伯胺与亚硝酸作用生成极不稳定的重氮盐，立即分解，放出氮气，生成碳正离子。 + + + + 重氮盐 * 在强碱性介质中有利于酰化： N-苯甲酰基缬氨酸 + 黄色 可用来鉴别氨基酸。 * 水合茚三酮 兰紫色 与水合茚三酮反应： 茚三酮 水合茚三酮 茚 α-氨基酸可以和水合茚三酮发生呈紫色的反应： 可用来鉴别α– 氨基酸 * 三. α – 氨基酸的合成 1. α – 卤代酸的氨解 2. 盖布瑞尔法 制备比较纯的氨基酸。 * 3. 从醛、酮合成 4. 从丙二酸酯合成 * * 四. 多肽 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。 分子量超过一万的多肽实际上就是蛋白质。多肽和蛋白质没有明显的界限。 二肽 命名：开链状的肽总有两个末端，一般游离–NH2写在左边，称N–端，游离–COOH写在右边，称C–端。 1. 多肽的结构和命名 * 肽的命名从N–端开始，称“某氨酰某氨酸”。 丙氨酰–甘氨酰–苯丙氨酸 （丙–甘–苯丙） （Ala–Gly–Phe） 性质：多肽和氨基酸一样，是两性离子。它们的性质同氨基酸有许多相似之处。例：多肽也有等电点。在等 电点时溶解度最小。氨基酸和多肽都可以用离子变换层析法进行分离。 * 2. 多肽和蛋白质的结构测定 多肽（或蛋白质）的结构与其生物功能密切相关。 多肽与氨基酸的关系相当于英文单词和字母的关系，字母的特点排列得到特定含义的词。各种氨基酸（约二十种）在肽链中的排列顺序可以决定一个肽（或蛋白质）的生物功能。 确定多肽的结构是一项非常复杂而细致的工作。英国化学家桑格（F. Sanger）花了十年的时间，在1955年首次测定出牛胰岛素的氨基酸顺序，于1958年获得诺贝尔化学奖。桑格的工作为多肽结构的测定奠定了基础。近三十年来，随分离分析技术的发展，有不少多肽（蛋白质）的结构相继被确定。