第十七章氨基酸、蛋白质和核酸 §171氨基酸 定义 分子中含有氨基和羧基的化合物叫做氨基酪 分类: a-氨基酸CH2CH2COOH CH CHCH, COOH 氨基和羧基的相对位置{P氨基酸 NHe a-某丙酸 氨基丁酸 中性氨基酸(氨基和羧基的数目相等), 基和羧基的相对数目{酸性基酸(羧基数目大于氮基数目) 碱性氨基酸(氨基数目大于羧基数目); 脂肪 羧基所连烃基的类别芳香 杂环 三命名 (一)系统命名法(与前同) (二)习惯命名法 天然氨基酸多用习惯名称,即按其来源或性质而命名 比如:门冬氨基酸最初是由天门冬的幼苗中发现的:甘氨酸是因其甜味而得名的
第十七章 氨基酸、蛋白质和核酸 §17.1 氨基酸 一 定义： 二 分类： 置 羧基所连烃基的类别 脂肪 芳香 杂环 三 命名 （一）系统命名法（与前同） （二）习惯命名法 比如：
CH, COOH CH CCIi--CH-CH-COOHI 氨基乙酸 a-氮共-4-印葚NH2 甘氨酸 亮(白)氢酸 HOOCCH2 CHCOOH 10OCCH2CICiiCCOI!!!!!!!! NII a-氨转丁二酸 基戊二酸 门冬氨酸 谷氨酸 自然界已发现三百多种氨基酸,但是组成鸢白质的氦酸仅二余神汶二十余种天然氨基酸 H 的结构有共同特点,它们都是α-氨¨酸,通式为 R一C-COOH NH 蛋白质中的a-氨基酸 散离率 氨基酸符号字母代号汉文代号 结构式 等电点 (77%乙醇 1.甘氨酸 Gly 甘 H-CH--COOH 5.97 0.41 NH, 2.内氨酸 CH:-CH-COOHT 6.00 (.60 NH 3.氢酸 CHE\ CILCH-CH-CODH 0.78 NFT 4.亮氨酸 亮 CHI CH,(H一CH2CH((xH 6,02 1).S
5.异亮氨酸 H;(h2CH·CH一COH 0.84 CH: NH2 6.苯丙氨酸 CH、CH(X)H 5.48 0.s5 7.丝氨酸 丝于OCH2- CH-COXH 5,68 0.86 NHo 8.苏氨酸 Ihr HOCH- CH-COOH 6.53 9.酪氨酸 T 酪HO》CH2-( H- COoH 5.63 0.5l NH 10.半胱氨酸 Hs·CH2-CHOO 5.05 I.蛋氨酸 CH -SCH;-CH2--c1I-COOH 2 12.色氨酸 CH2--CH--COoH 0.75 NH 13.赖氨酸 H2N-CH2 (CH2)3-CH-COOH 9.74 4.精氨酸 R H2N--C NH--(CH2),(H-COOH 10.76 H, 15.组氨酸 HCC--CHy-CH COOH 0.69 H NFT 16.门冬氨酸 HOOC-CH3-C:HI·CO()H
氨巷酸符号|字母代号汉文代号 结构式 等电点 散高率 (77%乙醇) 17.谷氨酸 谷 HOC·CHz-CH2 H COH 3.22 0.3 NH 18.门冬酰胺 Asn 门-NH22一COCH2H-(xOH 5.41 19.谷氨酰胺 Q|谷NH2NH、(OH2-H2-(CH!COOH 5.65 脯氨酸 I'r CH CH-(OXH 6.30 CH NH CH 四结构特征 (一)R为H 甘1种(1) 为烃基 5种(2-6) 中含OH 3种(7-9)(酪氨酸中含酚羟) 中含S 2种(10-11) 中含N 4种(12-15) 中含COOH或衍生物4种(16-19) 脯氨酸中不含游离氨基 (二)除了甘氨酸以外,其它氨基酸的a碳原子都是手性碳原子, 用酸或酶使蛋白水解时,得到的a-氨基酸除甘氨酸外都是旋光性的并且都属于L型 AAA八
四 结构特征 （一）R为H 1种（1） 为 烃基 5种（2-6） 中含OH 3种（7-9）（酪氨酸中含酚羟) 中含S 2种（10-11） 中含N 4种（12-15） 中含COOH或衍生物 4种（16-19） 脯氨酸中不含游离氨基 （二）
COOH CHO H,N HO--+-.H R CH,OH L-氨基酸 L-(-)-甘油醛 请注意:L~型是指的a-碳的构型.当氨基酸还有其他手性中心时,应采用其他方式表明 对L型氨基酸的Ⅰ往往省略不写 五性质 (一)物性: a-氨基酸都是白色结 熔点较高通常在200℃C以下不会熔化,在熔化前发生分解 可溶于水,在等电点时溶解度最小,难溶于非极性有机溶剂 (二)化性:应具有胺、羧酸的一般性质以及相互影晌带来的·一些帱殊性质: 两性 能与酸生成盐,又能与碱生成盐 ICH NaOli C1-1 N+-CF1-COOH<HN--CH--COOi1 h.N-CI -CooNa R
五 性质 （一）物性： （二）化性： 1 两性
说明 (1)在同分子内的氨基与羧基作用也能生成盐 , N-CH-COOI-1I3 N*-CH--CO0- R R 内盐,又称偶极离子(D)口熔点高(常分解)、不溶于非极性溶剂、酸碱常数低 (2) H2N-C-c0O、 IIN+-CH-COO-: - H3N-C-COOH 负离子(碱式) R 正离子(酸式) 上式表明,氨基酸在溶液中的存在形式与溶液的酸碱度(pH〕有关,加入碱可使氨基酸 主要以负离子存在,加入酸可使氨基酸主要以正离子形式存在,在这两种情况下,电解时氮 基酸离子都要发生移动,在一定pH下,氨基和羧斯的电离程度可以相等氨基酸主要以两性 了存在,在电场里不向任一电极移动,这个pH值称为该氨基酸的等电点,以p表示 因此,当溶液的pH=pI时,氨基酸为两性离子,pH>p时为负离子,pH<p时为正离 中性氨基酸的等电点是否为pH=7呢?不,因为羧基的电离度大于氨基的电离度,为 使二者电离程度相等,必须抑制酸式离解,即外加酸。因此中性复基酸的等电点为弱酸性 在pH5~6.3.由于相似的理由,酸性氢基酸的等电点在pH28~3.2,碱性氨基酸的等电 MM WV////////////WM-wwWwww 点在pH7.6~10.8 在等电点时氨基酸的溶解度最小,因而用调节氨基酸溶液的pH使达到等电点的方法, 可以从氨基酸的混合物中分离出该等电点的氨基酸
说明： （1） （ 2 ） OH H - 2 N CH COOR 负离子（碱式） H + H H 3 N C COOH R 正离子（酸式） +
氨基的反应(亲核性) (1)酰化 贺基被酰氯、酸酐等酰化剂酰化生成酰胺, 比如: R R -CH,OC+,N-CHCOOH--CH,OG-NH-CH-CUOH 苄氧甲酰氯 SO, C1 SO2 NH-CH-_COOH R +H, N-CH-Cooh-> N(CH3)2 丹酰氯 DNS-氨基酸(强的荧光 5一(二甲胺基)-萘-1-磺酰氨(丹所氯,DNSC1) 这些反应用在合成蛋白质的过程中保护氦基、以及用在氨基酸的分析鉴定方面, (2)烃化氨基酸被RX烃化生成N-烃基氨基酸 比如: NO2 R NO2 0, N--F+HN-CH-COOH--02 N--NH-CH-COOH DNFB 黄色)是测定蛋白质端基氨基酸的一种方法
2 （亲核性） （1）酰化 比如： N(CH3)2 N(CH3)2 （2） 比如： DNFB
3)与亚硝酸反应 RCH-CooH+HNO2→R-CH-COOH+N2↑+H2O OH 反应快速而且可定量进行.计量放出氮气的体积便可计算样品中伯氨的含量,这称之范斯来克( Van Slyke)法 CH-CH-(XH 除亚氨基酸(脯氨酸等)外,鯊墓酸都能与亚硝酸作用:C。 羧基的反应 羧基能发生酯化,成酐、成酰胺等反应,成酯常用于合成蛋白质时保护羧基 与生成酰胺类似的反应是氨基酸霜与肼作用生酰肼,后者与亚硝酸作用则生成为叠氮化合物 R R R O H2NCH-COOH平Hcf→H2N-CH-COOR NH3NHy →H2N-CH-C nanhu R HNO→H2NCl 将叠氮化物中的氨基保护起米(ZNH-后,再与另一分子复基酸作用能合成二肽(生成酰胺): R R R R′ zNH-CH-C +H, N-CHCOOR-HNs-ZNHCH-CNH-CH-COOr n 用-N3活化羧基后合成的肽能保持产品光学纯度,此称为叠氮法
(3) 与亚硝酸反应 3 羧基的反应
与茚三釅反应 OH H2o H 茚三 水合茚三酮(林海定, Ninhydrin试剂) OHr R -H,o -Co +hNcilcooil C- NCH COOH盦排 F >cH-N=CHl-Rero→ >CH—NH2 CHo D >CH-N=C C二N=C 兰色(4mon=570nmn)
4
说明 凡含有自由-NH2的化合物如蛋白质、多肽、各种氨基酸·(脯氨酸、羟脯氮酸例外)和 伯胺均有此反应,-、-氨基酸无反应 对热的作川 两分子氨基酸在适当杀件下加热,…个分子中的纸基可以与另一个分子的羧基相作月 用失去两个分子水,生成二酮吡嗪(交酰胺): 0 ! NH H nhH C R 六a-氨基酸的制备 由于a-氨基酸在生物化学和医学上的重要性,在它的合成方面已进行了许多研究工 作.除何些氨基酸由蛋臼质小解或天然产物发酵(如糖类发酵生产谷氨酸)制得外,大多数 订用合成法制备 )-卤代酸的氨觚 a-氯代酸或-溴代酸与大量氢水作用时生成a-基酸 R二 CHCOOH NHs R--CH-COOH NH
说明： 5 六 的制备 （一）