有机化学：14.15 氨蛋核

1、第十四、十五章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸（简介,一）氨基酸 （二）多肽 （三）蛋白质 （四）核酸,14.1 氨 基 酸,14.1.1 氨基酸的命名、结构和分类,14.1.2 氨基酸的性质 (甲) 两性和等电点 (乙) 氨基的反应 (丙) 羧基的反应 (丁) 与水合茚三酮的反应,14.1.3 氨基酸的制法 (甲) -卤代酸的氨解 (乙)Gabrial法 (丙) Strecker合成 (丁)蛋白质水解,14.1 氨 基 酸,结构特点,14.1.1 氨基酸的命名,可以按系统命名法，以羧酸为母体，氨基为取代基。但AA氨基酸通常用俗名来称呼,AA分子中既含有氨基，又含有羧基,结构:除甘氨酸外，所有天然

2、存在的AA都含有*C，且*C的构型均为L-型,组成蛋白质的天然氨基酸主要有 20 种,14.1.2 结构和分类,等,由蛋白质水解得到的氨基酸都是-氨基酸,根据NH2和COOH的相对位置分为,分 类,根据NH2和COOH的相对数目,14.1.3 氨基酸的性质,物 性： AA均为无色晶体，大多能溶于水，难溶于有机溶剂. 旋光性：除甘氨酸外，天然的AA都含有*C，都有旋光性 化 性:分别具有NH2、COOH的性质； NH2、COOH的相互影响，两性、等电点,甲) 两 性 和 等 电 点,氨基酸既含有NH2，又含有COOH 它既能与酸成盐,又能与碱成盐,一）两 性,这两个官能团在分子内反应形成一个两极

3、性的离子(内盐）,称为偶极离子,所以，氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离的羧基或氨基形式存在，而是离解成两性离子,二）等 电 点,当AA溶于水时，COOH与NH2都可电离,但COOH和NH2的电离程度不同。 通常，电离程度：COOHNH2,加酸或加碱于氨基酸水溶液中，使COOH和NH2的的电离程度相同，此时氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-数目正好相等，净电荷为0，此时溶液的pH值称为氨基酸的等电点，简称pI,氨基酸的等电点,关于等电点的几点说明,等电点 (isoelectric point) ：氨基酸处于电中性时的pH值,在等电点，氨基酸溶液中羧基与氨基的电离程度相同； 在等电

4、点，氨基酸在溶液中以偶极离子存在； 在等电点，以偶极存在的氨基酸，在电场中既不向阴极移动，也不向阳极移动,不同的氨基酸，其等电点不同,等电点时，AA溶解度最小，最容易从溶液中析出。 利用等电点，可分离各种不同的氨基酸,乙) 氨 基 的 反 应,丙)羧基的反应,丁) 与水合茚三酮的反应,什么是水合茚三酮 ,茚三酮反应,其他AA，包括N-取代-AA，均无此反应。 用茚三酮反应可鉴别AA，也可用于AA的比色分析及色谱分析,2,14.1.3 氨基酸的制法,甲) -卤代酸的氨解,乙) Strecker合成,丙) Gabrial法,综上,外消旋氨基酸可以通过2-溴羧酸的溴化、胺的Gabriel合成方法和S

5、trecker合成方法经过亚胺、氰胺然后水解制备,丁) 蛋白质水解等制备有生物活性（手性）的氨基酸,14.4 多 肽,肽(peptide):-AA分子间缩合失水，以 (酰胺键/肽键)相连而成的化合物,有氨基一端叫N端，羧基一端叫C端,书写和命名：书写 时把N端写在左，C端写在右，命名时以C端为母体。由氮端起，称为某氨酰某氨酸,分类：由两个-AA分子间失水而成的肽称为二肽；依次为三肽、多肽,14.4.1 多肽的分类和命名,14.4.2 多肽的合成,甲) 传统合成 （ Fischer 液相合成：保护氨基，活化羧基,1965年，中国科学家首次合成牛胰岛素,乙) 固相合成,固相合成的一般方法（最初由M

6、errifield R B设计,优点：便于自动化操作，同时产物易于分离,酯键连,14.5 蛋白质,14.5.1 蛋白质的组成 14.5.2 蛋白质的结构 14.5.3 蛋白质的性质 (甲) 溶液性质 (乙) 盐析 (丙) 变性 (丁)两性和等电点 (戊) 显色反应,分子量很大的多肽,组成元素： C：5055%；H：6.97.7%；O：2124%； N：1517.6%；平均16%； S：0.32.4%. Fe、I、P等微量元素,14.5.1 蛋白质的组成,蛋白质和多肽都是由AA组成的，它们之间没有严格区别。一般M1万，叫蛋白质；M1万，叫多肽,14.5.2 蛋白质的结构,一级结构指-AA的排列顺

7、序,蛋白质是最复杂的天然高分子，其结构可用四级结构来描述,主要化学键是肽键和二硫键,二级结构指蛋白质的空间构象。 由于氢键的作用使肽链呈-螺旋或-折叠片结构,螺旋：肽链呈右手螺旋状,肽链伸展在褶纸形的平面上，相邻的肽链又通过氢键缔合,折叠片,很多蛋白质常常是在分子链中既有-螺旋，又有-折叠，并且多次重复这两种空间结构,三级结构,蛋白质的三级结构是其他次级键，如SS（二硫键）、离子键、氢键、疏水键、支链等，共同作用的结果,在二级结构的基础上再进一步卷曲、褶叠、盘绕,多条肽链扭成“麻花”。,在三级结构的基础上，各亚基再进一步形成特定的空间结构,例如，马血红蛋白由四个独立的亚基组成。两个各含141个

8、氨基酸残基的a-蛋白和两个各含146个氨基酸残基的b-蛋白,四级结构,四级结构与蛋白质的生理活性有关,14.5.3 蛋白质的理化性质,甲) 溶液性质 蛋白质分子量高，其溶液具有亲水胶体的性质，具有丁铎尔现象、布朗运动、不能透过半透膜。据此可分离、提纯蛋白质,乙) 盐 析 向蛋白质溶液中加入无机盐（如(NH4)2SO4、MgSO4、NaCl等），蛋白质可从溶液中析出。盐析为可逆过程,蛋白质受热、紫外线及某些化学试剂作用，蛋白质的结构、性质发生变化，失去生理活性。蛋白质的变性一般为不可逆的,丙) 变 性,蛋白质与强酸或强碱都能成盐； 调节蛋白质溶液的pH值，总会在某一pH值下使蛋白质以偶极离子形式

9、存在，所以蛋白质也有等电点。 不同蛋白质具有不同的等电点，据此可分离蛋白质。如梯度pH电泳法,丁) 两性和等电点,与AA相似，蛋白质也是两性物质,戊) 显色反应,A）水合茚三酮反应,B）缩二脲反应,似多肽,C）黄色反应,可利用颜色反应来鉴别蛋白质。如临床分析中尿蛋白的检验,核 酸 简 介,核酸是重要的生物大分子，它的构件分子是核苷酸。核苷酸由核苷和磷酸组成。核苷由碱基和戊糖构成,天然存在的核酸可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类,DNA贮存细胞所有的遗传信息，是物种保持进化和世代繁衍的物质基础。RNA的功能几乎涉及细胞功能的各方面,1）戊 糖,核酸中有两种戊糖。 D-2-脱氧核

10、糖（存在于DNA中），D-核糖（RNA中,核酸中戊糖的结构,两者的差别只在于脱氧核糖中与2-位碳原子连结的不是羟基而是氢,2）碱 基,核酸中的含氮碱基是嘌呤和嘧啶的衍生物,核酸中常规碱基的结构,3）核苷或脱氧核苷（碱基+戊糖,胞嘧啶,腺嘌呤,4）单核苷酸或脱氧核苷酸（核苷+磷酸,磷酸与核苷或脱氧核苷的3位或5位羟基形成的磷酸酯,DNA的多核苷酸链,由核苷酸聚合而成的生物大分子,5） 核酸（DNA 或RNA,核酸中的核苷酸以3,5磷酸二酯键构成无分支结构的线性分子,1953年，詹姆斯和弗朗西斯 提出了著名的DNA分子的双螺旋结构模型，揭示了遗传信息是如何储存在DNA分子中，以及遗传性状何以在世代间得以保持。这是生物学发展的重大里程碑,6) DNA 的二级结构,在DNA分子中，两股DNA链围绕一假想的共同轴心形成一右手螺旋结构，双螺旋的螺距