生物化学 氨基酸和多肽PPT精品文档

1、氨基酸氨基酸多肽多肽蛋白质蛋白质蛋白质的结构蛋白质的结构多肽的化学合成多肽的化学合成蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性 蛋白质是最重要的一类生物大分子蛋白质是最重要的一类生物大分子, 存在于所存在于所有的生物细胞中有的生物细胞中,是构成生物体最基本的结构物质是构成生物体最基本的结构物质和功能物质和功能物质, 参与了几乎所有的生命过程：参与了几乎所有的生命过程：催化作催化作用、生物调节、物质转运、免疫作用、运动、结构用、生物调节、物质转运、免疫作用、运动、结构成分、贮存等。成分、贮存等。（1）催化）催化作为生物体新陈代谢的催化剂作为生物体新陈代谢的催化剂酶，酶酶，酶是蛋白质中最大的一类，酶的催

2、化效率远大于合成是蛋白质中最大的一类，酶的催化效率远大于合成的催化剂。酶催化的反应速率为非催化速率的的催化剂。酶催化的反应速率为非催化速率的1016倍。倍。（2）调节）调节许多蛋白质能调节其他蛋白质执行其生许多蛋白质能调节其他蛋白质执行其生理功能的能力，如：胰兰氏小岛及理功能的能力，如：胰兰氏小岛及 细胞分泌的胰细胞分泌的胰岛素，是调节动物体内血糖代谢的一种激素。岛素，是调节动物体内血糖代谢的一种激素。（3）物质转运）物质转运如如:红细胞里的血红蛋白红细胞里的血红蛋白输送氧气，将氧气从肺转运到其他组织；输送氧气，将氧气从肺转运到其他组织；血清清蛋白将脂肪酸从脂肪组织转运到血清清蛋白将脂肪酸从脂

3、肪组织转运到各器官。各器官。（4）防御和进攻）防御和进攻免疫球蛋白（抗体），免疫球蛋白（抗体），抗体是在外来的蛋白质或其他高分子化抗体是在外来的蛋白质或其他高分子化合物即所谓抗原的影响下由淋巴细胞产合物即所谓抗原的影响下由淋巴细胞产生，并能与相应的抗原结合而排除外来生，并能与相应的抗原结合而排除外来物质对生物体的干扰。物质对生物体的干扰。（5）运动）运动某些蛋白质赋予细胞以运动某些蛋白质赋予细胞以运动的能力，肌肉收缩和细胞游动是细胞具的能力，肌肉收缩和细胞游动是细胞具有这种能力的代表。如：肌动蛋白和肌有这种能力的代表。如：肌动蛋白和肌球蛋白。球蛋白。蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性(6)

4、结构成分结构成分建造和维持生物体的结构，给细胞建造和维持生物体的结构，给细胞和组织提供强度和保护。如：构成毛发，角，蹄，和组织提供强度和保护。如：构成毛发，角，蹄，甲的甲的 -角蛋白角蛋白(keratin);存在于骨、腱、韧、带、存在于骨、腱、韧、带、皮的胶原蛋白。皮的胶原蛋白。蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性（7）贮存）贮存贮藏氨基酸，用作有机体及其胚贮藏氨基酸，用作有机体及其胚胎或幼体生长发育的原料胎或幼体生长发育的原料。（8）异常功能）异常功能如：应乐果甜蛋白有着极高如：应乐果甜蛋白有着极高的甜度。的甜度。蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性1. 1. 蛋白质的化学组成蛋白质的化学组

5、成蛋白质中各元素组成百分比约为：蛋白质中各元素组成百分比约为： C 50%C 50%； H 7%H 7%； O 23%O 23%； N 16%N 16%； S 0-3%S 0-3%；其它；其它 微量微量生物组织中的含氮量近似地看作蛋白质的含生物组织中的含氮量近似地看作蛋白质的含氮量氮量蛋白质含量（克）蛋白质含量（克）= =每克生物样品中含氮的每克生物样品中含氮的克数克数 6.25 6.25v生物界蛋白质种类约在生物界蛋白质种类约在1010-1012数量级数量级,分子量分子量范围：范围：6000-1000,000 道乐顿道乐顿(dalton), 归根结归根结底底, 蛋白质由蛋白质由20种基本氨基

6、酸种基本氨基酸所组成。所组成。v多肽是由氨基酸以酰胺键形式连接而成的线形多肽是由氨基酸以酰胺键形式连接而成的线形大分子大分子。多肽被合成后，可能就能够执行其功。多肽被合成后，可能就能够执行其功能，也可能其结构还要发生更多的化学修饰。能，也可能其结构还要发生更多的化学修饰。v蛋白质还要发生特定的折叠，成为固定的三维蛋白质还要发生特定的折叠，成为固定的三维结构，结构，蛋白质的生物功能决定于它的高级结构，蛋白质的生物功能决定于它的高级结构，高级结构是由一级结构即氨基酸序列决定的。高级结构是由一级结构即氨基酸序列决定的。v已发现天然氨基酸已发现天然氨基酸180种，参与蛋白质组成的种，参与蛋白质组成的基

7、本氨基酸只有基本氨基酸只有20种。种。v作为蛋白质结构单元的氨基酸均为作为蛋白质结构单元的氨基酸均为L- -氨基酸氨基酸(以以D-甘油醛为参考物甘油醛为参考物)，某些蛋白质还含有若，某些蛋白质还含有若干种不常见的氨基酸干种不常见的氨基酸,它们都有是基本氨基酸的它们都有是基本氨基酸的衍生物。衍生物。 除脯氨酸外，蛋白质氨基酸在结构上的共除脯氨酸外，蛋白质氨基酸在结构上的共同点是与羧基相邻的同点是与羧基相邻的 -碳上都有一个氨基，因碳上都有一个氨基，因此称为此称为 -氨基酸氨基酸, 结构通式：结构通式：CH2CH2CH2NH2CCOO-HPro可变部分可变部分不变部分不变部分二十种基本氨基酸的结构

8、式：二十种基本氨基酸的结构式：中性非极性氨基酸中性非极性氨基酸中性极性氨基酸中性极性氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸碱性氨基酸由常见氨基酸衍生而来由常见氨基酸衍生而来NHHOCOOH4 4- -羟羟基基脯脯氨氨酸酸NH2CH2CH(CH2)2CHCOOHNH2OH5 5- -羟羟基基赖赖氨氨酸酸CH3NHCH2CH2(CH2)2CHCOOHNH26 6- -N N- -甲甲基基赖赖氨氨酸酸 氨基酸的构型氨基酸的构型 (指指 -碳的构型碳的构型) , 除甘氨酸外，除甘氨酸外， -氨基酸中的氨基酸中的 -C原子是一个不对称碳原子，因此原子是一个不对称碳原子，因此都具有旋光度。都具有旋光度。比旋

9、光度是比旋光度是 -氨基酸的物理常数之一，也是鉴别氨基酸的物理常数之一，也是鉴别各种氨基酸的重要依据。各种氨基酸的重要依据。(教材表教材表3.2)v氨基酸熔点高氨基酸熔点高，一般在，一般在200 oC 以上如以上如:甘氨酸甘氨酸在在233 oC 溶解并分解溶解并分解, 普通有机化合物如二苯普通有机化合物如二苯胺，溶点为胺，溶点为53 oC.v大多数氨基酸都能溶于水大多数氨基酸都能溶于水，水溶液具有较高的，水溶液具有较高的介电常数。介电常数。 说明：说明：氨基酸在晶体或在水中主要是以两性离子氨基酸在晶体或在水中主要是以两性离子形式存在，不带电荷的中性分子为少数。形式存在，不带电荷的中性分子为少数

10、。例：中性氨基酸的分步解离：例：中性氨基酸的分步解离：01AHAK02AHAK第一步解离第一步解离,第二步解离第二步解离,H3NCCOOHRHH3NCCOORHH2NCCOORH正正离离子子( (A A+ +) )两两性性离离子子( (A A0 0) )负负离离子子( (A A- -) )( (等等电电点点p pI I) )K1- H+ H+K2- H+ H+v如何求解如何求解K1和和K2？v滴定从甘氨酸滴定从甘氨酸(1.0 mol)溶液开溶液开始始v 用标准盐酸滴定用标准盐酸滴定,以加入的盐酸以加入的盐酸的摩尔数对的摩尔数对pH 作图作图, 得到滴定得到滴定曲线曲线A段段v 酸量为酸量为0.

11、5 mol 时时, 对应一拐点对应一拐点pH 2.34, 此时有一半的此时有一半的A0 变成变成A+，根据，根据pH=pK1+lgA0/A+v pK1 = pH= 2.34 氨基酸氨基酸pK值的求解：值的求解：l 用标准用标准NaOH滴定滴定,以以加入的加入的NaOH的摩尔的摩尔数对数对pH 作图作图, 得到滴得到滴定曲线定曲线B段段l碱量为碱量为0.5 mol 时时, 对对应一拐点应一拐点pH 9.60, 此此时有一半的时有一半的A0变成变成A- ，根据根据pH=pK2+lgA- /A0, pH=pK2= 9.60 l净电荷为净电荷为0时的时的pH值值即为氨基酸的即为氨基酸的等电点等电点pI

12、 (isoelectric point)结论：结论：v净电荷为净电荷为0时的时的pH值即为氨基酸的等电点，对值即为氨基酸的等电点，对侧链不含解离基团的中性氨基酸：侧链不含解离基团的中性氨基酸： pI = (pK1+pK2)/2酸性氨基酸：谷氨酸的滴定曲线酸性氨基酸：谷氨酸的滴定曲线pI=(pK1+pKR )/2pK1pKRpK2碱性氨基酸碱性氨基酸: 组氨酸的滴定曲线组氨酸的滴定曲线 pI=(pKR+pK2)/2v当溶液的当溶液的pH大于等电点时，氨基酸带有净负电大于等电点时，氨基酸带有净负电荷，在电场中向正极运动。荷，在电场中向正极运动。v当溶液的当溶液的pH小于等电点时，氨基酸带有净正电小

13、于等电点时，氨基酸带有净正电荷，在电场中向负极运动。荷，在电场中向负极运动。 结论：结论：求解等电点的公式：求解等电点的公式：v中性氨基酸的等电点：中性氨基酸的等电点： pI = (pK1+pK2)/2v侧链含有可解离基团的氨基酸等电点侧链含有可解离基团的氨基酸等电点 酸性氨基酸：酸性氨基酸： pI=(pK1+pKRCOO-)/2 碱性氨基酸：碱性氨基酸： pI=(pK2+pKRNH2)/2电泳现象：电泳现象： 主要指主要指 氨基和氨基和 羧基以及侧链上的官羧基以及侧链上的官能团所参与的反应。能团所参与的反应。 1. -NH2参与的反应参与的反应v-NH2特点和发生反应类型特点和发生反应类型?

14、 氨基中氮原子是一个很好的亲核中心，氨基中氮原子是一个很好的亲核中心，所以能够发生所以能够发生亲核加成或取代反应。亲核加成或取代反应。24氨基被羟甲基化后，碱性下降，其氨基被羟甲基化后，碱性下降，其pKpK2 2值减少值减少2 2 3 3个个pHpH单位，移至单位，移至7 7附附近。这时可以用酚酞作为碱滴定氨近。这时可以用酚酞作为碱滴定氨基酸氨基的指示剂。基酸氨基的指示剂。由于此法与碱滴定普通的一元酸相由于此法与碱滴定普通的一元酸相同，因而可以用来直接测定氨基酸同，因而可以用来直接测定氨基酸的浓度。的浓度。CH2COO-NH3+pK2CH2COO-NH2+H+HCHOCH2COO-NHCH2O

15、HHCHOCH2COO-N(CH2OH)2 -NH2参与的反应参与的反应 与甲醛发生羟甲基化反应与甲醛发生羟甲基化反应（2）与亚硝酸反应重氮化反应与亚硝酸反应重氮化反应在标准条件下，测定生成在标准条件下，测定生成N2体积，可计算出氨基体积，可计算出氨基酸的量，范斯来克酸的量，范斯来克 (Van Slyke)-法测定氨基法测定氨基N的基的基础。础。注意：生成的注意：生成的N2只有一半来自氨基酸。只有一半来自氨基酸。RCHNH2COOH+ HNO2RCHOHCOOH+ N2+H2O室温室温 -NH2参与的反应参与的反应 氨基酸的氨基与酰氯或酸酐在弱碱溶液中发氨基酸的氨基与酰氯或酸酐在弱碱溶液中发生

16、作用时，氨基即被酰基化，例如：与苄氧生作用时，氨基即被酰基化，例如：与苄氧甲酰氯（甲酰氯（carbobenzyloxychloride）反应）反应CH2OCOCl+ H2NCHRCOONa弱弱碱碱后后酸酸化化CH2OCONH CHRCOOH+Na+Cl-N N- -苄苄氧氧甲甲酰酰基基氨氨基基酸酸 -NH2参与的反应参与的反应酰化试剂还酰化试剂还有：有：丹磺酰氯被用于多肽链丹磺酰氯被用于多肽链N N端氨基酸的标记和微量端氨基酸的标记和微量氨基酸定量测定。氨基酸定量测定。氨基酸的酰化反应是多肽合成的基本反应。此氨基酸的酰化反应是多肽合成的基本反应。此外，酰化反应还广泛用于保护氨基以及肽链的外，酰

17、化反应还广泛用于保护氨基以及肽链的N-N-末端氨基酸测定等。末端氨基酸测定等。H3CCCH3OCH3COClH3CSOOClOOOSNOOClH3CCH3叔叔丁丁氧氧甲甲酰酰氯氯对对甲甲苯苯磺磺酰酰氯氯邻邻苯苯二二甲甲酸酸酐酐丹丹磺磺酰酰氯氯 -NH2参与的反应参与的反应NH2上的上的H原子被烃基取代，例：与原子被烃基取代，例：与2,4-二二硝基氟苯（硝基氟苯（2,4-dinitroflurobenzene DNFB, FDNB）反应反应O2NNO2FH2N+CHRCOOH弱弱碱碱中中O2NNO2NHCHRCOOH+HFDNP氨氨基基酸酸（黄黄色色）v鉴定多肽鉴定多肽N-N-端氨基酸的重要方法

18、端氨基酸的重要方法 -NH2参与的反应参与的反应西佛碱是以氨基酸为底物的某些酶促反应的西佛碱是以氨基酸为底物的某些酶促反应的中间物，例如：转氨基反应。中间物，例如：转氨基反应。RCOH+ H2NCRHCOOHCRHNCRHCOOH西西佛佛碱碱 -NH2参与的反应参与的反应在氨基酸氧化酶作用下，发生脱氨基反应生成在氨基酸氧化酶作用下，发生脱氨基反应生成 -酮酸：酮酸：在转氨酶催化下，在转氨酶催化下， 氨基可以转移到氨基可以转移到 酮酸上酮酸上RCHNH3+COO-氧氧化化酶酶RCCOO-O+ NH4+ -OOCCH2CH2CHNH3+COO-COCOO-谷谷丙丙转转氨氨酶酶-OOCCH2CH2C

19、OCOO-CH3CHNH3+COO-+H3C+ -NH2参与的反应参与的反应酮戊二酸酮戊二酸丙酮酸丙酮酸 成盐、成酯、成酰氯、成酰胺、脱羧、叠成盐、成酯、成酰氯、成酰胺、脱羧、叠氮化反应氮化反应（1）成盐反应）成盐反应 与碱作用即生成盐，例如：与与碱作用即生成盐，例如：与NaOH反应。碱金属盐溶于水，重金属盐不溶反应。碱金属盐溶于水，重金属盐不溶于水。于水。（2）成酯反应）成酯反应例：氨基酸在无水乙醇中通入干燥氯化氢或加入例：氨基酸在无水乙醇中通入干燥氯化氢或加入二氯亚砜，回流生成氨基酸乙酯的盐酸盐。二氯亚砜，回流生成氨基酸乙酯的盐酸盐。CHRNH2COOH+C2H5OH干燥HCl回流CHRN

20、H2COOC2H5+H2OHCl生成活性酯的反应：生成活性酯的反应： -NH2被保护后，与对硝基苯酚反应被保护后，与对硝基苯酚反应活性酯是合成氨基酸酰基衍生物的重要中间体。活性酯是合成氨基酸酰基衍生物的重要中间体。CHRNHCOOHPG+ HONO2SOCl2CHRNHCPGNO2OONH2被保护后，与被保护后，与PCl3、PCl5 或亚硫酰氯或亚硫酰氯反应：反应： 使羧基活化，在多肽人工合成中常用使羧基活化，在多肽人工合成中常用CHRNHPGCOOHPCl3,PCl5或SOCl2CHRNHPGCOCl酰基氨基酸酰基氨基酸的甲酯或乙酯与无水肼的甲酯或乙酯与无水肼反应，再与反应，再与亚硝酸反应。

21、氨基酸叠氮化合物常用于肽的人亚硝酸反应。氨基酸叠氮化合物常用于肽的人工合成。工合成。（5） 脱羧反应脱羧反应CHRNHPGCOOCH3CHRNHPGCONHNH2NH2NH2CH3OHHNO2H2O,N2CHRNHPGCON3酰化氨基酸酰肼酰化氨基酸叠氮-OOCCH2CH2CHCOO-谷谷氨氨酸酸脱脱羧羧酶酶+ CO2NH3+-OOCCH2CH2CH2NH3+Glu 氨氨基基丁丁酸酸（1）与茚三酮反应）与茚三酮反应 -氨基酸与茚三酮在弱酸性溶液中共热，氨基酸氨基酸与茚三酮在弱酸性溶液中共热，氨基酸即发生氧化脱氨生成酮酸，酮酸脱羧生成醛。茚即发生氧化脱氨生成酮酸，酮酸脱羧生成醛。茚三酮则成为还原

22、茚三酮。三酮则成为还原茚三酮。3. -氨基和氨基和 -羧基共同参加的反应羧基共同参加的反应 -氨基和氨基和 -羧基共同参加的反应羧基共同参加的反应COOO+H2O-H2OCOOOHOH茚三酮水合茚三酮36COOOHOH水合茚三酮CHH2NCOOHR弱酸性+COOHOH+RCHO+NH3+CO2还原茚三酮COOCONH4O茚茚三三酮酮COOHOH还原茚三酮+2NH3N+COO蓝 紫 色 化 合 物O+2H2O -氨基和氨基和 -羧基共同参加的反应羧基共同参加的反应蓝紫色化合物蓝紫色化合物茚三酮反应是氨基酸的特异性反应，常用于氨基茚三酮反应是氨基酸的特异性反应，常用于氨基酸的定性、定量分析。酸的定

23、性、定量分析。定量释放的定量释放的CO2可用测压法测量，从而计算出参可用测压法测量，从而计算出参加反应的氨基酸量。产生的蓝紫色化合物可用比加反应的氨基酸量。产生的蓝紫色化合物可用比色法进行定性或定量测定。色法进行定性或定量测定。ProPro与茚三酮反应不释放与茚三酮反应不释放NHNH3 3, ,直接生成黄色物质：直接生成黄色物质：COO-N -氨基和氨基和 -羧基共同参加的反应羧基共同参加的反应一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基可以缩一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基可以缩合成肽，成肽反应是蛋白质生物合成基本反应。合成肽，成肽反应是蛋白质生物合成基本反应。成肽反应，从热成肽反应，从热力学上

24、看是一个力学上看是一个不能自发进行的不能自发进行的反应。通过活化反应。通过活化羧基方法，可以羧基方法，可以使成肽反应顺利使成肽反应顺利进行。进行。 -氨基和氨基和 -羧基共同参加的反应羧基共同参加的反应侧链官能团：侧链官能团：-OH、-SH（包括二硫（包括二硫键）、氨基、羧基、芳香基、咪唑基、键）、氨基、羧基、芳香基、咪唑基、胍基、甲硫基等。胍基、甲硫基等。侧链基团的反应侧链基团的反应半胱氨酸的巯基半胱氨酸的巯基-SH，在高，在高pH条件下，条件下，发生解离：发生解离：CHCOO-CH2+H3NSHpKa=10.28CHCOO-CH2+H3NS-+H+侧链基团的反应侧链基团的反应(b) 巯基与

25、金属离子形成稳定程度不等的络合物，例：与巯基与金属离子形成稳定程度不等的络合物，例：与对氯汞苯甲酸反应形成的络合物，是对氯汞苯甲酸反应形成的络合物，是 X-衍射时制备重原衍射时制备重原子衍生物。含有巯基的蛋白酶也可发生此反应而导致酶子衍生物。含有巯基的蛋白酶也可发生此反应而导致酶失活。失活。CHCOO-CH2NH3+S-+HgCOO-ClHgCOO-CHCOO-CH2NH3+S+ Cl-侧链基团的反应侧链基团的反应HC-OOCH2CNH3+SH + ICH2CONH2HC-OOCH2CNH3+S CH2CONH2+ I-弱碱对氯汞苯甲酸对氯汞苯甲酸CHCOO-CH2NH3+S-+SO2NHOO

26、CSNO2COOHDTNBSNO2COOHCHCOO-CH2NH3+S+HSNO2COO-CysCys硫硫硝硝基基苯苯甲甲酸酸侧链基团的反应侧链基团的反应空气氧化产物：二硫化物，例空气氧化产物：二硫化物，例Cys 胱氨酸胱氨酸CCCH3NHOOSHCCCH3NHOOSCCCNH3HOOSHCCCNH3HOOHHHHHHHH-2H+2HTwo cysteinesCystineS侧链基团的反应侧链基团的反应强氧化剂作用下，强氧化剂作用下，-SH- 磺酸基，例：磺酸基，例： 磺基丙氨酸磺基丙氨酸CHCOO-CH2SH+H3NCysHCO3HCHCOO-CH2SO3H+H3N侧链基团的反应侧链基团的反

27、应Ser与与Thr中含有羟基中含有羟基-OH与酸作用形成酯，例：与酸作用形成酯，例：Ser与磷酸结合，酪与磷酸结合，酪蛋白中含有大量丝氨酸磷酸酯蛋白中含有大量丝氨酸磷酸酯CHNCCH2OOPO32-H丝氨酸是大多数蛋白水解酶活性中心的主要丝氨酸是大多数蛋白水解酶活性中心的主要组分，组分，-OH被酯化后会导致酶失活。被酯化后会导致酶失活。侧链基团的反应侧链基团的反应His的咪唑的咪唑基，基，pKR为为6.0,在生理条件下具有缓冲作用，在生理条件下具有缓冲作用，His在中性条件下，如下解离平衡：在中性条件下，如下解离平衡：与与ATP发生磷酰化反应发生磷酰化反应，形成磷酸组氨酸，从而使酶活，形成磷酸

28、组氨酸，从而使酶活化化HNNH2CCH+H3NCOO-+H+pKR=6.0+HNNHH2CCH+H3NCOO-侧链基团的反应侧链基团的反应NNH2CCHNH3+COO-PO32-磷酸组氨酸烷基化反应：烷基化反应：水解酶活性中心的组氨酸与烷基水解酶活性中心的组氨酸与烷基化试剂作用，生成烷基咪唑衍生物，并引起酶化试剂作用，生成烷基咪唑衍生物，并引起酶活性的降低或丧失活性的降低或丧失.HNNEH2C组组氨氨酸酸残残基基( (酶酶活活性性中中心心) )+O2NSOCH3OOHNNEH2CCH3+O2NSO3-对对硝硝基基苯苯磺磺酸酸甲甲酯酯侧链基团的反应侧链基团的反应v-SCH3是强亲核基团，与烃化试

29、剂易形成是强亲核基团，与烃化试剂易形成锍盐。锍盐。v在逆转反应中，原有的甲基和新加入的甲在逆转反应中，原有的甲基和新加入的甲基除去的机会是相等的，因此当用基除去的机会是相等的，因此当用14C标记标记的碘甲烷处理时，获得的蛋氨酸将有的碘甲烷处理时，获得的蛋氨酸将有50% 是同位素标记的。是同位素标记的。CH-OOCNH3+(CH2)2SCH3CH3I+CH-OOCNH3+(CH2)2SCH3CH31414巯基试剂CH-OOCNH3+(CH2)2SCH3CH-OOCNH3+(CH2)2SCH3+14弱碱侧链基团的反应侧链基团的反应v形成电子转移络合物形成电子转移络合物：Phe,Tyr,Trp分子中

30、有芳分子中有芳香环，是一个共轭香环，是一个共轭 电子体系，容易与缺电子体电子体系，容易与缺电子体系或其它的共轭系或其它的共轭 电子体系形成电子转移络合物。电子体系形成电子转移络合物。例：例：NHH2CC+H3NCOOHH+HNHH2CC+H3NCOOHHH+Cl-Cl电子转移络合物 NHO3SNHOCH2CHNH2COOHNHO3SN橘黄色OHICH2CHH2NCOOHOHICH2CHH2NCOOHIOHNO2CH2CHH2NCOOH目前氨基酸的目前氨基酸的合成方法有合成方法有5 5种种：v发酵法；发酵法；v酶法；酶法；v化学合成法；化学合成法；v蛋白质水解提取法。蛋白质水解提取法。 v以葡萄

31、糖、氨等为原料，或者再以葡萄糖、氨等为原料，或者再添加特添加特异的前体物质，经微生物作用将其有效异的前体物质，经微生物作用将其有效地转化为目的氨基酸。地转化为目的氨基酸。v生产的氨基酸有谷氨酸，赖氨酸，苏氨生产的氨基酸有谷氨酸，赖氨酸，苏氨酸、异亮氨酸、精氨酸。组氨酸、脯氨酸、异亮氨酸、精氨酸。组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、酸、鸟氨酸、瓜氨酸、色氨酸、丝氨酸色氨酸、丝氨酸v用微生物产生的酶作催化剂，直接使底用微生物产生的酶作催化剂，直接使底物转化为目标氨基酸。具有工艺简单，物转化为目标氨基酸。具有工艺简单，周期短、耗能低、专一性强、收率高等周期短、耗能低、专一性强、收率高等特点。特点。HOO

32、CC=CCOOHHHHOOCCH2CHCOOHNH2NH3天冬氨酸酶天冬氨酸酶反丁烯二酸反丁烯二酸L-天冬氨酸天冬氨酸v一般化学合成方法得到的都是外消旋体，需进一般化学合成方法得到的都是外消旋体，需进一步拆分才能得到光学纯的氨基酸一步拆分才能得到光学纯的氨基酸1. 经典化学合成法经典化学合成法（1）Strecker 合成法合成法 醛与氢氰酸和氨反应得到氰氨化物，经水解醛与氢氰酸和氨反应得到氰氨化物，经水解得到外消旋的氨基酸。得到外消旋的氨基酸。 RCHO + HCNRCHCNOHNH3RCHCNNH2水解RCHCOO-NH3+D,L- 氨氨基基酸酸v - -酮酸与氨作用，生成亚胺，再还原成外酮

33、酸与氨作用，生成亚胺，再还原成外消旋的氨基酸。消旋的氨基酸。CORCOO-+NH3 (过量)H2/PdCNHRCOO- NH4+CHNH2RCH2OO- -酮酸亚胺D,L- -氨基酸此法是先制得此法是先制得 - -溴代羧酸，再在封管内或溴代羧酸，再在封管内或高压釜内和氨气反应得到外消旋氨基酸。高压釜内和氨气反应得到外消旋氨基酸。 RCH2COOHRCHCOOHBrRCHCOO-NH3+Br2/PBr3(催化量)Br2+P(催化量)NH3丙二酸酯经亚硝化、催化氢化得到乙酰氨基丙二酸酯。在丙二酸酯经亚硝化、催化氢化得到乙酰氨基丙二酸酯。在不同反应条件下，可以进一步得到各种氨基酸。不同反应条件下，可

34、以进一步得到各种氨基酸。CH2(CO2Et)2HNO2CCO2EtNOHCO2EtH2/PtAc2OCHNHAcCO2EtCO2EtNaOEtCH2O或MeCHOH3O+Ser(D,L)或THr(D,L)v丙二酸酯溴化后与邻苯二甲酰亚胺钾反应得到邻丙二酸酯溴化后与邻苯二甲酰亚胺钾反应得到邻苯二甲酰亚胺基丙二酸酯。它作为中间体，可以苯二甲酰亚胺基丙二酸酯。它作为中间体，可以进一步与多种试剂发生反应制得不同的氨基酸。进一步与多种试剂发生反应制得不同的氨基酸。BrCH(CO2Et)2Br2/CCl4CH2(CO2Et)2NKOONCH(CO2Et)2OONaOEtPhCH2ClH3O+Phe(D,L

35、)(1)(1)化学法化学法v使消旋体与一个具有光学活性的化合物反应得到使消旋体与一个具有光学活性的化合物反应得到非对映体，然后利用二者的物理或化学性质的不非对映体，然后利用二者的物理或化学性质的不同进行分离同进行分离。常用的光学活性化合物有生物碱。常用的光学活性化合物有生物碱（如马钱子碱）或有机酸（如酒石酸）等。（如马钱子碱）或有机酸（如酒石酸）等。vL-L-氨基酸氨基酸 L-L-氨基酸盐氨基酸盐 D-D-氨基酸氨基酸 D-D-氨基酸盐氨基酸盐 分离（重结晶、色谱法等）分离（重结晶、色谱法等）+ +纯手性碱（或酸）纯手性碱（或酸）(2) 酶解法酶解法 酶本身是手性分子，对底物具有良好的手性选酶本身是手性分子，对底物具有良好的手性选择性。用酶解方法可以将外消旋氨基酸拆分。择性。用酶解方法可以将外消