第二十章_氨基酸、蛋白质和核酸 (2)

1、一、氨基酸一、氨基酸二、多肽二、多肽三、蛋白质三、蛋白质四、核酸四、核酸有机化学第二十章第二十章 氨基酸、蛋白质和核酸氨基酸、蛋白质和核酸一、氨基酸一、氨基酸1、氨基酸的结构分类和命名、氨基酸的结构分类和命名分子内既含有氨基又含有羧基的化合物叫氨基酸。根据氨基与羧基位置的不同可分为、或氨基酸。RHCCOOHNH2RHCH2CNH2COOH氨基酸氨基酸蛋白质水解得到的几乎全是氨基酸氨基酸中性： 氨基和羧基数目相等酸性： 羧基数大于氨基数碱性： 氨基数大于羧基数天然氨基酸除甘氨酸外，天然氨基酸除甘氨酸外，碳都有手性，且都是碳都有手性，且都是L型的。型的。COOHCH3HHOCOOHRHH2NL乳酸

2、 L氨基酸组成蛋白质的组成蛋白质的20种常见氨基酸种常见氨基酸结构结构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点NH2CHCOOHNH2CH2COOHH3C甘氨酸甘氨酸 Gly 5.97丙氨酸丙氨酸 Ala 6.00 结构结构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点NH2CH(H3C)2HCCOOHNH2CHC2H5HCCOOHCH3NH2CHCOOH(H3C)2HCH2CNH2CHCOOHC6H5H2CNH2CHCOOHHSH2C*颉氨酸颉氨酸 Val 5.96*异亮氨酸异亮氨酸 Ile 5.98*亮氨酸亮氨酸 Leu 6.02*苯丙氨酸苯丙氨酸 Phe 5.48半光氨酸半光氨酸 Cys 5.07 结构结

3、构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点NH2CHCOOHH3CHCOHOH2NC(CH2)2CHCOOHNH2OH2NCCH2CHCOOHNH2CH3S(CH2)2CHCOOHNH2HOCH2CHCOOHNH2*苏氨酸苏氨酸 Thr 5.6谷酰胺谷酰胺 Gln 5.56 天冬酰胺天冬酰胺 Asn 5.07*蛋氨酸蛋氨酸 Met 5.74丝氨酸丝氨酸 Ser 5.68 NHCOOHCH2CHHOCOOHNH2NHCH2CH COOHNH2HOOCCH2CH COOHNH2HOOC(CH2)2CHCOOHNH2 结构结构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点脯氨酸脯氨酸 pro 6.30酪氨酸酪氨酸 T

4、yr 5.66 *色氨酸色氨酸 Trp 5.89 天冬氨酸天冬氨酸 Asp 2.77谷氨酸谷氨酸 Glu 3.22酸酸性性 结构结构 名称名称 缩写缩写 等电点等电点H2N(CH2)4CHCOOHNH2C-NH(CH2)3CH COOHNH2H2NNHNHNCH2CHNH2COOH碱性*赖氨酸赖氨酸 Lys 9.74精氨酸精氨酸 Arg 10.76组氨酸组氨酸 His 7.59(上述氨基酸中，上述氨基酸中，*为必要氨基酸，人体内不能合成，只能从食物中得到）为必要氨基酸，人体内不能合成，只能从食物中得到）2、氨基酸的性质、氨基酸的性质（1）两性和等电点）两性和等电点通常以内盐形式存在：通常以内盐

5、形式存在：H2NHC COOHRHClH3NHC COOHRH2NHC COO-Na+RNaOHH3NHC COORNH3CHCOOH3CNH2CHCOOH3CNH3CHCOOHH3CH2OOH+H3O 2使氨基酸羧基与氨基电离程度相等，整个氨基酸分子呈电中性的溶液的使氨基酸羧基与氨基电离程度相等，整个氨基酸分子呈电中性的溶液的pH值值称氨基酸的称氨基酸的等电点等电点。等电点时氨基酸在水中的溶解度最小，可用于。等电点时氨基酸在水中的溶解度最小，可用于分离提纯氨基酸。分离提纯氨基酸。（2）氨基酸的反应）氨基酸的反应羧羧基基的的反反应应NH2CHCOOHROHNH2CHCOORPCl5NH2CHC

6、OClRC6H5CH2OHNH2CHCOOCH2C6H5RHRNH2NH2CHCONHRRLiAlH4NH2CHCH2OHRNH2H2CRNH2CHCOOHRNH3CHCOOHRHNO2OHCHCOOHRCH2ON(CH2OH)2CHCOOHRH(CH3CO)2ONHCOCH3CHCOOHRH2O2NHCCOOHRCOOHHCR+ N2 + H2OKMnO4OCCOOHRH2OHNNO2O2NFNO2O2N氨氨基基的的反反应应定量分析伯氨基定量分析伯氨基（3）与茚三酮反应）与茚三酮反应R CHNH2COOHOOOHOH+2H2OOOOONHCHRN CHCOOHRCO2OON CH2ROONH

7、2HRCHO +OOOHOHOONHOOOONOOHH2O紫色物质，用于紫色物质，用于氨基酸氨基酸的比色测定和纸层析显色的比色测定和纸层析显色3、氨基酸的制备、氨基酸的制备（1）由醛、酮制备）由醛、酮制备RCHOOHRHC CNNH3NH2RHC CNH2ONH2RHC COOHNH4ClKCN（2）由卤代烃制备）由卤代烃制备NKOO+RCHCOORXNOOCHCOORRNaOH/H2OCOOHCOOH +RCHCOOHH2N + ROHOr NH2NH2直接氨解产品复杂，盖布瑞尔法可得比较纯产品直接氨解产品复杂，盖布瑞尔法可得比较纯产品（3）由丙二酸二乙酯制备）由丙二酸二乙酯制备COOEtC

8、H2COOEt+ HNO2COOEtCCOOEtNOHH2 / Pt 醋酐COOEtHCCOOEtNHCCH3OHCHOOHCOOEtCCOOEtNHCCH3OHOH2CH3OCO2COOHCHNH2HOH2C丝胺酸COOEtHCCOOEtNHCCH3ONHCH2N(CH3)2NHCH2COOEtCCOOEtNHCCH3O1) H2O2) CO2NHCH2CHNH2COOH色胺酸OH-（4）邻苯二甲酰亚胺丙二酸二乙酯法）邻苯二甲酰亚胺丙二酸二乙酯法CH2(COOC2H5)2NKOOCCl4Br2BrCH(COOC2H5)2NOOCH(COOC2H5)2C2H5ORCH2ClNOOC(COOC2

9、H5)2RH3ONOOC(COOH)2RNOOCHCOOHRNOOCHCOOHRNH2NH2CHCOOHRH2N合成中只需选取不同的卤代烃既可合成多种氨基酸。合成中只需选取不同的卤代烃既可合成多种氨基酸。二、多肽二、多肽氨基酸氨基酸A的羧基与的羧基与B的氨基缩合成酰胺的氨基缩合成酰胺: 2个氨基酸形成肽个氨基酸形成肽二肽二肽 肽键肽键 3个氨基酸形成肽个氨基酸形成肽三肽三肽 分子量分子量 10000-多肽多肽组成蛋白质组成蛋白质许多多肽本身有重要的生理作用许多多肽本身有重要的生理作用OCNH 开链的肽有两个末端，含游离氨基的一端称开链的肽有两个末端，含游离氨基的一端称N端，通常写在左边。含有游

10、离端，通常写在左边。含有游离羧基的一端称羧基的一端称C端，写在右边。肽的命名从端，写在右边。肽的命名从N端开始，由左至右依次将每个端开始，由左至右依次将每个氨基酸单位写成氨基酸单位写成“某氨酰某氨酰”，最后一个氨基酸写为，最后一个氨基酸写为“某氨酸某氨酸”。HCNH2CONHCH2CONHH3CHCCH3COOH丙氨酰甘氨酰丙氨酸多肽的合成多肽的合成要求：要求：氨基酸按一定的次序连接起来氨基酸按一定的次序连接起来达到一定分子量达到一定分子量不外消旋化不外消旋化COOH的保护的保护 氨基酸 A 和 BAA，BB，AB 和 BA要得到 AB: 保护 A 的NH2和 B 的COOHCOOCH3H2O

11、，OHHCOOHCOOC2H5H2O，OHHCOOHCOOCH2C6H5H2O，OHH（更常用 ）H2 / Pd,CCOOH + C6H5CH3NH2的保护：的保护：NH2OCC6H5CH2OClOC(H3C)3CON3OCC6H5CH2ONHOC(H3C)3CONHH2 / PdC6H5CH3+RCHCOOHHOOCNHHClC(CH3)3RCHCOOH +HOOCNH-CO2-CO2NH2NH2三、蛋白质三、蛋白质分类分类纤维蛋白纤维蛋白: 丝、毛、皮、角、爪和甲等丝、毛、皮、角、爪和甲等球蛋白球蛋白: 酶和蛋白激素（溶于水、盐水等酶和蛋白激素（溶于水、盐水等结合蛋白结合蛋白: 与核酸、糖

12、、脂肪及血红素等结合与核酸、糖、脂肪及血红素等结合 1、结构：四级结构、结构：四级结构 1级、氨基酸组成和顺序、级、氨基酸组成和顺序、 2级、肽链按级、肽链按: 螺旋方式卷曲而成的空间结构（通常）螺旋方式卷曲而成的空间结构（通常） 平行或非平行排列的折叠状平行或非平行排列的折叠状 3级、同一根多肽链形成螺旋状，某些部分还折叠起来，链级、同一根多肽链形成螺旋状，某些部分还折叠起来，链 的形状、距离与特定的生理作用有关。的形状、距离与特定的生理作用有关。 4级、若干分子堆叠形成级、若干分子堆叠形成 n根纤维蛋白链扭成股，根纤维蛋白链扭成股，n股又扭成绳状股又扭成绳状n根链累在一起形成球状根链累在一起形成球状2、蛋白质的性质：、蛋白质的性质：（1）等电点等电点 ： （ 分子中仍存在游离分子中仍存在游离NH2、COOH、OH、 SH及其他酸性或碱性的基团）及其他酸性或碱性的基团）胶体性质胶体性质: 分子颗粒直径在分子颗粒直径在0.10.001um(胶粒幅度内胶粒幅度内) 表面带电表面带电,同电排斥，隔开不粘合。同电排斥，隔开不粘合。（2）蛋白质的变性）蛋白质的变性：一、二级结构、氢键的破坏一、二级结构、氢键的破坏不可逆