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1、第十八章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸,第一节 氨基酸,一、氨基酸的分类、结构和命名,按照氨基连在碳链上的位次不同而分为, , , -氨基酸。由蛋白质水解得到的氨基酸大多数是-氨基酸，且仅有二十几种（如表18.1，P457），它们是组成蛋白质的基本单位。,除甘氨酸外，都有手性碳，天然氨基酸几乎都是L构型-C上的NH2在Fischer投影式中朝左。,L-甘油醛 L-氨基酸 L-丝氨酸,练习 p458 问题18.1、18.2,二、氨基酸的物理性质,氨基酸是没有挥发性的粘稠液体或结晶固体。固体氨基酸的熔点很高。例如mp.(NH2CH2COOH)292,并分解，而mp.(CH3COOH) 16.6。,一
2、般的氨基酸能溶于水，不溶于乙醚、丙酮和氯仿等非极性有机溶剂。,原因：氨基酸一般以偶极离子NH3+CHRCOO-的内盐形式存在,氨基酸具有氨基和羧基的典型性质，也具有氨基和羧基相互影响而产生的一些特殊性质。,P460,偶极距大,P460,正离子 偶极离子 负离子,1、 两性和等电点,氨基酸因含有氨基和羧基，既能与酸又能与碱反应，是两性化合物。分子内的氨基与羧基也能反应生成盐，这种盐称为内盐，亦称两性离子或偶极离子。-氨基酸的物理性质也说明它是以内盐形式存在的。,三、氨基酸的化学性质,强酸性溶液中(pH=0) 强碱性溶液中(pH=14) 主要存在形式 主要存在形式,当溶液为某一pH时，负离子和正离
3、子浓度相等，净电荷等于零，在电场中氨基酸既不向正极也不向负极移动，这时溶液的pH称为该氨基酸的等电点(用pI表示)，不同的氨基酸具有不同的等电点(见表18.2 P461)。,在等电点时，偶极离子的浓度最大，氨基酸在水中的溶解度最小，因此利用调节等电点的方法，可以分离氨基酸的混合物。,-氨基酸分子中的氨基具有典型氨基的性质，例如能与酸、亚硝酸、烃基化试剂、酰基化试剂等反应。,2、氨基的反应,测定伯氨基范斯莱克Vanslyke法,鉴别氨基酸,保护氨基,3、羧基的反应酯化P462,4、与水合茚三酮反应 -氨基酸水溶液与水合茚三酮反应，生成蓝紫色物质。,水合茚三酮 (蓝紫色物质),反应很灵敏，水合茚三
4、酮显色反应与离子交换层析法结合，广泛用于鉴别氨基酸以及定量测定氨基酸的浓度。,5、肽的形成,肽键,二个氨基酸形成的肽叫二肽。,四、-氨基酸的合成,1、-卤代酸的氨化,P463,问题18.3,2、N-取代氨基丙二酸酯的烃化,P464,问题18.4,3、Strecker合成,P464,问题18.5 18.6,五、-氨基酸的拆分,P465,第二节 肽,一、肽的结构和命名,根据肽分子中-氨基酸的数目分为：二肽、三肽及多肽。超过50个叫蛋白质，此时分子量超过10000，分子不能通过半透膜。,在肽链中，有游离氨基的一端叫N端，有游离羧基的一端叫C端。 N端写在左， C端写在右，命名时由N端开始，称某氨酰某
5、氨酸，也可用简写表示。,例如：,甘氨酰丙氨酸（甘丙）,N端,C端,甘氨酰丙氨酰丝氨酸（甘丙丝）,在酸或碱的作用下，肽键断裂生成氨基酸的混合物。然后采取适当的方法，如电泳、离子交换层析或氨基酸分析仪等，测定氨基酸的种类和数量。,二、多肽结构的测定,1、肽水解氨基酸分析,2、氨基酸顺序的测定,两个不同的氨基酸组成二肽时，有两种连接方式；随组成肽的氨基酸的数目增多，理论上的连接方式也随之增加。由三个不同氨基酸形成的三肽可能有六种，四肽可能有二十四种，五肽以上则更多。由此可以看出，要确定肽的结构是很困难的。Sanger F由于确定了胰岛素(一种多肽)的结构，于1958年获得诺贝尔奖。,测定肽中氨基酸顺
6、序通常有两种方法：,一是端极分析：选择适当的试剂与肽链的N端或C端作用，然后水解，则含有此试剂的氨基酸一定是链端的氨基酸，这叫端基分析。,另一种是选择性水解：用某些酶将原来的肽链水解为较小的片断，测定片断中C端和N端氨基酸，再分析每一片断的氨基酸组分；然后将碎片拼起来得到完整的顺序,2,4-二硝基氟苯（Sanger试剂）与N端的氨基作用，生成的取代多肽用酸水解后，N端氨基酸就生成黄色的2，4-二硝基苯基氨基酸，容易与其它氨基酸分开。用层析法与标准样比较，即可鉴定N端是哪一种氨基酸,(1) N端分析：,桑戈尔法,丹酰氯，即：5-（二甲氨基）萘-1-磺酰氯也能与多肽N-端的游离氨基反应，生成的取代
7、多肽水解后，得到能发荧光的N-丹酰氯氨基酸(丹酰氯本身不发荧光)，可以用纸层析法或薄层色谱法鉴定，从而使所需多肽样品的用量减少。,荧光法,Edman降解,异硫氰酸苯酯能与多肽N-端氨基起加成反应，生成苯氨甲硫酰基衍生物（PTC衍生物）：,PTC衍生物在无水条件下用酸处理，N-端氨基酸从肽链上断裂下来，生成取代二氢噻唑酮，后者在酸性条件下重排成乙内酰苯硫脲衍生物（PTH衍生物），后者经分离后，用层析法或质谱法与标准样品比较，可以测定多肽N-端是哪一种氨基酸。,肽链中间的-NH-CO-键要在水存在下才能断裂， 只有被苯氨甲硫酰基取代的N-端氨基酸才能在无水条件下断裂下来同时生成N-端少一个氨基酸基
8、的多肽，后者经分离后，可以继续与异氰酸苯酯反应，重复这一循环，就可以测定多肽N-端的氨基酸基排列顺序，这种方法称作为Edman降解,在计算机控制的自动化装置中，已可测定多肽链中N-端前前20个氨基酸的顺序，并曾用同一多肽样品测定N-端前60个氨基酸的顺序。,（2）C-端分析,多肽可以在各种肽酶催化下水解。在羧肽酶催化下，多肽链中只有C-端的氨基酸能断裂下来。,多肽在恒温和羧肽酶存在下水解，溶液中首先出现的游离氨基酸就是C端氨基酸。去掉一个C端氨基酸后剩下的多肽可以继续水解。在顺利的例子中，根据各种氨基酸出现的速度可以测定C-端前4个氨基酸基的顺序。,三、多肽和蛋白质的合成,3、选择性水解：p4
9、70,1、合成主要步骤：官能团保护、羧基活化（偶联）、去保护基 p472 2、多肽的固相合成：p473,四、蛋白质的性质,蛋白质是氨基酸的高聚物。是多肽。是生物体内一切组织的基础物质。,蛋白质分子结构复杂，相对分子质量很大，分子中带有很多极性基团并彼此间相互作用着，某些基团还带有电荷，所以它们表现出一系列物理和化学特性。,1、胶体溶液的性质,蛋白质的水溶液不能透过半透膜，是一种稳定的亲水胶体。利用这种性质，将蛋白质和低分子化合物或无机盐通过透析法分离开来,2、盐析,蛋白质溶液加入无机盐(如硫酸镁、氯化钠等)溶液后，蛋白质便从溶液中析出，这种作用称为盐析,3、两性和等电点,与 氨基酸相似，蛋白质
10、也是两性物质。它与强酸或强碱都可成盐。在强酸性溶液中，蛋白质以正离子状态存在；在强碱溶液中，则以负离子状态存在。因此，蛋白质也有等电点。,4、变性,许多蛋白质在受热、紫外光照射或化学试剂作用时，性质会发生改变，溶解度降低，甚至凝固，这种现象称为蛋白质的变性。,5、显色反应,A 茚三酮反应：因为茚三酮可和蛋白质生成蓝紫色物质,B 缩二脲反应：蛋白质和缩二脲一样，在氢氧化钠硫酸铜稀溶液中出现紫色或粉红色，称为缩二脲反应,C 蛋白质黄色反应：含苯环的蛋白质遇浓硝酸后，即变成黄色,第三节 核酸p479,核酸高分子化合物，由核苷酸组成。 核苷酸核苷的磷酸酯。 核苷嘧啶和嘌呤与核糖或脱氧核糖生成的-苷,P480,圆圈表示成苷的氢。,核苷,核苷酸,核酸,
