课件：有机化学课件二十.ppt

20.1 氨基酸 Amino Acids,一、 氨基酸的结构、分类和命名,氨基酸是形成蛋白质的基本单元 组成蛋白质的氨基酸主要有 20 种 天然氨基酸均为L 型 a-氨基酸,氨基酸,1 氨基酸的结构,2 氨基酸的分类和命名,氨基酸,中性氨基酸 (含1个氨基1个羧基),酸性氨基酸(含1个氨基2个羧基),碱性氨基酸(含2个氨基1个羧基),氨基和羧基的相对数目,命名 天然氨基酸常采用习惯名称,分类,构成蛋白质的20种氨基酸，有一套国际通用的符号。,中性氨基酸：15种,酸性氨基酸：2种 碱性氨基酸：3种,二、 氨基酸的性质,1 -氨基酸的物理性质,高熔点固体，多数在熔化时分解,甘氨酸：262(分解),酪氨酸：310(分解),不溶于乙醚等弱极性溶剂，在水中的溶解度大小不一 （P260 表20-1）,丙氨酸,谷氨酸,以偶极离子形式存在（内盐）,2 酸碱性,氨基酸既能和酸反应生成铵盐，也能和碱反应生成羧酸盐，是两性化合物。,氨基酸在溶液中存在下列平衡：,低pH,高pH,铵盐（正离子）,羧酸盐（负离子）,内盐（两性离子）,3 等电点,pI：氨基酸的正电荷数与负电荷数正好相等 时的pH值,pKa1=2.34,pKa2=9.69,丙氨酸,在等电点时，氨基酸几乎全部以两性离子形式存在,溶液的pHpI时，氨基酸以正离子形式存在,溶液的pHpI时，氨基酸以负离子形式存在,处于等电点的氨基酸溶解度最小,通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸,中性氨基酸：pI= 56.5 (7),分子结构不同的氨基酸，等电点各不相同,酸性氨基酸：pI= 3,碱性氨基酸：pI= 7.510.8 (7),4 氨基的反应,练习：,5 羧基的反应,酯化、还原反应,6 与水合茚三酮(Ninhydrin)的反应,水合茚三酮,用于氨基酸（游离氨基）的比色测定和纸层析的显色,三、 氨基酸的制法,氨基酸的生产,蛋白质水解法，从蛋白质水解液中利用等电点沉淀分离氨基酸；,化学合成法，得到的氨基酸都是外消旋产物。,发酵法，如味精(谷氨酸钠)的生产等；,a-卤代酸的直接氨化,Gabriel合成法,Strecker合成法, 肽和肽键,肽: 一分子-氨基酸中的羧基和另一分子-氨基酸的氨基，通过失水形成酰胺键而连结成的化合物,肽分子中的酰胺键称为肽键,根据肽分子中氨基酸的数目，称作二肽、三肽, 20.2 多肽 Polypeptides,肽键,(1) 肽的结构特征,酰胺平面和肽单元,sp2杂化,酰胺平面,肽单元,肽单元 1,肽单元 2,肽链中的酰胺平面,(2) 肽链的氨基酸顺序与命名,氮端,碳端,丙氨酰甘氨酰丙氨酸,AlaGlyAla,命名: 从N端到C端, 多肽结构的测定 (自学）,测定多肽的结构是走向合成蛋白质的第一步,由哪些氨基酸组成,氨基酸的结合次序,多肽分子中氨基酸的排列情况相当复杂，如由8种氨基酸组成的八肽就有8! = 40320种排列方式。,(1) 氨基酸组分分析,确定组成多肽的氨基酸的种类和数目,将多肽用盐酸完全水解为氨基酸，然后用仪器检测和记录,氨基酸分析仪,The protein sequenator,(2) 氨基酸的顺序分析,氮端分析：Edman降解法,Pehr Victor Edman 19161977,碳端分析：羧肽酶法,肽链的选择性水解,用多种选择性蛋白酶,最后把选择性水解得到的各个肽段的分析结果，用重叠法得出整条肽链的氨基酸顺序。, 多肽的合成,2019/8/27,25,可编辑,例：,缩合试剂,HOBt：1-羟基苯并三唑， 抑制消旋,胰岛素,汪猷 1910-1997,邢其毅 1911-2002,钮经义 1920-1995,1965年9月，中国在世界上首次合成牛胰岛素。, 蛋白质的分类,按蛋白质的结构：单纯蛋白质和结合蛋白质,按蛋白质的形状：纤维蛋白和球蛋白,按蛋白质的功能：活性蛋白质和非活性蛋白质,活性蛋白质，如酶、激素、抗体等,非活性蛋白质，如胶原蛋白、角蛋白等, 20.3 蛋白质 Proteins, 蛋白质的结构,(1) 一级结构,蛋白质分子中氨基酸的排列次序,(2) 蛋白质的空间结构,二级结构,多肽链主链骨架中的若干肽段通过氢键形成有规则的构象,螺旋：蛋白质的一条肽链中有规律的螺旋结构，每一圈含3.6个氨基酸残基。,折叠：两条肽链或一条肽链的两段平行排列,三级结构：整条肽链所有原子在三维空间的排布位置,依靠疏水作用、氢键、盐键、范得华力维持,肌红蛋白, 蛋白质的性质,(1) 等电点和胶体,(2) 变性,(3) 沉淀,盐析法：NaCl、Na2SO4,重金属法：Hg2+、Pb2+,(4) 水解,最后生成各种-氨基酸混合物,(5) 显色反应,缩二脲反应 遇CuSO4/OH- 呈紫色,黄蛋白反应,米勒反应,茚三酮反应,遇浓硝酸呈黄色,遇Hg(NO3)2-HNO3显红色,遇茚三酮溶液显蓝紫色, 酶的组成, 20.4 酶 Enzymes, 酶的特性, 酶的分类和命名, 酶在有机化学中的应用,自学！, 核酸的组成, 20.5 核酸 Nucleic Acid,核糖或脱氧核糖,碱基的类型,(A),(G),(U),(T),(C),碱基,核苷或脱氧核苷,腺嘌呤,胞嘧啶,胞苷(C),1-D-呋喃核糖胞嘧啶,2-脱氧腺苷(dA),9-D-2-脱氧呋喃核糖鸟嘌呤,RNA中的一种核苷,DNA中的一种脱氧核苷,-D-呋喃核糖,-D-2-脱氧呋喃核糖,核苷酸或脱氧核苷酸,磷酸与核苷或脱氧核苷的3位或5位羟基形成的磷酸酯,3-腺嘌呤核苷酸,5-胞嘧啶脱氧核苷酸,核酸（RNA）或 脱氧核酸（DNA）,DNA的多核苷酸链,核酸是由核苷酸以磷酸酯键的方式，按一定次序连接而成的线型高分子，和磷酸成酯的是戊糖3位和5位上的羟基。, 核酸的结构,(1) 一级结构,核酸中各核苷酸单位的排列次序，实际上是碱基的次序,(2) 高级结构,DNA的二级结构由两条多聚脱氧核糖核苷酸链组成，两条链都向右旋绕，形成双螺旋结构,DNA的双螺旋结构靠碱基胸腺嘧啶(T)-腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)-鸟嘌呤(G)间的氢键维持,碱基之间的氢键,DNA分子片段模型,RNA分子的二级结构也是碱基以氢键联结形