基础有机化学：第20章 氨基酸、蛋白质

1、第二十章 氨基酸、蛋白质 (一) 氨基酸 (二) 多肽 (三) 蛋白质 (一) 氨基酸 (1) 氨基酸的结构和命名(2) 氨基酸的制法 (甲) 蛋白质水解 (乙) -卤代酸的氨解 (丙) Gabrial法 (丁) Strecker合成 (3) 氨基酸的性质 (甲) 羧基的反应 (乙) 氨基的反应 (丙) 两性和等电点 (丁) 与水合茚三酮的反应 第二十章 氨基酸、蛋白质(一一) 氨基酸氨基酸 结构特点： AA分子中既含有氨基，又含有羧基。 (1) 氨基酸的结构和命名氨基酸的结构和命名 命名命名：通常用俗名来称呼氨基酸。（P613-614 表201） 有时，可采用系统命名法，将氨基作为取代基来命

2、名氨基酸。 分类和结构：分类和结构： 根据NH2和COOH的相对位置分为： 、等 。 NH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH氨基辛酸氨基辛酸CH3CH2CH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2由蛋白质水解得到的氨基酸都是-氨基酸。 根据NH2和COOH的相对数目： 中性氨基酸碱性氨基酸酸性氨基酸NH2数目COOH数目COOH数目NH2数目COOH数目NH2数目近乎中性呈酸性呈碱性例：CH2-CHCOOHCH2-NHH2CCH2COOHNH2HOOCCH2CH2CHCOOHNH2甘氨酸赖氨酸谷氨酸脯氨酸中性AA碱性AA酸性AA中性AACH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2

3、NH2(2) 氨基酸的制法氨基酸的制法 (甲甲) 蛋白质水解蛋白质水解 ProteinH+orOH-or酶各种混合物分离各种电泳、色谱、离子交换等（均为L 型）(乙乙) -卤代酸的氨解卤代酸的氨解 CH3CHCOOH + 2NH 3CH3CHCOOH + NH4BrH2O室温BrNH2(丙丙) Gabrial法法 + Cl-CH2COOC2H5CCOON-K+97%NCCOO-CH2COOC2H5COOHCOOH+ H2N-CH2COOH + C2H5OH(1) KOH,H2O(2) HCl,85%CH2(COOC2H5)2Br2Br-CH(COOC2H5)2NKOO-KBrCCOON-CH(

4、COOC2H5)2CCOON-C(COOC2H5)2CH2CH2SCH3H2O-CO2CH3SCH2CH2-C(COOH)2NH2CH3SCH2CH2-CH-COOHNH2蛋氨酸C2H5ONaCH3SCH2CH2Cl例1：例2：(丁丁) Strecker合成合成 氨基腈C6H5CH2CHO NH3HCN(1) NaOH,H2O(2) H+NH2C6H5CH2CHCOOH苯丙氨酸(74%)C6H5CH2CHCNNH2(3) 氨基酸的性质氨基酸的性质 物性、物态：物性、物态： AA均为无色晶体，易溶于水，难溶于有机溶剂，m.p较高（同时分解）。旋光性：旋光性： 除甘氨酸外，所有天然存在的AA都含有

5、*C，且*C的构型均为L型（若以R/S法标记，则为S型）。 化性：化性： 分别具有NH2、COOH的性质； NH2、COOH的相互影响，两性、等电点； 特殊反应。 (甲甲) 羧基的反应羧基的反应 RCHCOOHNH2RCHCOClNH2RCHCOOCH2PhNH2酯化，保护羧基成酰氯，活化羧基PCl5-POCl3,-HClPhCH2OH-H2O(乙乙) 氨基的反应氨基的反应 FNO2O2NHNO2-N2，-H2O保护氨基定量放N2，测定伯氨基RCHCOOHNH2NHNO2NO2RCHCOOHNHCOOCH2PhRCHCOOH-HF-HCl封闭氨基RCHCOOHOHPhCH2OCClO(丙丙)

6、两性和等电点两性和等电点 两性两性 氨基酸既含有NH2，又含有COOH 它既能与酸成盐： R-CH-COOHNH2+ HClR-CH-COOHNH3+Cl-铵盐+ NaOHR-CH-COOHNH2R-CH-COO-Na+NH2羧酸盐R-CH-COOHNH2R-CH-COO-NH3+两性离子偶极离子内盐 又能与碱成盐： 实际上，氨基酸分子以内盐形式存在： 等电点等电点 当AA溶于水时，COOH与NH2都可电离： R-CH-COO-NH2+ H3+O+ H2OR-CH-COO-NH3+-COOH电离酸碱 碱 酸R-CH-COOHNH3+ H2O+ OH-R-CH-COO-NH3+-NH2电离酸碱

7、碱 酸但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，可调节COOH和NH2的电离程度，使COOH和NH2的电离程度相同，此时溶液的pH值称为氨基酸的等电点： R-CH-COO-NH2R-CH-COO-NH3+R-CH-COOHNH3+H+OH-H+OH-酸性介质碱性介质正离子负离子偶极离子在电场中不动朝负极运动朝正极运动pH等电点pH等电点等电点=pH等电点的定义： 氨基酸溶液中羧基与氨基的电离程度相同时溶液的pH值。 氨基酸在溶液中以偶极离子存在时，溶液的pH值。 在电场中，氨基酸既不向阴极移动，也不向阳极移动时，氨基酸溶液的pH值。 不同的氨

8、基酸，其等电点不同不同的氨基酸，其等电点不同 中性A A ：酸性A A ：碱性A A ：等电点为5 . 0 - 6.5等电点为2 . 7 - 3.2等电点为7 . 5 - 11.0等电点不是中性点！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。利用等电点，可分离各种不同的氨基酸。 (二) 多肽 (1) 多肽的分类和命名 (2) 多肽结构的测定(自学自学) (甲) 肽的水解 (乙) 氨基酸顺序的测定 (3) 多肽的合成(自学自学) (甲) 传统合成 (乙) 固相合成和组合合成 (二) 多肽 (1) 多肽的分类和命名多肽的分类和命名 肽-AA分子间失水，以 (

9、酰胺键、肽键)相连而成的化合物。 由两个-AA分子间失水而成的肽称为二肽； 由三个-AA分子间失水而成的肽称为三肽； 由多个-AA分子间失水而成的肽称为多肽。组成多肽的-AA可以相同，也可不同。 -C-NH-O例如，由甘氨酸和丙氨酸所形成的二肽： A与B结构不同，是不同的化合物。 A：N端甘氨酸， C端丙氨酸； B：N端丙氨酸， C端甘氨酸。 H2N-CH2-C-NH-CH-COOHOCH3H2N-CH-C-NH-CH2-COOHOCH3甘氨酰丙氨酸丙氨酰甘氨酸AB由三种不同AA组成的三肽有6种排列形式由四种不同AA组成的四肽有24种排列形式由五种不同AA组成的五肽有720种排列形式可用端基分

10、析法、部分水解法测定其中 的排列顺序AA命名：命名： 以C端为母体。例： 谷氨酰半胱氨酰甘氨酸谷 半 胱 甘肽HOOCCHCH2CH2C-NHCHC-NHCH2-COOHOONH2CH2SH多肽在自然界中广泛存在，在生物体中起着各种不同的作用。例如，胰岛素可控制碳水化合物的正常代谢。牛胰岛素是由51个AA组成。 A链：2 1 个 AAB链：3 0 个 AA由两个- S - S-相 连 而 成(三) 蛋白质 (1) 蛋白质的组成和分类 (2) 蛋白质的性质 (甲) 溶液性质 (乙) 盐析 (丙) 两性和等电点 (丁) 变性 (戊) 显色反应 (3) 蛋白质的结构 (三) 蛋白质 蛋白质和多肽都是

11、由AA组成的，它们之间没有严格的区别。 一般M1万，叫蛋白质；M1万，叫多肽。 (1) 蛋白质的组成和分类蛋白质的组成和分类 组成元素： C：5055%，H：6.57.5%，O：1924%， N：1519%， S：0.232.4%，Fe、I、P等微量。 分类： 蛋白质结构复杂，只能根据形状、组成、生理作用、溶解度分类。 根据形状纤维蛋白球蛋白如角蛋白、胶朊蛋白水解得和非A A 物 质根据组成单纯蛋白结合蛋白水解只得 （辅基）如：白蛋白、球蛋白如：核蛋白、色蛋白、脂蛋白等根据溶解度可溶性蛋白（如球蛋白）不可溶性蛋白（如角蛋白）根据生理作用激素、酶、血红蛋白等(2) 蛋白质的性质蛋白质的性质 (甲甲) 溶液性质溶液性质蛋白质分子量高，其溶液具有亲水胶体的性质，不能透过半透膜。据此可分离、提纯蛋白质。(乙乙) 盐析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。（但若蛋白质在浓的无机盐溶液中久置会变性）不同蛋白质盐析时所需盐的最低浓度不同。据此可分离蛋白质。(丙丙) 两性和等电点两性和等电点与AA相似，蛋白质也是两性物质：蛋白质与强酸或强碱都能成盐；在强酸性介质中，蛋白质以正离子形式存在，在电场中向阴极运动； 在强碱性介质中，蛋白质以负离子形式存在，在电场中向阳极运动。调节蛋白质溶液的pH值，总会在某一pH