有机化学：氨基酸、多肽、蛋白质和酶课件

1、氨基酸、多肽、蛋白质和酶氨基酸、多肽、蛋白质和酶2022/9/26g蛋白质是一类含氮的天然有机物，是生物体的主要组成部分。蛋白质在生命现象和生命过程中起着决定性的作用，是人类的三大营养物质之一，是维持生命活动必不可少的物质。蛋白质是由许多氨基酸通过酰胺键结合而形成的高分子化合物，蛋白质在酸、碱、酶等作用下水解得到-氨基酸的混合物。因此-氨基酸是构成蛋白质的基本结构单元。2022/9/24g蛋白质是一类含氮的天然有机物，是生物体的2022/9/26g第一节 氨基酸氨基酸属于取代羧酸。分子中既有氨基又有羧基。-氨基酸是蛋白质的基本组成单位，是人体必不可少的物质。天然蛋白质水解得到的-氨基酸共有20

2、多种。各种蛋白质中所含氨基酸的种类和数量都各不相同。本节主要讨论-氨基酸。2022/9/24g第一节 氨基酸氨基酸属于取代羧酸。2022/9/26g一、氨基酸的分类、命名和结构1、根据氨基酸分子中烃基的不同可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。脂肪族氨基酸芳香族氨基酸杂环氨基酸（一）分类2022/9/24g一、氨基酸的分类、命名和结构1、根据氨2、根据氨基和羧基相对位置不同分为-氨基酸、-氨基酸和-氨基酸。-氨基酸-氨基酸-氨基酸3、根据氨基与羧基的相对数目不同可分为中性氨基酸、碱性氨基酸和酸性氨基酸。中性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸2、根据氨基和羧基相对位置不同分为-氨基酸、-氨基酸和

3、g中性氨基酸：分子中氨基和羧基的数目相等。 由于羧基电离大于氨基，其水溶液显微酸性。碱性氨基酸：分子中氨基的数目多于羧基时呈现碱性。酸性氨基酸：分子中氨基的数目少于羧基时呈现酸性。g中性氨基酸：分子中氨基和羧基的数目相等。2022/9/26g20种-氨基酸的名称和结构式，见书p505表16-1必需氨基酸：缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、色氨酸八种氨基酸人体不能自身合成，需要从食物中摄取。“假设来写一两本书”=甲色赖缬异亮苯苏（二）系统命名方法与羟基酸一样。但天然氨基酸常根据其来源或性质多用俗名。 例如胱氨酸是因它最先来自尿结石；甘氨酸是由于它具有甜味而得名。2022

4、/9/24g20种-氨基酸的名称和结构式，见书p52022/9/26g（三）构造和构型-氨基酸的结构通式组成蛋白质的氨基酸除甘氨酸（R=H）外，所有-氨基酸中的碳原子均是手性碳原子，因此都具有旋光性。2022/9/24g（三）构造和构型-氨基酸的结构通式组成大多数-氨基酸只有一个手性碳原子，构型一般用D/L法来标记。L-丙氨酸若有两个或更多的手性碳原子，则以距羧基最近的手性碳原子为基准来标记其构型。L-苏氨酸大多数-氨基酸只有一个手性碳原子，构型一般用D/L法来标记自然界存在的氨基酸大多为L-型。动物体内的酶只对L-氨基酸代谢，而对D-氨基酸不起作用。L-丙氨酸S-丙氨酸L-半胱氨酸R-半胱氨

5、酸如用R/S标记，除半胱氨酸为R构型外，其余均为S构型自然界存在的氨基酸大多为L-型。L-丙氨酸S-丙氨酸L-半胱2022/9/26g氨基酸的物理性质1、无色晶体，熔点较高（常在230-300之间，为什么？），熔融时分解放出二氧化碳。2、各种氨基酸都能溶于水，但溶解度不同；3、除脯氨酸溶于乙醇外，都难溶于有机溶剂，而易溶于强酸、强碱中。4、除甘氨酸外，均有旋光性。二、酸碱性2022/9/24g氨基酸的物理性质1、无色晶体，熔点较高（其他氨基酸衍生物半胱氨酸胱氨酸其他氨基酸衍生物半胱氨酸胱氨酸三、等电点（重点）既有碱性基-NH2和酸性基-COOH，与强酸或强碱都能作用生成盐，因此氨基酸为两性化合

6、物。+ H+ OH-正离子负离子三、等电点（重点）既有碱性基-NH2和酸性基-COOH，与强在同一分子内，氨基和羧基也可作用生成盐，这种盐叫内盐（故熔点高）。内盐分子中氨基带正电荷，羧基带负电荷，称为偶极离子或两性离子。在同一分子内，氨基和羧基也可作用生成盐，这种盐叫内盐（故熔点问：中性氨基酸在纯水溶液中除以两性离子存在外，还有以何种形式存在？A、正离子 B、负离子答：B+ H+ 因为在中性氨基酸溶液中，羧基的电离程度稍大于氨基的电离度。问：如果使其主要以两性离子存在，应加入酸还是碱？问：中性氨基酸在纯水溶液中除以两性离子存在外，还有以何种形式 调节pH值，氨基酸主要以电中性的两性离子存在，此

7、时的pH值就称为等电点。H+H+OH-OH-负离子正离子两性离子pHpIpHpIpH=pI问：中性氨基酸的pI值 7； 酸性氨基酸的pI值 7； 碱性氨基酸的pI 值 7。略小于（5-6. 3)小于(2.8-3.2)大于(7.8-10.8) 调节pH值，氨基酸主要以电中性的两性离子存在，此时的pH 在电场中，氨基酸主要以阴离子存在，它们就向阳极移动； 氨基酸主要以阳离子存在，则它们就向阴极移动； 氨基酸主要以两性离子存在，其净电荷为零，故在电场中不会向任何一极移动。 电泳是可以用来分离或鉴定氨基酸、蛋白质等的混合物的一种技术，也可作为医学诊断的手段。 2、氨基酸在等电点时溶解度最小，可用于氨基

8、酸的分离。应用：1、电泳： 在电场中，氨基酸主要以阴离子存在，它们就向阳极移动；应练习：PH=8（pI=5.89） HCl（1mol）2、在水溶液（pH7）中移向阴极的是1、A、甘氨酸（ pI5.97 ） B、丙氨酸（ pI6.00 ） C、天冬氨酸（ pI2.77 ） D、精氨酸（ pI10.76 ） D3、天冬氨酸 等电点时的离子是：练习：PH=8（pI=5.89） 四、氨基酸的化学反应具有氨基和羧基的典型性质。由于两种官能团在分子内的相互影响，又具有一些特殊的性质。1、与亚硝酸的反应+ HNO2+N2生成羟基酸，定量放出氮气。可用来测定氨基酸的含量，称为范斯莱克（Van slyke）氨基

9、测定法。四、氨基酸的化学反应具有氨基和羧基的典型性质。1、与亚硝酸的2022/9/26g2、脱羧反应Ba(OH)2尸胺某些氨基酸在一定条件下，可脱去羧基，生成相应的胺。脱羧反应是人体内氨基酸代谢的形式之一，如在肠道细菌作用下脱羧。2022/9/24g2、脱羧反应Ba(OH)2尸胺某些氨基2022/9/26g3、氧化脱氨基反应(氨基转移反应)生物体内氨基酸分解代谢重要的方式。-2H+H2O-NH32022/9/24g3、氧化脱氨基反应(氨基转移反应)生物体2022/9/26g+蓝紫色或紫色4、与茚三酮的显色反应（反应式了解）反应非常灵敏，常用于-氨基酸的比色测定或纸层析、薄层层析时的显色。 罗曼

10、氏紫2022/9/24g+蓝紫色或紫色4、与茚三酮的显色反应（反2022/9/26g5、成肽反应+-H2O酰胺键又叫做肽键其末端仍含有自由的氨基和羧基，因此还可以继续与氨基酸缩合成为三肽、四肽以至多肽。2022/9/24g5、成肽反应+-H2O酰胺键又叫做肽键其2022/9/26g（问）：有甘氨酸和丙氨酸两种原料脱水可以形成几种不同的二肽分子？答：4种。分别是：甘氨酰甘氨酸丙氨酰丙氨酸甘氨酰丙氨酸丙氨酰甘氨酸2022/9/24g（问）：有甘氨酸和丙氨酸两种原料答：4种2022/9/26g肽（自学）：二肽无缩二脲反应。？蛋白质（自学）：一四结构，维持空间结构的盐键、疏水键、二硫键、氢键等。问：蛋白质 （ ）在人体内 以何种离子形式存在？ 答：阴离子形式存在，常与Ca2+、K+、Na+等结合。2022/9/24g肽（自学）：二肽无缩二脲反应。？蛋白质（1.下列哪个氨基酸在pH=6的溶液中进行电泳时向负极泳动（ ） A、甘氨酸（pI5.97） B、酪氨酸（pI5.66） C、谷氨酸（pI3.22） D、组氨酸（pI7.59）2. 与HNO2作用不放出N2的是：（ ） A、 丙