医用有机化学课件：第十四章 氨基酸、多肽和蛋白质

1、第十四章氨基酸、多肽和蛋白质,Amino acid 、peptide and Protein,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、酶等作用下水解先得到肽段，最终得到-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。,一、 氨基酸的结构、分类和命名,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种，。 除

2、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。,1、氨基酸的结构,*,第一节 氨基酸,构型一般用D/L法来标记，以-氨基的位置与L-甘油醛上的-OH位置相同者为L-型，相反为D-型，构成蛋白质的氨基酸均为L-型。如用R/S标记，除半胱氨酸为R构型外，其余均为S构型,L-丙氨酸,S-丙氨酸,L-半胱氨酸,R-半胱氨酸,自然界存在的氨基酸大多为L-型。,（1）按氨基酸分子中烃基的不同,丙氨酸 脂肪族氨基酸,苯丙氨酸 芳香族氨基酸,色氨酸 杂环氨基酸,（2）按氨基和羧基相对位置不同分为-、-和-氨基酸。,-氨基酸,-氨基酸,-氨基酸,2.氨基酸的分类,（3）根据氨基与羧

3、基的相对数目不同可分为中性、碱性和酸性氨基酸。,中性氨基酸,酸性氨基酸,碱性氨基酸,中性氨基酸：分子中氨基数目羧基数目。 由于羧基电离大于氨基，其水溶液显微酸性。 碱性氨基酸：分子中氨基数目羧基数目，呈碱性。 酸性氨基酸：分子中氨基数目羧基数目，呈酸性。,（4）根据侧链R基团的极性及所带电荷来分类（医学上常用）。,非极性R基氨基酸：丙氨酸、亮氨酸等,不带电荷的极性R基氨基酸,带正电荷的极性R基氨基酸,带负电荷的极性R基氨基酸,丝氨酸、半胱氨酸等,赖氨酸、精氨酸、组氨酸,天冬氨酸、组氨酸,系统命名法与羟基酸一样 但天然氨基酸常根据其来源或特性多用俗名。 例如丝氨酸是从蚕丝中得到的；甘氨酸是由于它

4、具有甜味而得名。,20种编码氨基酸的名称和结构式，见书p191表14-1 *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。,3. 氨基酸的命名,二、 氨基酸的物理性质,1、 -氨基酸为无色晶体，熔点较高（200-300），熔融时分解放出二氧化碳。 2、一般氨基酸能溶于水，不溶于乙醚、丙酮、氯仿等有机溶剂。 3、易溶于强酸、强碱。 4、除甘氨酸外，均有旋光性。,既有碱性-NH2和酸性-COOH，与强酸或强碱都能作用生成盐，因此氨基酸为两性化合物。,+ H+,+ OH-,正离子,负离子,（一） 两性和等电点（重点）,三、

5、氨基酸的化学性质,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。,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。,调节pH值，氨基酸主要以电中性的两性离子存在，此时的pH值就称为等电点。,H+,H+,OH-,OH-,负离子,正离子,两性离子,pHpI,pHpI,pH=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（5.0-6.5),小于(2.7-3.2),大于(7.5-10.7),在电场中，氨基酸主要以阴离子存在，它们就向阳

6、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，可用于氨基酸的 分离。,应用：,1、电泳：,+ 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）氨基测定法。,（二）与亚硝酸的反应,+,蓝紫色或紫色,（三）与茚三酮反应（反应式不作要求）,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。 -氨基酸中，脯氨酸与茚三酮反应显黄色，而N

7、-取代的-氨基酸和-、-氨基酸不与茚三酮发生显色反应。,罗曼氏紫,（四）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、四肽直至多肽、蛋白质。,（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（简称：甘甘肽） 丙氨酰丙氨酸 甘氨酰丙氨酸 丙氨酰甘氨酸,练习,1、丙氨酸分子中含有一个氨基和一个羧基，为中性氨基酸，故其等电点等于7。 （ ） 2、-氨基酸都能溶于强酸和强碱溶液中。 （ ） 3、 氨基酸、多肽和蛋白质都会发生缩二脲反应。 （ ）,4、天冬氨酸(pI=2.77)溶于水(pH=7)后，在电场中（ ） A、向负极移动 B、向正极移动 C、不移动 D、易水解,5、天然蛋白质水