第十七章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸.doc

第十七章氨基酸、多肽、蛋白质和核酸(6学时)
蛋白质是生物高分子,化学结构极其复杂,种类繁多。其组成元素主要是碳、氢、氧和氮四种。在受到酸、碱或酶的作用时,都水解而生成α-氨基酸。
氨基酸的结构、分类和命名
定义:分子中既含有氨基,又含有羧基的化合物统称为氨基酸。氨基酸是组成肽和蛋白质的结构单元分子。
结构
1、氨基酸的结构通式为:
2、当R不等于H时,α碳原子就是手性的,氨基酸存在两种构型。
3、构型:D/L标记法,距羧基最近的手性碳原子为标准。
4、天然蛋白质水解都生成α-氨基酸。常见的有20种。
分类
1、据氨基和羧基的数目(氨基酸的性质)可分为:中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。
2、根据所连R基团的不同可以分为:肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸。
3、据氨基和羧基的相对位置分为:α—氨基酸、β—氨基酸和γ—氨基酸。
4、除氨基和羧基外,还可据连的基团(或原子)不一样可分:氢氨基酸、烃基氨基酸、羟基氨基酸、氨基氨基酸等。
命名
1、系统命名法:把氨基作为羧酸的取代基来命名,即把氨基酸看作是羧酸衍生物来命名。例如:
2、根据氨基酸的来源或性质命名。例如:甘氨酸(因其具有甜味)。
氨基酸的性质及反应
由于氨基酸分子中含有氨基和羧基,所以它们既是酸又是碱,是两性化合物。事实上,氨基酸在结晶状态或在接近中性的溶液中,是以两性离子(dipolar ion) 的形式存在的,是一种内盐(inner salt)。
A、旋光性(optical activity): 除了甘氨酸外,所有的氨基酸都是手性分子;其手性碳的构型为 L-构型(及S-构型),都具有旋光性。
B、酸碱性(acid-base properties):氨基酸既是酸又是碱。
物理和光谱性质:
-氨基酸都是无色结晶。为高熔点固体。
-氨基酸溶于水,在等电点时溶解度最小。由于它具两性离子的结构,一般难溶于非极性有机溶剂。
-氨基酸的红外光谱(IR):1600cm-1处有一羧负离子的吸收带(1720 cm-1没有羧基的典型谱带)。在3100-2600 cm-1间有一强而宽的N-H键伸缩吸收带。
氨基酸的酸碱性
1、氨基酸作为酸可提供质子(proton donor)
2、氨基酸作为碱可接受质子(proton acceptor)
3、氨基酸是两性电解质(ampholytes)。
4、氨基酸的等电点(Isoelectric Point)
(1)定义:如果在某一pH值下,氨基酸所带正电荷的数目与负电荷的数目正好相等,即净电荷为零,则称该pH值为该氨基酸的等电点(pI)。
(2)等电点不是中性点。一般来说,中性氨基酸的等电点约为pH≈6;酸性氨基酸的pH≈3 ;碱性氨基酸的pH≈10。
(3)在等电点时,氨基酸主要以偶极离子存在,所以氨基酸的溶解度最小。用调节等电点的方法,可以从氨基酸的混合物中分离出某些氨基酸。
(4)应用:纸电泳
A、pH < pI, 样品带正电荷,样品点向阴极移动;
B、pH > pI, 样品带负电荷,样品点向阳极移动;
C、pH = pI, 样品不带电荷,样品点不移动。
与亚硝酸的反应
一级脂肪胺与HNO2反应,放出N2并生成:R-OH,R-X,烯的混合物;因此一级氨基酸的α-氨基也能与亚硝