大学有机化学19 氨基酸、蛋白质和核酸

氨基酸——分子中含有氨基和羧基的化合物。如：R-CH-CH2-COOHR-CH-COOHNH2NH2αβα§19—1氨基酸β-氨基酸-氨基酸-氨基酸可分为中性氨基酸碱性氨基酸酸性氮基酸甘氨酸氨基乙酸丙氨酸-氨基丙酸酪氨酸-氨基-3-对羟基苯基丙酸俗名：系统命名：中性氨基酸在分子中-NH2与-COOH数目相同。NH2NH2如：CH2-COOHCH3CHCOOHHO--CH2CHCOOHNH2一、氨基酸的结构、命名和分类碱性氨基酸——在分子中-NH2的数目多于-COOH的数目。酸性氨基酸——在分子中-COOH数目多于-NH2数目。在-氨基酸的命名中，习惯上多数以俗名来命名。俗名：赖氨酸系统命名：2,6-二氨基己酸H2N-CH2CH2CH2CH2CH-COOHNH2HOOC-CH2CH2CH-COOHNH2俗名：谷氨酸系统命名：2-氨基戊二酸1.两性与等电点（1）两性-氨基酸含有一个酸性的羧基（-COOH），也含有一个碱性的氨基（-NH2），故它遇到酸或碱都能生成盐。-氨基酸分子内这两个基团也可以生成盐（称内盐）。二、化学性质R-CH-COOH+HClR-CH-COOHNH2NH3Cl+-R-CH-COOH+NaOHR-CH-COONa+H2ONH2NH2+-NH2NH3R-CH-COOHR-CH-COO+-内盐（亦称为偶极离子）（2）等电点氨基酸在纯水溶液中可形成如下的平衡：等电点（PI）正离子（III）两性离子（I）负离子（II）NH2R-CH-COOHH2OH2O+NH3R-CH-COO-NH3OH+R-CH-COOH+-NH2R-CH-COO+H3O-+在一定pH值溶液中，正离子和负离子的数量相等，且浓度都很低，而偶极离子浓度最高，此时电解，以偶极离子形式存在的氨基酸不移动，这溶液的pH值就叫做氨基酸的等电点。2.水合茚三酮反应注：N-取代的α-氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸等均不与茚三酮发生显色反应。这个颜色反应常用于α-氨基酸的比色测定和色层分析的显色。OOOHOH-氨基酸＋蓝紫色α-氨基酸β-氨基酸CH3CHNH2COOHCHH2NHOOCCH3HNNHOOCH3H3C2H2O+CH3CHNH2CHCOOHHCH3CHCHCOOHγ、δ醇酸CH3CHCH2CH2COOHNH2NHOCH3CHCH2CH2CH2COOHNH2NHO3.氨基酸受热后的反应（1）由醛酮作原料：（2）由α-卤代酸氨解：NH3R-CH-CNNH2H2OR-CH-COOHNH2R-CHO+HCNOHR-CH-CNNH3R-CH-COOH+HBrNH2~60%Br2PR-CH2-COOHBrR-CH-COOH三、氨基酸的制备（3）盖布瑞尔法：α-卤代酸酯和邻苯二甲酰亚胺钾反应，再经水解，可制得产率、纯度较高的氨基酸。H2OH+-C-OH-C-OHOO+H3N-CH-COOHR+89%+C2H5OHCCOONK+Cl-CH-COOC2H5RCCOON-CH-COOC2H5R97%（4）由丙二酸酯合成：CH2(COOC2H5)2BrCH(COOC2H5)2Br2①C2H5ONa②RXCCOON-C(COOC2H5)2ROH-H20H+R-CH-COOHNH2CCOON-CH(COOC2H5)2CONKCO中间物第二节多肽结构、命名多肽可以看做是由多个氨基酸分子通过氨基和羧基之间脱水缩合而形成的。如：在多肽链中，氨基的一端称N端，有羧基的一端称C端，写多肽结构时常把N端写在左边，C端写在右边。命名时从N端起，称为某氨酰（基）某氨酸。如：*多肽结构测定-自学一、蛋白质的功能●起组织结构的作用，如角蛋白组成皮肤、毛发、指甲、头角；骨蛋白组成腱、骨；肌球蛋白组成肌肉等。●起生物调节作用，如各种酶对生物化学反应起催化作用；血红蛋白在血液中输送氧气；胰岛素调节葡萄糖代谢等。第三节蛋白质蛋白质由C、H、O、N、S等元素组成，有些还有P、Fe、I等微量元素。二、蛋白质的性质两性和等电点蛋白质和氨基酸一样，也是两性物质。不同的蛋白质有不同的等电点。变性蛋白质受热、紫外线及某些化学试剂（如HNO3、Cl3CCOOH、苦味酸、单宁酸、重金属盐Cr3+、Hg2+、As3+等）作用时，蛋白质的结构、性质发生变化，失去生理活性。如煮鸡蛋、生皮鞣制等。蛋白质的变性一般为不可逆的。显色反应A.水合茚三酮反应B.缩二脲反应NH2C-NH-C-NH2OO+NaOH+CuSO4紫色缩二脲含有多个-CO-NH-+NaOH+CuSO4蛋白质溶液紫色含有多个-CO-NH-无色变有色，与氨基酸不同C.黄色反应蛋白质溶液+浓HNO3黄色产物橙色NH3原因：NO2含苯环的蛋白质黄色+浓HNO3可利用颜色反应来鉴别蛋白质。如临床分析中尿蛋白的检验。水解反应蛋白质容易水解，完全水解可得到多种α-氨基酸的混合物，如果部分水解则得到分子量较小的多肽。蛋白质→多肽→二肽→α-氨基酸三、蛋白质的结构蛋白质的结构是非常复杂的，通常分成四级结构。核酸-自学