20第十五章蛋白质和核酸精读.ppt

* §15—1 氨基酸 如：R-CH-CH2-COOH R-CH-COOH NH2 NH2 α β α β-氨基酸 ?-氨基酸 一、氨基酸的分类、命名和结构 氨基酸是羧酸分子中碳链上的氢原子被氨基取代后的生成物。分子中含有氨基和羧基两种官能团。 分类 1. 据氨基和羧 基相对位置 α—氨基酸 β —氨基酸 γ—氨基酸 CH2-COOH NH2 NH2 CH2CHCOOH 2. 据氨基和羧基的数目 中性氨基酸 碱性氨基酸 酸性氮基酸 分子中-NH2与-COOH 数目相同 分子中-NH2-COOH 数目 分子中-NH2-COOH 数目 NH2 NH2 如：CH2-COOH CH3CHCOOH HO- -CH2CHCOOH NH2 H2N-CH2CH2CH2CH2CH-COOH NH2 HOOC-CH2CH2CH-COOH NH2 碱性氨基酸 酸性氨基酸 在?-氨基酸的命名中，习惯上多数以俗名来命名，而组成蛋白质的?-氨基酸仅二十多种，见表15—1。 命名 除甘氨酸外，?-氨基酸都有手性，有旋光性，它们的构型取决于?-碳原子。氨基酸的构型是与乳酸相比而定。 例如：与L-乳酸相应的L-丙氨酸的构型是： L-丙氨酸 L-氨基酸 L-乳酸 COOH H2N H CH3 HO COOH H CH3 COOH H2N H R 氨基酸的构型习惯于用 D、L 标记法 一般天然产的氨基酸都为L型的，如果用 R/S 法标记，那么天然氨基酸大多属于S-构型。但也有R-构型的，如 L-半胱氨酸为R-构型。 结 构 蛋白质中的—氨基酸 续上表 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），故它遇到酸或碱均可生成盐。 ?-氨基酸分子内两基团可以生成盐（称内盐）。 R-CH-COOH + HCl R-CH-COOH NH2 NH3Cl + - R-CH-COOH + NaOH R-CH-COO Na + H2O NH2 NH2 + - 内盐（亦称为偶极离子） NH2 NH3 R-CH-COOH R-CH-COO + - 二、化学性质 氨基酸的某些物理性质和光谱性质表明，氨基酸主要是以内盐的形式存在的。分子中没有游离的-NH2 或 -COOH。 氨基酸一般在200℃以下不熔化，具有较高的熔点（实际上是分解点）。氨基酸可溶于水，而不溶于苯、醚等非极性有机溶剂。这些都是由偶极离子结构所导致的特性。 （2）等电点 氨基酸在纯水溶液中可形成如下的平衡： R-CH-COOH 正离子（III） 两性离子（I） 负离子（II） NH2 H2O H2O + NH3 R-CH-COO - NH3 OH + R-CH-COOH + - NH2 R-CH-COO + H3O - + 等电点 由于氨基酸的酸性基团-NH3和碱性基团-COO-的相对强度不完全相同。即-NH3给质子能力大于-COO-接受质子的能力。所以在平衡体系中，负离子数目（II）多于正离子（III），使氨基酸带有一定数量的净负电荷（II），其溶液略显酸性（pH值略小于7）。 + + 如果在氨基酸水溶液的平衡体系中外加酸，则可抑制负离子（II）的生成，而使正离子（III）数量增加，平衡向左移动。当加入适量的酸时，可以使（II）和（III）的数量相等，氨基酸的净电荷等于零。将此溶液置于电场中，氨基酸向阳极移动的速度和向阴极移动的速度相等。该溶液的pH值则称为氨基酸的等电点。（简写PI） 等电点时： 氨基酸处于电中性状态 （即溶液中正、负离子浓度相等），此时溶液的pH值是氨基酸电中性时的pH值。 正离子（III） 两性离子（I） 负离子（II） OH-- H+ + NH3 R-CH-COO - NH3 OH + R-CH-COOH + - NH2 R-CH-COO + H3O - + H+ OH-- 氨基酸等电点的两点说明： ① 不同的氨基酸有不同的等电点。所以可以通过测定氨基酸 的等电点来鉴别氨基酸。 等电点是每一种氨基酸的特定常数。在等电点时，以两