氨基酸、多肽、蛋白质和核酸课件.pptxVIP

第十七章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸汇报人：某某某 汇报时间：2023.X.X 蛋白质（protein）是生命的基础，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者，没有蛋白质就没有生命。蛋白质是由氨基酸通过肽键（酰胺键）组成的 高聚物。通常将分子量在一万以下的称为多肽，一万以 上的称为蛋白质。氨基酸是构成蛋白质的基石，要了解 蛋白质必先了解氨基酸。第十七章 氨基酸、多肽、蛋白质 和核酸 第一节氨基酸（Amino acids）分子中既含有氨基又含有羧基的化合物称氨基酸。R CH COOH NH2?COOHN ?Hα-氨基酸脯氨酸（α-亚氨基酸）一、结构和分类根据-NH2相对于-COOH的位置不同：α-氨基酸、 β- 氨基酸、 γ-氨基酸等。由蛋白质水解得到的都是α-氨基酸(除脯氨酸外)，其构 型都是L-构型（除甘氨酸外），都有旋光性。根据分子中所含-NH2和-COOH的相对数目：中性氨基 酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸。 R CH COO-NH3+R CH COO-NH2OH-H+OH-H++阴离子R CH COOH NH3阳离子偶极离子α-氨基酸挥发性低的白色结晶，一般熔点高，难溶于有机溶剂。 内盐：当分子内酸性基团的共轭碱的碱性弱于碱性基团时，由 酸性基团和碱性基团所成的盐。内盐分子中既有正离子部分，又有负离子部分，故又叫 偶极离子。天然α-氨基酸都能形成内盐。 HOHCHOCH2OHHOHCH2BrHOHCH2OHCOOHBr2/H2OCOOHPBr3COOHZn/H+L-(-)-甘油醛 L-(+)-甘油酸 L-(+)-3-溴-2-羟基丙酸HO H CH3L-(+)-乳酸-OH在碳链右边者为右旋甘油醛(D-型)；-OH在碳链左 边者为左旋甘油醛(L-型)。其它化合物的构型可通过与甘 油醛建立起化学反应的方法确定。人为规定：与手性C相连的化学键没有断裂，所以手性碳的相对构型不变。α-氨基酸的构型常采用D、L标记法。以甘油醛为参考标准，在Fischer投影式中：凡氨基酸 分子中α-NH2的位置与L-甘油醛手性C上-OH的位置相同 者为L-型,反之则为D-型。 二、酸碱性与等电点R CH COOHNH2中性氨基酸：R = 烃基、芳基等非极性基团或带有羟基、巯基等极性 基团。中性氨基酸的水溶液显弱酸性，因为?-COOH的解离程 度比?-NH2大（ ?-COOH ，pKa=2.2 ；?-NH2， pKa=4.6 ）碱性氨基酸：R = 碱性基团 如：-NH2、胍基和咪唑等。 R+R CH COO-NH2OH-H+OH-H++R CH COOH NH3（Ⅰ）pH pICH COO- NH3（ Ⅱ）pH = pI（Ⅲ）pH pI在pH值不同的溶液中，氨基酸以阳离子、阴离子和偶 极离子三种形式存在，形成一动态平衡。氨基酸以(Ⅱ)存在时，所带正负电荷数相等，静电荷为 零，呈电中性，在电场中不泳动，氨基酸处于等电状态，此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点（Isoelectricpoint），以pI表示。向(Ⅱ)中加适量酸使pHpI ，平衡左移，氨基酸主要以(Ⅰ)存在；当在(Ⅱ)中加适量碱使pHpI ，平衡右移，氨基酸主要以（Ⅲ）存在。 不同氨基酸有不同的等电点。中性氨基酸在水溶液中呈弱酸性，只有加入适量的酸 才能调节至等电点，故中性氨基酸的等电点小于7，一般 在5.0~6.5之间。酸性氨基酸须加入较多的酸才能达到等电点，其等电 点较小，约在3左右。碱性氨基酸要达到等电点时，须加入适量的碱，其等 电点在7.5~10.8。例：在PH?6的溶液中，缬氨酸(PI=5.96)，静电荷为零，在电场中无明显的移动。 谷氨酸(PI=3.22)，带净负电荷，在电场中向阳极移动。赖氨酸(PI=9.74)，带净正电荷，在电场中向阴极移动。多肽和蛋白质分子中也有自由的氨基和羧基，它们是两性物质， 也有等电点。 一）受热反应2 RCHCOOH NH2+ 2 H2OHNNHRR四、氨基酸的化学反应HNH2α-氨基酸：分子间交互脱水 —— 二酮吡嗪类OOβ-氨基酸：分子内脱氨 —— α，β不饱和酸RCH CHCOOH RCH=CHCOOH + NH3脱水或脱羧 γ或δ-氨基酸：分子内脱水———γ-或δ-内酰胺N H+ H2OOOHOOHOO+ H2ON HCH2(CH2)2C N HHCH2(CH2)3C N HH二）与亚硝酸的反应RCHCOO- + HNO2 NH3++ H2ORCHCOOH + N2 OH 三）脱羧反应NNHCH2CHCOOH NH2NNHCH2CH2NH2- CO2组胺酸四）显色反应——常用于氨基酸的鉴定α-氨基酸水溶液遇水合茚三酮，即显紫色或紫红色。 多肽、蛋白质与茚三酮的丙酮液加热，也可产生蓝紫色，此反应