醫(yī)用有機化學課件-第十四章張-氨基酸和蛋白質(zhì)

第十四章氨基酸蛋白質(zhì)核酸

蛋白質(zhì)存在于所有的生物體中，在生物體中占有特殊的地位，是生命的物質(zhì)基礎。第一節(jié)氨基酸

一、氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類和命名氨基酸是一類取代羧酸。目前在自然界中已發(fā)現(xiàn)的氨基酸有三百多種，但由天然蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸僅20種左右。這些氨基酸都是

-氨基酸,通式為：

除甘氨酸外，各種天然氨基酸的

-碳原子都是手性碳原子，具有旋光性。

構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的構(gòu)型都是L型；除半胱氨酸外，都是S型。

-氨基酸的構(gòu)型習慣上用D/L法標記。

L-氨基酸L-(＋)-丙氨酸L-(－)-絲氨酸由蛋白質(zhì)水解所得的20種氨基酸的分類方法很多。按R基的結(jié)構(gòu)，可分為脂肪族、芳香族和雜環(huán)氨基酸。按分子中所含氨基與羧基的相對數(shù)目，可分為中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸三類。

根據(jù)側(cè)鏈R基的極性及所帶電荷，分為以下四類：非極性R基的中性氨基酸；不帶電荷的極性R基中性氨基酸；帶負電荷R基的酸性氨基酸；帶正電荷R基的堿性氨基酸。

二、氨基酸的性質(zhì)(一)與亞硝酸的反應

范斯萊克(VanSlyke)氨基氮測定法。(二)與2,4-二硝基氟苯反應在室溫和近中性條件下，氨基酸中的氨基(－NH2)可與2,4-二硝基氟苯(CNFB)反應生成穩(wěn)定的二硝基苯基氨基酸(DNP-氨基酸)。

DNFBAADNP-AADNP-氨基酸呈黃色，使用紙層析與標準DNP-氨基酸比較，可用于氨基酸之檢出。英國科學家桑格爾(Sanger)用此法首次闡明了組成胰島素的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序，為認識蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)作出了重要的貢獻。(三)氧化脫氨基反應氨基酸經(jīng)氧化劑或氨基酸氧化酶的作用，可脫去氨基生成酮酸。此反應在脫氨前涉及脫氫與水解兩個步驟。

上述過程，也是生物體內(nèi)氨基酸分解代謝的重要方式。(四)

與茚三酮的反應

此反應在氨基酸的分析化學中具有重要意義。是鑒別

-氨基酸的一種常用方法。(五)

脫羧反應

在生物體內(nèi)，脫羧反應也可因某種酶作用而發(fā)生。例如，蛋白質(zhì)腐敗時，由鳥氨酸可生成腐胺，由賴氨酸可生成尸胺，由組氨酸可生成組胺。(六)成肽反應

在適當條件下，氨基酸分子間氨基與羧基相互脫水縮合生成的一類化合物，叫做肽。由二分子氨基酸縮合而成的肽叫二肽。

肽分子中的酰胺鍵(－CO－NH－)叫做肽鍵。許多氨基酸分子通過多個肽鍵互相連接起來，便形成多肽。

(七)兩性和等電點溶液中，氨基酸能以正離子、負離子和兩性離子三種形式存在，形成一個動態(tài)平衡體系。

負離子兩性離子正離子

pH＞pIpH＝pIpH＜pI氨基酸在溶液中的荷電狀態(tài)與溶液的pH值有關。氨基酸分子內(nèi)羧基和氨基的電離度相等，則氨基酸形成兩性離子的濃度最高，凈電荷為零，氨基酸在電場中既不向正極移動，也不向負極移動，此時溶液的pH值就稱為該氨基酸的等電點，常用符號pI(isoelectricpoint)表示。

等電點時，氨基酸溶液的pH＝pI，氨基酸主要以電中性的兩性離子存在；溶液的pH＜pI時，即在pI的酸側(cè)，氨基酸帶正電荷，在電場中向負極移動；溶液的pH＞pI時，即在pI的堿側(cè)，氨基酸帶負電荷，在電場中向正極移動。問題:已知一氨基酸溶液的pH<7,該氨基酸主要以何種離子存在?第二節(jié)肽

一、肽的組成和命名肽是氨基酸分子間通過肽鍵相連的一類化合物。由兩個氨基酸縮合而成的叫二肽，由三個氨基酸縮合而成的叫三肽，由較多的氨基酸縮合而成的叫多肽。雖然存在著環(huán)肽，但絕大多數(shù)肽為鏈狀分子。多肽鏈可簡單表示如下：

多肽鏈中的每個氨基酸單位通常叫做殘基。

在多肽鏈的一端保留著一個未結(jié)合的氨基，稱為N-端，通常寫在左邊；在多肽鏈的另一端保留著一個未結(jié)合的羧基，稱為C-端，通常寫在右邊。氨基酸組成肽鏈時，既和組成肽鏈的氨基酸的種類和數(shù)目有關，也和肽鏈中各氨基酸的排列順序有關。

甘氨酰丙氨酸(甘丙肽)丙氨酰甘氨酸(丙甘肽)(Ⅰ)(Ⅱ)

肽的命名方法是以含C-端的氨基酸為母體，將肽鏈中其它氨基酸名稱中的酸字改為酰，按它們在肽鏈中的排列順序由左到右逐個寫在母體名稱前。如(Ⅰ)應命名為甘氨酰丙氨酸，簡稱甘丙肽；(Ⅱ)則命名為丙氨酰甘氨酸，簡稱丙甘肽。但是，即使是較簡單的肽，寫結(jié)構(gòu)式也很麻煩。因此，在大多數(shù)情況下，常使用縮寫式。

名稱：甘氨酰丙氨酰絲氨酸(甘丙絲肽)縮寫式：Gly－Ala－Ser或G－A－S

二、肽鍵的結(jié)構(gòu)

大量實驗研究已證明，肽鍵是構(gòu)成肽和蛋白質(zhì)分子的基本化學鍵，肽鍵與相鄰的兩個

-碳原子所組成的基團，稱為肽單位(－C

－CONH－C

)。多肽鏈就是許多重復的肽單位連接而成，它們構(gòu)成多肽鏈的主鏈骨架。各種多肽鏈的主鏈骨架都是一樣的，但側(cè)鏈R基的結(jié)構(gòu)和順序可以不同，這種不同對多肽和蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象有重要影響。

圖14-1肽鍵平面及各鍵長、鍵角數(shù)據(jù)(一)谷胱甘肽

谷胱甘肽學名

-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，其結(jié)構(gòu)特點是谷氨酸與半胱氨酸之間的肽鍵是通過谷氨酸的

-羧基而不是通常的

-羧基與半胱氨酸的

-氨基形成的。因為含有游離的巰基，稱為還原型谷胱甘肽，常用G