有机化学氨基酸.ppt

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1、1第十八章第十八章 氨基酸、多肽和蛋白质氨基酸、多肽和蛋白质 2 Muller研究了血清、蛋清、蚕丝等物质的元素组成后研究了血清、蛋清、蚕丝等物质的元素组成后, 发现均可以发现均可以用用C40H62N10O12 来表示来表示, 命名为命名为Protein (意为意为to take the first place),并提出并提出 基团基团 学说学说 从蛋白质水解产物分离得到了从蛋白质水解产物分离得到了13种氨基酸种氨基酸, 基团学说消声匿迹基团学说消声匿迹 Fischer, Hofmeister先后提出肽键理论先后提出肽键理论 Svedberg 发明超离心机发明超离心机 Bergmann合成出只

2、含合成出只含L型氨基酸的多肽型氨基酸的多肽 Pauling提出蛋白质的二级结构的基本单位：提出蛋白质的二级结构的基本单位：-螺旋和螺旋和-折叠折叠 Sanger确定了牛胰岛素的一级结构确定了牛胰岛素的一级结构 Perutz & Kendrew用用X光衍射法确定了肌红蛋白的立体结构光衍射法确定了肌红蛋白的立体结构 Anfinsen证明蛋白质的一级结构决定其立体结构证明蛋白质的一级结构决定其立体结构 蛋白质工程的兴起蛋白质工程的兴起 蛋白质组研究概念蛋白质组研究概念 蛋白质芯片技术出现蛋白质芯片技术出现3 自然界中已发现的氨基酸至少有数百种，但自然界中已发现的氨基酸至少有数百种，但蛋白质水解后的常

3、见氨基酸主要有蛋白质水解后的常见氨基酸主要有2020种。种。（称为一级氨基酸（称为一级氨基酸, ,）。）。 第一个氨基酸早在两个世纪前就已经被发现，第一个氨基酸早在两个世纪前就已经被发现，而最后一个氨基酸在而最后一个氨基酸在19351935年才发现。年才发现。 直到直到年才确定，仅年才确定，仅种氨基酸才是生命种氨基酸才是生命体中合成蛋白质的原材料体中合成蛋白质的原材料4一、氨基酸的结构、分类和命名一、氨基酸的结构、分类和命名 根据根据R R基团的结构和性质，氨基酸有不同的分类方法基团的结构和性质，氨基酸有不同的分类方法i) i) 按按R R基团的结构分基团的结构分 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸 芳

4、香族氨基酸芳香族氨基酸 杂环氨基酸杂环氨基酸ii)中性氨基酸：分子中氨基的数目等于羧基的数目中性氨基酸：分子中氨基的数目等于羧基的数目酸性氨基酸：分子中氨基的数目小于羧基的数目酸性氨基酸：分子中氨基的数目小于羧基的数目碱性氨基酸：分子中氨基的数目大于羧基的数目碱性氨基酸：分子中氨基的数目大于羧基的数目5CHOHOHCH2OHCOOHH2NHRL 氨氨基基酸酸L 甘甘油油醛醛NH2COOHRH2NCOOHRCHOHOHCH2OHD 甘甘油油醛醛氨基酸的构型氨基酸的构型6CHH2NCOOHRL L- -氨基酸氨基酸( (天然氨基酸天然氨基酸) )的构型的构型7 水溶液中为两性离解水溶液中为两性离解

5、RCHCOO NH3H2OH2ORCHCOO NH2RCHCOOHNH3两性离子(II) 负离子(I) 正离子OH H3+O+RCHCOO NH3(内盐，zwitterion)氨基酸是偶极离子，在固态时主要以内盐形式存在氨基酸是偶极离子，在固态时主要以内盐形式存在 熔点较高熔点较高 多难溶于有机溶剂多难溶于有机溶剂 水中的溶解度各异水中的溶解度各异 较多数羧酸酸性弱；较一较多数羧酸酸性弱；较一般的胺碱性也弱般的胺碱性也弱 二、氨基酸的性质二、氨基酸的性质 1 1 氨基酸的酸碱两性和等电点氨基酸的酸碱两性和等电点 8 氨基酸的等电点氨基酸的等电点氨基酸处于等电状态时溶液的氨基酸处于等电状态时溶液

6、的pHpH值称为该氨基酸的值称为该氨基酸的等电点（等电点（isoelectric point），以），以pI I表示表示 RCHCOO NH3RCHCOO NH2RCHCOOHNH3两性离子(II) 负离子(I) 正离子OH OH H+H+pH IP 等电点时氨基酸以两性等电点时氨基酸以两性离离 子形式存在，子形式存在，呈电中性，呈电中性，在电场中不泳动在电场中不泳动 等电点时氨基酸溶解度等电点时氨基酸溶解度最小，易结晶析出。最小，易结晶析出。 中性氨基酸中性氨基酸 pI 5.06.5 酸性氨基酸酸性氨基酸 pI 3碱性氨基酸碱性氨基酸 pI 7.5 10.89wet with pH = 6b

7、uffer阴极阳极 Streak containingAla, Lys, Asp开始电电 源源电电 源源阴极阳极结束Lys+AlaAsp电泳实验电泳实验10RCHCOOHNH2NaNO2HClAc2OFNO2O2NRCHCOOHOHRCHCOOHNHAcRCHCOOHNHNO2O2N+ N2 + H2OSanger试剂试剂2 2 氨基酸氨基端的化学反应氨基酸氨基端的化学反应11RCHCOOHNH2+ HCHORCHCOOHN CH2+ H2O反应后可滴定测定羧基（反应后可滴定测定羧基（-COOH-COOH）的量）的量与甲醛反应：123 3 氨基酸的受热反应氨基酸的受热反应CH3CHCNH2OO

8、HCH3CHCH2NOHO+HNNHH3CCH3OO+ 2H2O -氨基酸氨基酸RCHCH2NH2COOHRCHCHCOOH+ NH3b b-氨基酸氨基酸13g g-氨基酸氨基酸NH2OOHRNROHd d-氨基酸氨基酸NH2HOORNROH144 4 氨基酸与水合茚三酮的反应氨基酸与水合茚三酮的反应OOOHOH+NH2COOHR+3H2O+CO2OOOON+RCHO蓝紫色，罗曼紫（Ruhemanns purple）显色反应的显色反应的应用应用 氨基酸的显色氨基酸的显色 定量测定氨基酸定量测定氨基酸 水合茚三酮水合茚三酮155 5 氨基酸的脱羧反应氨基酸的脱羧反应 H2N(CH2)4CHCOO

9、HNH2H2NCH2CH2CH2CH2CH2NH2赖氨酸戊二胺（尸胺）6 6 失羧和失氨作用失羧和失氨作用(CH3)2CHCH2CHCOOHNH2+ H2O酶(CH3)2CHCH2CH2OH + CO2 + NH3亮氨酸异戊醇16第二节第二节 肽肽 肽：氨基酸偶联产物，分子量小于肽：氨基酸偶联产物，分子量小于10000 蛋白质：分子量大于蛋白质：分子量大于10000 一个三肽一个三肽H2NHNOOCH3NHOH3CCH3OH甘丙缬（Gly-Ala-Val)H2NRHNOCOOHR肽键N 端C 端二肽二肽17 OHOH2NHHNOHOOHL-Aspartyl-L-phenylalanineAsp

10、-PheAspartame acid18又称天冬甜素，蛋白糖又称天冬甜素，蛋白糖可被人体完全吸收代谢，无毒、无害，口味纯正清凉可被人体完全吸收代谢，无毒、无害，口味纯正清凉爽口，酷似蔗糖，甜度为蔗糖的爽口，酷似蔗糖，甜度为蔗糖的200倍，倍，而而热量仅为蔗热量仅为蔗糖的糖的1/200，常食不产生龋齿，不影响血糖，不引起肥胖、，常食不产生龋齿，不影响血糖，不引起肥胖、高血压及冠心病高血压及冠心病世界卫生组织（世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（）和联合国粮农组织（FAO）确定将其为确定将其为A（1）级甜味剂，已在）级甜味剂，已在130多个国家、地区多个国家、地区批准使用批准使用广泛添加在各种食品、副食品及各种软硬饮料中，使广泛添加在各种食品、副食品及各种软硬饮料中，使用阿斯巴甜的品种已达用阿斯巴甜的品种已达5000余种。如：余种。如：减肥可乐减肥可乐(Diet Coke)就含有这种代糖就含有这种代糖