有机化学课件第二十

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,20.1 氨基酸,Amino Acids,一、,氨基酸的结构、分类和命名,氨基酸是形成蛋白质的基本单元,组成蛋白质的氨基酸主要有,20,种,天然氨基酸均为,L,型,a,-,氨基酸,氨基酸,1 氨基酸的结构,2 氨基酸的分类和命名,氨基酸,中性氨基酸(含1个氨基1个羧基),酸性氨基酸(含1个氨基2个羧基),碱性氨基酸(含2个氨基1个羧基),氨基和羧基的相对数目,命名 天然氨基酸常采用习惯名称,分类,构成蛋白质的,20,种氨基酸，有一套国际通用的符号。,中性氨基酸：,15,种,酸性氨基酸：,2,种,碱性氨基酸：,3,种,二、氨基酸的性质,1,-,氨基酸的物理性质,高熔点固体，多数在熔化时分解,甘氨酸：,262,(分解),酪氨酸：,310,(分解),不溶于乙醚等弱极性溶剂，在水中的溶解度大小不一,（,P260,表,20-1,）,丙氨酸,谷氨酸,以偶极离子形式存在（内盐）,2,酸碱性,氨基酸既能和酸反应生成铵盐，也能和碱反应生成羧酸盐，是两性化合物。,氨基酸在溶液中存在下列平衡：,低,pH,高,pH,铵盐（正离子）,羧酸盐（负离子）,内盐（两性离子）,3,等电点,pI：氨基酸的正电荷数与负电荷数正好相等 时的pH值,p,K,a,1,=2.34,p,K,a,2,=9.69,丙氨酸,在等电点时，氨基酸几乎全部以两性离子形式存在,溶液的,pH,pI,时，,氨基酸以负离子形式存在,处于等电点的氨基酸溶解度最小,通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸,中性氨基酸：,pI,=56.5(7),4,氨基的反应,练习：,5,羧基的反应,酯化、还原反应,6 与水合茚三酮(,Ninhydrin,),的反应,水合茚三酮,用于氨基酸（游离氨基）的比色测定和纸层析的显色,三、氨基酸的制法,氨基酸的生产,蛋白质水解法，从蛋白质水解液中利用等电点沉淀分离氨基酸；,化学合成法，得到的氨基酸都是外消旋产物。,发酵法，如味精,(,谷氨酸钠,),的生产等；,a,-,卤代酸的直接氨化,Gabriel,合成法,Strecker,合成法,肽和肽键,肽,:,一分子,-,氨基酸中的羧基和另一分子,-,氨基酸的氨基，通过失水形成酰胺键而连结成的化合物,肽分子中的酰胺键称为肽键,根据肽分子中氨基酸的数目，称作二肽、三肽,20.2,多肽,Polypeptides,肽键,(1),肽的结构特征,酰胺平面和肽单元,sp,2,杂化,酰胺平面,肽单元,肽单元,1,肽单元,2,肽链中的酰胺平面,(2),肽链的氨基酸顺序与命名,氮端,碳端,丙氨酰甘氨酰,丙氨酸,AlaGly,Ala,命名:从,N端,到,C端,多肽结构的测定(自学,）,测定多肽的结构是走向合成蛋白质的第一步,由哪些氨基酸组成,氨基酸的结合次序,多肽分子中氨基酸的排列情况相当复杂，如由,8,种氨基酸组成的八肽就有,8!=40320,种排列方式。,(1),氨基酸组分分析,确定组成多肽的氨基酸的种类和数目,将多肽用盐酸完全水解为氨基酸，然后用仪器检测和记录,氨基酸分析仪,The protein sequenator,(2),氨基酸的顺序分析,氮端分析：,Edman,降解法,Pehr Victor Edman,19161977,碳端分析：羧肽酶法,肽链的选择性水解,用多种选择性蛋白酶,最后把选择性水解得到的各个肽段的分析结果，用重叠法得出整条肽链的氨基酸顺序。,多肽的合成,例：,缩合试剂,HOBt：1-羟基苯并三唑，抑制消旋,胰岛素,汪猷,1910-1997,邢其毅,1911-2002,钮经义,1920-1995,1965,年,9,月，中国在世界上首次合成牛胰岛素。,蛋白质的分类,按蛋白质的结构,：,单纯蛋白质和结合蛋白质,按蛋白质的形状：纤维蛋白和球蛋白,按蛋白质的功能,：,活性蛋白质和非活性蛋白质,活性蛋白质，如酶、激素、抗体等,非活性蛋白质,，,如胶原蛋白、角蛋白等,20.3,蛋白质,Proteins,蛋白质的结构,(1),一级结构,蛋白质分子中氨基酸的排列次序,(2),蛋白质的空间结构,二级结构,多肽链主链骨架中的若干肽段通过氢键形成有规则的构象,螺旋：蛋白质的一条肽链中有规律的螺旋结构，每一圈含,3.6,个氨基酸残基。,折叠：两条肽链或一条肽链的两段平行排列,三级结构：整条肽链所有原子在三维空间的排布位置,依靠疏水作用、氢键、盐键、范得华力维持,肌红蛋白,蛋白质的性质,(1),等电点和胶体,(2),变性,(3),沉淀,盐析法,：NaCl、Na,2,SO,4,重金属法：,Hg,2+,、Pb,2+,(4),水解,最后生成各种,-,氨基酸混合物,(5),显色反应,缩二脲反应 遇,CuSO,4,/OH,-,呈紫色,黄蛋白反应,米勒反应,茚三酮反应,遇浓硝酸呈黄色,遇,Hg(NO,3,),2,-HNO,3,显红色,遇茚三酮溶液显蓝紫色,酶的组成,20.4,酶,Enzymes,酶的特性,酶的分类和命名,酶在有机化学中的应用,自学！,核酸的组成,20.5,核酸,Nucleic,Acid,核糖或脱氧核糖,碱基的类型,(,A,),(,G,),(,U,),(,T,),(,C,),碱基,核苷或脱氧核苷,腺嘌呤,胞嘧啶,胞苷(,C,),1-,-D-,呋喃核糖胞嘧啶,2-,脱氧腺苷(,dA,),9-,-D-2-,脱氧呋喃核糖鸟嘌呤,RNA,中的一种核苷,DNA,中的一种脱氧核苷,-,D,-,呋喃核糖,-,D,-,2,-,脱氧呋喃核糖,核苷酸或脱氧核苷酸,磷酸与核苷或脱氧核苷的,3,位或,5,位羟基形成的磷酸酯,3-腺嘌呤核苷酸,5-胞嘧啶脱氧核苷酸,核酸（,RNA,）或,脱氧核酸（,DNA,）,DNA的多核苷酸链,核酸是由核苷酸以磷酸酯键的方式，按一定次序连接而成的线型高分子，和磷酸成酯的是戊糖3位和5位上的羟基。,核酸的结构,(1),一级结构,核酸中各核苷酸单位的排列次序，实际上是碱基的次序,(2),高级结构,DNA,的二级结构由两条多聚脱氧核糖核苷酸链组成，两条链都向右旋绕，形成双螺旋结构,DNA,的双螺旋结构靠碱基胸腺嘧啶(,T,),-,腺嘌呤(,A,)、胞嘧啶(,C,),-,鸟嘌呤(,G,)间的氢键维持,碱基之间的氢键,DNA分子片段模型,RNA,分子的二级结构也是碱基以氢键联结形成的,tRNA的二级结构,三叶草形,3 核酸的生物功能,(1),生物的遗传性和,DNA,的复制,人类有,29,亿碱基对，复制时出错率只有,100,亿分之一,(2),控制蛋白质的生物合成,DNA,控制蛋白质的生物合成，是通过,RNA,来进行的。,转录,