第二章_氨基酸的生物有机化学(共62页
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有机化学 氨基酸ppt课件
B、氨基酸种类很多，相互间能发生缩 聚反应
O
װ C、凡含有-C-NH-的化合物均为蛋白质 D、氨基酸可溶于水，但不溶于乙醚。
“甲型H1N1”流感疫情已构成“具 有国际影响的公共卫生紧急事态”。 已知扎那米韦是流感病毒神经氨酸酶 抑制剂，其对流感病毒的抑制是以慢 结合的方式进行的，具有高度特异性， 其分子结构如图所示。下列说法正确 的是
二、氨基酸的性质
1、氨基酸中所含有的官能团： 氨基（-NH2，-COOH） 2、氨基酸的化学性质 （1）与碱发生酸碱反应（羧基的性质） （2）与酸的反应（氨基的性质） （3）缩聚反应
蛋白质是维持人体生命活动所必需的 三大营养物质之一，以下叙述错误的
是) (…C
A、构成蛋白质的氨基酸既能与强酸反 应，又能与强碱反应
有机化学拓展 与提高
——氨基酸
一、氨基酸的基本知识
1、氨基酸的概念： 羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基（-NH2） 取代所得到的生成物 2、α-氨基酸： 羧酸分子里离羧基最近的碳原子上的氢原子 被氨基取代，所得到的氨基酸
一、氨基酸的基本知识
3、常见的氨基酸 甘氨酸（氨基乙酸） 丙氨酸（α-氨基丙酸） 苯丙氨酸（ α-氨基-ρ-苯基丙酸） 谷氨酸（α-氨基戊二酸）
A．该物质的分子式为
C12H19N4O7 B．1mol该物质与NaOH溶液反
应，可以消耗4molNaOH C．在一定条件下，该物质可以发
生消去、加成、取代等反应 D．该物质能使溴水或高锰酸钾溶
液褪色，能与FeCl3溶液发生 显色反应
练习Байду номын сангаас
3个氨基酸（R-CH-COOH，烃基R可同可不
∣
NH2 同）失去2个水分子缩合成三肽化合物，现有
O
װ C、凡含有-C-NH-的化合物均为蛋白质 D、氨基酸可溶于水，但不溶于乙醚。
“甲型H1N1”流感疫情已构成“具 有国际影响的公共卫生紧急事态”。 已知扎那米韦是流感病毒神经氨酸酶 抑制剂，其对流感病毒的抑制是以慢 结合的方式进行的，具有高度特异性， 其分子结构如图所示。下列说法正确 的是
二、氨基酸的性质
1、氨基酸中所含有的官能团： 氨基（-NH2，-COOH） 2、氨基酸的化学性质 （1）与碱发生酸碱反应（羧基的性质） （2）与酸的反应（氨基的性质） （3）缩聚反应
蛋白质是维持人体生命活动所必需的 三大营养物质之一，以下叙述错误的
是) (…C
A、构成蛋白质的氨基酸既能与强酸反 应，又能与强碱反应
有机化学拓展 与提高
——氨基酸
一、氨基酸的基本知识
1、氨基酸的概念： 羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基（-NH2） 取代所得到的生成物 2、α-氨基酸： 羧酸分子里离羧基最近的碳原子上的氢原子 被氨基取代，所得到的氨基酸
一、氨基酸的基本知识
3、常见的氨基酸 甘氨酸（氨基乙酸） 丙氨酸（α-氨基丙酸） 苯丙氨酸（ α-氨基-ρ-苯基丙酸） 谷氨酸（α-氨基戊二酸）
A．该物质的分子式为
C12H19N4O7 B．1mol该物质与NaOH溶液反
应，可以消耗4molNaOH C．在一定条件下，该物质可以发
生消去、加成、取代等反应 D．该物质能使溴水或高锰酸钾溶
液褪色，能与FeCl3溶液发生 显色反应
练习Байду номын сангаас
3个氨基酸（R-CH-COOH，烃基R可同可不
∣
NH2 同）失去2个水分子缩合成三肽化合物，现有
氨基酸的生物有机化学
色氨酸
16
第二节 氨基酸的性质
一 等电点 二 与茚三酮反应
三 氨基酸金属盐络合物的形成 四 氨基酸的重要反应
17
第十七页，课件共62页
总述：具有胺和羧酸的共性。例如形成酰胺
+
- - 2H2O
2 H3NCH2COO
O
NH HN
2分子甘氨酸
O 2,5-二嗪哌酮
O
HOOCCH2CH2CHCOO-
- H2O
33
第三十三页，课件共62页
6.与醛反应生成西佛碱(Schiff’s base)
R1CHO
COOH
H2N R
COOH R1 N R
Schiff’sw base
34
第三十四页，课件共62页
7.叠氮反应
O R
O NHY
NH2NH2H2O
OH
R
N
O NH2
NHY
HNO2
O
R
N- N
ON
+
NHY
35
第三十五页，课件共62页
四 盖布瑞尔法
RCHCOOH Br
NH3
在封管或高 压釜内进行
RCHCOOH NH2
O
O
NK O
H3O+
+ RCHCOOCH3 Br
N CHCOOCH3
O
R
COOH COOH
+ + NH3CHCOO- + CH3OH R
应用盖布瑞尔法可以制备很纯的氨基酸。
40
第四十页，课件共62页
五 丙二酸酯法
1. 通过酰基丙二酸酯法
37
第三十七页，课件共62页
重庆大学生物有机化学_第二章 氨基酸的生物有机化学 第三节 蛋白质合成
基型的卤代烃都有较高的活性。
（2）、离去基团越易离去发生反应的活性越高。其中
I>Br>Cl。
（3）、试剂亲核性对SN1反应无太大影响，他影响SN2
反应。
（4）、极性试剂有利于SN1反应
基团的引入：
The trityl function is introduced by reaction of trityl chloride with an amino acid ester in the presence of an organic base and in an organic solvent. The reaction cannot be done in aqueous media.
O CF3 C
基团的引入：三氟乙酸酐或三氟乙酸硫代乙酯与氨 基酸反应
O
COO
CF3 C S Et + H2N CH
R
O COO
CF3 C NH CH R
除去保护基：温和碱 氢氧化钠，室温
(3) tert-Butoxycarbonyl Function (tert-BOC) 叔丁氧羰基
除去保护基：催化氢化、钠+液氨 、碱性条件无效 A 酸性条件（乙醇溶剂）
O
O
COOH
COOH
H NH CH R
HCl/MeOH H
OCH3 + H3N CH
R
B 肼的醇溶液或过氧化氢 NH2NH2 in 60%EtOH+HOAc
（2）Trifluoroacetyl Function三氟乙酰基
Sn1
1.全称：单分子亲核取代反应机理（1表示单分子；
第二章 氨基酸化学
弱碱性溶 液
DNFB
DNP-氨基酸 黄色
Frederick Sanger (桑格)
• 英国化学家，在生物化 学领域的贡献很大，他 两次获诺贝尔奖1958和1 980年；1953年确定了牛 胰岛 素 一级 结 构 ；1975 年和1977年确定了DNA的 两种用酶测序的方法加 减法和终止法。
④ 与苯异硫氰酯（PITC）的反应（Edman反应）
半必需氨基酸：2种 指人体内可以合成但合成量不能满足人体需要（特别是
婴幼儿时期）的氨基酸，有两种：组氨酸、精氨酸。
非必需氨基酸：10种 人体自身能够合成的氨基酸。
-C-C-C-N-C-N N+
Arg R
=
Aromatic Trp W -C-
N
Amino Acid Subway Map
Basic Lys K
1.蛋白质是生物体内必不可少的重要成分，是构成生物体 最基本的结构物质和功能物质
人体中（成年人）
水
55%
蛋白质 19%
脂肪
19%
糖类 ＜1%
无机盐 7%
蛋白质占干重 人体 45% 细菌 50%∼80% 真菌 14%∼52% 酵母菌 14%∼50% 白地菌 50%
A few examples on protein diversity…
甘油醛构型
➢ 构型与构象？
构型：一个分子中原子的特定空间排布 构象：原子或基团绕单键旋转二形成的不同空间排布
（二）氨基酸（20种）的分类
1.按酸碱性质
①酸性氨基酸：2种 ②碱性氨基酸：3种 ③中性氨基酸：15种
Asp、Glu Arg、Lys、His
2.按R基团的化学结构
①脂肪族氨基酸：15种 ②芳香族氨基酸：3种 Phe、Lyr、Trp ③杂环氨基酸：2种 His、Pro
DNFB
DNP-氨基酸 黄色
Frederick Sanger (桑格)
• 英国化学家，在生物化 学领域的贡献很大，他 两次获诺贝尔奖1958和1 980年；1953年确定了牛 胰岛 素 一级 结 构 ；1975 年和1977年确定了DNA的 两种用酶测序的方法加 减法和终止法。
④ 与苯异硫氰酯（PITC）的反应（Edman反应）
半必需氨基酸：2种 指人体内可以合成但合成量不能满足人体需要（特别是
婴幼儿时期）的氨基酸，有两种：组氨酸、精氨酸。
非必需氨基酸：10种 人体自身能够合成的氨基酸。
-C-C-C-N-C-N N+
Arg R
=
Aromatic Trp W -C-
N
Amino Acid Subway Map
Basic Lys K
1.蛋白质是生物体内必不可少的重要成分，是构成生物体 最基本的结构物质和功能物质
人体中（成年人）
水
55%
蛋白质 19%
脂肪
19%
糖类 ＜1%
无机盐 7%
蛋白质占干重 人体 45% 细菌 50%∼80% 真菌 14%∼52% 酵母菌 14%∼50% 白地菌 50%
A few examples on protein diversity…
甘油醛构型
➢ 构型与构象？
构型：一个分子中原子的特定空间排布 构象：原子或基团绕单键旋转二形成的不同空间排布
（二）氨基酸（20种）的分类
1.按酸碱性质
①酸性氨基酸：2种 ②碱性氨基酸：3种 ③中性氨基酸：15种
Asp、Glu Arg、Lys、His
2.按R基团的化学结构
①脂肪族氨基酸：15种 ②芳香族氨基酸：3种 Phe、Lyr、Trp ③杂环氨基酸：2种 His、Pro
生物有机化学第二章 (2)
（1） 还原氨化法
-酮酸与氨作用，生成亚胺，再还原 即生成-氨基酸酸。
O R C a-酮酸 COO+ NH3(过量) R NH C COO- NH4+ H2/Pd NH2 R C H COO-
D,L-a-氨基酸
还原氨化过程是生物体内氨基酸生物合成的主要模式。
（2）Strecker合成法
这是最早发现的一种氨基酸合成法。1850年 德国化学家Strecker用乙醛、氨和HCN水溶液中 反应，得到丙氨酸。
成部分，而D-型氨基酸对生物体意义不大甚 至有副作用。
L-氨基酸 D-氨基酸 + 纯手性碱（酸） L-氨基酸盐 D-氨基酸盐 分离（重结晶、色谱法等）
常用的手性碱是马钱子碱 常用的手性酸是酒石酸
第八节 多肽的化学合成
• 多肽的全合成具有重要的意义，而且具有 重要的价值。 • 通过多肽全合成可以验证一个新的多肽的 结构；设计新的多肽，用于研究结构与功 能关系；为多肽生物合成反应机制提供重 要信息；建立模型酶，以及合成新的多肽 药物等。
Br C H
NH3 C H
a-溴代酸
D,L-a-氨基酸
（4） 丙二酸酯法
a.通过酰基丙二酸合成：
丝氨酸、酪氨酸
组氨酸
色氨酸
谷氨酸、谷氨酰胺
b.通过溴代丙二酸合成：
丝氨酸、酪氨酸
酪氨酸
脯氨酸
天门冬氨酸、天门冬酰胺、甲硫氨酸
（5） 氨基酸光学异构体的分离
所有用上面方法合成得到的氨基酸，都是D-和 L-型的混合物。L- -氨基酸是多肽蛋白质的组
氨基酸转变成酸酐后，由于有两个亲电中心，在形成肽 键时有几乎等量的副产物形成。
• 通常采用以下方法来克服此缺点：
生物化学第2章 氨基酸(共77张PPT)
• Ala Arg Asp
Asn
Cys Glu Gln Gly
His
Ile
Leu
Lys
Met Phe Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
、 20种氨基酸可按其侧链分类
• 氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为 三类，即：脂肪族氨基酸；芳香族氨基酸； 杂环氨基酸。
1）脂肪族氨基酸（中性）
甘氨酸 Glycine
非极性氨基酸（八种）
不带电何的极性氨基酸（八种）
带负电荷的氨基酸（2种）
带正电荷的氨基酸（2种）
➢第21种基本氨基酸是硒代半胱氨酸（Selenocysteine, Sec） ➢第22种基本氨基酸是吡咯赖氨酸（Pyrrolysine, Pyr） ➢两种罕见基本氨基酸是在特定生物的特定调控条件下生成。
O
H 2N CH C OH
CH 2
SH
C
（ α-氨基-β-巯基丙酸 ）
两个半胱氨酸氧化可生成胱氨酸
人头发的电子显微镜照片与模型
烫发过程：
1、加还原剂（巯基乙醇） 打开二硫键。
2、加氧化剂（双氧水） 重新生成错位二硫键。
1）、脂肪族氨基酸（含羟基或硫）
丝氨酸 Serine 苏氨酸 Threonine 半胱氨酸 Cysteine 甲硫氨酸 Methionine
O H 2N CH C OH
CH OH CH 3
T
（ α-氨基-β-羟基丁酸 ）
L-Threonine D-Threonine
L-alloThreonine
D-allo-
Threonine
苏氨酸的光学异构体
1）、脂肪族氨基酸（含羟基或硫）
第二章氨基酸
第⼆章氨基酸第⼆章氨基酸蛋⽩质是⽣物分⼦中⽣物功能的载体，要了解⽣命的基本活动规律，必须了解蛋⽩质。
⽽氨基酸是蛋⽩质的基本构件。
⼀、蛋⽩质⽔解特性蛋⽩质的⽔解⽅法主要有三种：1.酸⽔解，优点：⽔解彻底，不引起消旋作⽤；缺点：引起部分氨基酸被破坏：⾊氨酸完全破坏丝氨酸和苏氨酸（羟基氨基酸）部分破坏天冬氨酸和⾕氨酰氨（酰氨氨基酸）酰氨基被⽔解2.碱⽔解，优点：可使蛋⽩质完全⽔解，⾊氨酸稳定缺点：产⽣消旋，部分氨基酸破坏：精氨酸被脱氨⽣成鸟氨酸。
酸⽔解和碱⽔解可以互补3.酶⽔解：优点：不产⽣消旋，也不破坏氨基酸缺点：只⽤⼀种酶时⽔解不完全，需要⼏种酶协同作⽤才能彻底⽔解。
⼆、氨基酸是蛋⽩质的基本组成材料氨基酸的名称与符号丙氨酸Ala A精氨酸Arg R天冬酰氨Asn Asx N天冬氨酸Asp Asx D半胱氨酸Cys C⾕氨酰胺Gln Glx Q⾕氨酸Glu Glx E⽢氨酸Gly G组氨酸His H异亮氨酸Ile I亮氨酸Leu L赖氨酸Lys K甲硫氨酸Met M苯丙氨酸Phe F脯氨酸Pro P丝氨酸Ser S苏氨酸Thr T⾊氨酸Trp W酪氨酸Tyr Y缬氨酸Val V三、L-氨基酸的基本结构残基：在肽链中每个氨基酸都脱去⼀个⽔分⼦，脱⽔后的残余部分叫残基（residue), 因此蛋⽩质肽链中的氨基酸统统是残基形式。
判断法（看CAR的⾛向）将H原⼦靠近⾃⼰，观察CAR的⾛向，逆时针（左转）为L型，顺时针（右转）为D型。
四、氨基酸的分（合成蛋⽩质）氨基酸分类：1. 20种常见（合成蛋⽩质）氨基酸分类：根据R链的结构分3类（见教科书124-127）脂肪簇氨基酸15种（包含：中性氨基酸5种；羟基氨基酸2种；含硫氨基酸2种；酰氨氨基酸2种，酸性氨基酸2种,碱性氨基酸2种）芳⾹族氨基酸2种杂环族氨基酸3种根据带电和极性⼜分4类：⾮极性；不带电的极性; 带正电荷；带负电荷2. 不常见（蛋⽩质中被修饰）的氨基酸：如：4-羟脯氨酸；4-羟赖氨酸；6-N-甲基赖氨酸；锁链素等。
鲁科版化学高中二年级选修有机化学第2章 第4节 氨基酸和蛋白质课件(共20张PPT)
天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，在200-300℃ 熔化时分解。大多数能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。
化学性质
羧基典型反应
官能团分析：R–CH–COOH 能与强碱溶液
氨基典型反应
NH2
反应
能与强酸溶液
反应
（1）两性
CH2—COOH
NH2
+ HCl →
CH2—COOH NH3+Cl-
盐酸甘氨酸
CH2—COOH +NaOH→ CH2—COONa +H2O
蛋白质
结构
氨基 羧基
性质
两性 缩合
组成
性质
用途
1.盐析
2.变性
3.颜色反应 4.灼烧
5.两性
6.水解
随堂练习
1、关于氨基酸的下列叙述中，正确的是 ( B )
A. 天然氨基酸都是无色晶体，一般难溶于水而易溶于乙醇 B. 氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 C. 氨基酸的结构式都可表示为 D. 氨基酸在一定条件下可发生成肽反应、酯化反应和水解反应
20世纪90年代，我国科学家在人类基因组计划中 承担了3000万个碱基对的测序任务。
蛋白质组学是后基因组时代一项重要的生命科学 的研究手段，2001年的Science杂志把蛋白质组学列为 六大研究热点之一。2002年，我国科学家领导的人类 肝脏蛋白质组计划正式启动，这标志着我国科学家已 经站在了生命科学研究领域的最前沿。
H
不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸
三、酶
1.定义
一种高效的生物催化剂。生物体内的大多数酶是蛋白质。
2.酶的催化作用具有的特点：
（1）条件温和 正常体温、血液pH约为7
（2）具有高度的专一性, 一种酶只催化一种反应。
化学性质
羧基典型反应
官能团分析：R–CH–COOH 能与强碱溶液
氨基典型反应
NH2
反应
能与强酸溶液
反应
（1）两性
CH2—COOH
NH2
+ HCl →
CH2—COOH NH3+Cl-
盐酸甘氨酸
CH2—COOH +NaOH→ CH2—COONa +H2O
蛋白质
结构
氨基 羧基
性质
两性 缩合
组成
性质
用途
1.盐析
2.变性
3.颜色反应 4.灼烧
5.两性
6.水解
随堂练习
1、关于氨基酸的下列叙述中，正确的是 ( B )
A. 天然氨基酸都是无色晶体，一般难溶于水而易溶于乙醇 B. 氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 C. 氨基酸的结构式都可表示为 D. 氨基酸在一定条件下可发生成肽反应、酯化反应和水解反应
20世纪90年代，我国科学家在人类基因组计划中 承担了3000万个碱基对的测序任务。
蛋白质组学是后基因组时代一项重要的生命科学 的研究手段，2001年的Science杂志把蛋白质组学列为 六大研究热点之一。2002年，我国科学家领导的人类 肝脏蛋白质组计划正式启动，这标志着我国科学家已 经站在了生命科学研究领域的最前沿。
H
不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸
三、酶
1.定义
一种高效的生物催化剂。生物体内的大多数酶是蛋白质。
2.酶的催化作用具有的特点：
（1）条件温和 正常体温、血液pH约为7
（2）具有高度的专一性, 一种酶只催化一种反应。