第19章 氨基酸 蛋白质 核酸

N端氨基酸的分析还可以用异硫氰酸苯脂与多肽作用。
C6H5 O O N C S + H2N CH C NH CH C R R' HCl
O O S C6H5 NH C HN CH C NH CH C R R' S O C C6H5 N NH + NH2 CH C C CH R R' O 层析分离，与标准 样品对照，确定 CH COOH R 继续降解……自动化分析 （多肽不太长时可靠） 只能测几十个氨基酸的顺序
O O2N R O O2N R O R R' R' O R' O O
F + H2N CH C NH CH C NO2
HN CH C NH CH C NO2
H2O H
O2N
HN CH COOH + NH2 CH COOH + …… NO2
黄色，分开鉴定
缺点：氨基酸都水解，形成混合物，只能测 N 端的一 个氨基酸。
R + HOOCNH CHCOOH
R H2N CHCOOH + CO2 (b) HCl C(CH3)3 + R R HOOCNH CHCOOH
H2N CHCOOH + CO2
例如：设要合成甘氨酰丙氨酸（甘.丙） 若直接用谷氨酸和丙氨酸脱水缩合，将得到四种 二肽的混合物：
如果采用下列反应，则可以得到所要求的二肽：
C 端氨基酸的分析，一般是用在羧肽酶作用下水 解的方法。
19-2-2 多肽的合成
推测出来的结构是否完全正确，需要通过多肽的合 成加以证实。
要求： 氨基酸按一定的次序连接起来 达到一定分子量 不外消旋化（缓和的条件）
另一方面，由于多肽与蛋白质有着密切的关系，在需 要使一种氨基酸的羧基和另一种羧基酸的羧基相结合 时，要防止同一种氨基酸分子之间相互结合。因此， 在合成时，必须把某些氨基或羧基保护起来，以便反 应能按所要求的方式进行。而所选用的保护基团，必 须符合以下条件：在以后脱除该保护的条件下，肽键 不会发生断裂。
5.97 6.00 5.96 5.98
结构
NH2 (H3C)2HCH2C CH COOH
名称
*亮氨酸 *苯丙氨酸
半光氨酸 *苏氨酸
Hale Waihona Puke 缩写Leu Phe
Cys Thr
等电点
6.02 5.48
5.07 5.6
NH2 C6H5H2C CH COOH
NH2 HSH2C CH COOH
NH2 H3CHC CH COOH OH
—— H2N氨基酸的排列顺序，则是通过末端分析的方法， CH C HN CH C HN CH C HN CH C HN CH COOH R R R R R 配合部分水解，加以确定。
N端 碳端
O
O
O
O
O
末端分析——用适当的化学方法，可以使多肽末端的 氨基酸断裂，经过分析，就可以知道多肽链的两端是 哪两个氨基酸，这就叫末端分析。降解了的肽链还可 以再反复进行末端分析，就可以确定多肽链中蛋白质 的连接次序。（一般结合部分水解的方法）
丝氨酸
脯氨酸 酪氨酸 *色氨酸
Ser
pro Tyr Trp
5.68
6.30 5.66 5.89
结构
II 酸性
NH2 HOOC CH2CH COOH
NH2 HOOC (CH2)2CH COOH
名称
缩写
等电点
天冬氨酸 谷氨酸
Asp Glu
2.77 3.22
III 碱性
NH2 H2N (CH2)4CH COOH
O NH2 H2NC (CH2)2CHCOOH
O NH2 H2NC CH2CHCOOH
谷氨酸
天冬氨酸
Gln
Asn
5.56
5.07
结构
NH2 CH3S(CH2)2CHCOOH
名称
*蛋氨酸
缩写
Met
等电点
5.47
NH2 HOCH2CHCOOH
COOH N H
HO NH2 CH2CH COOH
NH2 CH2CH COOH N H
4、由丙二酸酯制备 •用盖布瑞尔法（P372）代替上法,可得比较纯产品。
N-邻苯二甲酰亚胺基丙二酸脂可用下法制得。
用苯、不超过3个碳原子的有机化合物、丙二酸脂以及 必要的试剂合成：⑴亮氨酸，⑵异亮氨酸，⑶苯丙氨 酸，⑷胳氨酸。
氨基酸的拆分 合成方法得到的氨基酸通常是外消旋体混合物，可 用多种方法拆分。其中用酶拆分是重要的方法之一。
许多多肽本身有重要的生理作用
后叶催产素——八肽 胰岛素——五十一肽
多肽链可用如下通式代表：
在肽链中，有氨基的一端叫做 N 端：有羧基的一断 叫做C端。在写多肽结构时，通常把N端写在左边，C端 写在右边，命名时由 N端叫起，称为氨酰（基）某氨酸。 常用简写来表示。例如：
天然多肽都是由不同的氨基酸组成的。 垂体后叶催产素
R CH COOH NH2
HNO2
R CH COOH OH
+ N2 + H2O
用于定量分析，根据放出的N2的体积，可以算出样 品的伯氨基的含量。
氨基酸还有一些特殊的性质。
(1) 酸碱性——两性和等电点 R α-氨基酸可以通过用通式NH2CHCOOH 表示
实际上是以偶级离子的形式存在的：
内盐
在水溶液中
蛋白质也是由许多氨基酸单元通过肽键组成的。
蛋白质部分水解可以得到多肽。
19-2-1 多肽结构的测定
——一般将多肽在酸性溶液中水解，再用色层分离法 把各种氨基酸分开，然后进行分析。
离子交换色谱 电泳 种类 小分子 含量 每种数目
①多肽
6N HCl 110℃（11h)
各种氨基酸
层析 分离
②连接顺序：a 氮端分析
NH2 HN CHN(CH2)2CH COOH NH3
*赖氨酸 精氨酸 组氨酸
Lys Arg His
9.74 10.76 7.59
H2N
N
NH2 CH2CH COO
19-1-2 氨基酸的性质 α-氨基酸都是无色晶体，易溶于水而难溶于无水乙 醇乙醚，由蛋白质水解所得α-氨基酸，除甘氨酸外，都 具有旋光性。他们的α碳原子的结构类型都与L-甘油醛 相同，固都属于L型。
例：
NH2
O H3CC O
2
O NH CCH3 DL－（CH3）2CHCH2CHCOOH 水解酶
DL－（CH3）2CHCH2CHCOOH
D-亮氨酸乙酰氨 D－亮胺酸乙酰胺
L亮氨酸 L －亮胺酸
19-2 多肽
多肽是含有多个氨基酸单元的聚合物。由两个氨基 酸单元构成的是二肽，由三个氨基酸单元构成的是三 肽，· · · · · · · · 余类推。它们统称多胎，或简称肽。 通过氨基和羧基之间脱水缩合而形成连接氨基酸单 元的酰胺键（—CO—NH—）又叫做肽键。
例如： 设某三肽完全水解后，可得到谷氨酸、半胱氨酸 和甘氨酸。这三种氨基酸可以有六种排列顺序：
要推知该三肽是哪一种组合方式，可以把她部分水 解。知道它们是谷 · 半胱和半胱 · 谷。由此可见，半胱氨 酸是在三肽链的中间，谷氨酸在 N 端，甘氨酸在 C 端即 该三肽的结构是：谷· 半胱· 甘
N端氨基酸的分析可用2，4-二硝基氟苯与多肽作用。
19-1 氨基酸
19-1-1 氨基酸的结构、分类和命名
一、结构
羧酸分子中羟基上的一个或几个氢原子被氨基取 代的化合物叫做氨基酸。它们是构成蛋白质分子的基 础。 二、分类、命名 可分为α-氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸。 氨基酸可以按照系统命名法，以羧酸为母体，氨基 酸为取代基来命名。但 α- 氨基酸通常按其来源或性质 所得的俗名来称呼。例如：
19-1-3 氨基酸的制备
1、由蛋白质水解——在酸、碱或酶的作用下水解得到 多种-氨基酸混合物，分离得到。
蛋白质水解
微生物发酵
有机合成
20种常见氨基酸都 可以由发酵法制备
2、由卤代酸氨解——羧酸在三溴化磷作用下与溴作用， 生成-溴代酸，再与过量氨作用，生成：
3、由由醛（或酮）制备
RCHO KCN + NH4Cl OH NH2 NH3 H2O RHC CN RHC CN NH2 RHC COO H
反复使用这样的方法，每次构成一个肽键，就可 以把 各种氨基酸按一定的次序一个个地连接起来。多 肽的合成是一项十分复杂的工作。例如，牛胰腺核糖 核酸酶的多肽链已可合成出来，它是由124个氨基酸单 元所构成的。
19-3 蛋白质
蛋白质是一类很重要的天然有机物，是生物体内 一切组织的基础物质，并在生命现象和生命过程中起 着决定的作用。 蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成，有些 还含有P、Fe、I等元素。 蛋白质基本上是由数百个、甚至数千个氨基酸所 构成。
O R N CHCOOH O H2O
R
N CH
O H N O
O
O
O
紫色物质，用于α－氨基酸 的比色测定和纸层析显色
(3) 受热后的反应
α-氨基酸受热后，能在两分子之间发生脱水反应。
α-氨基酸受热后，容易脱去一分子氨，生成α,β不饱和 羧酸。
γ-或δ-氨基酸受热后，容易分子内脱区一分子水。
分子中氨基和羧基相隔更远时，受热后可以多 分子脱水，生成聚酰胺。
下列氨基酸可组成无数蛋白质：
结构 名称 缩写 等电点
I、中性 (*为必要氨基酸，人体内不能合成，只能从食物中得到） NH2CH2COOH
NH2 H3CHC COOH
NH2 (H3C)2HC CH COOH
NH2 C2H5HC CH COOH CH3
甘氨酸 丙氨酸 *颉氨酸 *异亮氨酸
Gly Ala Val Ile
(2) 水合茚三酮反应