氨基酸、多肽和蛋白质

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1、第十七章氨基酸和蛋白质蛋白质是具有极其重要作用的生物大分子，它们与生命密切相关,是生命的物质基础。没有蛋白质就没有生命。1.是构成人体的最主要物质，肌肉、各种组织器官以及骨骼都含有大量的蛋白质；2.对体内各种生化反应起催化作用的酶都是蛋白质;3.对人类生理活动有重要调节作用的某些酶、在防御疾病过程中起免疫作用的抗体、具有输送氧和二氧化碳作用的血红蛋白等也都是蛋白质；4.蛋白质在遗传信息的传递和控制、细胞膜的通透性、高等动物的思维和记忆等方面也具有重要作用。氨基酸是构成蛋白质的基本结构单元，如果把蛋白质分子看成是一座大

2、厦，氨基酸则是构成这座大厦的砖、瓦。第一节氨基酸蛋白质是复杂的高分子化合物。各种来源的蛋白质在酸、碱或酶的催化下，都可发生水解，经过胨、多肽、二肽等中间体，最后生成各种不同的a-氨基酸的混合物。因此，a-氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元。一、氨基酸的结构、构型、分类及命名氨基酸是一类取代酸，相当于羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代。目前在自然界发现的氨基酸有三百多种，但由天然蛋白质水解所得的氨基酸仅二十种左右，见P282表17-1，它们都是a-氨基酸。在结构上的共同特点都是氨基连于羧基的a-碳原子上，可用通式R-CH

3、NH2COOH表示。各种a-氨基酸都含有一个手性碳原子，故具有旋光性和旋光异构体，有两种构型。但是，由蛋白质水解得到的二十种a-氨基酸用D/L构型标记法标记时，都是L-型。L-型氨基酸L-丙氨基酸氨基酸的分类根据R基的结构分为脂肪族、芳香族和杂环氨基酸等三类。根据分子中羧基和氨基的相对数目分为酸性、中性和碱性氨基酸等三类，注意中性的含义。根据R基的性质分为非极性R基的中性氨基酸、极性R基的中性氨基酸、带负电荷R基的酸性氨基酸、带正电荷R基的碱性氨基酸等四类，注意极性和非极性的含义。氨基酸的命名可以用系统命名法，也可以

4、用俗名，但是更常用的是俗名，蛋白质中的氨基酸的结构及名称见有关表氨基酸的俗名缩写可以用三句顺口溜来描述：天天谷谷丙甘脯（天天光顾饼干铺），半丝精酪羟脯组（半丝斤两强补足），蛋色缬赖，苯丙苏亮异亮（蛋色邪赖，棒冰说凉亦凉）。上述二十种氨基酸中，有一些氨基酸人体自身不能合成或合成量不足以维持健康，必须依靠外源供给，这些氨基酸称为营养必须氨基酸。含有全部营养必须氨基酸的蛋白质称为完全蛋白质，如牛乳中的酪蛋白，含有19种氨基酸和全部8种营养必须氨基酸；不含有全部营养必须氨基酸的蛋白质称为非完全蛋白质，如玉米中所含的醇溶谷蛋白

5、，缺乏赖氨酸，是非完全蛋白质。二、氨基酸的性质（一）物理性质氨基酸分子中既含有酸性基团，又含有碱性基团，一般以内盐的形式存在，有较大的极性，因此，氨基酸是结晶固体，有较高的熔点，加热时，有时分解而不熔化，有时两个过程同时发生。氨基酸一般易溶于水，难溶于有机溶剂如酒精，都不溶于乙醚。不同的氨基酸味道不同，有些有甜味如甘氨酸，有些有鲜味如谷氨酸。由于谷氨酸钠特鲜，因此是味精的主要成分。（二）化学性质1.与亚硝酸的反应a-氨基酸中除脯氨酸外，都含有一个伯氨基，能够与亚硝酸作用定量的放出氮气。2.与水合茚三酮的反应a-氨基酸

6、与水合茚三酮在水溶液中加热，可生成蓝紫色物质，称为罗曼氏紫。3、脱羧反应a-氨基酸与氢氧化钡共热或在高沸点溶剂中回流，可脱去羧基生成相应的胺类化合物。在生物体内，脱羧反应可在一些酶的催化下进行。例如，动物尸体腐烂变臭，是因为蛋白质腐败时，鸟氨酸脱羧生成腐胺，赖氨酸脱羧生成尸胺。NH2RCHCOOHBa(OH)2RCH2NH2+CO2Heating4.两性电离与等电点氨基酸分子中既含有酸性的羧基，又含有碱性的氨基，因此，氨基酸总是以内盐的形式存在。在水溶液中，氨基酸存在两性电离，既可以电离出质子,形成氨基酸负离子，又可

7、以电离出氢氧根离子,形成氨基酸正离子。实际上，氨基酸在水溶液中以三种形式存在，各种形式的含量既与氨基酸的性质有关，也与溶液的pH值有关。对于中性氨基酸，在近中性溶液中，主要以两性离子存在。当向溶液中加入酸时，溶液pH值减小，氨基酸的酸式电离受到抑制，碱式电离受到促进，在溶液中氨基酸主要以正离子形式存在，如果将此溶液放在电场中时，氨基酸离子向电场的负极移动；反之，当向溶液中加入碱时，在溶液中氨基酸主要以负离子形式存在，向电场的正极移动。如果控制溶液的pH在某一特定的值，使氨基酸基本上以两性离子形式存在，而在两性离子中，

8、离子所带正电荷与负电荷相同，放在电场中时，既不向正极移动，也不向负极移动。因此，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点，用pI表示。正离子两性离子(zwitterion）负离子pHpI几类不同类型的氨基酸，其等电点有明显的差异。其中，中性氨基酸由于羧基的电离大于氨基的电离，等电点一般小于7，pI=5~6附近；酸性氨基酸由于具有