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文檔簡(jiǎn)介
含雜原子化合物和生命化學(xué)本章內(nèi)容1雜環(huán)化合物2碳水化合物3氨基酸,蛋白質(zhì)和核酸1雜環(huán)化合物1.1雜環(huán)化合物的分類、命名和結(jié)構(gòu)1.1.1雜環(huán)化合物的分類和命名(1)
分類和命名1)
含一個(gè)雜原子的五元雜環(huán)
吡咯噻吩呋喃2)
含多個(gè)雜原子的五元雜環(huán)吡唑咪唑噁唑噻唑3)
含一個(gè)雜原子的六元雜環(huán)吡啶喹啉異喹啉4)
含多個(gè)雜原子的六元雜環(huán)嘧啶嘌呤(2)
結(jié)構(gòu)和芳香性呋喃、噻吩、吡咯雜環(huán)的結(jié)構(gòu)
以吡咯為例,其結(jié)構(gòu)為:
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1)
56,具芳香性。(2)
環(huán)上富電子。(3)
鍵長(zhǎng)的平均化不如苯環(huán)。芳香性:苯噻吩吡咯呋喃1)吡啶的結(jié)構(gòu):碳原子和氮原子sp2雜化結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(1)
66,具芳香性。(2)
碳環(huán)上缺電子。(3)
鍵長(zhǎng)的平均化不如苯環(huán)。1.2五元雜環(huán)化合物(1)
五元雜環(huán)化合物的化學(xué)性質(zhì)親電取代反應(yīng)活性:吡咯呋喃噻吩苯①鹵代
②硝化③磺化④?;?/p>
(2)
常見的五元雜環(huán)化合物(甲)呋喃和糠醛呋喃的加成反應(yīng)①加氫
②雙烯合成糠醇和呋喃的合成戊聚糖用鹽酸處理后,先解聚為戊醛糖,再失水成糠醛.由糠醛經(jīng)催化脫羰基合成呋喃.(乙)噻吩噻吩可催化加氫還原四氫噻吩可被氧化成環(huán)丁砜利用化學(xué)性質(zhì)可將噻吩和苯分離開來.(丙)吡咯和吲哚吡咯的加成反應(yīng)與固體KOH反應(yīng)生成鉀鹽吲哚3-吲哚乙酸是一種植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑取代反應(yīng)(發(fā)生在3位)(1)
鹵代(2)
硝化(丁)咪唑和噻唑咪唑噻唑1.3六元雜環(huán)化合物
吡啶和嘧啶吡啶很好的溶劑,由于與氯化鈣絡(luò)合,常用氫氧化鉀干燥。親電取代反應(yīng)與硝基苯相似。(A)堿性:比苯胺、吡咯強(qiáng),比脂肪胺及氨弱.與鹽酸生成吡啶鹽酸鹽;與三氧化硫生成N-磺酸吡啶,是緩和的磺化劑;與鹵烷生成相當(dāng)于季銨鹽的產(chǎn)物,受熱分子重排生成吡啶的同系物。(B)
取代反應(yīng)1)
鹵代溴代,300C,或發(fā)煙硫酸催化,130C,2)
磺化硫酸,350C,或硫酸汞催化,220C,3)
硝化混酸,300C,24h4)
親核取代反應(yīng)與氨基鈉反應(yīng)生成-氨基吡啶。(C)
氧化與還原1)
側(cè)鏈被氧化,如3-甲基吡啶被高錳酸鉀堿性溶液氧化為3-吡啶甲酸2)
用過酸氧化,(或用過氧化氫與乙酸反應(yīng))生成氧化吡啶氧化吡啶的親電取代反應(yīng)發(fā)生在-或-位
3)
催化氫化,或乙醇和鈉還原得六氫吡啶吡啶環(huán)上的鹵素被親核試劑反應(yīng)的活性次序4-位大于2-位大于3-位。例:(2)喹啉和異喹啉1)
存在與制法存在于煤焦油和骨焦油中。斯克洛浦(Skraup)合成法:苯胺、甘油、濃硫酸和硝基苯共熱:2)
親電取代反應(yīng)發(fā)生在苯環(huán)上,如與混酸反應(yīng)生成5-硝基喹啉或8-硝基喹啉;與濃硫酸加熱至220C主要生成8-喹啉磺酸。-D-果糖-D-果糖D-核糖和D-木糖氧化后生成的核糖二酸和木糖二酸都是內(nèi)消旋化合物。3氨基酸、蛋白質(zhì)和核酸吡啶環(huán)上的鹵素被親核試劑反應(yīng)的活性次序4-位大于2-位大于3-位。以吡咯為例,其結(jié)構(gòu)為:可在主鏈的肽鍵之間形成,也可能在側(cè)鏈與側(cè)鏈之間或側(cè)鏈與主鏈之間形成。-羥基醛或-羥基酮與苯肼反應(yīng)時(shí),-羥基會(huì)被苯肼氧化而生成羰基,進(jìn)一步與苯肼反應(yīng)生成脎:氨基酸以酰胺形式連接起來的鍵稱為肽鍵,羰基碳、氮及連接它們的四個(gè)原子處于同一平面,C-N不能自由旋轉(zhuǎn):測(cè)定多肽分子中氨基酸的順序:嘧啶嘌呤蛋白質(zhì)的生物合成主要通過三種RNA來完成。例:甘氨酸的等電點(diǎn)5.蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu):由多條肽鏈組成的蛋白質(zhì),涉及整個(gè)分子中肽鏈的聚集狀態(tài)的即為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。測(cè)定多肽分子中氨基酸的順序:L-氨基酸:除甘氨酸外,都有光學(xué)活性。b、具有化學(xué)選擇性(麥芽糖酶只能使-葡萄糖苷鍵斷裂)3)
親核取代反應(yīng)發(fā)生在吡啶環(huán),如與氨基鈉反應(yīng)生成2-氨基喹啉。4)
氧化反應(yīng)苯環(huán)被破壞,如用高錳酸鉀氧化得2,3-喹啉二甲酸5)
還原反應(yīng)首先吡啶環(huán)被還原,如催化加氫,易得1,2,3,4-四氫喹啉異喹啉的親電取代反應(yīng)發(fā)生在苯環(huán)上,親核取代反應(yīng)發(fā)生在吡啶環(huán)上:(3)嘌呤:由一個(gè)咪唑環(huán)和一個(gè)嘧啶環(huán)稠合而成:2碳水化合物碳水化合物也稱糖??煞譃閱翁?、低聚糖、多糖三類。(1)
單糖,不能水解成更簡(jiǎn)單的多羥基醛、酮的碳水化合物。如葡萄糖、果糖。(2)
低聚糖,可水解成數(shù)個(gè)單糖分子的碳水化合物。如蔗糖,麥芽糖。(3)
多糖,可水解成較多個(gè)單糖分子的碳水化合物。如淀粉、纖維素。
2.1單糖
以葡萄糖和果糖為例討論單糖的構(gòu)造、構(gòu)型、構(gòu)象:單糖的構(gòu)造式
以葡萄糖為例:
分子式C6H12O6,鈉汞齊還原得己六醇,說明碳鏈的骨架是C-C-C-C-C-C.
與羥胺、苯肼等羰基試劑作用,說明有羰基。用溴水氧化得含羧基的化合物,說明是醛基。
與乙酸酐的反應(yīng),說明有五個(gè)羥基
葡萄糖的開鏈結(jié)構(gòu)為:為己醛糖
果糖的開鏈結(jié)構(gòu)為:
為己酮糖
(1)單糖的構(gòu)型1)相對(duì)構(gòu)型
最簡(jiǎn)單的單糖是2,3-二羥基丙醛(甘油醛)和二羥基丙酮。甘油醛有一個(gè)手性碳原子,有一對(duì)對(duì)映體,其菲舍爾投影式和名稱如下:D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛
己糖有4個(gè)手性碳原子,有16個(gè)異構(gòu)體,葡萄糖有如下構(gòu)型:D-葡萄糖
自然界中存在的為D型糖。各D型異構(gòu)體都有一個(gè)L型的對(duì)映異構(gòu)體,如D-(+)-葡萄糖的對(duì)映異構(gòu)體是L-(-)-葡萄糖,它們的旋光度相等,方向相反。
D-己酮糖有四種異構(gòu)體,第一種是果糖:構(gòu)型的標(biāo)記和表示方法
除用D,L-名稱對(duì)構(gòu)型進(jìn)行標(biāo)記,也采用R,S標(biāo)記法。D-(+)-甘油醛L-(-)-甘油醛R-(+)-甘油醛S-(-)-甘油醛
D-(+)-葡萄糖2R,3S,4R,5R-2,3,4,5,6-五羥基己醛
D-(+)-葡萄糖可寫成以下形式:
(2)單糖的氧環(huán)式結(jié)構(gòu)
1)
問題的提出(A)不起一些醛的典型反應(yīng),與品紅試劑不變色,與亞硫酸氫鈉不發(fā)生加成(B)在堿的存在下,與硫酸二甲酯作用,轉(zhuǎn)化為五甲基葡萄糖,沒有醛的性質(zhì),在稀酸中水解,一個(gè)甲氧基容易水解,生成四甲基葡萄糖,其有醛的性質(zhì)。(C)
變旋光現(xiàn)象:新配制時(shí),比旋光度為+112,最后變?yōu)?52.7,
2)
環(huán)狀結(jié)構(gòu)與開鏈結(jié)構(gòu)的互變異構(gòu)-D-葡萄糖-D-葡萄糖
這兩種環(huán)氧式,除C-1構(gòu)型不同,其余手性碳原子的構(gòu)型都相同,叫差向異構(gòu)體。C-1上的羥基在環(huán)平面下方的為-異構(gòu)體,在環(huán)平面上方的為-異構(gòu)體。
這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)式稱為霍沃思(Haworth)式。-D-葡萄糖,熔點(diǎn)146C,比旋光度+112(在50C以下的水溶液中結(jié)晶得到)-D-葡萄糖,熔點(diǎn)150C,比旋光度+18.7,兩種結(jié)構(gòu)可互相轉(zhuǎn)變,平衡時(shí),比旋光度+52.7
D-果糖主要形成五元環(huán),也有-和-兩種構(gòu)型:
-D-果糖-D-果糖
3)糖苷醛與醇作用生成半縮醛,在酸存在下,很容易再與一分子醇作用,生成縮醛,D-葡萄糖的甲醇溶液中通入氯化氫,異頭碳上的羥基變成了甲氧基的縮醛。稱之為糖苷:-D-甲基葡萄糖苷-D-甲基葡萄糖苷
任一種葡萄糖苷在稀酸中的水解,得到的均為-D-葡萄糖和-D-葡萄糖的混合物。
葡萄糖用硫酸二甲酯甲基化
五甲基葡萄糖四甲基葡萄糖
(3)單糖的構(gòu)象
在D-葡萄糖水溶液中,-D-葡萄糖含量比-D-葡萄糖多(64:36),這是因?yàn)榍罢吒€(wěn)定:
(4)單糖的化學(xué)性質(zhì)
(甲)氧化反應(yīng)
1)杜倫試劑(Tollens)、費(fèi)林試劑(Fehlong)可將D-葡萄糖,D-果糖氧化,這些糖又稱之為還原糖。不與費(fèi)林試劑和托倫斯試劑反應(yīng)的糖,稱之為非還原糖,非還原糖的分子中沒有苷羥基。在弱堿性條件下,與羰基相鄰的不對(duì)稱碳原子的構(gòu)型發(fā)生變化,同時(shí)發(fā)生醛糖與酮糖間的相互轉(zhuǎn)化,反應(yīng)可能是通過烯二醇進(jìn)行的。
2)和溴水反應(yīng)溴水氧化醛糖,使醛糖氧化為糖酸。如D-葡萄糖氧化成D-葡萄糖酸,酸性試劑,無異構(gòu)化,可用來區(qū)別醛糖和酮糖.
3)和硝酸反應(yīng)硝酸氧化D-葡萄糖成D-葡萄糖二酸:
D-葡萄糖酸常以內(nèi)酯的形式存在。
可應(yīng)用于推測(cè)糖的構(gòu)型。D-赤蘚糖氧化生成內(nèi)消旋酒石酸,可推測(cè)其分子中兩個(gè)羥基是在同一邊的:
D-核糖和D-木糖氧化后生成的核糖二酸和木糖二酸都是內(nèi)消旋化合物。
4)和高碘酸反應(yīng)高碘酸使單糖氧化成碳鏈較短的氧化產(chǎn)物,每一碳碳鍵,消耗1mol高碘酸。
(乙)還原反應(yīng)用還原劑還原,或催化加氫,得糖醇,如D-葡萄糖還原后得D-葡萄糖醇:實(shí)驗(yàn)室常用氫硼化鈉為還原劑。
(丙)
成脎反應(yīng)醛或酮能與苯肼反應(yīng)生成苯腙-羥基醛或-羥基酮與苯肼反應(yīng)時(shí),-羥基會(huì)被苯肼氧化而生成羰基,進(jìn)一步與苯肼反應(yīng)生成脎:
將D-葡萄糖,D-果糖與苯肼反應(yīng),得到相同的D-葡萄糖脎:凡C-3,C-4,C-5構(gòu)型相同的己糖,所生成的脎是相同的;D-甘露糖也形成上述糖脎。糖脎是不溶于水的黃色晶體,有一定的熔點(diǎn),有一定的晶形。
(5)脫氧糖單糖分子中的羥基脫去氧原子后的多羥基醛或酮稱為脫氧糖:2-脫氧-D-核糖L-鼠李糖L-巖藻糖去氧糖:L-鼠李糖L-巖藻糖(6)氨基糖糖分子中除苷羥基外其它羥基被氨基取代后的化合物:
D-2-氨基葡萄糖D-2-氨基半乳糖
2.2二糖(1)麥芽糖二分子D-葡萄糖構(gòu)成的:一分子葡萄糖分子的-苷羥基與另一個(gè)葡萄糖分子的的4-羥基之間失去一分子水而形成的:
-麥芽糖:可被麥芽糖酶水解4-O-(-D-吡喃葡萄糖苷基)--D-吡喃葡萄糖-麥芽糖可通過開鏈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為-麥芽糖,有變旋光現(xiàn)象,可以成脎,是還原糖。能發(fā)生單糖的各種反應(yīng)。(2)纖維二糖
-纖維二糖
4-O-(-D-吡喃葡萄糖苷基)--D-吡喃葡萄糖性質(zhì)與麥芽糖相似??杀豢嘈尤拭杆?(3)蔗糖一個(gè)-葡萄糖分子的苷羥基與一個(gè)-果糖分子的苷羥基之間失去一分子水而形成的。蔗糖:-D-吡喃葡萄糖基-D-呋喃果糖蔗糖分子中沒有苷羥基,在水溶液中不能變成開鏈結(jié)構(gòu),因此沒有變旋光現(xiàn)象,不能成脎,沒有還原性,是非還原糖。
蔗糖是右旋的,比旋光度+66(D-葡萄糖是+52,D-果糖是-92),因此稱其水解為轉(zhuǎn)化反應(yīng),水解后得到的是轉(zhuǎn)化糖。(-20)甲基化(硫酸二甲酯、堿性溶液)可得八甲基化蔗糖2.3
多糖
多糖是高分子化合物,是幾百個(gè)或幾千個(gè)單糖分子組成的。性質(zhì):溶水性差,沒有甜味,不顯還原性。(1)
淀粉
1)、直鏈淀粉:-1,4苷鍵2)、支鏈淀粉:由-1,6苷鍵,產(chǎn)生支鏈
直鏈淀粉遇碘呈藍(lán)色不溶于冷水支鏈淀粉遇碘呈紫紅色,更易溶于水。淀粉(C6H10O5)n水解產(chǎn)生糊精(C6H10O5)x,再水解產(chǎn)生麥芽糖
C12H22O11,最終生成葡萄糖
C6H12O6(2)纖維素1)、纖維素的結(jié)構(gòu)
由-1,4苷鍵組成
人體內(nèi)不存在使-苷鍵斷裂的酶,不能消化吸收。
2、人造纖維(再生纖維)
(1)
銅氨法纖維溶解于銅氨溶液[Cu(NH3)4(OH)2],在稀無機(jī)酸中沉淀出來。
(2)
膠絲法與氫氧化鈉反應(yīng)生成堿纖維后,與二硫化碳反應(yīng)生成纖維黃原酸鹽在稀無機(jī)酸中沉淀出來。
(3)纖維素硝酸酯(硝化纖維素、硝化棉)[C6H7O2(ONO2)3]n,高氮硝化纖維素用來制造火藥,低氮硝化纖維素用來制造塑料、噴漆。(4)
醋酸纖維[C6H7O2(OCOCH3)3]n,由乙酐乙?;玫?,制造膠片、噴漆和人造絲。(5)
纖維素醚如羧甲基纖維素,是一氯乙酸與堿纖維作用的產(chǎn)物:[C6H9O4(OCH2COOH)]n,溶解于水中成粘的溶液,用于造紙工業(yè)和紡織工業(yè)。
3
氨基酸、蛋白質(zhì)和核酸
3.1氨基酸(1)氨基酸的結(jié)構(gòu)和命名1)根據(jù)分子中氨基與羧基的相對(duì)位置:-,-,-,,-氨基酸;-氨基丙酸-氨基丙酸-氨基丁酸
2)根據(jù)分子中氨基與羧基的相對(duì)數(shù)目
中性氨基酸,堿性氨基酸,酸性氨基酸;中性氨基酸:上面三例,均為中性氨基酸;堿性氨基酸:
賴氨酸(2,6-二氨基己酸)
酸性氨基酸:谷氨酸(2-氨基戊二酸)
3)L--氨基酸L-丙氨酸L-苯丙氨酸(1)系統(tǒng)命名法:以羧酸為母體,氨基為取代基命名。(2)俗名:如甘氨酸、門冬氨酸23種-氨基酸。
每種氨基酸有三個(gè)字母組成的通用縮寫符號(hào)。有8種氨基酸為人體必需的氨基酸:纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸。L-氨基酸:除甘氨酸外,都有光學(xué)活性。
脯氨酸
(S)-構(gòu)型纈氨酸
(S)-構(gòu)型亮氨酸
(S)-構(gòu)型異亮氨酸(2S,3R)蘇氨酸(2S,3R)半胱氨酸
(R)20種氨基酸和核酸中的遺傳密碼有相對(duì)應(yīng)關(guān)系(2)氨基酸的制法蛋白質(zhì)水解、有機(jī)合成和發(fā)酵法三條途徑。
(甲)、由醛或酮制備(Strecker合成)醛或酮的氰羥化物和氨或氰化銨作用得氰氨化物,水解后成氨基酸:(乙)、-鹵化酸的氨解烴基化有仲胺和叔胺等副產(chǎn)物。
(丙)
蓋布端爾(Gabria)合成法(3)氨基酸的性質(zhì)(甲)羧基的反應(yīng)能與堿,五氯化磷,氨,醇,氫化鋁鋰等反應(yīng).(乙)氨基的反應(yīng)能與酸,亞硝酸,?;噭?甲醛,過氧化氫等反應(yīng)(丙)兩性和等電點(diǎn)
1)、氨基酸的酸堿性氨基酸中有兩性基團(tuán),既能和酸反應(yīng),也能與堿反應(yīng)。在強(qiáng)酸性溶液中以正離子存在,在強(qiáng)堿性溶液中以負(fù)離子存在,在等電點(diǎn)時(shí),氨基酸主要以兩性離子存在:氨基酸負(fù)離子兩性離子氨基酸正離子2)、氨基酸的等電點(diǎn)氨基酸為兩性化合物,能與酸或堿生成鹽。等電點(diǎn):溶液中兩性濃度達(dá)到極大值,由于分子的凈電荷為零,稱為等電點(diǎn)。氨基酸在等電點(diǎn)的溶解度達(dá)到極小值。不同的氨基酸,等電點(diǎn)不同.
負(fù)離子偶極離子正離子(強(qiáng)堿中)pH=pI(強(qiáng)酸中)
pI:等電點(diǎn)
中性氨基酸的等電點(diǎn)在5-6.5之間;酸性氨基酸的等電點(diǎn)在2.8-3.2之間堿性氨基酸的等電點(diǎn)在7.6-10.8之間例:甘氨酸的等電點(diǎn)5.97,pH為10時(shí),其主要形式為:
丙氨酸的等電點(diǎn)為6.02,pH為1時(shí),其主要形式為:
(?。┡c水合茚三酮反應(yīng)-氨基酸與水合茚三酮反應(yīng)生成藍(lán)紫色負(fù)離子,其強(qiáng)度正比于負(fù)離子的濃度,因此茚三酮可用于氨基酸的定性和定量試驗(yàn):脯氨酸含亞氨基,反應(yīng)得黃棕色化合物,也可用于定性和定量試驗(yàn)。
3.2多肽多肽是由-氨基酸以肽鍵按一定順序結(jié)合而成的。通常相對(duì)分子質(zhì)量低于10000,能透過半透膜,不被三氯乙酸或硫酸銨沉淀。在寫結(jié)構(gòu)式時(shí),一般將N-端寫在左邊,C-端寫在右邊,如:
多肽的命名
以C-端的氨基酸為母體,其余酰基名稱從左到右依次寫在母體名稱之前,例如:丙氨酰半胱氨酰甘氨酸(丙-半胱-甘)(丙半胱甘肽),三個(gè)氨基酸縮合而成的稱為三肽。
肽鍵
氨基酸以酰胺形式連接起來的鍵稱為肽鍵,羰基碳、氮及連接它們的四個(gè)原子處于同一平面,C-N不能自由旋轉(zhuǎn):酰胺平面兩側(cè)的C-N和C-C鍵可以自由旋轉(zhuǎn)。
(2)多肽結(jié)構(gòu)的測(cè)定測(cè)定多肽分子中氨基酸的順序:(甲)、肽的水解多肽在6mol/LHCl,105C水解,水解后的氨基酸可用氨基酸分析儀分離和測(cè)定。(乙)、氨基酸順序的測(cè)定測(cè)定N端和C端1)測(cè)定N端的方法i、2,4-二硝基氟代苯與多肽N端氨基反應(yīng)(分離N二硝基苯基氨基酸時(shí),整個(gè)多肽鏈都分解成氨基酸)ii、異硫氰酸苯酯法,可不斷測(cè)定N端:
2)測(cè)定C端的方法i、多肽與肼的反應(yīng)C端的氨基酸不與肼反應(yīng),其余的氨基酸,因所有的肽鍵(酰胺)與肼反應(yīng)生成酰肼,可加以區(qū)別。加肼后與2,4-二硝基氟代苯反應(yīng),仍有酸性的氨基酸為C-碳端氨基酸。ii、羧肽酶A可使C端的氨基酸一個(gè)個(gè)漸次分解,從而可測(cè)定五、六個(gè)肽鏈的氨基酸順序。
肽鏈選擇性地裂解并鑒定相對(duì)分子質(zhì)量較大的多肽裂解成小碎片,一一測(cè)定這些小碎片的順序,最后推斷出多肽的氨基酸順序.例如,催產(chǎn)激素,是九肽,二硫鍵在多肽中起交聯(lián)作用,是重要的共價(jià)鍵:通過其水解碎片的分析可得出上述結(jié)論。再如:一個(gè)七肽,是由甘氨酸、絲氨酸、二個(gè)丙氨酸、二個(gè)組氨酸、和門冬氨酸構(gòu)成的,它水解成三肽為:甘-絲-門冬;組-丙-甘;門冬-組-丙不難分析出:組-丙-甘-絲-門冬-組-丙
(3)多肽的合成氨基的保護(hù)
芐氧羰基(C6H5CH2OCO-)是常用的保護(hù)基,氨基酸與氯甲酸芐酯在堿性溶液中反應(yīng),即生成N-芐氧羰基氨基酸。芐氧羰基可以用催化氫化的方法除去。
另一個(gè)常用的保護(hù)基為叔丁氧羰基(BOC),氨基酸與氯甲酸叔丁酯反應(yīng),生成N-叔丁氧羰基氨基酸。叔丁氧羰基可用無水酸處理來除去。(如用三氟乙酸處理)
羧基的保護(hù)
保護(hù)方法是轉(zhuǎn)變?yōu)轷?,常用的酯是芐酯或叔丁酯。芐酯可用催化氫化的方法除去。叔丁酯在溫和的酸性條件下可水解。
肽鍵的生成
加入一種偶聯(lián)劑,使游離羧基活化,常用的偶聯(lián)劑為N,N’-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)
固相合成法樹脂表面氯甲基化與保護(hù)了氨基的氨基酸中的羧基反應(yīng)去氨基保護(hù)與另一保護(hù)了氨基的氨基酸中的羧基反應(yīng)3.3蛋白質(zhì)(1)蛋白質(zhì)的組成含C,H,O,N,S等,有還含P和FeCHONS50-55%6-7%20-23%15-17%0.3-2.5%大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量相當(dāng)接近,平均為16%,因此在生物試樣中每克氮相當(dāng)于6.25克蛋白質(zhì)。
(2)
蛋白質(zhì)的組成(甲)溶液的性質(zhì)蛋白質(zhì)是大分子化合物,分子顆粒的直徑在膠粒的幅度內(nèi)(1-100m)呈膠體性質(zhì)。多數(shù)蛋白質(zhì)可溶于水或其它極性溶劑,不溶于非極性溶劑,具有親水膠體溶液的性質(zhì),能電泳,不能透過半透膜。利用這性質(zhì)分離蛋白質(zhì)稱為滲析法。(乙)鹽析鹽加入蛋白質(zhì)溶液中,達(dá)到相當(dāng)濃度時(shí),可使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀出來,這種作用稱為鹽析。這是一個(gè)可逆過程。利用各種不同蛋白質(zhì)沉淀析出所需鹽的最低濃度的不同可分離蛋白質(zhì)。(丙)兩性和等電點(diǎn)強(qiáng)酸性溶液中,蛋白質(zhì)以正離子形式存在,電場(chǎng)中向陰極移動(dòng),強(qiáng)堿性溶液中,以負(fù)離子形式存在,電場(chǎng)中向陽極移動(dòng):在同一pH溶液中,各種蛋白質(zhì)所帶電荷的性質(zhì)、數(shù)量不同,分子大小不同,因此在電場(chǎng)中移動(dòng)的速度不同,這是電泳分析法的基礎(chǔ)。(丁)蛋白質(zhì)的變性在熱、紫外線、X射線以及某些化學(xué)試劑作用下,蛋白質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生不可逆的變化,導(dǎo)致其溶解度降低而凝結(jié),這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。能使蛋白質(zhì)變性的化學(xué)試劑有硝酸、三氯乙酸、單寧酸、苦味酸、重金屬鹽、尿素、丙酮等。蛋白質(zhì)的變性破壞了蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)。(戊)蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)1)縮二脲反應(yīng)與縮二脲(H2NCONHCONH2)一樣,在蛋白質(zhì)溶液中加入堿和稀硫酸銅溶液,顯紫色的反應(yīng)。二肽以上的多肽都有此反應(yīng)。2)蛋白質(zhì)黃色反應(yīng)某些蛋白質(zhì)遇硝酸后變成黃色,這是由于蛋白質(zhì)中含苯環(huán)的氨基酸發(fā)生了硝化反應(yīng)。4)茚三酮反應(yīng)蛋白質(zhì)與茚三酮試劑反應(yīng)生成藍(lán)紫色化合物。(3)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1)、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)各種氨基酸按一定的排列順序構(gòu)成的蛋白質(zhì)肽鏈骨架是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu),又稱一級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的次級(jí)鍵氫鍵可在主鏈的肽鍵之間形成,也可能在側(cè)鏈與側(cè)鏈之間或側(cè)鏈與主鏈之間形成。
2)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指肽鏈的局部在空間的排列(構(gòu)象)。肽鏈的立體圖形和鍵長(zhǎng)(nm)
構(gòu)象a構(gòu)象b部分肽鏈在空間的排列(i)、-螺旋在-螺旋中肽鏈排列成右螺旋(按順時(shí)針方向盤旋前進(jìn)),在同一肽鏈中的C=O基和NH之間生成氫鍵,氨基酸中的側(cè)鏈則指向螺旋的外邊。
(ii)、-折疊其特點(diǎn)是肽鏈伸展成鋸齒形。相鄰的肽鏈平行排列,它們之間有氫鍵相連,許多肽鍵排列成與扇面相似的折疊面,氨基酸中的側(cè)鏈R交替伸向面的上下。
(iii)、-轉(zhuǎn)角蛋白質(zhì)分子中肽鏈出現(xiàn)180的回折,形成-轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu):(iv)、無規(guī)卷曲沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈的構(gòu)象稱為無規(guī)卷曲。
3)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上整個(gè)肽鏈由于卷曲、盤旋和折疊而成的特定的空間排列,除依靠氫鍵穩(wěn)定外,還依靠二硫鍵、離子鍵及范德華力等作用。
蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu):由多條肽鏈組成的蛋白質(zhì),涉及整個(gè)分子中肽鏈的聚集狀態(tài)的即為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。
(4)
酶許多天然蛋白質(zhì)在生物反應(yīng)中起作用,這就是酶。
1)、酶的組成:單純酶與結(jié)合酶。結(jié)合酶由酶蛋白與輔酶或輔基組成(與酶蛋白結(jié)合得較牢固的輔酶稱為輔基)輔酶或輔基就其化學(xué)組成分兩類:一類是無機(jī)的金屬元素,如銅、鋅、錳;另一類是低相對(duì)分子質(zhì)量的有機(jī)化合物,如血紅素、葉綠素和某些維生素等。
2)、酶催化反應(yīng)的特異性a、催化效力高(比化學(xué)催化劑高108-1010倍)b、具有化學(xué)選擇性(麥芽糖酶只能使-葡萄糖苷鍵斷裂)c、具有立體選擇性(酵母中的酶只能使天然D型糖發(fā)酵)d、一般在溫和條件下進(jìn)行催化作用(pH7,37C左右)3.4核酸
(1)核酸的組成核苷酸是構(gòu)成核酸的單體,由磷酸、戊糖和堿基三部分組成。a、堿基核苷酸中的堿為嘧啶和嘌呤衍生物,(圓圈表示與成苷有關(guān)的氫):胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)(RNA,DNA)(RNA)(DNA)RNA:核糖核酸
DNA:脫氧核糖核酸
腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)(RNA,DNA)(RNA,DNA)b、兩種核糖DNA中的糖為-D-2-脫氧核糖:RNA中的糖為-D-核糖:
-麥芽糖可通過開鏈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為-麥芽糖,有變旋光現(xiàn)象,可以成脎,是還原糖。加入一種偶聯(lián)劑,使游離羧基活化,常用的偶聯(lián)劑為N,N’-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)脲苷(U)腺苷(A)其特點(diǎn)是肽鏈伸展成鋸齒形。蔗糖是右旋的,比旋光度+66(D-葡萄糖是+52,D-果糖是-92),因此稱其水解為轉(zhuǎn)化反應(yīng),水解后得到的是轉(zhuǎn)化糖。(如用三氟乙酸處理)大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量相當(dāng)接近,平均為16%,因此在生物試樣中每克氮相當(dāng)于6.在D-葡萄糖水溶液中,-D-葡萄糖含量比-D-葡萄糖多(64:36),這
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