1
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院第二十二章氨基酸、多肽、蛋白质和核酸基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院
§ 22~1 氨基酸一、分类、命名和构型
RC
NH
2
H
COOH
组成蛋白质的氨基酸（天然产氨基酸）都是α -氨基酸，即在
α -碳原子上有一个氨基，可用下式表示：
1．分类,按烃基类型可分为脂肪族氨基酸，芳香族氨基酸，含杂环氨基酸。按分子中氨基和羧基的数目分为中性氨基酸，酸性氨基酸，碱性氨基酸。
2．命名,多按其来源或性质而命名。国际上有通用的符号（见
P
658
表 22-1）。
3．构型,用 D/ L体系表示 ——在费歇尔投影式中氨基位于横键右边的为 D型，位于左边的为 L型。例如：
HCNH
2
COOH
R
CH
COOH
R
NH
2
D-氨基酸 L-氨基酸基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院二、氨基酸的性质
1．氨基酸的酸 -碱性 ——两性与等电点 P
660~662
氨基酸分子中的氨基是碱性的，而羧基是酸性的，因而氨基酸既能与酸反应，也能与碱反应，是一个两性化合物。
R CH COOH
NH
2
RCHCOO
NH
2
R CH COOH
NH
3
OH
H
（ 1）两性氨基酸在一般情况下不是以游离的羧基或氨基存在的，
而是两性电离，在固态或水溶液中形成内盐。
R CH COOH
NH
2
RCHCOO
NH
3
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院
（ 2）等电点在氨基酸水溶液中加入酸或碱，至使羧基和氨基的离子化程度相等
（即氨基酸分子所带电荷呈中性 ——处于等电状态）时溶液的 pH值称为氨基酸的等电点。常以 pI表示。
R CH COOH
NH
3
RCHCOO
NH
3
RCHCOO
NH
2
R CH COOH
NH
2
OH
H
OH
H
溶液 pH>等电点 等电点 (pI) 溶液 pH<等电点注：
1°等电点为电中性而不是中性（即 pH=7），在溶液中加入电极时其电荷迁移为零。
中性氨基酸 pI = 4.8~6.3
酸性氨基酸 pI = 2.7~3.2
碱性氨基酸 pI = 7.6~10.8
2°等电点时，偶极离子在水中的溶解度最小，易结晶析出。
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2．氨基酸氨基的反应
（ 1）氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺。
R' COCl NH2 CH
R
COOH R' C NH
O
CH
R
COOH+ + HCl
在蛋白质的合成过程中为了保护氨基则用苄氧甲酰氯作为酰化剂。
NH
2
CH
R
COOH CNH
O
CH
R
COOH+CH
2
OCCl
O
CH
2
O
（ 2）氨基的烃基化 氨基酸与 RX作用则烃基化成 N-烃基氨基酸：
NH
2
CH
R
COOH NH CH
R
COOH+
NO
2
NO
2F
NO
2
NO
2
氟代二硝基苯在多肽结构分析中用作测定 N端的试剂。
（ 3）与亚硝酸反应反应是定量完成的，衡量的放出 N
2
，测定 N
2
的体积便可计算出氨基酸只氨基的含量。
CHR COOH + HNO
2
CHR COOH
NH
2
OH
N
2 H2O++
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(4) 与茚三酮反应
α -氨基酸在碱性溶液中与茚三酮作用，生成显蓝色或紫红色的有色物质，是鉴别α -氨基酸的灵敏的方法。
C
C
C
O
O
O
C
C
C
O
O
OH
OH
H
2
O
茚三酮水合茚三酮
C
C
C
O
O
OH
OH
RCHCOOH
NH
2
C
C
C
O
O
C
C
C
O
N
HO
+
+
RCHO
CO
H
2
O3
3．氨基酸羧基的反应氨基酸分子中羧基的反应主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性质。
2
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院三、氨基酸的制备氨基酸的制取主要有三条途径：即蛋白质水解、有机合成和发酵法。
氨基酸的合成方法主要有三种：
1．由醛制备 醛在氨存在下加氢氰酸生成α -氨基腈，后者水解生成α -氨基酸。
C
6
H
5
CH
2
CHO
NH
3
,HCN
C
6
H
5
CH
2
CHCN
NaOH,H
2
O
H
3
O
(1)
(2)
NH
2
C
6
H
5
CH
2
CHCO
2
NH
3
苯丙氨酸
74%
例如：
2．α - 卤代酸的氨化
R CH COOH + NH
3
X
R CH COOH + HX
NH
2
此法有副产物仲胺和叔胺生成，不易纯化。因此，常用盖伯瑞尔法代替上法。
C
NH
O
O
X CH
R
COOR'
C
N
O
O
CH
R
COOR'+
H
3
O COOH
COOH
CH
R
COOHNH
2
+ R'OH+
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3．由丙二酸酯法合成此法应用的方式多种多样，其基本合成路线是：
CH
2
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
Br
2
CCl
4
CH
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
Br C
NK
C
O
O
C
N
C
O
O
CH
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ONa
PhCH
2
Br
(1)
(2)
C
N
C
O
O
C
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
CH
2
Ph
H
3
O
CO
2
(1)
(2) C
N
C
O
O
CH
CH
2
Ph
COOH
NH
2
NH
2
C
C
O
O
CH
CH
2
Ph
COOHNH
2
NH
NH
+
D,L-苯丙氨酸合成的氨基酸是外消旋体，拆分后才能得到 D-合 L-氨基酸。
氨基酸的化学合成 1850年就已实现，但氨基酸的发酵法生产在一百年后的 1957年才得以实现用糖类（淀粉）发酵生产谷氨酸。
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§22 ~2 多肽一、多肽的组成和命名
1,肽和肽键一分子氨基酸中的羧基与另一分子氨基酸分子的氨基脱水而形成的酰胺叫做肽，其形成的酰胺键称为肽键。
NH
2
CH
R
C
O
OH NH
2
CH
R'
COOH
+
- H
2
O
NH
2
CH
R
C
O
NH CH
R'
COOH
肽键由 n个α -氨基酸缩合而成的肽称为 n肽，由多个α -氨基酸缩合而成的肽称为多肽。一般把含 100个以上氨基酸的多肽（有时是含
50个以上）称为蛋白质。
无论肽链有多长，在链的两端一端有游离的氨基（ -NH
2
），称为
N端；链的另一端有游离的羧基（ -COOH），称为 C端。
NH
2
CH
R
C
O
NH CH
R'
C
O
NH CH
R''
COOH
n
CN
端端基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院
2．肽的命名根据组成肽的氨基酸的顺序称为某氨酰某氨酰 …某氨酸（简写为某、某、某）。
NH
2
CH
CH
3
C
O
NH C
O
NH CH
CH
2
C
6
H
5
COOHCH
CH
2
OH
丙氨酰丝氨酰苯丙氨酸（丙 丝 苯丙）
例如：
很多多肽都采用俗名，如催产素、胰岛素等。
二、多肽结构的测定由氨基酸组成的多肽数目惊人，情况十分复杂。假定 100个氨基酸聚合成线形分子，可能具有 20
100
种多肽。
例如：由甘氨酸、缬氨酸、亮氨酸三种氨基酸就可组成六种三肽。
甘 -缬 -亮； 甘 -亮 -缬； 缬 -亮 -甘； 缬 -甘 -亮； 亮 -甘 -缬； 亮 -缬 -甘。
多肽结构的测定主要是作如下工作：
① 了解某一多肽是由哪些氨基酸组成的。
② 各种氨基酸的相对比例。
③ 确定各氨基酸的排列顺序。
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院多肽结构测定工作步骤如下：
1．测定分子量
2．氨基酸的定量分析现代方法是将水解后的氨基酸混和液用氨基酸分析仪进行分离和测定。
HCl
H
2
O
多肽氨基酸层析法分离各种氨基酸各种氨基酸的含量
3．端基分析（测定 N端和 C端）
（ 1）测定 N端（有两种方法）
A,2,4-二硝基氟苯法 ——桑格尔 (Sanger-英国人 )法
2,4- 二 硝基氟苯与氨基酸的 N端氨基反应后，再水解，分离除 N-二硝基苯基氨基酸，用色谱法分析，即可知道 N端为何氨基酸。
O
2
NFH2NCH
R
CONH CH
R'
CONH
……
…+
O
2
N HN CH
R
CONH CH
R'
CONH …
NO
2
NO
2
Na
2
CO
3
HCl
O
2
N HN CH
R
COOH
NO
2
CH
R'
COOH+ H
2
N +
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B,异硫氰酸苯酯 (Ph-N=C=S)法 ——艾德曼 (Edman)降解法。
C
6
H
5
N=C=S NH
2
CHCONH
R
多肽
+ C
6
H
5
NHC多肽
S
NH CH
R
C
O
NH
<
>pH 7
pH 7
C
N
C
CH
H
N
C
6
H
5
O
R
S
+
多肽测定咪唑衍生物的 R，即可知是哪种氨基酸。
2,4- 二硝基氟苯法的缺点是所有的肽键都被水解掉了。异硫氰酸苯酯法的特点是，除多肽N端的氨基酸外，其余多肽链会保留下来。这样就可以继续不断的测定其N端。
3
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（ 2）测定 C端
A 多肽与肼反应所有的肽键（酰胺）都与肼反应而断裂成酰肼，只有 C端的氨基酸有游离的羧基，不会与肼反应成酰肼。这就是说与肼反应后仍具有游离羧基的氨基酸就是多肽 C端的氨基酸。
B 羧肽酶水解法在羧肽酶催化下，多肽链中只有 C端的氨基酸能逐个断裂下来。
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院三、多肽的合成要使各种氨基酸按一定的顺序连接起来形成多肽是一向十分复杂的化学工程，需要解决许多难题。
1．保护 -NH
2
或 -COOH
氨基酸是多官能团化合物，在按要求形成肽键时，必须将两个官能团中的一个保护起来，留下一个去进行指定的反应，才能达到合成的目的。对保护基的要求是：易引入，之后又易除去。
我们把保护 -NH
2
称为代帽子，保护羧基称为穿靴子。
2．活化反应基团（活化 -NH
2
或 -COOH）
通常是保护 -NH
2
及 -OH,-SH等，活化 -COOH（具体方法 -略）
3．生物活性合成多肽必须保证氨基酸的排列顺序与天然多肽相同，并与天然多肽不论在物理、化学性质和生物活力各方面都一样，才具有意义,
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§22 ~3 蛋白质分子量在 1000以上，构型复杂的多肽称为蛋白质。
一、蛋白质的分类
1 根据蛋白质的形状分为：
（ 1）纤维蛋白质 如丝蛋白、角蛋白等；
（ 2）球状蛋白质 如蛋清蛋白、酪蛋白、血红蛋白、γ -球代表蛋白（感冒抗体）等。
2 根据组成分：
（ 1） 单纯蛋白质 ——其水解最终产物是α - 氨基酸。
（ 2） 结合蛋白质 ——α - 氨基酸 + 非蛋白质（辅基）
辅基为糖时称为糖蛋白；辅基为核酸时称为核蛋白；辅基为血红素时称为血红素蛋白等。
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3 根据蛋白质的功能分：
（ 1） 活性蛋白 按生理作用不同又可分为：酶、
激素、抗体、收缩蛋白、运输蛋白等。
（ 2）非活性蛋白 担任生物的保护或支持作用的蛋白，但本身不具有生物活性的物质。例如：贮存蛋白（清蛋白、酪蛋白等），结构蛋白（角蛋白、弹性蛋白胶原等）等等。
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院二、蛋白质的结构各种蛋白质的特定结构，决定了各种蛋白质的特定生理功能。
蛋白质种类繁多，结构极其复杂。通过长期研究确定，蛋白质的结构可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
1．蛋白质的一级结构由各氨基酸按一定的排列顺序结合而形成的多肽链（ 50个以上氨基酸）称为蛋白质的一级结构。
对某一蛋白质，若结构顺序发生改变，则可引起疾病或死亡。
例如，血红蛋白是由两条α-肽链（各为141肽）和两条β-肽链
（各为146肽）四条肽链（共574肽）组成的。
在β链,N-6为谷氨酸，若换为缬氨酸，则造成红血球附聚，
即由球状变成镰刀状，若得了这种病（镰刀形贫血症）不到十年就会死亡。
2．蛋白质的二级结构多肽链中互相靠近的氨基酸通过氢键的作用而形成的多肽在空间排列（构象）称为蛋白质的二级结构。
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3．蛋白质的三级结构由蛋白质的二级结构在空间盘绕、折叠,卷曲而形成的更为复杂的空间构象称为蛋白质的三级结构。
形成三级结构后，亲水基团在结构外，憎 水基团在结构内，故球状蛋白溶于水。
4．蛋白质的四级结构由一条或几条多肽链构成蛋白质的最小单 位称为蛋白质亚基，
由几个亚基借助各种副键的作用而构成的一定空间结构称为蛋白质的四级结构。
三、蛋白质的性质
1．两性及等电点多肽链中有游离的氨基和羧基等酸碱基团，具有两性。
P
COO
NH
2
H
OH
P
COO
NH
3
P
COOH
NH
3
H
OH
P = Protin
pH <
>
pH pI
pH pI
蛋白质
4
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2．胶体性质与沉淀作用
（ 1）可逆沉淀（盐析）
（ 2）不可逆蛋白质与重金属盐作用，或在蛋白质溶液中加入有机溶剂
（如丙酮、乙醇等）则发生不可逆沉淀。
蛋白质溶液碱金属盐或铵盐沉淀溶解
（蛋白质）
H
2
O
3．蛋白质的变性作用蛋白质在一定条件下，共价键不变，但构象发生变化而丧失生物活性的过程成为蛋白质的变性作用。
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4．蛋白质的颜色反应
（ 1）缩二脲反应 蛋白质与新配置的碱性硫酸铜溶液反应，呈紫色，称为缩二脲反应。
（ 2）蛋白黄反应 蛋白质中含有苯环的氨基酸，遇浓硝酸发生硝化反应而生成黄色硝基化合物的反应称为蛋白黄反应。
（ 3）米勒反应 蛋白质中酪氨酸的酚基遇到硝酸汞的硝酸溶液呈红色。
（ 4）茚三酮反应 蛋白质与稀的茚三酮溶液共热，即呈现蓝色。
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院四、酶
1,酶的组成辅酶的种类颇多，按其化学组成可分两类：
(1) 无机的金属元素，如铜、锌、锰。
(2) 相对分子质量低的有机物，如血红素、叶绿素、肌醇、烟酰胺、维生素 B
1
,B
2
,B
6
,B
12
等等。
医疗上口服或注射维生素，就是给人体补充辅酶，以提高肌体内某些酶的活性
，调节代谢，而达到治疗和增进健康的目的。
酶蛋白可以是一条肽链，或多条肽链组成的。但所有的酶都是球状结构的。
酶单纯酶（催化活性仅由蛋白质的结构决定）
结合酶（蛋白质 辅酶），催化活性由蛋白质和辅酶共同配合完成。+
2,酶催化反应的特异性
(1) 催化效率高（比一般催化剂高 10
8
~10
10
倍）。
(2) 选择性强
(3)反应条件温和 ——一般是在常温常压和 pH 7左右进行的。
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§22 ~4 核酸核酸是控制生物遗传和支配蛋白质合成的模型。没有核酸，就没有蛋白质。因此，核酸是最根本的生命的物质基础。对核酸的研究是现代科学研究领域最吸引人的课题。
一、核酸的组成核蛋白蛋白质核酸胰酶核苷酸肠酶核苷碱基核糖
（脱氧核糖）
磷酸二、核酸的结构核酸和蛋白质一样，也有单体排列顺序和空间关系问题，因此，核酸也有一级结构、二级结构和三级结构的问题。
三、核酸的生物功能核酸在生物的遗传变异、生长发育及蛋白质的合成中起着重要作用。
DNA——遗传基因，转录副本，将遗传信息传到子代。是蛋白质合成的模板。
RNA——决定蛋白质的生物合成（合成蛋白质的工厂）
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院重点：
一、α-氨基酸的反应
1.酯化（-COOH的共性）
2.酰化（-NH
2
的共性）
3.显色反应：具有游离氨基的氨基酸与水合茚三酮反应，呈紫色。（脯氨酸呈黄色或橙色）
二、等电点：氨基酸分子所带的净电荷为零时的pH值，用Ip(isoelectric point)表示三、α-氨基酸的合成
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院第二十二章氨基酸、多肽、蛋白质和核酸基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院
§ 22~1 氨基酸一、分类、命名和构型
RC
NH
2
H
COOH
组成蛋白质的氨基酸（天然产氨基酸）都是α -氨基酸，即在
α -碳原子上有一个氨基，可用下式表示：
1．分类,按烃基类型可分为脂肪族氨基酸，芳香族氨基酸，含杂环氨基酸。按分子中氨基和羧基的数目分为中性氨基酸，酸性氨基酸，碱性氨基酸。
2．命名,多按其来源或性质而命名。国际上有通用的符号（见
P
658
表 22-1）。
3．构型,用 D/ L体系表示 ——在费歇尔投影式中氨基位于横键右边的为 D型，位于左边的为 L型。例如：
HCNH
2
COOH
R
CH
COOH
R
NH
2
D-氨基酸 L-氨基酸基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院二、氨基酸的性质
1．氨基酸的酸 -碱性 ——两性与等电点 P
660~662
氨基酸分子中的氨基是碱性的，而羧基是酸性的，因而氨基酸既能与酸反应，也能与碱反应，是一个两性化合物。
R CH COOH
NH
2
RCHCOO
NH
2
R CH COOH
NH
3
OH
H
（ 1）两性氨基酸在一般情况下不是以游离的羧基或氨基存在的，
而是两性电离，在固态或水溶液中形成内盐。
R CH COOH
NH
2
RCHCOO
NH
3
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（ 2）等电点在氨基酸水溶液中加入酸或碱，至使羧基和氨基的离子化程度相等
（即氨基酸分子所带电荷呈中性 ——处于等电状态）时溶液的 pH值称为氨基酸的等电点。常以 pI表示。
R CH COOH
NH
3
RCHCOO
NH
3
RCHCOO
NH
2
R CH COOH
NH
2
OH
H
OH
H
溶液 pH>等电点 等电点 (pI) 溶液 pH<等电点注：
1°等电点为电中性而不是中性（即 pH=7），在溶液中加入电极时其电荷迁移为零。
中性氨基酸 pI = 4.8~6.3
酸性氨基酸 pI = 2.7~3.2
碱性氨基酸 pI = 7.6~10.8
2°等电点时，偶极离子在水中的溶解度最小，易结晶析出。
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2．氨基酸氨基的反应
（ 1）氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺。
R' COCl NH2 CH
R
COOH R' C NH
O
CH
R
COOH+ + HCl
在蛋白质的合成过程中为了保护氨基则用苄氧甲酰氯作为酰化剂。
NH
2
CH
R
COOH CNH
O
CH
R
COOH+CH
2
OCCl
O
CH
2
O
（ 2）氨基的烃基化 氨基酸与 RX作用则烃基化成 N-烃基氨基酸：
NH
2
CH
R
COOH NH CH
R
COOH+
NO
2
NO
2F
NO
2
NO
2
氟代二硝基苯在多肽结构分析中用作测定 N端的试剂。
（ 3）与亚硝酸反应反应是定量完成的，衡量的放出 N
2
，测定 N
2
的体积便可计算出氨基酸只氨基的含量。
CHR COOH + HNO
2
CHR COOH
NH
2
OH
N
2 H2O++
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(4) 与茚三酮反应
α -氨基酸在碱性溶液中与茚三酮作用，生成显蓝色或紫红色的有色物质，是鉴别α -氨基酸的灵敏的方法。
C
C
C
O
O
O
C
C
C
O
O
OH
OH
H
2
O
茚三酮水合茚三酮
C
C
C
O
O
OH
OH
RCHCOOH
NH
2
C
C
C
O
O
C
C
C
O
N
HO
+
+
RCHO
CO
H
2
O3
3．氨基酸羧基的反应氨基酸分子中羧基的反应主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性质。
2
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院三、氨基酸的制备氨基酸的制取主要有三条途径：即蛋白质水解、有机合成和发酵法。
氨基酸的合成方法主要有三种：
1．由醛制备 醛在氨存在下加氢氰酸生成α -氨基腈，后者水解生成α -氨基酸。
C
6
H
5
CH
2
CHO
NH
3
,HCN
C
6
H
5
CH
2
CHCN
NaOH,H
2
O
H
3
O
(1)
(2)
NH
2
C
6
H
5
CH
2
CHCO
2
NH
3
苯丙氨酸
74%
例如：
2．α - 卤代酸的氨化
R CH COOH + NH
3
X
R CH COOH + HX
NH
2
此法有副产物仲胺和叔胺生成，不易纯化。因此，常用盖伯瑞尔法代替上法。
C
NH
O
O
X CH
R
COOR'
C
N
O
O
CH
R
COOR'+
H
3
O COOH
COOH
CH
R
COOHNH
2
+ R'OH+
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院
3．由丙二酸酯法合成此法应用的方式多种多样，其基本合成路线是：
CH
2
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
Br
2
CCl
4
CH
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
Br C
NK
C
O
O
C
N
C
O
O
CH
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ONa
PhCH
2
Br
(1)
(2)
C
N
C
O
O
C
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
CH
2
Ph
H
3
O
CO
2
(1)
(2) C
N
C
O
O
CH
CH
2
Ph
COOH
NH
2
NH
2
C
C
O
O
CH
CH
2
Ph
COOHNH
2
NH
NH
+
D,L-苯丙氨酸合成的氨基酸是外消旋体，拆分后才能得到 D-合 L-氨基酸。
氨基酸的化学合成 1850年就已实现，但氨基酸的发酵法生产在一百年后的 1957年才得以实现用糖类（淀粉）发酵生产谷氨酸。
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§22 ~2 多肽一、多肽的组成和命名
1,肽和肽键一分子氨基酸中的羧基与另一分子氨基酸分子的氨基脱水而形成的酰胺叫做肽，其形成的酰胺键称为肽键。
NH
2
CH
R
C
O
OH NH
2
CH
R'
COOH
+
- H
2
O
NH
2
CH
R
C
O
NH CH
R'
COOH
肽键由 n个α -氨基酸缩合而成的肽称为 n肽，由多个α -氨基酸缩合而成的肽称为多肽。一般把含 100个以上氨基酸的多肽（有时是含
50个以上）称为蛋白质。
无论肽链有多长，在链的两端一端有游离的氨基（ -NH
2
），称为
N端；链的另一端有游离的羧基（ -COOH），称为 C端。
NH
2
CH
R
C
O
NH CH
R'
C
O
NH CH
R''
COOH
n
CN
端端基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院
2．肽的命名根据组成肽的氨基酸的顺序称为某氨酰某氨酰 …某氨酸（简写为某、某、某）。
NH
2
CH
CH
3
C
O
NH C
O
NH CH
CH
2
C
6
H
5
COOHCH
CH
2
OH
丙氨酰丝氨酰苯丙氨酸（丙 丝 苯丙）
例如：
很多多肽都采用俗名，如催产素、胰岛素等。
二、多肽结构的测定由氨基酸组成的多肽数目惊人，情况十分复杂。假定 100个氨基酸聚合成线形分子，可能具有 20
100
种多肽。
例如：由甘氨酸、缬氨酸、亮氨酸三种氨基酸就可组成六种三肽。
甘 -缬 -亮； 甘 -亮 -缬； 缬 -亮 -甘； 缬 -甘 -亮； 亮 -甘 -缬； 亮 -缬 -甘。
多肽结构的测定主要是作如下工作：
① 了解某一多肽是由哪些氨基酸组成的。
② 各种氨基酸的相对比例。
③ 确定各氨基酸的排列顺序。
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院多肽结构测定工作步骤如下：
1．测定分子量
2．氨基酸的定量分析现代方法是将水解后的氨基酸混和液用氨基酸分析仪进行分离和测定。
HCl
H
2
O
多肽氨基酸层析法分离各种氨基酸各种氨基酸的含量
3．端基分析（测定 N端和 C端）
（ 1）测定 N端（有两种方法）
A,2,4-二硝基氟苯法 ——桑格尔 (Sanger-英国人 )法
2,4- 二 硝基氟苯与氨基酸的 N端氨基反应后，再水解，分离除 N-二硝基苯基氨基酸，用色谱法分析，即可知道 N端为何氨基酸。
O
2
NFH2NCH
R
CONH CH
R'
CONH
……
…+
O
2
N HN CH
R
CONH CH
R'
CONH …
NO
2
NO
2
Na
2
CO
3
HCl
O
2
N HN CH
R
COOH
NO
2
CH
R'
COOH+ H
2
N +
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B,异硫氰酸苯酯 (Ph-N=C=S)法 ——艾德曼 (Edman)降解法。
C
6
H
5
N=C=S NH
2
CHCONH
R
多肽
+ C
6
H
5
NHC多肽
S
NH CH
R
C
O
NH
<
>pH 7
pH 7
C
N
C
CH
H
N
C
6
H
5
O
R
S
+
多肽测定咪唑衍生物的 R，即可知是哪种氨基酸。
2,4- 二硝基氟苯法的缺点是所有的肽键都被水解掉了。异硫氰酸苯酯法的特点是，除多肽N端的氨基酸外，其余多肽链会保留下来。这样就可以继续不断的测定其N端。
3
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（ 2）测定 C端
A 多肽与肼反应所有的肽键（酰胺）都与肼反应而断裂成酰肼，只有 C端的氨基酸有游离的羧基，不会与肼反应成酰肼。这就是说与肼反应后仍具有游离羧基的氨基酸就是多肽 C端的氨基酸。
B 羧肽酶水解法在羧肽酶催化下，多肽链中只有 C端的氨基酸能逐个断裂下来。
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院三、多肽的合成要使各种氨基酸按一定的顺序连接起来形成多肽是一向十分复杂的化学工程，需要解决许多难题。
1．保护 -NH
2
或 -COOH
氨基酸是多官能团化合物，在按要求形成肽键时，必须将两个官能团中的一个保护起来，留下一个去进行指定的反应，才能达到合成的目的。对保护基的要求是：易引入，之后又易除去。
我们把保护 -NH
2
称为代帽子，保护羧基称为穿靴子。
2．活化反应基团（活化 -NH
2
或 -COOH）
通常是保护 -NH
2
及 -OH,-SH等，活化 -COOH（具体方法 -略）
3．生物活性合成多肽必须保证氨基酸的排列顺序与天然多肽相同，并与天然多肽不论在物理、化学性质和生物活力各方面都一样，才具有意义,
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§22 ~3 蛋白质分子量在 1000以上，构型复杂的多肽称为蛋白质。
一、蛋白质的分类
1 根据蛋白质的形状分为：
（ 1）纤维蛋白质 如丝蛋白、角蛋白等；
（ 2）球状蛋白质 如蛋清蛋白、酪蛋白、血红蛋白、γ -球代表蛋白（感冒抗体）等。
2 根据组成分：
（ 1） 单纯蛋白质 ——其水解最终产物是α - 氨基酸。
（ 2） 结合蛋白质 ——α - 氨基酸 + 非蛋白质（辅基）
辅基为糖时称为糖蛋白；辅基为核酸时称为核蛋白；辅基为血红素时称为血红素蛋白等。
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3 根据蛋白质的功能分：
（ 1） 活性蛋白 按生理作用不同又可分为：酶、
激素、抗体、收缩蛋白、运输蛋白等。
（ 2）非活性蛋白 担任生物的保护或支持作用的蛋白，但本身不具有生物活性的物质。例如：贮存蛋白（清蛋白、酪蛋白等），结构蛋白（角蛋白、弹性蛋白胶原等）等等。
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院二、蛋白质的结构各种蛋白质的特定结构，决定了各种蛋白质的特定生理功能。
蛋白质种类繁多，结构极其复杂。通过长期研究确定，蛋白质的结构可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
1．蛋白质的一级结构由各氨基酸按一定的排列顺序结合而形成的多肽链（ 50个以上氨基酸）称为蛋白质的一级结构。
对某一蛋白质，若结构顺序发生改变，则可引起疾病或死亡。
例如，血红蛋白是由两条α-肽链（各为141肽）和两条β-肽链
（各为146肽）四条肽链（共574肽）组成的。
在β链,N-6为谷氨酸，若换为缬氨酸，则造成红血球附聚，
即由球状变成镰刀状，若得了这种病（镰刀形贫血症）不到十年就会死亡。
2．蛋白质的二级结构多肽链中互相靠近的氨基酸通过氢键的作用而形成的多肽在空间排列（构象）称为蛋白质的二级结构。
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3．蛋白质的三级结构由蛋白质的二级结构在空间盘绕、折叠,卷曲而形成的更为复杂的空间构象称为蛋白质的三级结构。
形成三级结构后，亲水基团在结构外，憎 水基团在结构内，故球状蛋白溶于水。
4．蛋白质的四级结构由一条或几条多肽链构成蛋白质的最小单 位称为蛋白质亚基，
由几个亚基借助各种副键的作用而构成的一定空间结构称为蛋白质的四级结构。
三、蛋白质的性质
1．两性及等电点多肽链中有游离的氨基和羧基等酸碱基团，具有两性。
P
COO
NH
2
H
OH
P
COO
NH
3
P
COOH
NH
3
H
OH
P = Protin
pH <
>
pH pI
pH pI
蛋白质
4
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2．胶体性质与沉淀作用
（ 1）可逆沉淀（盐析）
（ 2）不可逆蛋白质与重金属盐作用，或在蛋白质溶液中加入有机溶剂
（如丙酮、乙醇等）则发生不可逆沉淀。
蛋白质溶液碱金属盐或铵盐沉淀溶解
（蛋白质）
H
2
O
3．蛋白质的变性作用蛋白质在一定条件下，共价键不变，但构象发生变化而丧失生物活性的过程成为蛋白质的变性作用。
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4．蛋白质的颜色反应
（ 1）缩二脲反应 蛋白质与新配置的碱性硫酸铜溶液反应，呈紫色，称为缩二脲反应。
（ 2）蛋白黄反应 蛋白质中含有苯环的氨基酸，遇浓硝酸发生硝化反应而生成黄色硝基化合物的反应称为蛋白黄反应。
（ 3）米勒反应 蛋白质中酪氨酸的酚基遇到硝酸汞的硝酸溶液呈红色。
（ 4）茚三酮反应 蛋白质与稀的茚三酮溶液共热，即呈现蓝色。
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院四、酶
1,酶的组成辅酶的种类颇多，按其化学组成可分两类：
(1) 无机的金属元素，如铜、锌、锰。
(2) 相对分子质量低的有机物，如血红素、叶绿素、肌醇、烟酰胺、维生素 B
1
,B
2
,B
6
,B
12
等等。
医疗上口服或注射维生素，就是给人体补充辅酶，以提高肌体内某些酶的活性
，调节代谢，而达到治疗和增进健康的目的。
酶蛋白可以是一条肽链，或多条肽链组成的。但所有的酶都是球状结构的。
酶单纯酶（催化活性仅由蛋白质的结构决定）
结合酶（蛋白质 辅酶），催化活性由蛋白质和辅酶共同配合完成。+
2,酶催化反应的特异性
(1) 催化效率高（比一般催化剂高 10
8
~10
10
倍）。
(2) 选择性强
(3)反应条件温和 ——一般是在常温常压和 pH 7左右进行的。
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§22 ~4 核酸核酸是控制生物遗传和支配蛋白质合成的模型。没有核酸，就没有蛋白质。因此，核酸是最根本的生命的物质基础。对核酸的研究是现代科学研究领域最吸引人的课题。
一、核酸的组成核蛋白蛋白质核酸胰酶核苷酸肠酶核苷碱基核糖
（脱氧核糖）
磷酸二、核酸的结构核酸和蛋白质一样，也有单体排列顺序和空间关系问题，因此，核酸也有一级结构、二级结构和三级结构的问题。
三、核酸的生物功能核酸在生物的遗传变异、生长发育及蛋白质的合成中起着重要作用。
DNA——遗传基因，转录副本，将遗传信息传到子代。是蛋白质合成的模板。
RNA——决定蛋白质的生物合成（合成蛋白质的工厂）
基础有机化学南京大学基础学科教育学院南京大学化学化工学院重点：
一、α-氨基酸的反应
1.酯化（-COOH的共性）
2.酰化（-NH
2
的共性）
3.显色反应：具有游离氨基的氨基酸与水合茚三酮反应，呈紫色。（脯氨酸呈黄色或橙色）
二、等电点：氨基酸分子所带的净电荷为零时的pH值，用Ip(isoelectric point)表示三、α-氨基酸的合成
