1、氨基酸的常见化学反应 -氨基的反应 亚硝酸反应 范围:可用于 Aa 定量和蛋白质水解程度的测定( Van slyke 法) 注意:生成的氮气只有一半来自于 Aa, 氨基酸也可反应,速度较慢 与酰化试剂的反应 Aa酰氯,酸酐 Aa 被酰基化 丹磺酰氯用于多肽链末端a 的标记和微量a 的定量测量 烃基化反应 Aa 的氨基的一个氢原子可被羟基(包括环烃及其衍生物)取代 与 2,4二硝基氟苯(DNFB,FDNB)反应 最早 Sanger 用来鉴定多肽或蛋白质的氨基末端的 Aa 与苯异硫氰酸酯(PITC)的反应 Edman 用于鉴定多肽或蛋白质的 N 末端 Aa 在多肽和蛋白质的 Aa 顺序分析方面占有
2、重要地位( Edman 降解法 ) 形成西佛碱反应 Aa 的 -NH2 能与醛类化合物反应生成弱碱,即西佛碱(schiff s base) 前述甲醛滴定:甲醛与 H2N-CH2-COO-结合,有效地减低了后者的浓度,所以对于加入任何量的碱, H2N-CH2-COO- / +H3N-CH2-COO- 的比值总要比不存在甲醛的情况下小得多。加入甲醛的甘氨酸溶液用标准盐酸滴定时,滴定曲线 B 并不发生改变。 脱氨基反应 Aa 在生物体内经 Aa 氧化酶催化即脱去 -NH2 而转变成酮酸 -COOH 参加的反应 成盐和成酯反应 Aa + 碱 盐 Aa + NaOH 氨基酸钠盐(重金属盐不溶于水) Aa
3、-COOH + 醇 酯 Aa+ EtOH 氨基酸乙酯的盐酸盐 当 Aa 的 COOH 变成甲酯,乙酯或钠盐后,COOH 的化学反应性能被掩蔽或者说 COOH 被保护,NH2 的化学性能得到了加强或活化,易与酰基结合。Aa 酯是制备 Aa 的酰氨or 酰肼的中间物 成酰氯反应 当氨基酸的氨基用适当的保护基保护以后,其羧基可与二氯亚砜作用生成酰氯 用于多肽人工合成中的羧基激活 叠氮反应 氨基酸的氨基通过酰化保护后,羧基经酯化转变为甲酯,然后与肼和亚硝酸变成叠氮化合物 用于多肽人工合成中的羧基激活 脱羧基反应 -氨基和 - 羧基共同参与的反应 与茚三酮反应 茚三酮在弱酸性溶液中与 -氨基酸共热,引起
4、氨基酸氧化脱氨、脱羧反应,最后茚三酮与反应产物中的氨和还原茚三酮发生作用生成紫色物质 Pro 与 hyPro(羟脯氨酸)不释放氨,而直接生成黄色化合物 定性,定量测定各种 Aa,蛋白质 测定 CO2 的量,从而可计算参加反应的 Aa 的量 成肽反应 一个 Aa 的 NH2+另一个 Aa 的 COOH 可以缩合成肽,形成的键称肽键 侧链 R 基参加的反应 R 功能基: 羟基,酚基,巯基(二硫键) ,吲哚基,咪唑基,胍基,甲硫基,非 -NH2,非 -COOH 酪氨酸的酚基在 3 和 5 位上容易发生亲电取代反应 二碘酪氨酸或一硝基酪氨酸和二硝基酪氨酸 酪氨酸的酚基可以与重氮化合物(对氨基苯磺酸的重
5、氮盐)生成桔黄色的化合物。Pauly 反应 组氨酸的咪唑基可以发生类似反应但产物颜色为棕红色 。 精氨酸的侧链胍基在硼酸钠缓冲液(pH 8-9, 25-35C)中,与 1.2-环已二酮反应,生成缩合物。 该缩合物在羟胺缓冲液中,重新生成 Arg 色氨酸的侧链吲哚基在温和条件下可被 N溴代琥珀酰亚胺(N-bromosuccinimide)氧化。此反应可用于分光光度法测定蛋白质中色氨酸的含量,并能在色氨酸和酪氨酸残基处选择性化学断裂肽键。 蛋氨酸侧链上的甲硫基是一个很强的亲核基团,与烃化试剂如甲基碘容易形成锍盐(sulfonium salt ) 此反应可被硫基试剂逆转。在逆转反应中,原有的甲基和新
6、加入的甲基除去的机会是相等的,因此当用 14C 标记的甲基碘处理时,获得的蛋氨酸将有 50%是同位素标记的。 半胱氨酸侧链上的巯基(SH)有很强的反应活性,可参与很多反应 二硫键的形成和打开 2R-SH + 1/2 O2 R-S-S-R + H2O ;Cu2+,Fe2+ , Co2+和 Mn2+存在下,巯基的空气氧化将显著提高。 胱氨酸中的二硫键在稳定蛋白质的构象上起很大的作用。氧化剂和还原剂都可打开二硫键。过甲酸可以定量地打开二硫键,生成磺基丙氨酸(cysteic acid)残基。还原剂如巯基化合物(R-SH)也能打开二硫键,生成半胱氨酸残 基及相应的二硫化物 二硫苏糖醇(dithiothr
7、eitol,缩写为 DTT) ,与胱氨酸中的二硫键反应形成一个含分子内二硫键的稳定六元环 巯基能和各种金属离子形成稳定程度不等的络合物 e.g. 对氯汞苯甲酸(p-chloromercuribenzoic acid) 由于许多蛋白质,如 SH 酶,其活性中心涉及-SH 基,当遇到重金属离子而生成硫醇盐时,将导致酶的失活,因此制备这类蛋白质时应避免进入重金属离子 半胱氨酸可与二硫硝基苯甲酸(dithionitrobenzoic acid,缩写为DTNB)或称 Ellman 氏试剂发生硫醇- 二硫化物交换反应 反应中 1 分子的半胱氨酸引起 1 分子的硝基苯甲酸的释放。它在 pH8.0 时,在 412nm 波长处有强烈的光吸收,因此可利用比色法定量测定-SH 基