華中科技大學有機化學第十三章含氮化合物-資料下載頁
2025-01-13 12:29本頁面
【正文】 符號代替化學名稱。例如甘氨酸和丙氨酸形成的兩種二肽的構造式和名稱為： 又例如谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸順次連接形成的三肽的構造式和名稱為： 多肽也是兩性離子，也有等電點， 在等電點時溶解度最小 。多肽的性質與氨基酸極為相似。 生物體內除了由蛋白質部分水解生成的多肽之外，還存在一些 游離的多肽 ，它們具有重要的生理功能。例如谷半胱甘肽是廣泛存在于生物體細胞內的重要三肽，參與細胞的氧化還原過程。存在于垂體后葉腺中的催產素和增血壓素都是由九個氨基酸組成的九肽，兩者的結構十分相似，僅 8位上兩個氨基酸相異，但它們的生理作用完全不同。前者促進子宮和乳腺平滑肌收縮，臨床用于引產和減少產后出血，后者增加血壓和具抗利尿作用，臨床用子治療肺咯血和尿崩癥。 二、多肽的合成 兩種氨基酸可以生成四種二肽。例如： 如要合成指定的二肽，如苯丙 甘，必須把苯丙氨酸的氨基和甘氨酸的羧基保護起來，使肽鍵只能在指定的羧基和氨基之間生成，并且所選擇的保護基團在肽鍵生成后應易于除去。另一方面必須使欲反應的羧基或氨基活化，以便肽鍵的順利生成。 此外，除甘氨酸之外的 ?氨基酸都是旋光的，因而必須注意任何一個反應條件都不可發(fā)生構型的轉化或外消旋化。多肽的合成過程必須滿足以上的嚴格要求。 1. 氨基的保護 氨基常用 芐氧羰基 (簡寫作 Z)和 叔丁氧羰基 (簡寫作 BOC)保護。 生成肽鍵后，芐氧羰基可以用催化氫解的方法除去，叔丁氧羰基可以用無水酸處理除去。 2. 羧基的保護 羧基常用 芐酯或叔丁酯 保護。例加 芐酯可以用催化氫解的方法除去。叔丁酯可用溫和酸性水解除去。 3. 肽鍵的生成 要使已有保護基的兩個氨基酸之間形成肽鍵，還需使欲反應的基團活化。常用的方法是加入羧基活化劑 N,N’二環(huán)己基碳二亞胺 (簡寫作 DCC)。 等摩爾的羧酸和胺在 DCC存在下在室溫可以迅速生成酰胺： 氨基保護或羧基保護的氨基酸不再是兩性離子，它們可以溶于有機溶劑，在 DCC存在下迅速反應生成肽鍵，除去保護基后使得到二肽。例如 ： 適當保護的氨基酸和二肽在 DCC存在下再生成肽鍵，產物除去保護基后得到三肽。如此重復，可得到多肽。 4．多肽的固相合成 在多肽的合成中，每生成一個肽鍵，都要經過官能團保護、官能團活化、形成肽鍵、去保護基等步驟，加上每一步產物的分離提純，操作十分復雜和費時，且產率低。 1962年 Merrifield提出的固相合成法使多肽的合成取得重要突破。這個合成方法是在不溶性聚合物表面上進行。所用聚合物是以對二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯樹脂。將樹脂的部分苯環(huán)氯甲基化，然后與氨基被保護的氨基酸反應形成氨基酸的芐酯。除去保護基 Z，加入氨基被保護的氨基酸及活化劑 DCC，就可生成固定在聚合物上的二肽： 重復上述過程，可得到固定在聚合物上的三肽、四肽等。最后加入 F3CCOOH＋ HBr，使合成的多肽從聚合物上脫落下來。 目前，已有計算機控制的多肽合成儀商品，每步反應的產率在99％以上，多肽的合成已實現(xiàn)了自動化，推動了生物化學、分子生物學等學科的迅速發(fā)展。 Merrifield獲得 1984年諾貝爾化學獎。 多肽和蛋白質之間沒有明確的界限，通常把分子量大于 10 000(約100個左右氨基酸單位 )且不能透過天然滲析膜的多肽稱為蛋白質。 肽結構的測定 1．氨基酸的分析 測定肽結構的第一步是斷開二硫橋鍵，這個反應可以用過氧甲酸氧化來實現(xiàn)，沒有二硫橋鍵，這一步就不需要了。過氧甲酸可將二硫橋鍵轉變成磺酸基。 第二步是測定全部氨基酸組成。一般采用 6M鹽酸在 100—120oC水解 10－ 24h, 將肽鍵全部水解，然后用色層分離法分析。 2．肽鏈中氨基酸殘基序列的測定 人們常用端基分析及部分水解等方法來完成。 (1) N端氨基酸的鑒定 (或稱氨端 ) 鑒定氨端的方法有兩種： a．第一種由 Frederick Sanger提出，稱為 Sanger法 . b． 第二種由 Pehr Edman首先提出，稱為 Edman降解法。 (2) C端氨基酸的鑒定 (或稱羧端 ) 測定 C端氨基酸最成功的方法是 酶催化法 ，而不是化學法，例如用羧肽酶可以有選擇地切下 C端氨基酸，因羧肽酶只斷裂多肽鏈中與游離的 ?羧基 相鄰的肽健，如下虛線所示： 降解后的肽其 C端可以繼續(xù)為羧肽酶水解，因此可以測定 C端氨基酸及其序列。 (3) 肽鍵的部分水解 用專一的化學或酶催化水解生成較小的肽 (或稱碎片 )，再用端基分析法鑒定，也是測定氨基酸順序的一種有效方法。如溴化氰 (BrCN)試劑，它只能使蛋氨酸的羧基位置上的肽鍵斷裂；胰蛋白酶催化水解只斷裂精氨酸和賴氨酸殘基的羧基一側的肽鍵。類似作用的酶還很多，如胰凝蛋白酶、胃蛋白酶、糜蛋白酶和葡萄球菌蛋白酶等，它們都有各自的選擇性水解斷鍵的作用。
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