(二)化学性质
氨基酸分子内既含有氨基又含有羧基,因此它们具有氨基和羧基的典型性质。但是,由于两种官能团在分子内的相互影响,又具有一些特殊的性质。
1.两性
氨基酸分子中既有碱性-NH2和酸性-COOH,与强酸或强碱都能作用生成盐,因此氨基酸为两性化合物。
同时,在同一分子内,氨基和羧基也可作用生成盐,这种盐叫内盐。
氨基酸在纯水溶液及固态时都以内盐的形式存在。在一般情况下,氨基酸中羧基的电离程度和氨基的电离程度并不相等。因此纯净氨基酸的水溶液并不一定是中性。在中性氨基酸溶液中,由于羧基的电离程度稍大于氨基的电离度,故它的水溶液的PH值一般略小于7。酸性氨基酸水溶液的PH值小于7;碱性氨基酸水溶液的PH值则大于7。但须注意,无论是何种α-氨基酸,其水溶液中两性离子都占绝对多数。
2.等电点
若将氨基酸的水溶液酸化,则两性离子与H+结合而成阳离子,若加碱于氨基酸的水溶液中,则两性离子中氮原子上的一个氢离子与OH-结合成水,而两性离子变成阴离子。
若将氨基酸水溶液的酸碱度加以适当调节,可使羧基与氨基的电离程度相等,也就是氨基酸带有正、负电荷数目恰好相同,此时溶液的PH值称为该氨基酸的等电点,以PI表示。由于各种氨基酸分子中所含基团不同,所以每一个氨基酸中氨基和羧基的电离程度各异,因此不同的氨基酸等电点亦不同(表18-3)。中性氨基酸的等电点一般在5.0-6.5之间;酸性氨基酸为2.7-3.2,碱性氨基酸为9.5-10.7。
如果在不同的PH值的氨基酸溶液中通以直流电,当PH>PI(到一定程度)时,由于氨基酸主要以阴离子存在,它们就向阳极移动;若PH<PI(到一定程度)时,因氨基酸主要以阳离子存在,则它们就向阳极移动;如果PH=PI,则不发生电泳,因为这时的氨基酸主要以两性离子存在,其净电荷为零,故在电场中不会向任何一极移动。所以,电泳是可以用来分离子或鉴定氨基酸、蛋白质等的混合物的一种技术,也可作为医学诊断的手段。
3.脱水生成肽
两分子α-氨基酸(相同或不同)可借一个分子中的羧基和另一分子中的氨基脱去一分子水,缩合成为一个简单的肽,即二肽。
二肽分子中含有的酰胺键叫做肽键。二肽分子中的末其端
仍含有自由的氨基和羧基,因此还可以继续与氨基酸缩合成为三肽、四肽以至多肽。
多肽
多肽类物质在天然界中存在很多,它们在生物体中起着各种不同的作用。例如,存在于大部分细胞中的谷胱甘肽(三肽),参与细胞的氧化还原过程。
4.脱羧作用
某些氨基酸在一定条件下,可脱去羧基,生成相应的胺。
脱羧反应是人体内氨基酸代谢的形式之一,例如在肠道细菌作用下,组氨酸可脱羧生成组胺。
脱羧反应也可在蛋白质腐败时发生。例如在某些细菌作用下,蛋白质中的赖氨酸可变成毒性很强的尸胺(戊二胺)。
5.与亚硝酸的反应
氨基酸中的氨基具有伯胺的性质,与亚硝酸作用时生成羟基酸,同时定量的放出氮气。
6.与茚三酮的显色反应
α-氨基酸与茚三酮的水合物在水溶液中加热时,生成蓝紫色或紫色化合物,同时产生醛、二氧化碳和氨。这个反应非常灵敏,是鉴定氨基酸最迅速、最简单的方法,常用于α-氨基酸的比色测定或纸层析、薄层层析时的显色。
多肽和蛋白质也有此显色反应。