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氨基酸的主要化学反应

（一）茚三酮反应

茚三酮反应(ninhydrin reaction)这是氨基酸的α-NH2所引起的反应。α-氨基酸与水合茚三酮一起在水溶液中加热，可发生反应生成蓝紫色物质。首先是氨基酸被氧化分解，放出氨和二氧化碳，氨基酸生成醛，水合茚三酮则生成还原型茚三酮。在弱酸性溶液中，还原型茚三酮、氨和另一分子茚三酮反应，缩合生成蓝紫色物质。

所有氨基酸及具有游离α-氨基的肽都产生蓝紫色，但脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生黄色物质，因其α-氨基被取代，所以产生不同的衍生物。此反应十分灵敏，根据反应所生成的蓝紫色的深浅，在570nm波长下进行比色就可测定样品中氨基酸的含量。也可在分离氨基酸时作为显色剂定性、定量地测定氨基酸。

（二）氨基酸与2,4-二硝基氟苯的反应

此反应又称桑格反应（Sanger reaction）。在弱碱性（pH 8~9）、暗处、室温或40℃条件下，氨基酸的α-氨基很容易与2,4-二硝基氟苯（缩写为FDNB）反应，生成黄色的2,4-二硝基氨基酸（dinitrophenyl amino acid，简称DNP-氨基酸）。该反应由F. Sanger首先发现。

多肽或蛋白质的N-末端氨基酸的α-氨基也能与FDNB反应，生成一种二硝基苯肽（DNP-肽）。由于硝基苯与氨基结合牢固，不易被水解，因此当DNP-多肽被酸水解时，所有肽键均被水解，只有N-末端氨基酸仍连在DNP上，所以产物为黄色的DNP-氨基酸和其它氨基酸的混合液。混合液中只有DNP-氨基酸溶于乙酸乙酯，所以可以用乙酸乙酯抽提并将抽提液进行色谱分析，再以标准的DNP-氨基酸作为对照鉴定出此氨基酸的种类。因此2,4-二硝基氟苯法可用于鉴定多肽或蛋白质的N-末端氨基酸。

（三）氨基酸与苯异硫氰酸（PITC）的反应 

此反应又称艾德曼反应（Edman reaction）。在弱碱性条件下，氨基酸的α-氨基可与苯异硫氰酸（phenylisothiocyanate, PITG）反应生成相应的苯氨基硫甲酰氨基酸（简称PTC-氨基酸）。在酸性条件下，PTC-氨基酸环化形成在酸中稳定的苯乙内酰硫脲氨基酸（phenylthiohydantoin，简称PTH）。蛋白质多肽链N-末端氨基酸的α-氨基也可有此反应，生成PTC-肽，在酸性溶液中释放出末端的PTH-氨基酸和比原来少一个氨基酸残基的多肽链。PTH-氨基酸在酸性条件下极稳定并可溶于乙酸乙酯，用乙酸乙酯抽提后，经高压液相层析鉴定就可以确定肽链N-末端氨基酸的种类。该法的优点是可连续分析出N端的十几个氨基酸。瑞典科学家P. Edman首先使用该反应测定蛋白质N-末端的氨基酸。氨基酸自动顺序分析仪就是根据该反应原理而设计的。

（四）α-羧基的反应   

氨基酸的α-羧基和一般的羧基一样，可以和碱作用生成盐，其中重金属盐不溶于水。氨基酸的羧基还能与醇类作用，被酯化生成相应的酯。酯化作用在人工合成多肽中常用来保护氨基酸的α-羧基。例如，氨基酸在无水乙醇中通入干燥氯化氢气体，或加入二氯亚砜，然后回流，生成氨基酸酯的盐酸盐。氨基酸的α-羧基被还原可产生相应的α-氨基醇，例如被氢硼化锂还原的反应。此性质在蛋白质一级结构的测定中是鉴定C-末端氨基酸的一种方法。

（五）R基的反应 

氨基酸的R侧链含有官能团时也能发生化学反应，例如丝氨酸、苏氨酸和羟脯氨酸均为含有羟基的氨基酸，所以能形成酯。酪氨酸的R侧链含有苯酚基，具有还原性，所以可利用此性质定量地测定蛋白质。另外，苯酚基和组氨酸中的咪唑基具有芳香环或杂环的性质，能与重氮化合物（如对氨基苯磺酸的重氮盐）结合而生成棕红色的化合物，此反应可用于定性、定量测定。

此外，半胱氨酸的侧链上的巯基（-SH）的反应性能高，在碱性溶液中容易失去硫原子并且容易被氧化而生成胱氨酸。另外，极微量的某些重金属离子，如Ag＋、Hg2+，都能与-SH基反应，生成硫醇盐，从而导致含-SH酶失活。