第十四章氨基酸、蛋白质和核酸 (一)问题解答 问题141有人说酸性氨基酸水溶液的pH值7。你认为此说法是否正确，为什么？ 【解】酸性氨基酸水溶液的pH值7，中性氨基酸pH值咯小于7。原因 详见p160题例142(5) 【点评】心氨基酸分为酸性、碱性和中性氨基酸，依据的不是其水溶液的pH值，而是分子中氨基和羧基的 数目 问题142什么是等电点？它与中性、中和概念有什么区别？ 【解】氨基酸分子中既有酸性基团又有碱性基团，为两性化合物，在不同的pH介质中能以不同离子状念有 在。当溶液的H值达到某一值时，正负离子的量相等，氨基酸在电场中不发生迁移，此时的pH值称为某一氨基 酸的等电点。但达到某氨基酸的等电点时，溶液中的[H门≠[OH],所以既不是中性也不是中和的概念。 【点评】基酸的等电点的概念十分重要，由此可以判断在一定的p介质中某氨基酸的存在状态及在外电 场条件下的移动情况，并为氨基酸或蛋白质混合物的分离奠定理论基础。 【思考】不同结构的氨基酸p值各不相同，怎样利用氨基酸在等电点时溶解度最小，最容易淀以及在 同一pH溶液中存在状念不同的特点分离氨基酸混合物？ 问题143氨基酸的培点比相应羧酸或胺都高，其主要原因是什么？ 【解】 氨基酸在结品状态是以两性离子存在，所以属于高子型品体，而以共价键结合的一般有机化合物属 于分子型品体，在品体中前者靠正负离子间的静电引力结合，后者靠分子间作用力结合，即前者品格能大，培雕时 破坏品体所需能量多，熔点就高 【点评】正因为氨基酸的培点都在200℃以上，明显高于相应的搜酸或胺，所以加热时大多数氨基酸在 培慰之前就发生共价断裂而分解，测不山点值。 问题144怎样理解蛋白质的四级结构取决于三级结构和三级结构取决于一级结构？ 【解】蛋白质的四级结构是由具有一定三级结构的亚基通过各种次级键缔合起来的，蛋白质四级结构的缔合 体在温和条件下分开变为单个亚基后，只要每个亚基的三级结构没有损伤，再除去解缔条件以后，还可以重新恢复 缔合，所以蛋白质的四级结构取决于三级结构。蛋白质发生可逆变性时，虽然其二级以上的空间结构被破坏，但 级结构没有发生改变，变性失活后，在短时间内还能恢复活性，即空间结构被恢复，因此蛋白质的三级结构取决于 一级结构。 【点评】任何一种蛋自质，在其自然状金或任性状态下，都具有特征而稳定的空间结构。一旦这种特征的成 体结构遭到破环，即使其一级结构不变，蛋白质的生物功能也会完全丧失。所以，具有独特的空间结构，是蛋白质 区别于普通有机分子的最显若特点。 (二)习题解答 1.命名下列化合物：
NH2 (1)HOOC-CH-CH2COOH G (4)HSCH2CHCONHCHCOOH NH2 CH3 HN HO OH (5)HOOCCH2CH CHCONHCH2CONHCHCOOH NH2 CHSH 【解】(1)天门冬氨酸 (2)L苯丙氨酸 (3)鸟明岭核苷 (4)半胱氨酯丙氨酸 (5)谷氨酰甘氨酰半胱氨酸 2.写出下列化合物的结构式： (1)胞密啶 (2)甘氨酰苯丙氨酸 (3)腺嘌吟脱氧核苷 (4)甘丙半胧三肚 (5)半胱氨酸 (6)5.鸟嘌吟核苷酸 (7)GTP (8)CDP 【解】() (3)HOH:C NH+ CH2C&Hs OH (4)NH-CH:CONHCHCONHCHCOOH (5)HSCH-CHCOOH CH: CHSH NH (6)HO OH NH 7)HO OH (8)HO-P OH 3.成下列反应式：
(1)CHCHCOOC:Hs+H2O -HCI (②)CH:CHCOOH NH2 (3)(CH3)CHCH(NHz)COOH+HNO- (③)ON《>F+H,NCH,CONHCHCOOH→ CH: H:NCH:CON-CO-CH: 物底水解 (7)(CH:)CHCH-CHCONHCH.COOH H:C-CO-NCOCH:NH: NHCOCHCH: NH 0 8)HO- -0-Hf0 水铝 (9)HOH:C0 OH HO OH 【解】()CH,CHCOOH+CHOH (3)(CH;)CHCHCOOH N2 NH: (4)CHCHCOOH 5)0:-NHCHECONTICICOOHI (6)4H2NCH2COOH N-CH CH-C4Hs (7)(CH:)2CHCH2CHCOOH+CH;CHCOOH H2NCHCOOH NH (5)O (9)HOHC HO OH HO 4.写出在下列p介质中各氨基酸的主要存在形式： (1)pH为8时的苯丙氨酸溶液 (2)p为10时的赖氨酸溶液 (3)pH为3时的谷氨酸溶液 (4)H为4时的酪氨酸溶液 【解】I)CHCH-CHONIACOO HNCI-CH-CI-CHCHOICOO (3)HOOCCH2CH2CHCOOH ④H0C-CH,CHCOOH +NH: 5.将某氨基酸溶于H一7的纯水后，测山出其溶液pH一6，试问该氨基酸的等电点时大于6，还是小于6？为 什么？ 【解】该氨基酸的等电点时小于6。该氨基酸溶于水后，溶液的pH从7降到6，说明骏基给出的质子多于 氨基接受的质子，使溶液中有多余的质子，即[一CO0】>[一NH门，从而导致溶液的pH下降，要使溶液的 pH值达到该氨基酸的等电点，应当外加强酸，抑制发基电离，使[一C00】=[-NH门 6.将酪氨酸、苏氨酸和丙氨酸置于电泳仪中，电泳仪中装有p为6.0的缓冲液。问通电后，这三种氨基酸 的移动情况如何？
【解】酪氨酸：pl=5.66pH,向负极移动：丙氨酸pl=6.00=pH,不 移动。 7.一个三肽水解后，得到产物有丙氨酸、亮氨酸、甘氨酰丙氨酸、丙氨酰亮氨酸，写！该三肽的结构式。 【解】该三肽为甘氨酰丙氨酰亮氨酸，其结构式为： H2NCH2CONHCHCONHCHCOOH 8.某化合物A的分子式为CHON,在甲醛存在下，1molA能消耗1o氢氧化钠：A与亚硝酸反应放出 1m氮气并生成化合物B(CH:ON,),B与氢氧化钠溶液共热后，得到一分子乳酸钠和两分子甘氨酸钠。试写 出化合物A和B的结构式和各步反应式. 【解】化合物A和B的结构式分别为： A:CH CHCNHCH-CNHCH-COOH B:CHCHCNHCH CNHCH-COOH OH 各步反应式如下： 00 0 .COOH HCHO CH CHCNHCH NHCHCOOH NOH N=CH: 0 CH CHCNHCH CNHCH-COON N=CH2 00 0 CH.CHCNHCH.CNHCH-COOH- NaND:CHCHCNHCH CNHCH.COOH+N HCI NH2 OH 0 CH.CHCNHCHCNHCH-COOH NOH CHCHCOON NCH.COON OH 9.用简单的化学方法鉴别下列化合物 (1)丙氨酸酪氨酸三肽 (2)蛋白质二肽萄萄糖 (3)三肽半胱氨酸淀粉 【解】(1)三肤 (十)紫红色 稀CuSO, 酪氨酸 OH- FeC,(+)显色 丙氨酸 (-)J (-) (2)蛋白质 (十)紫红色 二肽 稀CuSO, OH 葡萄糖 (-)J (十)砖红色
(3)三肽 (+)紫红色 稀CuSO4 半胱氨酸 (一) OHT 水合茚三酮 (+)兰紫色 淀粉 (一) (-) 10.100g某肽A完全水解生成如下数量的氨基酸：甘氨酸3.0g,丙氨酸0.9g,酪氨酸3.7g,脯氨酸6.9g,丝 氨酸7.3g,精氨酸86.0g。试问 (1)确定肽A中各种氨基酸组分的相对比例？ (2)肽A的相对分子质量最少是多少？ 【解】(1)甘氨酸：丙氨酸：酪氨酸：脯氨酸：丝氨酸：精氨酸=4：1：2：6：7：49（摩尔比） (2)75×4+89×1+181×2+115×6+105×7+174×49-18×68 =10702-1224=9478 肽A的相对分子质量最少是9478。 11.用凯氏定氮法分析2g蛋白质样品，得到氮为0.1g,求此样品中粗蛋白的含量。 【解】 粗蛋白含量=0.1×6.25=31.25% 2 12.化合物A的分子式为CH1ON,具有旋光性，用稀碱处理发生水解生成化合物B和C。B也有旋光性， 既能溶于酸又能溶于碱，并能与亚硝酸作用放出氮气。C无旋光性，但能发生碘仿反应。试推断化合物A、B和C 的结构式。 【解】①化合物B有旋光性，既能溶于酸又能溶于碱，并能与亚硝酸作用放出氯气→B为氨基酸： ②C无旋光性，但能发生碘仿反应→C是乙醇： ③化合物A的分子式为CHON,用稀碱处理发生水解生成B和C→A是氨基酸与乙醇形成的酯，B只有3 个碳原子，是丙氨酸。 由此推导山化合物A、B和C的结构式分别为： A:CH;CHCOCH-CH; B:CHCHCOOH C:CH:CH2OH H NH2