第十四章氨基酸和蛋白质 41苷氨酸结合1个质子则成为苷氨酸正离子,这种正离子的酸性远较苷氨酸两性离子及 乙酸为强。为什么? CH3COOH H3NCH2 COO H3NCH2 COOH 酸 苷氨酸两性离子 质子化苷氨酸 PKa≈5 PKa≈96 PKa≈2 答:苷氨酸结合质子后形成的一N3基有强的吸电子作用,使-COOH更容易解离。苷氨 酸正离子的共轭碱为两性离子,后者电性互相抵消呈电中性,因而比苷氨酸负离子和乙酸负 离子稳定。所以质子化的苷氨酸( H3N--CH2 COOH)的酸性远比苷复酸两性离子及乙酸 42下列氨基酸的等电点大于还是小于pH7?把它们分别溶在水中,使之达到等电点应当 加酸还是加碱? (1)赖氨酸(2)甘氨酸(3)谷氨酸 答:(1)赖氨酸:等电点时pH>7,溶在水中使之达到等电点应加减 (2)甘氨酸:等电点时pH7,溶在水中使之达到等电点应加酸。 (3)谷氨酸:等电点时pH7,溶在水中使之达到等电点应加酸 14.3写出下列介质中各氨基酸的主要存在形式: (1)缬氨酸在PH=8时 (2)赖氨酸在PH=10时 (3)丝氨酸在PH=1时 (4)谷氨酸在PH=3时 (CH3)2CHCHCOO 答:(1)缬氨酸的等电点为PH=597,在PH=8时,以 形式存在。 (2)赖氨酸的等电点为PH=97,在PH=0时,以2NCH24CHNH2)0O形式存在 (3)丝氨酸的等电点为PH=568,在PH=1时,以 HOCH2CH(NH3)COOH式存在。 (4)氨酸的等电点为PH=32,在PH=3时,以 OCC2CH2 (NH)COO形 式存在 144如何分离赖氨酸和丙氨酸的混合物? 答:赖氨酸的等电点pH=9.74,丙氨酸的等电点pH=60,根据两者的等电点不同,将混 合物溶液调节至pH为60或974。当pH为60时,丙氨酸的溶解度最小,呈结晶析出 当pH为974时,赖氨酸的溶解最小而结晶析出。所以调节等电点的方法,可以达到分离 的目的
第十四章 氨基酸和蛋白质 14.1 苷氨酸结合 1 个质子则成为苷氨酸正离子，这种正离子的酸性远较苷氨酸两性离子及 乙酸为强。为什么？ CH3COOH H3NCH2COO H3NCH2COOH + + 乙 酸 苷 氨酸 两 性 离 子 质 子 化苷 氨酸 PKa ≈ 5 PKa ≈ 9.6 PKa ≈ 2 答：苷氨酸结合质子后形成的 NH3 + 基有强的吸电子作用，使－COOH 更容易解离。苷氨 酸正离子的共轭碱为两性离子，后者电性互相抵消呈电中性，因而比苷氨酸负离子和乙酸负 离子稳定。所以质子化的苷氨酸 H3N CH2COOH + ( ) 的酸性远比苷氨酸两性离子及乙酸 强。 14.2 下列氨基酸的等电点大于还是小于 pH7？把它们分别溶在水中，使之达到等电点应当 加酸还是加碱？ （１） 赖氨酸 （２）甘氨酸 （３） 谷氨酸 答：(1)赖氨酸：等电点时 pH>7，溶在水中使之达到等电点应加减。 (2)甘氨酸：等电点时 pH<7，溶在水中使之达到等电点应加酸。 (3)谷氨酸：等电点时 pH<7，溶在水中使之达到等电点应加酸。 14.3 写出下列介质中各氨基酸的主要存在形式： （1）缬氨酸在 PH=8 时 （2）赖氨酸在 PH=10 时 （3）丝氨酸在 PH=1 时 （4）谷氨酸在 PH=3 时 答：（1）缬氨酸的等电点为 PH=5.97，在 PH=8 时，以 (CH3) 2CHCHCOO NH2 _ 形式存在。 （2）赖氨酸的等电点为 PH=9.74，在 PH=10 时，以H2N(CH2) 4CH(NH2)COO _ 形式存在。 （3）丝氨酸的等电点为 PH=5.68，在 PH=1 时，以HOCH2CH(NH3)COOH + 形式存在。 （4）谷氨酸的等电点为 PH=3.22，在 PH=3 时，以HOOCCH2CH2CH(NH3)COOH + 形 式存在。 14.4 如何分离赖氨酸和丙氨酸的混合物？ 答：赖氨酸的等电点 pH=9.74，丙氨酸的等电点 pH=6.0，根据两者的等电点不同，将混 合物溶液调节至 pH 为 6.0 或 9.74。当 pH 为 6.0 时，丙氨酸的溶解度最小，呈结晶析出； 当 pH 为 9.74 时，赖氨酸的溶解最小而结晶析出。所以调节等电点的方法，可以达到分离 的目的
H2 NCH2 CH2CH2 CH2CHCOOH 145写出赖氨酸 在指定条件下占优势的结构形式。 (1)在强酸性溶液中;(2)在强碱性溶液中, 答 (1)H3NCH2CH2CH2 CH2 HCOOH (2)H2 CH2CH2 CH2CH2 CHCOO 146下列化合物水解时生成哪些赖氨酸 CHCH..COOH H C (2)NH2CH2CO—N-CO—cH2 H2C—cO— NCOCH2NH2 答:(1)生成 H2NCH2 COOH En (CH3)2 CHCH2 CH, COOH H NCH COOH (2)生成4分子 147在碱性溶液中,氨基酸含有2个碱性基,即一NH和一COO^,何者碱性较强?当向 该溶液加入酸时,质子先与那个基结合?写出生成物。 答:碱性:一NH2>-COO,质子先与一NH2结合。 H2N— CH COO+H H3N— CH COO R 这是因为一NH2的Kb≈104而一COOH在溶液中存在下列平衡: -coo t H H2N— CH COOH R 而言,一COOH的Ka≈103,故 K Ka 48天门冬氨酸在滴定时是一个一元酸,用怎样的构造式才能解释这一现象? 答 HOOCCH2cH—cOo
14.5 写出赖氨酸 H2NCH2CH2CH2CH2CHCOOH NH2 在指定条件下占优势的结构形式。 （１） 在强酸性溶液中； （２）在强碱性溶液中。 答： H3NCH2CH2CH2CH2CHCOOH NH3 H2CH2CH2CH2CH2CHCOO NH2 (1) (2) + + - 14.6 下列化合物水解时生成哪些赖氨酸？ CHCH2CH2CONHCH2COOH H3C H3C NH2 CH2CO N CO CH2 H2C CO N COCH2NH2 (1) (2) 答：（1）生成H2NCH2COOH 和(CH3)2CHCH2CH2COOH （2）生成 4 分子H2NCH2COOH 14.7 在碱性溶液中，氨基酸含有 2 个碱性基，即－NH2 和－COO－ ，何者碱性较强？当向 该溶液加入酸时，质子先与那个基结合？写出生成物。 答：碱性：－NH2>－COO－ ，质子先与－NH2 结合。 H2N CH COO R H + H3N CH COO R _ + + _ 这是因为－NH2 的 Kb≈10-4,而－COOH 在溶液中存在下列平衡： COOH COO H + + 对 H2N CH COOH R 而言，－COOH 的 Ka≈10-3 ,故 11 3 14 10 10 10 − − − = = = Ka K K w b 14.8 天门冬氨酸在滴定时是一个一元酸，用怎样的构造式才能解释这一现象？ 答： HOOCCH2CH NH3 COO + _
149写出下列化合物的构造式 (1)丙氨酰甘氨酸(2)谷·半胱·甘肽 答 (1) CHaH-CO--NHCOOH (2)HOOCCHCH2CH2CONHCHCONHCH2COOH H2 CH SH 14.10解释下列各种可以使蛋白质变性的原因 (1)Pb3和Ag(2)尿素(3)紫外线(4)强酸、强碱(5)加热 答:(1)重金属离子可和蛋白质中的游离的一COO形成不溶性盐 (2)尿素是很好的氢键受体,使蛋白质原有的氢键破怀。 (3)由于紫外线照射使蛋白质中的氢键受到破坏。 (4)强酸、强碱既可使蛋白质中的氢键断裂,也可和其中的游离的氨基或羧基成 (5)加热使分子热运动增强而导致氢键破坏
14.9 写出下列化合物的构造式； （１）丙氨酰甘氨酸 （２）谷·半胱·甘肽 答： CH3CH CO NHCOOH NH2 HOOCCH NH2 CH2CH2CONHCHCONHCH2COOH CH2SH (1) (2) 14.10 解释下列各种可以使蛋白质变性的原因： （1）Pb2+和 Ag+ （2）尿素 （3）紫外线 （4）强酸、强碱 （5）加热 答：（1）重金属离子可和蛋白质中的游离的－COO－ 形成不溶性盐。 （２） 尿素是很好的氢键受体，使蛋白质原有的氢键破怀。 （３） 由于紫外线照射使蛋白质中的氢键受到破坏。 （４） 强酸、强碱既可使蛋白质中的氢键断裂，也可和其中的游离的氨基或羧基成盐。 （５） 加热使分子热运动增强而导致氢键破坏