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？ CH 3 COOH H 3 NCH 2 COO H 3 NCH 2 COOH + + 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 NH 3 + 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 CH 2 COOHH 3 N + ( ) 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 (CH 3 ) 2 CHCHCOO NH 2 _ 形式存在。 （2）赖氨酸的等电点为PH=9.74，在PH=10时，以 H 2 N(CH 2 ) 4 CH(NH 2 )COO _ 形式存在。 （3）丝氨酸的等电点为PH=5.68，在PH=1时，以 HOCH 2 CH(NH 3 )COOH + 形式存在。 （4）谷氨酸的等电点为PH=3.22，在PH=3时，以 HOOCCH 2 CH 2 CH(NH 3 )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。 14.5写出赖氨酸 H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CHCOOH NH 2 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： H 3 NCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CHCOOH NH 3 H 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CHCOO NH 2 (1) (2) + + - 14.6下列化合物水解时生成哪些赖氨酸？ CHCH 2 CH 2 CONHCH 2 COOH CH 3 CH 3 NH 2 CH 2 CO N CO CH 2 H 2 C CO N COCH 2 NH 2 (1) (2) 答：（1）生成 H 2 NCH 2 COOH 和 (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 2 COOH （2）生成4分子 H 2 NCH 2 COOH 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。 CH COONH 2 R H + CH COOH 3 N 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 CH COOHNH 2 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： HOOCCH 2 CH NH 3 COO + _ 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： CH 3 CH CO NHCOOH NH 2 HOOCCH NH 2 CH 2 CH 2 CONHCHCONHCH 2 COOH CH 2 SH (1) (2) 14.10 解释下列各种可以使蛋白质变性的原因： （1）Pb 2+ 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。