生物化学课后习题详细解答

生物化学（第三版）课后习题详细解答第三章氨基酸

提要α-氨基酸是蛋白质的构件分子，当用酸、碱或蛋白酶水解蛋白质时可获得它们。蛋白质中的氨基酸都是L型的。但碱水解得到的氨基酸是D型和L型的消旋混合物。

参与蛋白质组成的基本氨基酸只有20种。此外还有若干种氨基酸在某些蛋白质中存在，但它们都是在蛋白质生物合成后由相应是基本氨基酸（残基）经化学修饰而成。除参与蛋白质组成的氨基酸外，还有很多种其他氨基酸存在与各种组织和细胞中，有的是β-、γ-或δ-氨基酸，有些是D型氨基酸。

氨基酸是两性电解质。当pH接近1时，氨基酸的可解离基团全部质子化，当pH在13左右时，在这中间的某一pH（因不同氨基酸而异），氨基酸以等电的兼性离子（HNCHRCOO）+-则全部去质子化。

pH称为该氨基酸的等电点，用3状态存在。某一氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的介质

pI表示。

所有的α-氨基酸都能与茚三酮发生颜色反应。α-NH与2,4-二硝基氟苯（DNFB）作用产生相应

DNP-氨基酸（Sanger反应）；α-NH与苯乙硫氰酸酯（PITC）作用形成相应氨基酸的苯胺基2的

硫甲2酰衍生物（ Edman反应）。胱氨酸中的二硫键可用氧化剂（如过甲酸）或还原剂（如巯基乙醇）断裂。半胱氨酸的SH基在空气中氧化则成二硫键。这几个反应在氨基酸荷蛋白质化学中

占有重要地位。

除甘氨酸外α-氨基酸的α-碳是一个手性碳原子，因此α-氨基酸具有光学活性。比旋是α-氨基酸的物理常数之一，它是鉴别各种氨基酸的一种根据。

参与蛋白质组成的氨基酸中色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在紫外区有光吸收，这是紫外吸收法定量蛋白质的依据。核磁共振（NMR）波谱技术在氨基酸和蛋白质的化学表征方面起重要作用。

氨基酸分析分离方法主要是基于氨基酸的酸碱性质和极性大小。常用方法有离子交换柱层析、高效液相层析（HPLC）等。

习题

1.写出下列氨基酸的单字母和三字母的缩写符号：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。[见表3-1]

表3-1 氨基酸的简写符号

三字单字母单字母三字母符母符名称名称符号符号号号L Leu Ala A (leucine) (alanine)

亮氨酸丙氨酸K Arg Lys R (lysine)

精氨酸(arginine)

赖氨酸M N Asn Met )(methionine) 蛋氨酸(asparagines) 甲硫氨酸(天冬酰氨F D Asp Phe (phenylalanine) 苯丙氨酸(aspartic acid) 天冬氨酸 B Asx Asp Asn或和/P C Pro Cys (praline) 脯氨酸半胱氨酸(cysteine)

S Q Gln Ser (serine) 丝氨酸(glutamine) 谷氨酰氨T E Glu Thr (threonine) 谷氨酸(glutamic acid)

苏氨酸Z Gls Glu /和Gln或W

G

Gly

Trp

(tryptophan)

(glycine)

甘氨酸色氨酸 1 Y Tyr His H (tyrosine) 酪氨酸组氨酸(histidine)

V

IleValI(valine)

异亮氨(isoleucine)缬氨+ [9.9]PHα-NH。20%被解离时的溶液2、计算赖氨酸的ε3 P133)3-3，pKa = 10.53 (见表解：pH = pKa + lg20%

pH = 10.53 + lg20% = 9.83

[4.6]pH。、计算谷氨酸的γ-COOH三分之二被解离时的溶液3 pKa = 4.25 解：pH = pKa +

lg2/3%

pH = 4.25 + 0.176 = 4.426

1.46,(b)[(a)约(b)亮氨酸钠盐；(c)等电亮氨酸。、计算下列物质0.3mol/L溶液的pH：(a)亮氨酸盐酸盐；4 约6.05]约11.5, (c)

值：丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和精氨酸。值，计算下列氨基酸的pI、根据表3-3中氨基酸的pKa5 [pI:6.02;5.02;3.22;10.76] pKa1+ pKa2）解：pI = 1/2（）= 6.02pI(Ala) = 1/2（2.34+9.69

）= 5.02pI(Cys) = 1/2（1.71+10.78

= 3.22（2.19+4.25）pI(Glu) = 1/2 = 10.76（9.04+12.48）pI(Ala) = 1/2

是多少？如果加入pH的处于等电点的甘氨酸溶液加入0.3molHCl，问所得溶液的6、向1L1mol/L 9.23]2.71；时，HClpH将是多少？[pH：0.3mol NaOH以代替

，然后向该溶液中加入过量的甲醛，当所得溶液用碱反滴pH8.0400ml）调节到7、将丙氨酸溶液（[4.45g]问起始溶液中丙氨酸的含量为多少克？250ml。时，消耗0.2mol/L NaOH溶液定至Ph8.0

+2+-4His1.78×10时各种离子形式的浓度（mol/L）。[His，为的组氨酸溶液在8、计算

0.25mol/LpH6.4-40 ]2.8×为0.071，His10为

1mol/L KOH和咪唑基pKa=6.0）说明用含一个结晶水的固体组氨酸盐酸盐9、（相对分子质量=209.6；352ml 1mol/L 加入取组氨酸盐酸盐41.92g(0.2mol)，1LpH6.5的0.2mol/L组氨酸盐缓冲液的方法[配制1L]KOH，用水稀释至

、为什么氨基酸的茚三酮反映液能用测压法定量氨基酸？10（其反应化学式见氨基酸共热，引起氨基酸氧化脱氨脱羧反映，α-解：茚三酮在弱酸性溶液中与从而计算出参加反应的氨基酸量。CO可用测压法测量，），其中，定量释放的P1392

亮氨L-旋光管中测得的旋光度为+1.81o。计算3.0g/50ml L-亮氨酸溶液（6mol/L HCl）在20cm11、o][[a]=+15.16mol/L HCl中的比旋（[a]）。酸在

3-15][参考图）构型名称。个光学异构体的（12、标出异亮氨酸的4R，S

中BA4BA13、甘氨酸在溶剂中的溶解度为在溶剂中的倍，苯丙氨酸在溶剂中的溶解度为溶剂 2 的两倍。利用在溶剂A和B之间的逆流分溶方法将甘氨酸和苯丙氨酸分开。在起始溶液中甘氨酸含量为100mg ，苯丙氨酸为81mg ，试回答下列问题：(1)利用由4个分溶管组成的逆流分溶系统时，甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一号分溶管中含量最高？（2）在这样的管中每种氨基酸各为多少毫克？[（1）第4管和第3管；（2）51.2mg Gly+24mg Phe和38.4mgGly+36mg Phe]

解：根据逆流分溶原理，可得：

对于Gly：Kd = C/C = 4 = q(动相)/p（静相）p+q = 1 = (1/5 + 4/5) BA3=1/125+2/125+48/125+64/125 （1/5 + 4/5）4个分溶管分溶3次：

对于Phe：Kd = C/C = 2 = q(动相)/p（静相）p+q = 1 = (1/3 + 2/3) BA3=1/27+6/27+12/27+8/27 1/3 + 2/3）4个分溶管分溶3次：（