Aminokwasy

Jak to rozwiązać — identyfikacja reszt i kolejności

Krok 1. Aminokwasy. Grupa –SH → cysteina (Cys), M = 121. Aminokwas achiralny → glicyna (Gly), M = 75.

Krok 2. Trzeci aminokwas. Powstanie tripeptydu to utrata 2 cząsteczek wody: suma mas reszt = 249 + 2·18 = 285. Trzeci: 285 − 75 − 121 = 89 = alanina (Ala).

Krok 3. Kolejność. Wolna grupa aminowa (N-koniec) — reszta najmniejsza = Gly. Wolna grupa karboksylowa (C-koniec) — reszta największa = Cys. W środku Ala.

Gly–Ala–Cys

✔ Zgodne z kluczem: Gly-Ala-Cys.

Jak to rozwiązać — aminokwas a pH roztworu

Probówka I (silnie kwaśny): nadmiar H⁺ protonuje grupę –NH₂ i cofa dysocjację –COOH → forma kationowa: C₆H₅–CH₂–CH(NH₃⁺)–COOH.

Probówka II (≈ obojętny, punkt izoelektryczny): grupa –COOH oddaje proton, a –NH₂ go przyłącza → jon obojnaczy: C₆H₅–CH₂–CH(NH₃⁺)–COO⁻.

Probówka III (silnie zasadowy): nadmiar OH⁻ deprotonuje grupę –NH₃⁺ i –COOH jest zdysocjowana → forma anionowa: C₆H₅–CH₂–CH(NH₂)–COO⁻.

✔ Zgodne z kluczem: I — kation, II — jon obojnaczy, III — anion.

Jak to rozwiązać — forma dominująca w punkcie środkowym

Punkt II leży między I a III — jest to pH, przy którym dominuje jon obojnaczy (grupa –COOH oddała proton, a –NH₂ go przyłączyła):

CH₃–CH(NH₃⁺)–COO⁻

Nazwa tej wartości pH: punkt izoelektryczny (izojonowy).

✔ Zgodne z kluczem: jon obojnaczy; punkt izoelektryczny.

Jak to rozwiązać — skład mieszaniny w punkcie III

W punkcie III (środowisko zasadowe) alanina jest mieszaniną jonu obojnaczego i formy zdeprotonowanej (anionu) w stosunku 1:1. Zatem obecne są formy:

(a) CH₃CH(NH₃⁺)COO⁻ (jon obojnaczy) oraz (c) CH₃CH(NH₂)COO⁻ (anion). Forma kationowa (b) nie występuje.

✔ Zgodne z kluczem: (a) i (c).

Rozwiązanie

Masa molowa pochodnej fenylotiohydantoiny glicyny (R $=$ H) wynosi $192\ \tfrac{\text{g}}{\text{mol}}$; dla grupy R zamiast atomu H: $M=192-1+M_R=206$ → $M_R=15\ \tfrac{\text{g}}{\text{mol}}$ → grupa R $=$ –CH₃. Aminokwas Xxx to alanina (Ala).

Rozwiązanie

Amina X = CH₃–CH₂–NH₂ (etyloamina). Aminokwas (po dekarboksylacji daje etyloaminę) = CH₃–CH(NH₂)–COOH (alanina).

Rozwiązanie

kationów — dodanie kwasu (obniżenie pH poniżej punktu izoelektrycznego) protonuje grupę karboksylanową, zwiększając stężenie kationów teaniny.

Rozwiązanie

Kwas karboksylowy: (CH₃)₂CH–CH₂–CH₂–COOH (kwas 4-metylopentanowy). Bromopochodna: kwas 2-bromo-4-metylopentanowy.

Rozwiązanie

Pięcioczłonowy laktam (γ-laktam) powstaje z aminokwasu, w którym grupa –NH₂ jest przy 4. atomie węgla. Otwarcie pierścienia daje HOOC–CH₂–CH(CH₃)–CH(NH₂)–CH₃ = kwas 4-amino-3-metylopentanowy. Odpowiedź: C.

Rozwiązanie

• Pierwsza próba: tyrozyna — zawiera pierścień aromatyczny, ze stężonym HNO₃ daje żółte zabarwienie (reakcja ksantoproteinowa).
• Druga próba: biuret — ma ugrupowanie z dwoma wiązaniami amidowymi, daje fioletowe zabarwienie w reakcji biuretowej z Cu(OH)₂ (glicyna i alanina tej reakcji nie dają).

Rozwiązanie

• Reakcja 1: ⁺H₃N–CH(CH₃)–COOH $+$ OH⁻ $\to$ ⁺H₃N–CH(CH₃)–COO⁻ $+$ H₂O.
• Reakcja 2: ⁺H₃N–CH(CH₃)–COO⁻ $+$ OH⁻ $\to$ H₂N–CH(CH₃)–COO⁻ $+$ H₂O.

Rozwiązanie

1. P — obie mają wzór C₆H₁₃NO₂ (izomery).
2. F — o różnicy punktu izoelektrycznego decyduje charakter łańcucha bocznego (kwas glutaminowy ma dodatkową grupę –COOH, lizyna dodatkową –NH₂), a nie jego długość.
3. P — treonina CH₃–CH(OH)–CH(NH₂)–COOH ma dwa centra asymetrii (C z –OH i C z –NH₂).

Odpowiedź: P, F, P.