問1の正解… (ア)R‐CH(NH2)COOH(イ)ｱﾐﾉ(ウ)ｶﾙﾎﾞｷｼﾙ(エ)陽と陰(オ)双生(カ)不斉(キ)光学(ク)L
(ケ)ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ(コ)ﾎﾟﾘやﾏｸﾛ(サ)1(シ)ｶﾙﾎﾞﾆﾙ(ス)ｲﾐﾉ(セ)水素(ソ)2(タ)ｲｵﾝ(チ)ｼﾞｽﾙﾌｨﾄﾞ(ツ)3
(テ)触媒(ト)立体(ナ)活性化(ニ)促進
ﾋﾝﾄ
●同一炭素原子にｱﾐﾉ基とｶﾙﾎﾞｷｼﾙ基をもつ2個のα‐ｱﾐﾉ酸(一般式：R－CH(NH2)－COOHまたは
NH2－CHR－COOH)どうしは次のように脱水反応によってﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ結合：－CO－NH－してｼﾞﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞを生成する。さらに多くのｱﾐﾉ酸が脱水反応しﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞなどを生成する。
NH2－CHR－COOH + NH2－CHR'－COOH → NH2－CHR－CO－NH－CHR'－COOH + H2O
●20種類のα-ｱﾐﾉ酸 : R-CH(NH2)－COOH (下記の一般式はR のみ表示, *は必須ｱﾐﾉ酸…人体で合成不可能で食物として摂取するもの)
1.脂肪族ｱﾐﾉ酸
○ﾓﾉｱﾐﾉﾓﾉｶﾙﾎﾞﾝ酸
ｸﾞﾘｼﾝ Gly …R： H－(肉などに含まれるｾﾞﾗﾁﾝや絹のﾌｨﾌﾞﾛｲﾝに多く存在),
ｱﾗﾆﾝ Ala …R： CH3－(ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布特にﾌｨﾌﾞﾛｲﾝ中に25%, ﾏﾒ科中に遊離状態で存在)
ﾊﾞﾘﾝ* Val …R： (CH3)2CH- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布)
ﾛｲｼﾝ* Leu …R： (CH3)2CHCH2- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布また遊離ｱﾐﾉ酸として存在)
ｲｿﾛｲｼﾝ* Ileu … R：C2H5CH(CH3)- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布特にﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞのﾎﾙﾓﾝや抗生物質中に存在)
○ｵｷｼｱﾐﾉ酸
ｾﾘﾝ Ser …R： HOCH2- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布特に絹のﾀﾝﾊﾟｸ質ｾﾘｼﾝやﾌｨﾌﾞﾛｲﾝなどに存在)
ﾄﾚｵﾆﾝ* Thr …R： CH3CH(OH)- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布)
○含硫黄ｱﾐﾉ酸
ｼｽﾃｲﾝ CysH …R： HSCH2- (毛髪や角などのｹﾗﾁﾝに多く存在)
ｼｽﾁﾝ CyS-SCy …R： -CH2SSCH2- (毛髪や角などのｹﾗﾁﾝに多く存在)
ﾒﾁｵﾆﾝ* Met …R： CH3SCH2CH2- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布また醤油中にもかなり存在)
○ﾓﾉｱﾐﾉｼﾞｶﾙﾎﾞﾝ酸(酸性ｱﾐﾉ酸)
ｱｽﾊﾟﾗｷﾞﾝ酸 Asp …R： HOOCCH2- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布, 動植物中に遊離酸としても存在)
ｸﾞﾙﾀﾐﾝ酸 Glu …R： HOOCCH2CH2- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布, 特に小麦ｸﾞﾘｱｼﾞﾝにはおよそ44%も存在)
○ｼﾞｱﾐﾉﾓﾉｶﾙﾎﾞﾝ酸(塩基性ｱﾐﾉ酸)
ﾘｼﾝ Lys* …R： H2N(CH2)4- ((ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布, 植物の幼芽中に遊離のL-ﾘｼﾝ存在)
ｱﾙｷﾞﾆﾝ Arg …R： H2NC(NH)NH(CH2)3- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布, 特に魚のｼﾗｺ中多く存在)
2.含芳香族核ｱﾐﾉ酸
ﾌｪﾆﾙｱﾗﾆﾝ* Phe …R： C6H5CH2- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布)
ﾁﾛｼﾝ Tyr …R： HOC6H4CH2- (家蚕ﾌｨﾌﾞﾛｲﾝやｾﾞﾗﾁﾝなどに多く存在)
3.含複素環ｱﾐﾉ酸
ﾋｽﾁｼﾞﾝ(塩基性ｱﾐﾉ酸) His …R： HNC2NCCH2- (血液中のﾍﾓｸﾞﾛﾋﾞﾝに多く存在)
ﾄﾘﾌﾟﾄﾌｧﾝ* Try …R： HNC8H5CH2- (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に少量で広く分布)
ﾌﾟﾛﾘﾝ Pro (ﾀﾝﾊﾟｸ質中に広く分布, 特にｾﾞﾗﾁﾝに多く存在)
ｵｷｼﾌﾟﾛﾘﾝ Hypro (ｾﾞﾗﾁﾝやｶｾﾞｲﾝに存在)
His Try Pro Hypro
(image101)
問2の正解… 6.10
ﾋﾝﾄ
●ｱﾗﾆﾝの陽ｲｵﾝを A+, 陰ｲｵﾝを A-, 双生ｲｵﾝを A±とすると
K1 = [A±][H+]/[A+] …①' K2 = [A-][H+]/[A±] …②'
①'と②'から[A±]を消去すると
[H+]2 = K1K2[A+]/[A-] …③'
等電点では, 双生ｲｵﾝの濃度は大きな値を示し, 陽ｲｵﾝと陰ｲｵﾝの濃度は非常に小さい値で, しかも等しいことから③'は [H+]2 = K1K2 …④'
よって, 等電点(pH値)は
pH = -log[H+] = -(logK1 + logK2)/2 = (pK1 + pk2)/2 = (2.343 + 9.866)/2 = 6.10(答)
● ﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ溶液(ｺﾛｲﾄﾞ溶液)は等電点で特異性を示す。例えば, 電気泳動の速度, 粘性, 浸透圧などが最小となり, 凝結や泡立ちが強くなる。
問3の正解… 10
ﾋﾝﾄ
●ｱﾗﾆﾝ(H2N-CH(CH3)-COOH) を H2N-A-COOH, ｸﾞﾘｼﾝ(H2N-CH2-COOH) を H2N-G-COOH , ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ結合 (-NHCO-または -CONH-) を ・ とすると, 脱水反応で形成される鎖状ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞは
H2N-G・G・A・A・A-COOH HOOC-G・G・A・A・A-NH2
H2N-G・A・G・A・A-COOH HOOC-G・A・G・A・A-NH2
H2N-G・A・A・G・A-COOH HOOC-G・A・A・G・A-NH2
H2N-G・A・A・A・G-COOH
H2N-A・G・G・A・A-COOH
H2N-A・G・A・G・A-COOH
H2N-A・A・G・G・A-COOH
●数学の順列・組合せから考えると 5!/(3!2!) = 10
問4の正解…a ： 2次構造 b ： 3次構造 c ： 1次構造 d ： 2次構造
ﾋﾝﾄ
●1次構造 ： ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ結合だけの1本のﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ鎖で形成されいるﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞに相当する。
●2次構造 ： ﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ分子内の水素結合によるせん状のα形(問4のa)やﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ分子間の水素結合によるｼｰﾄ状のβ形(問4のd)がこれに相当する。
●3次構造 ： 1つのらせん状のα形ﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ分子において, 水素結合, ｲｵﾝ結合, ｼﾞｽﾙﾌｨﾙﾄﾞ結合などよってﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ鎖が折れ曲がり複雑な立体構造が作られる。その複雑な構造を3次構造という。色素ﾀﾝﾊﾟｸ質に属するﾐｵｸﾞﾛﾋﾞﾝのﾀﾝﾊﾟｸ質は3次構造をしている。赤味魚肉の赤色はﾐｵｸﾞﾛﾋﾞﾝによる。3次構造をとるﾎﾟﾘﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞがいくつか集ってさらに複雑な4次の構造を形成することがある(赤血球中のﾍﾓｸﾞﾛﾋﾞﾝなど)。
問5の正解… 酵素中のﾀﾝﾊﾟｸ質の水素結合などの切断によって ﾀﾝﾊﾟｸ質の高次構造が破壊されるために, 酵素の特異性が失なわれる。これを熱によるﾀﾝﾊﾟｸ質の変性という。
問6の正解… (a)窒素元素の検出(b)ﾆﾝﾋﾄﾞﾘﾝ反応(c)塩析(d)ﾁﾝﾀﾞﾙ現象(e)変性(f)硫黄元素の検出
(g)ｷｻﾝﾄﾌﾟﾛﾃｨﾝ反応(h)変性(i)ﾋﾞｳﾚｯﾄ反応(j)変性(k)変性
ﾋﾝﾄ
●ﾀﾝﾊﾟｸ質の変性は, 熱, 重金属ｲｵﾝ, 酸, 塩基, ｱﾙｺｰﾙなどによって生じる。ゆで卵はﾀﾝﾊﾟｸ質の熱変性である。
●ﾀﾝﾊﾟｸ質の塩析は, MgCl2などの塩(電解質)水溶液を加えると生じる。豆腐がそれに相当する。