問1の答
(ア)R‐CH(NH2)COOH(イ)同一(ウ)ｱﾐﾉ(エ)ｶﾙﾎﾞｷｼﾙ(オ)双生(カ)不斉(キ)光学(ク)L(ケ)ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ
(コ)ﾎﾟﾘﾏｰ(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
[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
問2
(1)の答 4種類
[ヒント]
● H2N-G-LA-COOH H2N-G-DA-COOH H2N-LA-G-COOH H2N-DA-G-COOH
ここで, G：ｸﾞﾘｼﾝ基, LA：L体のｱﾗﾆﾝ基, DA：D体のｱﾗﾆﾝ基を表す。ｱﾗﾆﾝ分子は不斉炭素原子を1個もっているので光学異性体のL型とD型が存在する。-：ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ結合-CO-NH-を表す。
ｸﾞﾘｼﾝ：H2N-CH2-COOH ｱﾗﾆﾝ：H2N-C*H(CH3)-COOH(C*は不斉炭素原子を表す。この炭素原子に結合している原子または原子団は全て異なる…-NH2, -H, -CH3, -COOH この場合, 下図のように光学異性体が存在する。image154)
● 有機化合物において, 分子式は同じでも構造が異なるために物理的・化学的性質が異なる物質が複数個生じる場合がある。この複数個の物質は互いに異性体の関係にあるという。その異性体の分類は, １つの方法として, 次のように大きく分けて3つになる。
1. 構造異性体…1つの分子式で表される分子の原子間の結合を価標(結合線)で平面上に図式的に描くと, 異なった構造式が生じる場合に相当する。
2. 互変異性体…1つの分子式で表せる分子が炭素原子間に不飽和結合を有し分子中の少なくとも1個の原子の相対的位置が著しく違うと, 異なった構造式が生じる場合に相当する。
3.立体異性体(三次元の全原子間距離は異性体間で同じ)
〇幾何異性体…有機化合物の炭素原子間の二重結合を挟んで結合する置換基の配置で, 異なった構造式のｼｽcisとﾄﾗﾝｽtransが生じる場合に相当する。
○光学異性体…分子に不斉炭素原子(4価の炭素原子に4個の異なる原子または原子団などが結合)があると、実像と鏡像の関係にある一対の対掌体(右手と左手の関係)の分子が存在する。この2種の分子に直線偏光が当ると、各々の分子において、その光の偏光面が右旋性の回転(＋またはd)をするか左旋性の回転(−またはl：ｴﾙ)をする…光学活性となる。この2つの分子は光学異性体の関係にあるという。
○ その他(上の幾何と光学の異性体以外で回転や反転などによって生じる立体異性体)
(2)の答 14種類
[ヒント]
○H2N-G-LA-G-G-COOH H2N-G-G-LA-G-COOH H2N-G-G-G-LA-COOH
H2N-LA-G-G-G-COOH
○H2N-G-LA-LA-G-COOH H2N-LA-G-G-LA-COOH H2N-LA-LA-G-G-COOH
H2N-G-G-LA-LA-COOH H2N-LA-G-LA-G-COOH H2N-G-LA-G-LA-COOH
○H2N-LA-G-LA-LA-COOH H2N-LA-LA-G-LA-COOH H2N-LA-LA-LA-G-COOH
H2N-G-LA-LA-LA-COOH
ここで, G：ｸﾞﾘｼﾝ基, LA：L体のｱﾗﾆﾝ基, -：ﾍﾟﾌﾟﾁﾄﾞ結合-CO-NH-を表す。
(3)の答 12種類
[ヒント] G：ｸﾞﾘｼﾝ基, LA：L体のｱﾗﾆﾝ基(image155)
