Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo CAPITOLO 14 1. Il prefisso α negli α-amminoacidi sta ad indicare che il gruppo amminico, -NH2, si trova sul carbonio alfa (carbonio legato al gruppo carbossilico). 2. a) cisteina b) fenilalanina f) acido aspartico 3. c) valina g) glutammina d) prolina h) lisina e) triptofano i) alanina l) glicina a) Legame ammidico che si forma tra il gruppo carbossilico di un amminoacido e il gruppo amminico in alfa di un altro amminoacido. b) Amminoacidi che non possono essere sintetizzati dall’uomo e che vanno assunti con la dieta c) Molecola formata da due amminoacidi legati con legame peptidico. 4. a) Configurazione degli amminoacidi chirali naturali, riferita alla l-gliceraldeide COOH CHO HO H H2N R CH2OH L-gliceraldeide H L-amminoacido b) Ione dipolare o zwitterione è un sale interno. presenta contemporaneamente una carica positiva e una carica negativa. c) Valore di pH in corrispondenza del quale l’amminoacido esiste in forma zwitterionica con carica complessiva uguale a zero. 5. Perché possono comportarsi sia da acidi che da basi. 6. Perché le cisteine formano tra loro ponti disolfuro che inducono il ripiegamento e l’avvolgimento della catena peptidica (struttura terziaria). Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo 2 7. COOH (S) 4 H 1 H2N CH2CHCH3 3 CH3 8. COOH COOH a) H2N b) H H CH2OH CH2OH COOH c) H2N NH2 COOH d) H H NH2 CH2 CH2 OH OH 9. COOH HN 10. a) CH3 H CH COO + HCl CH3 NH3 b) CH3 CH COO + NaOH NH3 CH COOH NH3 CH3 CH COO NH2 Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo 11. a) b) H3N CH2 COO H3N CH COO CH2OH c) H3N d) CH COO H3N CH COO CH2 CH2 NH OH 12. a) NH3 b) HOH2C CHCOO NH3 c) CH2CH2CHCOO HOH2C + NaOH + H2O NH3 idrogeno più acido CHCOO + H2O NH2 idrogeni più acidi (CH3)2CHCHCOO (CH3)2CHCHCOOH + NaOH NH3 d) HOOC CH2CH2CHCOOH + NaOH HOOC + H2O NH3 idrogeno più acido H2N H2N C NHCH2CH2CH2CHCOO H2N + NaOH C NHCH2CH2CH2CHCOO HN NH2 NH2 idrogeni più acidi 13. a) CH3CH OH CHCOO NH3 + HCl CH3CH OH CHCOOH + Cl NH3 Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore + H2O Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo b) OOCCH2CHCOO HOOCCH2CHCOO + Cl + HCl NH3 NH3 COOH 14. COOH H2N H H2N H3C H H H CH3 CH2CH3 CH2CH3 L-isoleucina 15. diastereomero dell’ L-isoleucina La treonina contiene due centri stereogeni. H (S) HOOC H NH2 CH3 (R) H NH2 (S) HOOC 16. H HO OH CH3 (S) COOH (R) H2N H CH2SH 17. Il gruppo -NH3+ ha effetto induttivo elettron-attrattore che aumenta l’acidità dell’acido rispetto a quello non sostituito. 18. a) Amminoacido che, in un peptide, ha il gruppo -NH3+ libero. b) Catena costituita da meno di 50 amminoacidi legati tra loro mediante legami peptidici. c) Amminoacido che, in un peptide, ha il gruppo -COO- libero. 19. a) O H3NCHCNHCH2COO CH3 O b) H3NCHCNHCHCOO H3C CH CH3 HN Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo O c) H3N CH C NH CH COO CH(CH3)2 HN O d) H3N CH C O NH CH2 C NH CH3 CH3 O 20. a) H3N CH COO CH2 C O NH CH C NH CH COO CH(CH3)2 HN O b) H3N CH C O NH CH C NH CH(CH3)2 CH COO CH3 HN O c) H3N CH2 C O NH CH CH3 21. C NH CH COO CH3 a) Val-Leu-Ser; Val-Ser-Leu; Leu-Val-Ser; Leu-Ser-Val; Ser-Val-Leu; Ser-Leu-Val b) Ser-Pro-Leu; Ser-Leu-Pro; Pro-Ser-Leu; Pro-Leu-Ser; Leu-Pro-Ser; Leu-Ser-Pro 22. La prolina non è presente nei tratti ad α-elica delle proteine a causa dell’anello rigido di cui fa parte l’azoto, che impedisce la giusta rotazione del legame N-C e quindi causa una distorsione dell’elica. Inoltre, l’azoto, impegnato nel legame peptidico, non ha idrogeni per formare legami idrogeno con gli altri residui amminoacidici. Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo 23. S-A-V-Y; S-A-Y-V; S-V-A-Y; S-V-Y-A; S-Y-A-V; S-Y-V-A; A-S-V-Y; A-S-Y-V; A‑V‑S-Y; A-V-Y-S; A-Y-S-V; A-Y-V-S; V-S-A-Y; V-S-Y-A; V-A-S-Y; V-A-Y-S; V-Y-S-A; V-Y-A-S; Y-S-A-V; Y-S-V-A; Y-A-S-V; Y-A-V-S; Y-V-S-A; Y-V-A-S. O 24. H3N CH O C NH CH2 O C NH CH2 C O NH CH CH2 C NH CH CH2 COO CH2CH2SCH3 OH 25. a) O H3N CH O C NH CH2CH(CH3)2 CH O O C H2O O H3N CH CH2OH CO H3N + CH CO CH2OH CH2CH(CH3)2 b) O H3N CH C O NH CH3 CH C O O H2O O H3N CH2CH8CH3)2 CH CO + H3N CH CO CH2CH(CH3)2 CH3 c) O O O H3N CH C NH CH C NH CH C O CH2 OH 26. CH2OH O H2O CH2CH2SCH3 H3N CH CO + H3N CH2 O O CH CO + H3N CH CO CH2OH CH2CH2SCH3 OH Le proteine globulari hanno una struttura spaziale praticamente sferica, dovuta ai ripiegamenti delle catene polipeptidiche (struttura terziaria). In questa struttura la catena dispone residui apolari verso l’interno (core idrofobico) e i residui polari Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo all’esterno, a contatto con l’ambiente acquosa. La struttura secondaria può essere ad α-elica e, in alcune porzioni della catena, a β-foglietto. 27. a) superficie b) centro c) superficie d) superficie e) centro f) centro g) superficie h) superficie 28. La struttura secondaria delle proteine fibrose è ad α-elica oppure a β-foglietto. Le catene si dispongono lungo un asse così che la proteina assume forma allungata. 29. a) Il DNA ,o acido desossiribonucleico, è un polimero costituito da monomeri detti nucleotidi formati da una base azotata, desossiribosio (uno zucchero) e un gruppo fosfato. Contiene il codice genetico dell’individuo. b) Coppia di basi azotate complementari, tenute insieme da legami idrogeno. Nel DNA le coppie di basi complementari sono: adenina-timina e guanina-citosina: H CH3 N O H H H N N N N N O H H N N O O N N H N N N N N H accoppiamento timina-adenina accoppiamento citosina-guanina c) La replicazione è il processo di duplicazione semiconservativa del DNA in cui un nuovo filamento complementare viene sintetizzato su un vecchio filamento usato come stampo. In questo modo la cellula in via di divisione raddoppia il proprio materiale genetico in modo da trasmetterne una copia ad ognuna delle cellule figlie. d)La trascrizione è il processo grazie al quale l’informazione genetica contenuta nel DNA, necessaria alla sintesi proteica, viene trasferita sull’RNA che viene sintetizzato come unico filamento, usando come stampo un filamento del DNA. 30. Timina: 32%; Citosina: 18% perché la timina è complementare all’adenina e la citosina è complementare alla guanina. Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo 31. C-T-T-C-A-A-G-T-A-C-G 32. a) NH2 N N N HO N O O H O H H O H NH H O- P N O O O H O H H O H H O- P O- O N NH N b) NH2 N O HO O H H O H O P H NH H N O- O O O H O H H O H P H O- O- Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo NH2 c) N N HO O NH2 O H H O H O H N H N O- P N O N O H O H H O H H O- P O- 33. a) NH2 N N N HO N O O H H O H O P H NH H N O- O O O H O H H O H P H O- O- Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo O b) N NH N HO O O H O H H O H NH H O- P NH2 N N O O O H O H H O H H O- P O- NH2 c) N N N HO N NH2 O H O H H O H N H N O- P O O O H O H H O H P H O- O- Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo 34. a) ambiente basico NH2 N O N N NH2 NH + + N H N N H N N NH2 N H O + H O OH OH HO H H OH H + O P H O- OH OH O- b) ambiente acido NH2 N O N N NH2 NH + + N H 35. N N H N N NH2 N H HO O + O H H H OH H + H O P OH OH Perché l’analisi dei contenuti di basi puriniche e pirimidiniche nel DNA dei diversi organismi ha mostrato in tutti i casi che la percentuale di adenina è uguale a quella della timina e la percentuale di guanina è uguale a quella della citosina. questo è interpretabile in termini di complementarietà di basi e struttura a doppia elica. 36. NH N OH NH N H N N H N N N NH2 tautomero dell’adenina tautomero della guanina NH OH NH N H N O tautomero della citosina N H O tautomero della timina Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore Percorsi di chimica organica - Soluzioni degli esercizi del testo 37. H H N N N 38. H N N N H O N N No, perché l’azoto è legato ad un gruppo metilico e non può perdere un idrogeno nella formazione del glicoside. Paolo De Maria - Percorsi di chimica organica © Zanichelli Editore