107年:(醫檢)生化(1)

在生理 pH 下,下列何種胺基酸的側鏈具有最佳之 pH 緩衝能力?

A組胺酸(histidine )
B精胺酸(arginine )
C酪胺酸(tyrosine )
D麩胺酸(glutamic acid )

詳細解析

本題觀念:

在生理 pH(約 7.4)下,只有組胺酸(histidine)的側鏈 imidazole 基團 pKa 接近生理 pH,具有最佳的緩衝能力。緩衝能力最強的範圍是 pKa ± 1 個 pH 單位。

選項分析

(A) 組胺酸(histidine) 組胺酸側鏈為 imidazole 環,pKa ≈ 6.0(約 6.0–6.5)。雖然生理 pH 7.4 略高於 pKa,但 pKa ± 1 的有效緩衝範圍為 5.0–7.5,仍涵蓋生理 pH,且在所有胺基酸側鏈中是最接近生理 pH 的,故緩衝效果最佳。在蛋白質(如血紅素)的活性中心中,組胺酸殘基即扮演重要的質子傳遞與緩衝角色。此為正確答案。

(B) 精胺酸(arginine) 精胺酸側鏈為 guanidinium 基,pKa ≈ 12.5。在生理 pH 7.4 下,精胺酸側鏈幾乎完全以質子化(帶正電)形式存在,遠離其 pKa,不具緩衝能力。

(C) 酪胺酸(tyrosine) 酪胺酸側鏈為 phenol 基,pKa ≈ 10.1。在生理 pH 7.4 下,酪胺酸側鏈以非解離(中性)形式存在,遠離其 pKa,緩衝能力極弱。

(D) 麩胺酸(glutamic acid) 麩胺酸側鏈為 carboxyl 基,pKa ≈ 4.1。在生理 pH 7.4 下,麩胺酸側鏈幾乎完全

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