104年:營養生理生化(2)

將一個 9pI =之蛋白質溶於 7 pH =之緩衝溶液時,下列有關該蛋白質之敘述何者正確?

A其淨電荷( net charge )為零
B其淨電荷( net charge )小於零
C其淨電荷( net charge )大於零
D其鹼性殘基之側鏈( side-chain )處於不帶電的狀態( uncharged state )

詳細解析

本題觀念:

蛋白質在溶液中的淨電荷(net charge)由溶液 pH 與蛋白質等電點(isoelectric point, pI)的相對關係決定。當溶液 pH 低於 pI 時,蛋白質帶正電;當 pH 高於 pI 時,蛋白質帶負電;當 pH 等於 pI 時,蛋白質淨電荷為零。

選項分析

本題:蛋白質 pI = 9,溶液 pH = 7(即 pH < pI)

(A) 其淨電荷為零

  • 錯誤。淨電荷為零只出現在 pH = pI = 9 時,此時 pH 7 ≠ 9。

(B) 其淨電荷小於零(帶負電)

  • 錯誤。帶負電是在 pH > pI 的情況(如溶液 pH 10 > pI 9)。此題 pH 7 < pI 9,方向相反。

(C) 其淨電荷大於零(帶正電) ✅

  • 正確。當溶液 pH(7)低於蛋白質 pI(9)時,溶液的氫離子濃度相對較高,蛋白質上的可游離基團(ionizable groups)傾向於接受質子(protonation),使蛋白質整體帶正電。

(D) 其鹼性殘基之側鏈(side-chain)處於不帶電的狀態(uncharged state)

  • 錯誤。在 pH 7 時,鹼性殘基(如 Lys, pKa ≈ 10.5;Arg, pKa ≈ 12.5;His, pKa ≈ 6.0)的側鏈在 pH 低於其 pKa 時應為帶正電的

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