有關胺基酸的敘述,下列何者正確?
詳細解析
本題觀念
胺基酸的分類涉及多個面向:極性(polar 或 non-polar)、酸鹼性(酸性、鹼性或中性)、以及是否為必需胺基酸(essential amino acid,人體無法自行合成,須由食物攝取)。本題考的就是這些分類特性,需要逐一比對每個選項中胺基酸的結構特徵與必需性。人體有九種必需胺基酸:組胺酸(histidine)、異白胺酸、白胺酸、離胺酸、甲硫胺酸、苯丙胺酸、蘇胺酸、色胺酸、纈胺酸。
選項分析
(A) cysteine為非極性且帶有硫的必需胺基酸:半胱胺酸(cysteine)確實含有硫醇基(-SH),但有兩處錯誤。第一,硫醇基為極性基團,生化教科書將半胱胺酸歸類為極性不帶電胺基酸,而非非極性。第二,半胱胺酸為非必需胺基酸(條件性必需),人體可由甲硫胺酸(methionine)經轉硫途徑合成。
(B) phenylalanine為具有芳香環的非必需胺基酸:苯丙胺酸(phenylalanine)確實有芳香環(苯環),但其必需性描述錯誤——苯丙胺酸是九種必需胺基酸之一,人體無法自行合成,必須由飲食攝取。
(C) histidine為鹼性必需胺基酸 ✅:組胺酸(histidine)含有咪唑環(imidazole ring),其側鏈在生理pH下可帶正電,與離胺酸(lysine)、精胺酸(arginine)並列為三種鹼性胺基酸。同時,組胺酸也是九種必需胺基酸之一。兩項描述都正確。
(D) aspartate為帶有兩個胺基的必需胺基酸:天門冬胺酸(aspartate)有兩處錯誤。第一,天門冬胺酸含一個α-胺基和兩個羧基(α-羧基與側鏈β-羧基),並非帶有兩個胺基——選項把羧基誤說成胺基。第二,天門冬胺酸是非必需胺基酸,人體可由草醋酸(oxaloacetate)經轉胺作用合成。
答案解析
答案為 (C)。三種鹼性胺基酸為:組胺酸(含咪唑環,pKa約6.0)、離胺酸(含ε-胺基)、精胺酸(含胍基)。其中組胺酸也列於九種必需胺基酸,因此「鹼性必需胺基酸」的描述完全正確。本題常見混淆在於半胱胺酸的極性與必需性,以及天門冬胺酸側鏈官能基的辨認。
核心知識點
- 九種必需胺基酸口訣記憶:組(His)、異(Ile)、白(Leu)、離(Lys)、甲(Met)、苯(Phe)、蘇(Thr)、色(Trp)、纈(Val)
- 三種鹼性胺基酸:histidine、lysine、arginine(側鏈在生理pH帶正電)
- 半胱胺酸含硫但屬極性不帶電,且為條件性必需(非嚴格必需)
- 天門冬胺酸側鏈為羧基(-COO⁻),不是胺基
參考資料
- Essential amino acid. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Essential_amino_acid
- Cysteine. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Cysteine
- Aspartic acid. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Aspartic_acid