アミノ酸とタンパク質
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「化学」の内容 (4) ア (ｲ) ㋑「天然高分子化合物」。
内容の取扱いは「単糖類、二糖類及びアミノ酸も扱うこと」を求めており、解説はタンパク質を
取り上げ、グリシン、アラニンなど代表的なアミノ酸も扱うとしている。
0. どういう論点か
アミノ酸は −COOH（酸）と −NH₂（塩基）を同じ分子にもつ——ここからすべてが出ます。
だから pH によって形を変え、互いにつながってタンパク質になります。
| pH | 主な形 | 電気泳動での動き |
|---|---|---|
| 酸性 | 陽イオン | 陰極へ |
| 等電点 | 双性イオン（電荷の和が 0） | 動かない |
| 塩基性 | 陰イオン | 陽極へ |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- 結晶中では双性イオン（だから融点が高く、水に溶けやすい）
- グリシンだけ不斉炭素原子をもたない（鏡像異性体が無い）
- ビウレット反応はペプチド結合が 2 つ以上必要（アミノ酸単体では陰性）
1. アミノ酸
根拠: 学習指導要領 化学-(4)-ア-(イ)-㋑
α-アミノ酸とは？
同じ炭素原子に −COOH と −NH₂ が結合した化合物
タンパク質を構成するのはこの形。
最も簡単なアミノ酸は？その特徴は？
グリシン。不斉炭素原子をもたない
そのため鏡像異性体が無い。他のα-アミノ酸にはある。
アラニンの構造は？
グリシンの水素の 1 つがメチル基に置き換わったもの
不斉炭素原子をもつ。
アミノ酸が結晶中でとる形は？
双性イオン（−COO⁻ と −NH₃⁺ を同時にもつ）
イオンからなる結晶に近いので、融点が高く水に溶けやすい。
等電点とは？
アミノ酸の電荷の総和が 0 になる pH
このとき電気泳動で移動しない。
酸性水溶液中でアミノ酸は、電気泳動でどちらへ移動する？
陰極へ（陽イオンになっているため）
塩基性では陰イオンになり、陽極へ移動する。
必須アミノ酸とは？
体内で合成できず、食物から取らなければならないアミノ酸
タンパク質を構成するアミノ酸は約 20 種類。
2. ペプチドとタンパク質
根拠: 学習指導要領 化学-(4)-ア-(イ)-㋑
ペプチド結合とは？
アミノ酸の −COOH と別のアミノ酸の −NH₂ から水が取れてできる結合 −CONH−
アミド結合と同じ構造。
タンパク質の一次構造とは？
アミノ酸の並び順（配列）
これがタンパク質の働きを決める。
タンパク質の二次構造とは？
らせん状（α-ヘリックス）やシート状（β-シート）の規則的な構造
ペプチド結合の間の水素結合でできる。
タンパク質の変性とは？
熱・酸・重金属イオンなどで立体構造が壊れ、性質が変わること
卵を加熱すると固まるのがその例。もとに戻らない。
酵素が高温で働かなくなるのはなぜ？
タンパク質が変性して、立体構造が壊れるから
最もよく働く温度（最適温度）がある。
3. タンパク質の検出
根拠: 学習指導要領 化学-(4)-ア-(イ)-㋑
ビウレット反応とは？何が分かる？
水酸化ナトリウム水溶液と硫酸銅(Ⅱ) 水溶液を加えると赤紫色になる。ペプチド結合が 2 つ以上あること
アミノ酸 1 個では起こらない。
キサントプロテイン反応とは？何が分かる？
濃硝酸を加えて加熱すると黄色くなり、塩基性にすると橙黄色になる。ベンゼン環をもつアミノ酸を含むこと
チロシンやフェニルアラニンによる。
硫黄を含むアミノ酸を検出するには？
水酸化ナトリウムを加えて加熱し、酢酸鉛(Ⅱ) 水溶液を加える
黒色沈殿（硫化鉛(Ⅱ)）ができる。
ニンヒドリン反応では何が分かる？
アミノ基をもつこと（アミノ酸やタンパク質）
紫色に呈色する。
タンパク質の水溶液に多量の電解質を加えると沈殿するのはなぜ？
親水コロイドで、水和している水が奪われるから（塩析）
豆乳から豆腐ができるのも同じ仕組み。