Aminoácidos e conectividade dos peptídeos

Mais problemas

• Delocalize an amide pairDraw a charge-separated resonance contributor without moving atoms or protons.
• Remove a carboxyl protonGenerate a zwitterion while retaining the ammonium charge.
• Why an arginine-like side chain stays protonatedConnect the strong basicity of a guanidine group to the three contributors of its conjugate acid.

Protecting and coupling amino acids

• L-Alanine methyl ester hydrochloride from alanine, SOCl2 and methanolDraw the HCl-catalysed Fischer esterification of alanine in methanol, from amine protonation to the methyl ester ammonium salt.
• N-Boc-alaninate from alanine and di-tert-butyl dicarbonateDraw the Boc protection of alanine with di-tert-butyl dicarbonate in base, keeping the configuration of the stereocentre.
• H-Gly-Ala-OMe trifluoroacetate from Boc-Gly-Ala-OMe and TFADraw the TFA cleavage of the Boc group: carbonyl protonation, loss of the tert-butyl cation, its elimination to isobutylene, and decarboxylation of the carbamic acid.
• N-Cbz-glycinate from glycine and benzyl chloroformateDraw the Schotten–Baumann protection of glycine with benzyl chloroformate: deprotonation, addition to the acyl chloride, loss of chloride and N–H deprotonation.
• Boc-Gly-Ala-OMe from Boc-glycine and alanine methyl ester with DCCDraw DCC activation of Boc-glycine as the O-acylisourea and its aminolysis by alanine methyl ester to give the dipeptide and dicyclohexylurea.
• Glycine methyl ester from Fmoc-glycine methyl ester and piperidineDraw the piperidine-induced E1cB cleavage of the Fmoc group, then decarboxylation of the released carbamic acid to give glycine methyl ester.
• N-Methylacetamide from an NHS ester and methylamineDraw the aminolysis of N-acetoxysuccinimide by methylamine: addition, loss of the N-hydroxysuccinimide anion and proton transfer.

Acid–base forms of amino acids

• Alaninate from the alanine zwitterion and hydroxideDraw hydroxide removing an ammonium proton from the alanine zwitterion to give the alaninate anion.

Amino acid synthesis

• Diethyl 2-acetamido-2-benzylmalonate (phenylalanine precursor)Draw the ethoxide deprotonation of diethyl acetamidomalonate and the SN2 alkylation of its enolate by benzyl bromide.
• Alanine from 2-bromopropanoic acid and excess ammoniaDraw how excess ammonia first neutralizes 2-bromopropanoic acid and then displaces bromide by SN2 to give alanine.
• 2-Aminopropanoate (alanine) from pyruvic acid by reductive aminationDraw iminium formation from pyruvate and ammonia and its reduction by cyanoborohydride to give alanine as its carboxylate.
• 2-aminopropanenitrile from acetaldehyde (Strecker synthesis)Draw imine formation from acetaldehyde and ammonia and cyanide addition to the iminium ion that gives 2-aminopropanenitrile, the Strecker precursor of alanine.

Clivagem e sequenciamento de peptídeos

• PTH-glicina a partir de ATZ-glicina em TFA aquosoDesenhe a hidrólise catalisada por ácido da tiazolinona ATZ-glicina até PTC-glicina e sua reciclização à feniltio-hidantoína estável, a PTH-glicina.
• Lactona de N-acetil-homosserina a partir de Ac-Met-Gly e BrCNDesenhe a S-cianação da metionina em Ac-Met-Gly, a ciclização com participação do grupo vizinho que expulsa tiocianato de metila e a hidrólise que corta a ligação peptídica após a nova lactona de homosserina.
• PTC-Ala-Gly a partir de Ala-Gly e isotiocianato de fenilaDesenhe a adição da amina N-terminal de Ala-Gly ao isotiocianato de fenila e a transferência de próton intermediada pela piridina que gera o peptídeo feniltiocarbamoílico.
• DNP-Leu-Gly a partir de Leu-Gly e do reagente de Sanger (FDNB)Desenhe a adição–eliminação (SNAr) pela qual a amina N-terminal de Leu-Gly desloca o fluoreto do 1-fluoro-2,4-dinitrobenzeno, gerando DNP-Leu-Gly.
• Modelo de acil-enzima Ac-Lys-OMe a partir de Ac-Lys-NHMe (tripsina)Desenhe a adição, catalisada por base geral, de um metanol que imita a serina à carbonila da amida da lisina e a perda de metilamina assistida por ácido geral, que modelam a etapa de acil-enzima da tripsina.

Síntese de aminoácidos

• 2-Feniloxazol-5(4H)-ona a partir de ácido hipúrico e Ac2ODesenhe como o anidrido acético ativa o ácido hipúrico na forma de um anidrido misto e como o oxigênio da amida fecha, em seguida, o anel da azlactona 2-feniloxazol-5(4H)-ona.
• 5,5-Dimetil-hidantoína a partir da acetona (Bucherer–Bergs)Desenhe como acetona, cianeto, amônia e CO2 se combinam para formar a 5,5-dimetil-hidantoína, passando pela aminonitrila, pelo iminocarbamato cíclico e por um isocianato.
• (Z)-4-Benzilideno-2-feniloxazol-5(4H)-ona a partir do benzaldeídoDesenhe a adição do tipo aldólica do enolato da azlactona ao benzaldeído e a desidratação E1cB que gera a (Z)-4-benzilideno-2-feniloxazol-5(4H)-ona.
• 2-Isobutil-2-ftalimidomalonato de dietila (precursor da leucina)Desenhe a desprotonação do 2-ftalimidomalonato de dietila pelo etóxido e a alquilação SN2 do enolato com brometo de isobutila, a caminho da leucina.
• 2-Ftalimidoacetato de etila por alquilação de GabrielDesenhe o ataque SN2 do ânion ftalimida ao bromoacetato de etila que gera o 2-ftalimidoacetato de etila, o precursor de Gabriel da glicina.
• Valina a partir de ácido 2-bromo-3-metilbutanoico e excesso de amôniaDesenhe a etapa ácido–base e o deslocamento SN2 do brometo pela amônia que transformam o ácido 2-bromo-3-metilbutanoico no zwitterion da valina.
• Glutamato a partir do ácido α-cetoglutárico por aminação redutivaDesenhe como a amônia transforma o ácido α-cetoglutárico em um íon imínio e como o cianoboro-hidreto o reduz a glutamato, a versão de laboratório da glutamato desidrogenase.
• 2-Amino-3-metilbutanonitrila de Strecker a partir do isobutiraldeídoDesenhe como NH4Cl e KCN transformam o isobutiraldeído em seu íon imínio e depois na 2-amino-3-metilbutanonitrila, o precursor de Strecker da valina.

Proteção e acoplamento de aminoácidos

• Nα-Acetil-Nε-Boc-L-lisinato a partir de Boc2ODesenhe como o dicarbonato de di-terc-butila coloca um grupo Boc na amina da cadeia lateral da Nα-acetil-L-lisina e como seu grupo abandonador, o carbonato de terc-butila, se fragmenta em CO2 e terc-butanol.
• Bromidrato de L-fenilalanina a partir de Cbz-Phe com HBr/AcOHDesenhe a protonação, a desbenzilação SN2 e a descarboxilação pelas quais o HBr em ácido acético remove o grupo Cbz da Cbz-L-fenilalanina.
• N-Fmoc-L-valinato a partir de L-valina e Fmoc-ClDesenhe a adição–eliminação da L-valina sobre o cloreto de Fmoc, mediada por carbonato, que gera o N-Fmoc-L-valinato sem alterar o estereocentro.
• Boc-Ala-NHBn a partir de Boc-alanina e benzilamina com HATUDesenhe como HATU e DIPEA transformam a Boc-L-alanina em seu éster ativo OAt e como a benzilamina forma em seguida a amida Boc-Ala-NHBn sem afetar o estereocentro.
• Boc-Phe-Gly-OMe a partir de um éster HOBt de Boc-Phe e Gly-OMeDesenhe a adição do éster metílico da glicina ao éster ativo OBt da Boc-L-fenilalanina e o colapso que libera HOBt e Boc-Phe-Gly-OMe.
• Cbz-Gly-Phe-OMe por acoplamento via anidrido misto com Phe-OMeDesenhe o ataque regiosseletivo do éster metílico da L-fenilalanina ao anidrido carbônico misto da Cbz-glicina e a perda de CO2 e isobutanol que gera Cbz-Gly-Phe-OMe.
• Anidrido carbônico misto de Cbz-Gly e isobutila a partir de Cbz-glicinaDesenhe como a N-metilmorfolina e o cloroformato de isobutila ativam a Cbz-glicina na forma de seu anidrido carbônico misto, a primeira etapa de um acoplamento peptídico via anidrido misto.
• 4-Benzil-2-metiloxazol-5(4H)-ona a partir de Ac-Phe e DCCDesenhe como o DCC ativa a N-acetil-L-fenilalanina e como, na ausência de amina, o oxigênio da acetamida fecha o anel formando a (S)-4-benzil-2-metiloxazol-5(4H)-ona.
• 4-Benzil-2-metiloxazol-5(4H)-ona racêmica por Et3NDesenhe como a trietilamina catalítica racemiza a (S)-4-benzil-2-metiloxazol-5(4H)-ona por meio de seu oxazol-5-olato plano e aromático.
• Carboxilato de Boc-Gly-Ala por saponificação de Boc-Gly-Ala-OMeDesenhe a adição de hidróxido, a perda de metóxido e a transferência de próton final que removem o éster metílico C-terminal de Boc-Gly-Ala-OMe.

Peptide cleavage and sequencing

• Cystine from two cysteines and iodineDraw the iodine oxidation of two cysteine thiols to the cystine disulfide via a sulfenyl iodide.
• ATZ-glycine and alanine from Edman degradation of Gly-AlaDraw Edman degradation of Gly-Ala: phenylthiourea formation at the N-terminus, then TFA-promoted cyclization that releases alanine and the anilinothiazolinone of glycine.
• Glycine and alanine from acid hydrolysis of Gly-AlaDraw the acid-catalysed hydrolysis of the Gly-Ala peptide bond, from N-terminal and carbonyl protonation to loss of alanine.

Bioquímica de aminoácidos

• Aldimina externa PLP–alanina a partir de L-alanina e PLPDesenhe como a L-alanina se condensa com o piridoxal 5'-fosfato para formar a aldimina externa, com o fenol vizinho ao aldeído transferindo prótons de e para a carbinolamina.

Mais problemas

• Predict a predominant chargeSum backbone and side-chain charges at a specified pH.

Amino acid acid–base behaviour

• Charge at pH 1Predict the net charge of an amino acid at a given pH.

Ácido–base: zwitterion, valores de pKa, cálculo do pI, carga

• Carga da glicina em pH 12Preveja a carga líquida da glicina em solução fortemente básica a partir de seus dois valores de pKa.

Sequenciamento: Edman, hidrólise, enzimas

• Fragmentos de Gly-Phe-Ala-Tyr-Lys-Leu pela quimotripsinaPreveja os fragmentos da digestão de um peptídeo pela quimotripsina.
• Fragmentos de Ala-Lys-Gly-Arg-Phe-Ser pela tripsinaPreveja os fragmentos da digestão de um peptídeo pela tripsina.

Eletroforese / separação por carga

• Eletroforese em pH 6: Asp, Ala e LysPreveja o sentido em que cada aminoácido migra na eletroforese a partir de seu pI e do pH do tampão.

Síntese: Strecker, HVZ–aminação, Gabriel–malonato

• Síntese via amidomalonato com brometo de benzilaPreveja o aminoácido obtido em uma sequência de alquilação de acetamidomalonato, hidrólise e descarboxilação.
• Bromação HVZ seguida de NH3: ácido propanoico a alaninaPreveja o aminoácido formado pela α-bromação de um ácido carboxílico seguida de aminação.
• Aminação redutiva do ácido pirúvico com NaBH3CNPreveja o aminoácido formado pela aminação redutiva de um α-cetoácido.
• Produto da síntese de Strecker a partir do acetaldeídoPreveja o aminoácido formado em uma síntese de Strecker a partir de um aldeído.

Mais problemas

• Locate the peptide bondDistinguish an amide linkage from neighboring backbone bonds.

Amino acid structure and configuration

• The achiral oneIdentify the achiral standard amino acid.
• Polar, nonpolar, acidic, basicClassify amino acid side chains as nonpolar, polar uncharged, acidic or basic.
• Spot alanineRecognize alanine from its structure among similar small amino acids.
• L = S?Relate the L descriptor of amino acids to R/S configuration, including the cysteine exception.
• Which have two?Find the standard amino acids with a second stereocentre in the side chain.

Sequenciamento: Edman, hidrólise, enzimas

• Reagente da degradação de Edman e o que ele removeIdentifique o reagente de Edman e o resíduo que ele libera em cada ciclo.

Ligação peptídica: ressonância, planaridade, convenção N→C

• Encontre a ligação peptídica: Gly-Ala e compostos parecidosReconheça uma ligação peptídica como uma amida C(=O)–NH que une dois resíduos de aminoácido.

Síntese de peptídeos: grupos protetores, DCC, SPPS

• Em que sentido a síntese em fase sólida cresce?Identifique o sentido de crescimento da cadeia na síntese de peptídeos em fase sólida.

Estrutura de proteínas

• Níveis de estrutura das proteínas: da sequência às subunidadesAssocie descrições de uma proteína aos níveis primário, secundário, terciário e quaternário.

• Assess what composition revealsDistinguish residue composition from sequence information.

Mais problemas

• Choose the correct pKa bracketCalculate an isoelectric estimate for an acidic amino acid.

Contagem de isômeros

• Massa molar do dipeptídeo Gly-AlaCalcule a massa molar de um dipeptídeo a partir de seus aminoácidos, descontando a água perdida.
• Contagem de tripeptídeos formados por Gly, Ala e SerConte as sequências possíveis de um tripeptídeo formado por três aminoácidos diferentes.

Amino acid acid–base behaviour

• pI of lysineCalculate the pI of a basic amino acid using the right pair of pKa values.
• pI of alanineCalculate the isoelectric point of an amino acid with a neutral side chain.

• Diagnose a flexibility claimExplain peptide-bond restricted rotation without freezing the whole chain.

Mais problemas

• Read a dipeptideAssign N-to-C sequence from explicit connectivity.

Ligação peptídica: ressonância, planaridade, convenção N→C

• Ala-Gly ou Gly-Ala: escolha o dipeptídeo certoLeia o nome de um dipeptídeo pela convenção N→C e escolha a estrutura correspondente.

Amino acid structure and configuration

• Read a Fischer projectionAssign D or L to an amino acid drawn in a Fischer projection.

Estrutura de proteínas

• Ligações de hidrogênio na α-hélice: resíduo i com i + 4Identifique quais grupos da cadeia principal fazem ligação de hidrogênio em uma α-hélice.

Amino acid acid–base behaviour

• Form at pH 7Pick the dominant form of glycine at neutral pH.

• Recover a peptide formulaUse water-loss bookkeeping without assuming a spontaneous synthesis.

Mais problemas

• Plan a chosen sequenceSelect complementary protection for one desired peptide bond.

Sequenciamento: Edman, hidrólise, enzimas

• Clivagem do dissulfeto da cistina antes do sequenciamentoEscolha um reagente que rompa as pontes dissulfeto entre resíduos de cisteína.

Eletroforese / separação por carga

• Escolha o pH do tampão para separar Gly, Glu e ArgEscolha um pH de eletroforese que separe três aminoácidos pelo sinal de sua carga líquida.

Síntese de peptídeos: grupos protetores, DCC, SPPS

• Grupos protetores para um acoplamento Ala-GlyEscolha quais grupos proteger para que apenas o dipeptídeo desejado se forme.
• Ordem das etapas da síntese em fase sólida de MerrifieldColoque em ordem as etapas de uma síntese de peptídeos em fase sólida de Merrifield.

Síntese: Strecker, HVZ–aminação, Gabriel–malonato

• Resolução da alanina racêmica de uma síntese de StreckerEscolha um método que separe os enantiômeros de um aminoácido racêmico sintético.

Síntese de peptídeos: grupos protetores, DCC, SPPS

• Papel do DCC no acoplamento de Boc-Ala + Gly-OMeExplique o que o DCC faz na formação de uma ligação peptídica.

Estrutura de proteínas

• O que a desnaturação da clara de ovo pelo calor rompeExplique quais interações se perdem quando uma proteína é desnaturada pelo calor.

Ligação peptídica: ressonância, planaridade, convenção N→C

• Por que a ligação peptídica é plana e rígidaExplique a planaridade e a rotação restrita da ligação peptídica usando a ressonância da amida.

Ácido–base: zwitterion, valores de pKa, cálculo do pI, carga

• Por que o α-COOH da glicina tem pKa 2,3, e não 4,8Explique por que o ácido carboxílico de um aminoácido é muito mais ácido que o ácido acético.