الأحماض الأمينية: التعريف والتصنيف

2. التسمية والرموز الثلاثية

الاسم الشائع والرمز الثلاثي

لكل حمض أميني طبيعي اسم شائع (nom usuel) هو الذي نستعمله في الكيمياء الحيوية، ورمز ثلاثي (code à trois lettres) نكتبه بحرف أول كبير وحرفين صغيرين. الرمز في الغالب هو الأحرف الثلاثة الأولى من الاسم، مع استثناءات يجب حفظها:

• **Ile** للإيزوليوسين (isoleucine)، لا «Iso».
• **Asn** للأسباراجين و **Gln** للغلوتامين، لتمييزهما عن **Asp** (حمض الأسبارتيك) و **Glu** (حمض الغلوتاميك).
• **Trp** للتريبتوفان (tryptophane)، لا «Try»، لتمييزه عن **Tyr** (التيروزين) و **Thr** (الثريونين).

جدول الأحماض الأمينية العشرين

| الاسم بالعربية | الاسم بالفرنسية | الرمز | السلسلة الجانبية | |---|---|---|---| | غليسين | glycine | Gly | $\ce{-H}$ | | ألانين | alanine | Ala | $\ce{-CH3}$ | | فالين | valine | Val | $\ce{-CH(CH3)2}$ | | ليوسين | leucine | Leu | $\ce{-CH2-CH(CH3)2}$ | | إيزوليوسين | isoleucine | Ile | $\ce{-CH(CH3)-CH2-CH3}$ | | سيرين | sérine | Ser | $\ce{-CH2-OH}$ | | ثريونين | thréonine | Thr | $\ce{-CH(OH)-CH3}$ | | سيستئين | cystéine | Cys | $\ce{-CH2-SH}$ | | ميثيونين | méthionine | Met | $\ce{-CH2-CH2-S-CH3}$ | | حمض الأسبارتيك | acide aspartique | Asp | $\ce{-CH2-COOH}$ | | حمض الغلوتاميك | acide glutamique | Glu | $\ce{-CH2-CH2-COOH}$ | | أسباراجين | asparagine | Asn | $\ce{-CH2-CONH2}$ | | غلوتامين | glutamine | Gln | $\ce{-CH2-CH2-CONH2}$ | | ليزين | lysine | Lys | $\ce{-(CH2)4-NH2}$ | | أرجينين | arginine | Arg | $\ce{-(CH2)3-NH-C(=NH)-NH2}$ | | هيستيدين | histidine | His | $\ce{-CH2\bond{-}}$ حلقة إيميدازول | | فينيل ألانين | phénylalanine | Phe | $\ce{-CH2-C6H5}$ | | تيروزين | tyrosine | Tyr | $\ce{-CH2-C6H4-OH}$ | | تريبتوفان | tryptophane | Trp | $\ce{-CH2\bond{-}}$ حلقة إندول | | برولين | proline | Pro | حلقة تغلق على ذرة الآزوت |

نكتب الصيغة نصف المفصلة لأيّ حمض أميني بإلحاق سلسلته الجانبية بالجزء المشترك $\ce{H2N-CH-COOH}$. مثلاً، السلسلة الجانبية للسيرين $\ce{-CH2-OH}$ تعطي $\ce{HO-CH2-CH(NH2)-COOH}$.

تُستعمل الرموز الثلاثية خاصة لكتابة الببتيدات بتتابع أحماضها الأمينية، مثل $\text{Gly-Ala-Ser}$، وهذا موضوع درس الببتيدات.

التسمية النظامية (IUPAC)

نعتبر الحمض الأميني حمضاً كربوكسيلياً تحمل سلسلته مستبدل أمين، ونطبّق قواعد تسمية الأحماض:

• السلسلة الرئيسية هي أطول سلسلة تحوي كربون $\ce{-COOH}$ (والكربونين الكربوكسيليين معاً في الأحماض ثنائية الوظيفة الحمضية)، وكربون $\ce{-COOH}$ يحمل الرقم 1.
• مجموعة $\ce{-NH2}$ مستبدل اسمه **amino**؛ في الحمض الأميني α يكون دائماً على الكربون 2.
• المستبدلات الأخرى: méthyl لـ $\ce{-CH3}$، و hydroxy لـ $\ce{-OH}$، و sulfanyl لـ $\ce{-SH}$، و phényl لـ $\ce{-C6H5}$، ونرتّبها كلها **ترتيباً أبجدياً** مع أرقامها.
• اللاحقة: acide …oïque، و acide …dioïque للحمض ثنائي الكربوكسيل.

| الرمز | الاسم النظامي | |---|---| | Gly | $\text{acide 2-aminoéthanoïque}$ | | Ala | $\text{acide 2-aminopropanoïque}$ | | Val | $\text{acide 2-amino-3-méthylbutanoïque}$ | | Leu | $\text{acide 2-amino-4-méthylpentanoïque}$ | | Ile | $\text{acide 2-amino-3-méthylpentanoïque}$ | | Ser | $\text{acide 2-amino-3-hydroxypropanoïque}$ | | Thr | $\text{acide 2-amino-3-hydroxybutanoïque}$ | | Cys | $\text{acide 2-amino-3-sulfanylpropanoïque}$ | | Met | $\text{acide 2-amino-4-(méthylsulfanyl)butanoïque}$ | | Asp | $\text{acide 2-aminobutanedioïque}$ | | Glu | $\text{acide 2-aminopentanedioïque}$ | | Lys | $\text{acide 2,6-diaminohexanoïque}$ | | Phe | $\text{acide 2-amino-3-phénylpropanoïque}$ | | Tyr | $\text{acide 2-amino-3-(4-hydroxyphényl)propanoïque}$ |

في التسمية القديمة نجد الحروف الإغريقية بدل الأرقام، مثل «acide α-aminopropionique» للألانين. وتبقى الحروف الإغريقية مستعملة لوصف المواضع: مجموعة الأمين الثانية في الليزين محمولة على الكربون 6، أي الكربون ε، فنسمّيها «مجموعة الأمين ε».

مثال محلول 1: من الصيغة إلى الاسم

سمِّ المركب $\ce{(CH3)2CH-CH2-CH(NH2)-COOH}$.

• السلسلة الرئيسية: $C_1$ هو كربون $\ce{-COOH}$، ثم $C_2$ الحامل لـ $\ce{-NH2}$، ثم $C_3$ ($\ce{CH2}$)، ثم $C_4$ ($\ce{CH}$)، ثم $C_5$ (إحدى مجموعتي الميثيل): خمس ذرات، فالأصل pentanoïque.
• المستبدلات: amino على $C_2$، و méthyl على $C_4$.
• الترتيب الأبجدي: amino قبل méthyl.
• الاسم: **$\text{acide 2-amino-4-méthylpentanoïque}$**، وهو الليوسين Leu.

مثال محلول 2: من الاسم إلى الصيغة

اكتب صيغة $\text{acide 2-amino-3-hydroxybutanoïque}$ وتعرّف عليه. (C = 12، H = 1، N = 14، O = 16)

• butanoïque: سلسلة من أربع ذرات كربون، $C_1$ كربون $\ce{-COOH}$.
• amino على $C_2$، و hydroxy على $C_3$، و $C_4$ مجموعة $\ce{CH3}$ طرفية.
• الصيغة: $\ce{CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH}$، والسلسلة الجانبية $\ce{-CH(OH)-CH3}$: إنه **الثريونين Thr**.
• صيغته المجملة $\ce{C4H9NO3}$، وكتلته المولية $M = 48 + 9 + 14 + 48 = 119\ g\,mol^{-1}$.

> ملاحظة للامتحان: يكفي في الغالب الاسم الشائع (بالعربية أو بالفرنسية) والرمز الثلاثي. إذا طُلب الاسم النظامي فاكتبه بالفرنسية كاملاً: كلمة acide، ثم المستبدلات بأرقامها مرتبة أبجدياً، ثم الأصل واللاحقة oïque.

أخطاء شائعة

• الخلط بين Asp (حمض) و Asn (أميد)، وبين Glu و Gln.
• كتابة «Try» للتريبتوفان أو «Sys» للسيستئين: الرمزان الصحيحان Trp و Cys.
• الخلط بين Thr و Tyr: الأول هيدروكسيلي خطي، والثاني عطري.
• الترقيم من طرف $\ce{CH3}$: كربون $\ce{-COOH}$ يحمل دائماً الرقم 1.
• كتابة «$\text{3-amino}$» لحمض أميني α: الكربون α هو الكربون 2.

3. الخطية: البسيطة والهيدروكسيلية والكبريتية

مبدأ التصنيف

نصنّف الأحماض الأمينية حسب طبيعة سلسلتها الجانبية $\ce{-R}$. يعتمد البرنامج التصنيف الآتي:

| الصنف الكبير | الصنف | الأحماض الأمينية | |---|---|---| | الخطية (غير الحلقية) | البسيطة | Gly، Ala، Val، Leu، Ile | | الخطية (غير الحلقية) | الهيدروكسيلية | Ser، Thr | | الخطية (غير الحلقية) | الكبريتية | Cys، Met | | الخطية (غير الحلقية) | الحمضية ومشتقاتها | Asp، Glu، Asn، Gln | | الخطية (غير الحلقية) | القاعدية | Lys، Arg، His | | الحلقية | العطرية | Phe، Tyr، Trp | | الحلقية | غير العطرية | Pro |

كلمة خطية هنا تعني غير حلقية (acyclique): الفالين والليوسين والإيزوليوسين متفرعة السلسلة، لكنها خطية بهذا المعنى لأن سلسلتها لا تحوي حلقة.

ونسمّي متعادلة كل الأحماض الأمينية التي تحمل مجموعة كربوكسيل واحدة ومجموعة أمين واحدة: البسيطة والهيدروكسيلية والكبريتية والأميدية والحلقية، تمييزاً لها عن الحمضية والقاعدية. سيفيدنا هذا التقسيم في حساب $\text{pH}_i$.

1) الأحماض الأمينية البسيطة

سلسلتها الجانبية ذرة هيدروجين أو مجموعة ألكيل مشبعة، فهي غير قطبية (كارهة للماء، hydrophobe) ما عدا الغليسين.

| الرمز | الصيغة نصف المفصلة | $M$ بـ $g\,mol^{-1}$ | عدد $\text{C}^*$ | |---|---|---|---| | Gly | $\ce{H2N-CH2-COOH}$ | 75 | 0 | | Ala | $\ce{CH3-CH(NH2)-COOH}$ | 89 | 1 | | Val | $\ce{(CH3)2CH-CH(NH2)-COOH}$ | 117 | 1 | | Leu | $\ce{(CH3)2CH-CH2-CH(NH2)-COOH}$ | 131 | 1 | | Ile | $\ce{CH3-CH2-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH}$ | 131 | 2 |

• الفالين والليوسين والإيزوليوسين **متفرعة السلسلة**.
• الليوسين والإيزوليوسين **متماكبان** ($\ce{C6H13NO2}$) يختلفان بموضع التفرع.
• في **الإيزوليوسين** كربونان لا متناظران: الكربون α، والكربون β الذي يحمل $\ce{-H}$ و $\ce{-CH3}$ و $\ce{-C2H5}$ وبقية الجزيئة. عدد المماكبات الضوئية لجزيئة فيها $k$ كربونات لا متناظرة (بلا تناظر داخلي) هو $2^k$، فللإيزوليوسين $2^2 = 4$ مماكبات.

2) الأحماض الأمينية الهيدروكسيلية

تحمل سلسلتها الجانبية مجموعة هيدروكسيل كحولية $\ce{-OH}$:

$ \ce{HO-CH2-CH(NH2)-COOH} $

السيرين Ser: المجموعة $\ce{-OH}$ على كربون $\ce{CH2}$ طرفي، فهي وظيفة كحول أولي. $\ce{C3H7NO3}$، $M = 105\ g\,mol^{-1}$.

$ \ce{CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH} $

الثريونين Thr: المجموعة $\ce{-OH}$ على كربون مرتبط بذرتي كربون، فهي وظيفة كحول ثانوي. $\ce{C4H9NO3}$، $M = 119\ g\,mol^{-1}$. فيه كربونان لا متناظران ($C_2$ و $C_3$)، فله 4 مماكبات ضوئية.

صيغتهما العامة $\ce{C_nH_{2n+1}NO3}$، وكتلتهما المولية $M = 14n + 63$.

تعطي هذه المجموعة تفاعلات الكحولات، ومنها الأسترة. أما التيروزين فيحمل هو أيضاً مجموعة $\ce{-OH}$، لكنها فينولية مرتبطة بحلقة بنزنية، فنصنّفه مع الأحماض الأمينية العطرية لا مع الهيدروكسيلية.

3) الأحماض الأمينية الكبريتية

تحتوي سلسلتها الجانبية على ذرة كبريت:

$ \ce{HS-CH2-CH(NH2)-COOH} $

السيستئين Cys: يحمل وظيفة تيول (thiol) $\ce{-SH}$. $\ce{C3H7NO2S}$، $M = 121\ g\,mol^{-1}$.

$ \ce{CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH} $

الميثيونين Met: ذرة الكبريت فيه بين ذرتي كربون (وظيفة تيوإيثر thioéther)، فلا يحمل $\ce{-SH}$. $\ce{C5H11NO2S}$، $M = 149\ g\,mol^{-1}$.

من السيستئين إلى السيستين

تتأكسد مجموعتا $\ce{-SH}$ لجزيئتي سيستئين فترتبط ذرتا الكبريت برابطة تساهمية تسمّى الجسر ثنائي الكبريت (pont disulfure)، ويتكوّن السيستين (cystine). نكتب المعادلة النصفية للأكسدة، مع $\ce{R\bond{-}}$ ترمز إلى $\ce{HOOC-CH(NH2)-CH2\bond{-}}$:

$ \ce{2R-SH -> R-S-S-R + 2H+ + 2e-} $

$ \begin{array}{c} \ce{S-CH2-CH(NH2)-COOH} \\ | \\ \ce{S-CH2-CH(NH2)-COOH} \end{array} $

صيغة السيستين المجملة $\ce{C6H12N2O4S2}$، وكتلته المولية $M = 2\times121 - 2\times1 = 240\ g\,mol^{-1}$. هذا التفاعل أكسدة (فقدان ذرتي هيدروجين، أي $\ce{2H+}$ و $\ce{2e-}$)، وليس مجرد فقدان بروتونين في تفاعل حمض وقاعدة، والتفاعل العكسي إرجاع يعيد جزيئتي السيستئين. تربط الجسور ثنائية الكبريت أجزاء من سلسلة بروتينية واحدة أو سلسلتين مختلفتين، فتثبّت بنية كثير من البروتينات. الميثيونين لا يكوّن هذا الجسر لأنه لا يحمل $\ce{-SH}$.

مثال محلول 1: تعيين حمض أميني كبريتي

حمض أميني طبيعي (C) يحتوي على ذرة كبريت واحدة، والنسبة الكتلية للكبريت فيه 26,45 %. جد (C). (C = 12، H = 1، N = 14، O = 16، S = 32)

• ذرة كبريت واحدة: $M = \dfrac{32\times100}{26{,}45} = 121\ g\,mol^{-1}$.
• الأحماض الأمينية الطبيعية الكبريتية: السيستئين ($M = 121$) والميثيونين ($M = 149$).
• النتيجة: **(C) هو السيستئين Cys، $\ce{HS-CH2-CH(NH2)-COOH}$**.
• تحقق: $\ce{C3H7NO2S}$ يعطي $36 + 7 + 14 + 32 + 32 = 121$، ونسبة الآزوت فيه $14/121 = 11{,}57\ \%$.

مثال محلول 2: الكربونات اللامتناظرة في الثريونين

في $\ce{CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH}$:

• $C_2$ يحمل $\ce{-H}$ و $\ce{-NH2}$ و $\ce{-COOH}$ و $\ce{-CH(OH)CH3}$: أربع مجموعات مختلفة، فهو $\text{C}^*$.
• $C_3$ يحمل $\ce{-H}$ و $\ce{-OH}$ و $\ce{-CH3}$ و $\ce{-CH(NH2)COOH}$: أربع مجموعات مختلفة، فهو $\text{C}^*$.
• النتيجة: **كربونان لا متناظران، و $2^2 = 4$ مماكبات ضوئية**. أما السيرين فكربونه الثالث $\ce{CH2}$ يحمل ذرتي هيدروجين، فليس فيه إلا كربون لا متناظر واحد.

> ملاحظة للامتحان: عند سؤال «صنّف» اذكر الصنف وعلّله بالسلسلة الجانبية: «السيرين حمض أميني خطي هيدروكسيلي لأن سلسلته $\ce{-CH2-OH}$ تحمل مجموعة كحولية». التعليل بالبنية هو ما يُنقَّط.

أخطاء شائعة

• تصنيف التيروزين مع الهيدروكسيلية: مجموعته $\ce{-OH}$ فينولية على حلقة عطرية.
• عدّ كربونين لا متناظرين في الليوسين: كربونه الرابع يحمل مجموعتي ميثيل متماثلتين.
• كتابة الميثيونين بمجموعة $\ce{-SH}$، أو كتابة سلسلته $\ce{-CH(OH)-CH3}$ (هذه سلسلة الثريونين).
• حساب كتلة السيستين $2\times121 = 242$ ونسيان ذرتي الهيدروجين المفقودتين.

4. الحمضية ومشتقاتها والقاعدية

1) الأحماض الأمينية الحمضية

تحمل سلسلتها الجانبية مجموعة كربوكسيل ثانية، فيكون في الجزيئة مجموعتا $\ce{-COOH}$ ومجموعة $\ce{-NH2}$ واحدة.

$ \ce{HOOC-CH2-CH(NH2)-COOH} $

حمض الأسبارتيك Asp: $\ce{C4H7NO4}$، $M = 133\ g\,mol^{-1}$.

$ \ce{HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH} $

حمض الغلوتاميك Glu: $\ce{C5H9NO4}$، $M = 147\ g\,mol^{-1}$. يزيد عن حمض الأسبارتيك بمجموعة $\ce{CH2}$ واحدة.

صيغتهما العامة $\ce{C_nH_{2n-1}NO4}$، وكتلتهما المولية $M = 12n + (2n-1) + 14 + 64 = 14n + 77$.

2) مشتقاتها: الأميدات

إذا عوّضنا مجموعة $\ce{-OH}$ في الكربوكسيل الجانبي بمجموعة $\ce{-NH2}$ حصلنا على أميد (amide):

$ \ce{H2N-CO-CH2-CH(NH2)-COOH} $

الأسباراجين Asn، أميد حمض الأسبارتيك: $\ce{C4H8N2O3}$، $M = 132\ g\,mol^{-1}$.

$ \ce{H2N-CO-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH} $

الغلوتامين Gln، أميد حمض الغلوتاميك: $\ce{C5H10N2O3}$، $M = 146\ g\,mol^{-1}$.

مجموعة الأميد $\ce{-CONH2}$ ليست حمضية ولا قاعدية في الماء، فالأسباراجين والغلوتامين حمضان أمينيان متعادلان رغم اشتقاقهما من الأحماض الحمضية. وفي الإماهة الحمضية للبروتينات تتحلمه مجموعة الأميد، فيتحوّل Asn إلى Asp و Gln إلى Glu مع تحرير أيونات الأمونيوم:

$ \small\ce{R-CONH2 + H2O + H+ -> R-COOH + NH4+} $

3) الأحماض الأمينية القاعدية

تحمل سلسلتها الجانبية مجموعة قاعدية آزوتية إضافية:

$ \ce{H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH} $

الليزين Lys: مجموعة أمين ثانية على الكربون ε ($C_6$). $\ce{C6H14N2O2}$، $M = 146\ g\,mol^{-1}$.

$ \small\ce{H2N-C(=NH)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH} $

الأرجينين Arg: سلسلته تنتهي بمجموعة غوانيدين (guanidine) شديدة القاعدية. $\ce{C6H14N4O2}$، $M = 174\ g\,mol^{-1}$.

$ \ce{C3H3N2-CH2-CH(NH2)-COOH} $

الهيستيدين His: سلسلته تحمل حلقة إيميدازول (imidazole) خماسية فيها ذرتا آزوت ($\ce{C3H3N2\bond{-}}$)، وقاعديتها ضعيفة. $\ce{C6H9N3O2}$، $M = 155\ g\,mol^{-1}$. يعدّه البرنامج حمضاً أمينياً قاعدياً، ونجده في بعض الكتب ضمن الأحماض الأمينية ذات الحلقة غير المتجانسة؛ في الامتحان نتبع صيغة السؤال.

مقارنة الأصناف

| الصنف | الأمثلة | عدد $\ce{-COOH}$ | عدد المجموعات القاعدية | $\text{pH}_i$ | |---|---|---|---|---| | حمضي | Asp، Glu | 2 | 1 | 2,77 و 3,22 | | أميد (متعادل) | Asn، Gln | 1 | 1 | 5,41 و 5,65 | | قاعدي | His، Lys، Arg | 1 | 2 | 7,59 و 9,74 و 10,76 |

نقطة التعادل الكهربائي $\text{pH}_i$ (الدرس الموالي) منخفضة في الأحماض الأمينية الحمضية ومرتفعة في القاعدية، أما المتعادلة فقيمتها بين 5 و 6,3 تقريباً. في وسط $\text{pH}$ قريب من 7 يحمل حمض الأسبارتيك شحنة إجمالية سالبة، ويحمل الليزين والأرجينين شحنة إجمالية موجبة.

مثال محلول 1: حمض أميني حمضي

حمض أميني طبيعي (E) يحمل مجموعتي كربوكسيل ومجموعة أمين واحدة، وسلسلته مشبعة غير حلقية، وكتلته المولية $147\ g\,mol^{-1}$. جد (E). (C = 12، H = 1، N = 14، O = 16)

• الصيغة العامة $\ce{C_nH_{2n-1}NO4}$ و $M = 14n + 77$.
• $14n + 77 = 147$، ومنه $n = 5$: $\ce{C5H9NO4}$.
• النتيجة: **(E) هو حمض الغلوتاميك Glu، $\ce{HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH}$**.

مثال محلول 2: كتلتان متساويتان

حمض أميني طبيعي (F) فيه ذرتا آزوت، كتلته المولية $146\ g\,mol^{-1}$، والنسبة الكتلية للأكسجين فيه 21,92 %. جد (F).

• حمضان أمينيان طبيعيان لهما $M = 146$ وذرتا آزوت: الليزين $\ce{C6H14N2O2}$ والغلوتامين $\ce{C5H10N2O3}$، ونسبة الآزوت فيهما واحدة ($28/146 = 19{,}18\ \%$)، فلا تكفي للفصل بينهما.
• عدد ذرات الأكسجين: $\dfrac{21{,}92\times146}{16\times100} = 2{,}0$.
• الليزين فيه ذرتا أكسجين والغلوتامين فيه ثلاث ($48/146 = 32{,}9\ \%$).
• النتيجة: **(F) هو الليزين Lys، حمض أميني قاعدي**.

> ملاحظة للامتحان: الحمض الأميني الحمضي يُعرف بمجموعة $\ce{-COOH}$ في سلسلته الجانبية، والقاعدي بمجموعة آزوتية قاعدية فيها. أما الأميد $\ce{-CONH2}$ فلا يجعل الحمض الأميني حمضياً ولا قاعدياً.

أخطاء شائعة

• تصنيف الأسباراجين والغلوتامين ضمن الأحماض الحمضية: مجموعة الأميد ليست حمضية.
• رسم الليزين بسلسلة $\ce{-(CH2)4-CH3}$ دون مجموعة الأمين الطرفية.
• إضافة $\ce{CH2}$ زائد لحمض الأسبارتيك فيصبح حمض الغلوتاميك.
• الاكتفاء بنسبة الآزوت للتمييز بين الليزين والغلوتامين.

5. الأحماض الأمينية الحلقية

1) الأحماض الأمينية العطرية

تحمل سلسلتها الجانبية نواة عطرية (noyau aromatique): حلقة بنزنية من ست ذرات كربون تتناوب فيها ثلاث روابط مضاعفة مترافقة. مجموعة الفينيل $\ce{C6H5\bond{-}}$ عطرية، أما مجموعة الحلقي هكسيل $\ce{C6H11\bond{-}}$ فمشبعة وليست عطرية.

$ \ce{C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH} $

الفينيل ألانين Phe: ألانين عُوّضت فيه إحدى ذرات هيدروجين مجموعته الميثيلية بمجموعة فينيل. $\ce{C9H11NO2}$، $M = 165\ g\,mol^{-1}$. سلسلته غير قطبية.

$ \ce{HO-C6H4-CH2-CH(NH2)-COOH} $

التيروزين Tyr: فينيل ألانين يحمل مجموعة $\ce{-OH}$ فينولية في الموضع para من الحلقة. $\ce{C9H11NO3}$، $M = 181\ g\,mol^{-1}$، أي $165 + 16$.

$ \ce{C8H6N-CH2-CH(NH2)-COOH} $

التريبتوفان Trp: سلسلته تحمل نواة إندول (indole)، وهي حلقة بنزنية ملتحمة بحلقة خماسية فيها ذرة آزوت ($\ce{C8H6N\bond{-}}$). $\ce{C11H12N2O2}$، $M = 204\ g\,mol^{-1}$.

تُكشف النواة العطرية بتفاعل الكزانثوبروتييك (réaction xanthoprotéique): يعطي $\ce{HNO3}$ المركز مع التسخين لوناً أصفر بنترجة الحلقة، يصير برتقالياً بعد إضافة قاعدة. يكون التفاعل واضحاً مع التيروزين والتريبتوفان، وضعيفاً مع الفينيل ألانين. نعود إليه في درس البروتينات.

2) الحمض الأميني الحلقي غير العطري: البرولين

في البرولين Pro تنغلق السلسلة الجانبية $\ce{-CH2-CH2-CH2\bond{-}}$ على ذرة آزوت مجموعة الأمين، فتتكوّن حلقة خماسية مشبعة (حلقة بيروليدين pyrrolidine) فيها أربع ذرات كربون وذرة آزوت:

$ \begin{array}{rcl} \ce{H2C} & \text{---} & \ce{CH2} \\ | & & | \\ \ce{H2C} & & \ce{CH-COOH} \\ \diagdown & & \diagup \\ & \ce{NH} & \end{array} $

• اسمه النظامي $\text{acide pyrrolidine-2-carboxylique}$، وصيغته المجملة $\ce{C5H9NO2}$، وكتلته المولية $M = 115\ g\,mol^{-1}$.
• ذرة الآزوت فيه مرتبطة بذرتي كربون: هي **أمين ثانوي** $\ce{-NH\bond{-}}$ لا أمين أولي $\ce{-NH2}$، ولذلك يسمّى أحياناً «حمضاً إيمينياً» (iminoacide). إنه الوحيد بين الأحماض العشرين الذي لا يحمل $\ce{-NH2}$ حرة.
• يعطي مع **النينهيدرين** لوناً **أصفر** بدل اللون البنفسجي الذي تعطيه بقية الأحماض الأمينية.
• الحلقة لا تحوي روابط مضاعفة، فهو **حلقي غير عطري**، ومتعادل ($\text{pH}_i = 6{,}30$).

الحلقة تُنقص ذرتي هيدروجين

قارن البرولين $\ce{C5H9NO2}$ بالفالين $\ce{C5H11NO2}$: لهما العدد نفسه من ذرات الكربون، لكن غلق الحلقة يربط ذرتين كانتا تحمل كل منهما ذرة هيدروجين، فتنقص الصيغة $\ce{2H}$. كل حلقة (مثل كل رابطة مضاعفة) تُنقص ذرتي هيدروجين عن الصيغة المشبعة غير الحلقية.

الحلقات غير المتجانسة

التريبتوفان (نواة الإندول) والهيستيدين (حلقة الإيميدازول) يحويان حلقات غير متجانسة (hétérocycles) فيها ذرة آزوت. نصنّف التريبتوفان مع العطرية لأن نواة الإندول تحوي حلقة بنزنية، ونصنّف الهيستيدين مع القاعدية حسب البرنامج.

| الحمض الأميني | الصنف | الحلقة | $M$ بـ $g\,mol^{-1}$ | |---|---|---|---| | Phe | عطري | بنزنية | 165 | | Tyr | عطري | بنزنية تحمل $\ce{-OH}$ | 181 | | Trp | عطري | إندول | 204 | | Pro | حلقي غير عطري | بيروليدين مشبعة | 115 |

مثال محلول 1: حمض أميني عطري

حمض أميني عطري (G) يحتوي على ذرة آزوت واحدة، نسبة الآزوت الكتلية فيه 8,48 %. جد (G). (C = 12، H = 1، N = 14، O = 16)

• $M = \dfrac{14\times100}{8{,}48} = 165\ g\,mol^{-1}$.
• الأحماض العطرية بذرة آزوت واحدة: الفينيل ألانين ($M = 165$) والتيروزين ($M = 181$)؛ التريبتوفان فيه ذرتا آزوت.
• النتيجة: **(G) هو الفينيل ألانين Phe، $\ce{C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH}$**.

مثال محلول 2: التيروزين من نسبة الأكسجين

حمض أميني (H) يعطي تفاعل الكزانثوبروتييك واضحاً، وفيه ثلاث ذرات أكسجين بنسبة كتلية 26,52 %. جد (H).

• $M = \dfrac{3\times16\times100}{26{,}52} = 181\ g\,mol^{-1}$.
• حمض عطري بثلاث ذرات أكسجين وكتلة 181: **(H) هو التيروزين Tyr، $\ce{HO-C6H4-CH2-CH(NH2)-COOH}$**.
• تحقق: $\ce{C9H11NO3}$ يعطي $108 + 11 + 14 + 48 = 181$.

> ملاحظة للامتحان: إذا ذكر النص أن الحمض الأميني «يعطي تفاعل الكزانثوبروتييك موجباً» فابحث عن حمض عطري (Tyr أو Trp أو Phe). وإذا ذكر لوناً أصفر مع النينهيدرين فهو البرولين.

أخطاء شائعة

• رسم حلقة الفينيل ألانين حلقة مشبعة $\ce{C6H11}$ (ليست عطرية).
• رسم التيروزين دون مجموعة $\ce{-OH}$، فيصبح فينيل ألانين.
• كتابة البرولين بمجموعة $\ce{-NH2}$: الآزوت فيه داخل الحلقة.
• تصنيف البرولين مع العطرية لمجرد أنه حلقي.

6. النشاط 7: الكروماتوغرافيا الورقية والنسبة الجبهية Rf

الهدف

الكروماتوغرافيا الورقية (chromatographie sur papier) طريقة لـ فصل مكوّنات مزيج من الأحماض الأمينية والتعرّف عليها، بمقارنتها بأحماض أمينية معروفة تسمّى الشواهد (témoins) تُعامَل على الورقة نفسها. نستعملها مثلاً لمعرفة الأحماض الأمينية الناتجة عن الإماهة الحمضية التامة لببتيد أو لبروتين.

المبدأ

• **الطور الثابت** (phase stationnaire): الماء المحتجز بين ألياف **السيليلوز** في الورقة.
• **الطور المتحرك** (phase mobile) أو **المذيب المُزيح** (éluant): مزيج من مذيبات يصعد في الورقة بالخاصية الشعرية، مثل مزيج $\text{butan-1-ol}$ وحمض الإيثانويك والماء بنسب حجمية يحدّدها البروتوكول (مثلاً 4 : 1 : 1).
• يتوزّع كل حمض أميني بين الطورين حسب ذوبانيته في كل منهما: الحمض الأكثر ذوباناً في الطور المتحرك (الأقل قطبية) يُحمل بسرعة أكبر فيقطع مسافة أطول، والأكثر ذوباناً في الماء يتأخر قرب نقطة الانطلاق. هكذا تنفصل الأحماض الأمينية إلى بقع في مستويات مختلفة.

الأدوات والمواد

ورق كروماتوغرافيا، حوض زجاجي بغطاء محكم، قلم رصاص ومسطرة، أنابيب شعرية للإيداع، محاليل الشواهد ومحلول المزيج المجهول، المذيب المزيح، محلول النينهيدرين في مذيب عضوي مع بخّاخة، مجفف أو فرن، قفازات ونظارات واقية.

الخطوات

• نصبّ المذيب في الحوض بعمق نحو 1 cm، ونغلقه مدة كافية **ليتشبّع جوّه** ببخار المذيب.
• نرسم **بقلم الرصاص** خطاً خفيفاً على بعد نحو 2 cm من الحافة السفلى للورقة، هو **خط الإيداع** (ligne de dépôt)، ونحدّد عليه نقاطاً متباعدة بنحو 2 cm.
• نودع بالأنبوب الشعري قطرة صغيرة من كل شاهد ومن المزيج، كلٌّ في نقطته، ونجفّف بين إيداعين حتى تبقى **البقعة صغيرة** ومركّزة.
• نضع الورقة في الحوض بحيث يكون **خط الإيداع فوق سطح المذيب**، دون أن تلمس الورقة جدران الحوض، ونغلق الغطاء.
• نترك المذيب يصعد حتى يقترب من الحافة العليا بنحو 1 cm، ثم نُخرج الورقة ونعلّم فوراً **جبهة المذيب** (front du solvant) بقلم الرصاص قبل أن يتبخر.
• نجفّف الورقة تحت ساحبة الغازات، ثم نرشّها **بالنينهيدرين** ونسخّنها في نحو 100 °C بضع دقائق: تظهر البقع **بنفسجية** (صفراء للبرولين)، فنحيط كل بقعة بقلم الرصاص لأن ألوانها تبهت مع الوقت.
• نقيس المسافات ونحسب النسب الجبهية.

النسبة الجبهية

> النسبة الجبهية $R_f$ (rapport frontal، أو facteur de rétention) لحمض أميني هي النسبة بين المسافة التي قطعها مركز بقعته والمسافة التي قطعتها جبهة المذيب، كلتاهما مقيستان من خط الإيداع:

$ R_f = \dfrac{d}{D} $

• $d$: المسافة من خط الإيداع إلى مركز البقعة.
• $D$: المسافة من خط الإيداع إلى جبهة المذيب.
• $R_f$ **بلا وحدة**، و $0 < R_f < 1$.

لكل حمض أميني قيمة $R_f$ ثابتة في ظروف معيّنة (المذيب، نوع الورق، درجة الحرارة، تشبّع الحوض). لذلك لا نقارن بقعة المزيج بقيم من جدول، بل بالشواهد المعامَلة على الورقة نفسها: إذا كانت بقعة من المزيج في مستوى بقعة شاهد (نفس $R_f$) استنتجنا أن هذا الحمض الأميني موجود في المزيج.

العلاقة بين البنية والهجرة

في مذيب يغلب فيه $\text{butan-1-ol}$، تتقدّم الأحماض الأمينية ذات السلاسل غير القطبية (Leu و Ile و Phe و Val) أكثر من غيرها فتكون نسبها الجبهية كبيرة، وتتأخر الأحماض ذات السلاسل القطبية أو المشحونة (Asp و Glu و Lys و Arg و His و Ser و Gly) قرب خط الإيداع لأنها أكثر ذوباناً في ماء الطور الثابت.

التعليل العملي

| الإجراء | التعليل | |---|---| | خط الإيداع بقلم الرصاص لا بالحبر | الحبر يذوب في المذيب ويهاجر معه فيعطي بقعاً ملوّنة؛ الغرافيت لا يذوب | | خط الإيداع فوق سطح المذيب | لو غُمرت البقع لذابت الأحماض الأمينية في مذيب الحوض بدل أن تصعد في الورقة | | حوض مغلق ومشبّع بالبخار | يمنع تبخر المذيب من سطح الورقة فتكون الهجرة منتظمة | | بقع صغيرة مجففة | بقع مركّزة صغيرة تعطي فصلاً واضحاً دون تداخل | | تعليم الجبهة فوراً | المذيب يتبخر فتختفي الجبهة ولا يمكن حساب $R_f$ | | القفازات وعدم لمس الورقة | العرق على الأصابع يحمل أحماضاً أمينية تعطي بقعاً زائفة مع النينهيدرين، والنينهيدرين يلوّن الجلد | | الشواهد على الورقة نفسها | قيمة $R_f$ تتغير بتغير الظروف |

الأمن: المذيبات العضوية قابلة للاشتعال وأبخرتها مهيّجة، فنعمل تحت ساحبة الغازات بعيداً عن اللهب، ونرشّ النينهيدرين بالقفازات والنظارات.

مثال محلول 1: التعرّف على مكوّنات مزيج

أودعنا على ورقة كروماتوغرافيا أربعة شواهد ومزيجاً (M). بعد الإظهار قطعت جبهة المذيب $D = 12{,}0\ cm$ من خط الإيداع، وكانت المسافات:

| البقعة | Gly | Ala | Leu | Lys | بقعتا المزيج (M) | |---|---|---|---|---|---| | $d$ بـ cm | 3,0 | 4,5 | 8,6 | 1,8 | 1,8 و 8,6 |

• النسب الجبهية: $R_f(\text{Gly}) = \dfrac{3{,}0}{12{,}0} = 0{,}25$، و $R_f(\text{Ala}) = \dfrac{4{,}5}{12{,}0} = 0{,}38$، و $R_f(\text{Leu}) = \dfrac{8{,}6}{12{,}0} = 0{,}72$، و $R_f(\text{Lys}) = \dfrac{1{,}8}{12{,}0} = 0{,}15$.
• بقعتا المزيج لهما $R_f = 0{,}15$ و $R_f = 0{,}72$.
• النتيجة: **المزيج (M) يحتوي على الليزين والليوسين**، ولا يحتوي على الغليسين ولا الألانين.
• التفسير: الليوسين سلسلته غير قطبية فيذوب أكثر في الطور المتحرك العضوي، والليزين سلسلته تحمل مجموعة أمين قطبية فيبقى قريباً من خط الإيداع.

مثال محلول 2: من $R_f$ إلى المسافة

نسبة الفالين الجبهية في مذيب معيّن 0,60. إذا قطعت الجبهة 10,0 cm من خط الإيداع، فإن بقعة الفالين على بعد $d = R_f \times D = 0{,}60\times10{,}0 = $ 6,0 cm من خط الإيداع.

> ملاحظة للامتحان: المسافتان $d$ و $D$ تقاسان من خط الإيداع لا من حافة الورقة. الأسئلة المعتادة: دور النينهيدرين (إظهار البقع لأن الأحماض الأمينية عديمة اللون)، تحديد الطورين، حساب $R_f$، التعرّف على مكوّنات المزيج، وتعليل الاحتياطات.

أخطاء شائعة

• قياس المسافات من الحافة السفلى للورقة.
• الحصول على $R_f$ أكبر من 1 بقلب النسبة.
• التعرّف على الحمض الأميني من لون البقعة: كل البقع بنفسجية تقريباً، والتعرّف يكون بالموضع.
• القول إن المذيب العضوي هو الطور الثابت.

7. تمارين محلولة بنمط البكالوريا

التمرين الأول: التصنيف والصيغ

يعطى الجدول الآتي لستة أحماض أمينية α طبيعية:

| الحمض الأميني | (A) | (B) | (C) | (D) | (E) | (F) | |---|---|---|---|---|---|---| | السلسلة الجانبية | $\ce{-H}$ | $\ce{-CH(OH)-CH3}$ | $\ce{-CH2-CH2-S-CH3}$ | $\ce{-CH2-CH2-COOH}$ | $\ce{-(CH2)4-NH2}$ | $\ce{-CH2-C6H4-OH}$ |

المعطيات: C = 12، H = 1، N = 14، O = 16، S = 32 بـ g/mol. مجموعة $\ce{-OH}$ في (F) في الموضع para.

• اكتب الصيغة العامة للحمض الأميني α.
• اكتب الصيغة نصف المفصلة لكل من (B) و (D)، وأعط الاسم الشائع والرمز الثلاثي للأحماض الستة.
• صنّف الأحماض الستة حسب سلاسلها الجانبية.
• أ) أيّ هذه الأحماض غير فعال ضوئياً؟ علّل. ب) كم كربوناً لا متناظراً في (B)؟ وكم مماكباً ضوئياً له؟
• احسب الكتلة المولية لـ (C) والنسبة الكتلية للكبريت فيه.
• أيّ هذه الأحماض يعطي تفاعل الكزانثوبروتييك موجباً؟ علّل.

الحل

1. الصيغة العامة: $\ce{H2N-CH(R)-COOH}$.

2. الصيغ:

$ \ce{CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH} $

(B) هو الثريونين.

$ \ce{HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH} $

(D) هو حمض الغلوتاميك.

| الحمض | (A) | (B) | (C) | (D) | (E) | (F) | |---|---|---|---|---|---|---| | الاسم | غليسين | ثريونين | ميثيونين | حمض الغلوتاميك | ليزين | تيروزين | | الرمز | Gly | Thr | Met | Glu | Lys | Tyr |

3. التصنيف:

• (A) Gly: خطي بسيط (السلسلة ذرة هيدروجين).
• (B) Thr: خطي هيدروكسيلي (مجموعة $\ce{-OH}$ كحولية).
• (C) Met: خطي كبريتي (ذرة كبريت في السلسلة).
• (D) Glu: خطي حمضي (مجموعة $\ce{-COOH}$ ثانية).
• (E) Lys: خطي قاعدي (مجموعة $\ce{-NH2}$ ثانية).
• (F) Tyr: حلقي عطري (حلقة بنزنية).

4. أ) الغليسين (A) غير فعال ضوئياً: كربونه α يحمل ذرتي هيدروجين، فليس فيه كربون لا متناظر.

ب) في الثريونين (B) كربونان لا متناظران: $C_2$ (يحمل $\ce{-H}$ و $\ce{-NH2}$ و $\ce{-COOH}$ وبقية السلسلة) و $C_3$ (يحمل $\ce{-H}$ و $\ce{-OH}$ و $\ce{-CH3}$ وبقية الجزيئة)، فعدد مماكباته الضوئية $2^2 = 4$.

5. (C) صيغته المجملة $\ce{C5H11NO2S}$:

$ M = 60 + 11 + 14 + 32 + 32 $

$ M = 149\ g\,mol^{-1} $

$ \%S = \dfrac{32\times100}{149} = 21{,}5\ \% $

النتيجة: $M = 149\ g\,mol^{-1}$ و $\%S = 21{,}5\ \%$.

6. التيروزين (F)، لأنه الوحيد بين الستة الذي يحمل نواة عطرية تتنترج بـ $\ce{HNO3}$ المركز فتعطي لوناً أصفر.

التمرين الثاني: من التحليل الكتلي إلى الكروماتوغرافيا

I. أعطى التحليل الكتلي لحمض أميني α طبيعي (X) النتائج: C: 51,28 %، H: 9,40 %، N: 11,97 %، والباقي أكسجين. تحتوي جزيئة (X) على ذرة آزوت واحدة. (C = 12، H = 1، N = 14، O = 16)

• احسب الكتلة المولية لـ (X).
• جد صيغته المجملة.
• اكتب الصيغ نصف المفصلة للأحماض الأمينية α الموافقة لهذه الصيغة وسمّها.
• (X) من الأحماض الأمينية العشرين الداخلة في تركيب البروتينات. تعرّف عليه، واذكر عدد كربوناته اللامتناظرة.

II. أجرينا إماهة حمضية تامة لببتيد، ثم فصلنا الأحماض الأمينية الناتجة بالكروماتوغرافيا الورقية مع أربعة شواهد. قطعت جبهة المذيب 12,5 cm من خط الإيداع، وكانت المسافات المقيسة:

| البقعة | Lys | Asp | Val | Phe | بقعتا الإماهة | |---|---|---|---|---|---| | $d$ بـ cm | 1,75 | 3,0 | 7,5 | 8,5 | 3,0 و 7,5 |

• احسب النسبة الجبهية لكل شاهد.
• ما الأحماض الأمينية المكوّنة للببتيد؟
• ما دور النينهيدرين؟ ولماذا يتقدّم الفالين على حمض الأسبارتيك؟

الحل

I.1. ذرة آزوت واحدة:

$ M = \dfrac{14\times100}{11{,}97} = 117\ g\,mol^{-1} $

I.2. نسبة الأكسجين: $100 - (51{,}28 + 9{,}40 + 11{,}97) = 27{,}35\ \%$. للصيغة $\ce{C_xH_yNO_z}$:

• $x = \dfrac{51{,}28\times117}{12\times100} = 5{,}0$
• $y = \dfrac{9{,}40\times117}{100} = 11{,}0$
• $z = \dfrac{27{,}35\times117}{16\times100} = 2{,}0$

الصيغة المجملة: $\ce{C5H11NO2}$ (تحقق: $60 + 11 + 14 + 32 = 117$).

I.3. يحمل الكربون 2 المجموعتين $\ce{-NH2}$ و $\ce{-COOH}$، ويبقى له مستبدلان مجموعهما ثلاث ذرات كربون، فتوجد ثلاثة أحماض أمينية α:

$ \ce{CH3-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH} $

$\text{acide 2-aminopentanoïque}$.

$ \ce{(CH3)2CH-CH(NH2)-COOH} $

$\text{acide 2-amino-3-méthylbutanoïque}$.

$ \ce{CH3-CH2-C(CH3)(NH2)-COOH} $

$\text{acide 2-amino-2-méthylbutanoïque}$.

I.4. الوحيد بين الثلاثة الذي يدخل في تركيب البروتينات هو الفالين Val، $\ce{(CH3)2CH-CH(NH2)-COOH}$. فيه كربون لا متناظر واحد هو الكربون α، لأن الكربون 3 يحمل مجموعتي ميثيل متماثلتين.

II.1. $R_f = d/D$ مع $D = 12{,}5\ cm$:

| الشاهد | Lys | Asp | Val | Phe | |---|---|---|---|---| | $R_f$ | 0,14 | 0,24 | 0,60 | 0,68 |

مثلاً: $R_f(\text{Lys}) = \dfrac{1{,}75}{12{,}5} = 0{,}14$ و $R_f(\text{Phe}) = \dfrac{8{,}5}{12{,}5} = 0{,}68$.

II.2. لبقعتي الإماهة $R_f = 3{,}0/12{,}5 = 0{,}24$ و $R_f = 7{,}5/12{,}5 = 0{,}60$: الببتيد مكوّن من حمض الأسبارتيك والفالين. (ملاحظة: الإماهة الحمضية تحوّل الأسباراجين إلى حمض الأسبارتيك، فبقعة Asp قد تأتي أيضاً من Asn في الببتيد الأصلي؛ في غياب معطى آخر نكتفي بالجواب السابق.)

II.3. النينهيدرين يُظهر البقع بتلوينها بالبنفسجي بعد التسخين، لأن الأحماض الأمينية عديمة اللون. ويتقدّم الفالين لأن سلسلته $\ce{-CH(CH3)2}$ غير قطبية فيذوب أكثر في الطور المتحرك العضوي، أما حمض الأسبارتيك فسلسلته $\ce{-CH2-COOH}$ قطبية تشدّه إلى ماء الطور الثابت.

التمرين الثالث: حمض أميني كبريتي والسيستين

عيّنة كتلتها 0,605 g من حمض أميني α طبيعي (Y) تحتوي على 0,160 g من الكبريت، وفي جزيئته ذرة كبريت واحدة. (C = 12، H = 1، N = 14، O = 16، S = 32)

• احسب كمية مادة (Y) في العيّنة، ثم كتلته المولية.
• تعرّف على (Y)، واكتب صيغته نصف المفصلة والمجملة، وصنّفه.
• تتأكسد جزيئتان من (Y) فيتكوّن مركب (T). أ) اكتب المعادلة النصفية للأكسدة. ب) اكتب صيغة (T) وسمّ الرابطة الجديدة. ج) احسب الكتلة المولية لـ (T).
• احسب كتلة (T) التي نحصل عليها من العيّنة كلها إذا كانت الأكسدة تامة.
• لماذا لا يكوّن الميثيونين، وهو كبريتي أيضاً، هذه الرابطة؟

الحل

1. ذرة كبريت واحدة في الجزيئة، فكمية مادة (Y) تساوي كمية مادة الكبريت:

$ n(Y) = \dfrac{0{,}160}{32} = 5{,}00\times10^{-3}\ mol $

$ M = \dfrac{0{,}605}{5{,}00\times10^{-3}} $

$ M = 121\ g\,mol^{-1} $

2. الحمضان الأمينيان الكبريتيان الطبيعيان كتلتاهما 121 (السيستئين) و 149 (الميثيونين)، فـ (Y) هو السيستئين Cys:

$ \ce{HS-CH2-CH(NH2)-COOH} $

صيغته المجملة $\ce{C3H7NO2S}$ (تحقق: $36 + 7 + 14 + 32 + 32 = 121$)، وهو حمض أميني خطي كبريتي يحمل وظيفة تيول $\ce{-SH}$.

3. أ) مع $\ce{R\bond{-}}$ ترمز إلى $\ce{HOOC-CH(NH2)-CH2\bond{-}}$:

$ \ce{2R-SH -> R-S-S-R + 2H+ + 2e-} $

ب) (T) هو السيستين، والرابطة الجديدة جسر ثنائي الكبريت $\ce{S-S}$:

$ \begin{array}{c} \ce{S-CH2-CH(NH2)-COOH} \\ | \\ \ce{S-CH2-CH(NH2)-COOH} \end{array} $

ج) $M(T) = 2\times121 - 2\times1 = 240\ g\,mol^{-1}$، وصيغته المجملة $\ce{C6H12N2O4S2}$.

4. كل جزيئتين من (Y) تعطيان جزيئة من (T):

$ n(T) = \dfrac{n(Y)}{2} = \dfrac{5{,}00\times10^{-3}}{2} $

$ n(T) = 2{,}50\times10^{-3}\ mol $

$ m(T) = 2{,}50\times10^{-3}\times240 = 0{,}600\ g $

النتيجة: $m(T) = 0{,}600\ g$ (أقل قليلاً من 0,605 g لأن كل جزيئة سيستين تفقد ذرتي هيدروجين).

5. ذرة الكبريت في الميثيونين $\ce{CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH}$ مرتبطة بذرتي كربون ولا تحمل هيدروجيناً، فليس فيه مجموعة $\ce{-SH}$ تتأكسد لتكوين الجسر.

> ملاحظة للامتحان: في كل تمرين تعيين، تحقق في الأخير من الصيغة المجملة بجمع الكتل الذرية: إن لم تحصل على الكتلة المولية المحسوبة فهناك خطأ في عدد الذرات.