蛋白质工程复习提纲docxWord文件下载.docx
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肽单位的立体化学性质：
1）肽键具有部分双键性质，不能自由旋转；
2）肽单位是刚性平面
结构，六个原子（CCNCOH）都在同一个平面上；
3）0=0和N・H两个基团呈反式排布，只有极少数（如N由Pro提供）夕卜。
3什么叫a■碳原子的二面角？
怎样确定其旋转的角度是'
正'
还是'
负'
？
在肽单位中，a■碳原子左边的N-C键是普通的单键，可以自由旋转，其旋转的角度用①表示。
a・碳原子右边的C・C键是普通的单键，也可以自由旋转，其旋转的角度用屮表示。
①和屮合起来称为a■碳原子的二面角。
①和屮都可以在±
180度之间旋转。
从碳原子上看，单键沿顺吋针方向旋转吋，英转过的角度是正的。
单键沿逆时针方向旋转时，其转过的角度是负的。
4什么叫非键合原子？
什么是非键合原子的最小接触距离？
它与构象的形成有何关系？
非键合原子：
肽链上彼此不用共价键连接的原子。
非键合原子之间的最小接触距离是指在两个非键合原子位置相互靠近时，其间的距离有一个临界值，大于这个临界值时两个原子之间排斥力不大，不影响肽链构想的形成；
而当两原子间的距离小于这个临界值式原子间产生巨大斥力使两个原子分开，导致肽链构像的改变。
这个临界是就是非键合原子之间的最小接触距离。
两个非键合原子z间的距离若大于最小接触距离，这种构象允许存在，若小于最小接触距离,这种构彖不允许存在。
5什么是Ramachandran图？
它可以分为哪几个区域？
各区域表示什么意思？
Ramachandran将二面角①的角度为横坐标，以屮的角度为纵坐标作图，所得到的图形叫Ramachandran图，也叫典型构象图。
Ramachandran图的分区：
+180
120
60
o
—60
-120
-180
-18004-180
0（degrees）
1）实线封闭区（深颜色区）：
也叫允许区，在这个区域内的构象都是立体化学上允许的，因而是稳定存在的。
2）虚线以外区（没有颜色区）：
也叫不允许区，在这个区域内的构象都是立体化学上不允许的,因而是不能存在的。
3）虚线封闭区（淡颜色区）：
也叫部分允许区，在这个区域内的构象都是立体化学上可以允许的，但不稳定。
6影响蛋白质构象的因素有哪些？
1）氨基酸侧链的疏水性：
疏水氨基酸侧链集屮在一起形成疏水核心，使肽链形成球形。
2）范得华力：
是万有引力的一种.分子中每一个原子与其它原子之间都有范得华力，维持着分子的稳定。
3）偶极相互作用：
由分子屮带有极性基团的氨基酸引起，这种基团的电荷分布不均，使分子形成偶极相互作用，这是分子稳定的因素。
4）静电相互作用：
有些氨基酸带正电，有些带负电，电荷互相吸引或推斥,使分子形成特定构象
5）氢键：
有两类，链内氢键由同一条肽链不同部位的00和N・H基团形成；
链间氢键是由不同肽链之间氨基酸侧链形成的。
两种氢键对构象形成都起重要作用。
6）嬌效应：
若蛋白质在油中溶解，其分子构象肯定与在水中的构象是不同。
7解释名词
螺旋构象：
是指肽链的主链骨架围绕着中心轴一圈一圈地上升所形成的构象。
整数螺旋：
每圈螺旋包含的氨基酸残基数是整数的螺旋。
非整数螺旋：
每圈螺旋包含的氨基酸残基数不是整数的螺旋。
a•系螺旋：
肽链在形成螺旋的氢键吋，每个肽单位的N・H基团的H原子与其前血的第n个肽单位的C=0的0原子形成氢键，氢键封闭环上有3n+4个原子。
这系列螺旋称为a■系螺
Sn螺旋：
a•系螺旋有多种，这一系列螺旋用符号弘表示，其中S表示每一圈螺旋包含的氨基酸残基数，N表示氢键封闭的环上的原子数。
2.27螺旋：
每圈螺旋有2.2个氨基酸残基，氢键环上有7个原子的a・
螺旋：
这种a・系螺旋每圈有3个氨基酸残基，氢键封闭环上有10个原子。
3.613螺旋（a•螺旋）：
每圈这种螺旋包含3.6个氨基酸，盘键封闭环上有13个原子。
典型的a•螺旋（al）：
在形成氢键时，N・H……O三个原子儿乎在同一条直线上。
非典型的a•螺旋（aII）：
这种。
■螺旋形成盘键吋，N-H……O三个原子不在同一条直线上,且偏差较大。
4・4]6螺旋（门螺旋）：
每圈螺旋含有4.4个氨基酸残基，氢键坏上有16个原子。
这种螺旋又称为兀■螺旋。
I
O
Y•系螺旋：
肽链主链在形成螺旋时，若每个氨基酸的N・H基团与其后面的第n个氨基酸残基的00基团形成氢键，氢键坏上的原子数是3n+5个，这类螺旋称为丫•系螺旋。
8计算含有122个氨基酸残基的a•螺旋的轴向长度。
如果是充分伸展的肽链有多长？
（充分伸展的肽链每个氨基酸的长度是3.6A。
）
9螺旋上为什么会出现偶极矩？
偶极矩的总效果是什么？
氢键是维持螺旋结构稳定的主要力量。
在00屮，O的电子云较多，在H・N屮，N的电子
云较多，因此在氢键C=O……H・N屮，相当于N带上负电荷，C带上正电荷，所以氢键的电子云分布不均，形成偶极矩。
亦即在螺旋中，由于氢键方向都一样，氢键的偶极矩导致螺旋产生偶极矩,N端带上正电,C端带上负电。
偶极矩的总体效果是：
螺旋N端积累了正电，C端积累了负电，这样螺旋两端就可能与一些与其带相反电荷的离子或基团结合。
10I型B•转角和II型B•转角有什么区别？
B■转角：
由四个氨基酸残基构成，第一个氨基酸的C=O基与第四个氨基酸的N・H基团形成蛍键。
较键封闭环上有10个原子。
分为I型转角和II型转角。
I型转角又称为甘氨酸型转角。
组成转角的四个a■碳原子与氢键一起同在一个平面上，而各a碳原子的二面角不同。
第三位碳原子的构想刚好适合甘氨酸，所以其在60%的程度上是由甘氨酸占据。
II型B•转角乂称普通转角。
各种氨基酸都可参与形成°
Tn*III
11Y•转角是怎样构成的？
吒严
丫•转角是由三个氨基酸残基构成的，第一个氨基酸的C=O与第三个氨基酸的N・H基形成氢键，氢键封闭环上有7个原子。
外形呈三角形。
比较不稳定。
12脯氨酸的结构有何特点？
对蛋白质构象的形成有何贡献？
脯氨酸是一种亚氨基酸，在其N原子上只连接了一个H原子，有一个环状结构。
在形成主链的构想有其特殊贡献：
1）由于具有环状结构，形成主链有较多的限制；
2）形成肽键后，已经没有・NH的氢去参与形成二级结构的氢键；
3）喜欢形成转角；
13半胱氨酸的疏基在蛋白质中可以哪些形式存在？
半胱氨酸的毓基在蛋白质中以三种形式存在：
1）游离存在；
2）与金属离子络合；
3）两个半胱氨酸侧链之问形成二硫键，即胱氨酸；
4）半胱氨酸的疏基与糠结合，形成糠蛋白
14二硫键有哪些类型？
各有哪些特点？
二硫键可分成两种类型：
1）左手螺线型。
其特点是两个半胱氨酸所处在的肽段接近于平行；
2）右手勾型二硫键。
其特点是两个胱氨酸所处在的肽段接近于互相垂直。
15蛋白质分子形成二硫键有哪些规律？
1）有些蛋白质分子的一SH的功能是作为配位键用的，一SH游离存在，无二硫键。
2）在具有二硫键的蛋白质中，有时存在游离的一SH,作为活性部位；
3）分泌类型的蛋白质分子上的半胱氨酸一般形成二硫键；
4）蛋白质的a・螺旋和折叠上没有二硫键；
5）特殊蛋白质上既有二硫键又有游离的一SH。
16天冬酰胺和谷酰胺对蛋白质构象有哪些贡献？
1）侧链对以形成与主链相似的氢键；
2）天冬酰胺喜欢形成转角；
3）天冬酰胺与糖的耗基结合,形成糖蛋白。
17蛋白质的超二级结构有哪几种？
蛋白质超二级结构是指若干个二级结构单元聚合起来所形成的结构，是--种比二级结构更高一级的结构水平。
一般來说有三种：
缠绕a•螺旋、3gB单位、Q■螺旋■转角，■螺旋结构。
18解释名词
缠绕Q•螺旋：
最常见的一种超二级结构，这种结构是指由两个a■螺旋绕成一个左手超螺旋结构，其螺旋重复距离是140A,疏水氨基酸排于两个螺旋夹缝内，亲水氨基酸排列于结构的表面。
动物a■角蛋白分子的缠绕u■螺旋结构是平行结构，而烟草花叶病毒的外壳蛋白分子的则是反平行结构。
BCB单位：
一种由两段B折壳股和屮间一段§
链组成的超二级结构。
BaB结构：
形成BEB单位的超二级结构，若§
链为a螺旋，这种结构称为BaB结构。
BBB结构：
形成3C3单位的超二级结构，若§
链为B折叠股，这种结构称为000结构。
BCB结构：
形成BgB单位的超二级结构，若g链为一段无规则卷曲，则称为BcB结构。
a•螺旋•转角・a■螺旋结构：
这种超二级结构是指由两段螺旋和一个转角构成，两个螺旋接近互相垂直，普遍存在于DNA结合蛋白上。
19什么叫结构域？
结构域可分为哪些类型？
结构域是指蛋白质分子上可以区分出来的亚级球状结构，是高于超二级结构的结构层次。
结构域有以下五种类型：
a■蛋白结构域、蛋白结构域、a/B蛋白结构域、a+B蛋白结构域、无规则的小蛋白。
20a•蛋白结构域可分为哪两种？
a・蛋白结构域是指由若干个a・螺旋结构单元组合而成的亚级球状结构。
根据结构特点，可以分为两种：
a■螺旋反平行结构、a■螺旋互相垂直结构。
21B•蛋白结构域可分为哪几种？
指由若干个B折叠股反平行方向排列成折叠片，再市折叠片组成的亚级球状结构。
根据结构特点，可分为三种：
上下型B■折龛筒、希腊钥匙型结构、卷状筒型结构。
22a/g蛋白结构域可分为哪几种？
指由超二级结构的BaB单元组合而成的亚级球状结构，B折叠片一般位于中间，周围由a螺旋覆盖。
根据结构可以分为两种：
a/B筒状结构、开放式a/B结构。
23结构域有哪些性质？
1）结构域的相似性：
同一分子的结构域多数不相似，只有极少数是相似的。
2）结构域的大小：
结构域的大小变化很大，由40-400个氨基酸残基变化。
3）分子的活性中心一般位于两个或几个结构域的交界面上。
4）相对独立性：
每个结构域在遗传上可以有相对的独立性，这是因为真核细胞的基因是断裂基因。
第三章蛋白质的三级结构
1对于蛋白质分子折叠的自发性有哪些实验证据？
1）蛋白质的复活研究结果：
将蛋白质分子在变性剂中变性后，天然构象被破坏，变成散乱的结构。
分子也失去活性。
而将变性剂去除后，变性了的蛋白质分子又按原來的形式恢复结构和活性。
2）人工合成蛋白质的成功：
采用人工的方法合成的蛋白质分子也具有天然蛋白质的活性,证明其有与天然蛋白质相同的结构。
说明蛋白质的天然结构的形成是自发的。
3）蛋白质的生物合成：
在蛋白质生物合成时，人们已经观察到肽链边合成便边形成特定的构象，无需要附加其它条件才能形成特定天然构象。
2蛋白质折叠过程包括哪些步骤？
蛋白质的折叠是指一个新合成的多肽链线性构象转化成为天然的特征三级结构的过程。
成核（肽链侧链的疏水力和溶剂的挤压效应）；
折卷（结构域的形成，包括B转角）；
凝聚
3与一般的球蛋白相比，膜蛋白的结构有哪些特殊性？
生物膜是一种特殊的结构，膜上的蛋白质与一般的球蛋白的结构有很大的差异。
膜蛋白表现出特殊的结构，一般被埋藏在脂类物质之中，露在膜表面的部分较少。
膜蛋白分子表面应该是疏水的，与脂类接触。
其亲水基团就只好埋藏在分子内部或位于膜表面。
第四章蛋白质的分子量研究法
1何为物理分子量和化学分子量？
物理分子量：
根据蛋白质分子的物理性质来测定所得到的分子量。
化学分子量：
根据蛋白质分子的化学性质测定所得到的分子量
2数均分子量（Mn）,重均分子量（Mw）,Z平均分子量（Mz）,Z+1平均分子量（Mz+1）
是怎样表示的？
这四种分子量的数值相等与不相等分别表示什么意思？
数均分子量Mn：
重均分子量Mw：
Z平均分子量（Mz）：
Z+1平均分子塑（Mz+1）：
这四种分子量的数值相等与不相等说明：
对于纯品來说Mn=Mw=Mz=Mz+l；
対于不均一的样品來说，Mn<
Mw<
Mz<
Mz+1
3某蛋白质含有铝元素0.374%,试求该蛋白质的最低分子量。
如果每分子含有4个钳原子，其真实分子量是多少？
4经分析，马血红蛋白含铁0.335%,硫0。
390%；
猪血红蛋白含铁0.40%,硫0.48%<
>
比较这两种蛋白用不同元素计算得到的分子量，并推论在两种蛋白中不同元素原子数。
5某纯酶含有1.65%的亮氨酸和2.48%的异亮氨酸（重量百分比），试计算它的最低分子量是多少？
（注：
要利用两种氨基酸的数据来综合分析）
625oC时，某蛋白质溶液的渗透压为0.0044大气压，浓度为10克/升。
试求该蛋白质的分子量。
（假设蛋白质溶液为理想溶液。
7牛血清清蛋白在298K时的渗透压数据为：
蛋白质浓度（克/升）18305056
渗透压（大气压）0.00740.01340.02530.0292
求其分子量是多少。
8OoC时，浓度为1%的某纯蛋白质溶液给出46mmH2O柱的渗透压。
假定它是理想溶液，试求该纯蛋白的分子量。
当用cmH2O表示渗透压时，气体常数R值应为8.471X10升.cmH2O/摩尔•度）
920oC时，人血清白蛋白的扩散系数为6.1X10・7cm2/秒，沉降系数为4.6S,在20oC时水的密度是0.998克/ml,假定其微分比容为0.74cm3/克，试计算该蛋白质的分子量。
（R=8.314X107尔格/摩尔。
度）
10某蛋白质的分子量为83,500道尔顿，在水中的扩散系数为6・73X10・7cm2/秒，20oC时水的密度是0・998克/ml,蛋白的微分比容为0.773cm引克。
试求该蛋白的沉降系数。
11在用分子量分级范围为5,000至800,000道尔顿的葡聚糖G・200进行凝胶柱层析时,
标准样品的洗脱体积分别为：
蛋白质标准品
分子量
洗脱体积
牛血清清蛋白
68,000
134.8ml
胰凝乳蛋白酶
25,000
170.9ml
肌红蛋白
17,200
182.6ml
细胞色素C
11,700
188.2ml
蓝葡聚糖G2000
2,000,000
79.5ml
假定要测定的未知蛋白质的洗脱体积为150・9ml,
试求其分子量。
12一混合物中含有下列物质：
细胞色素C（M=12,500）,牛胰岛素（M=5,733）,溶菌酶（M=13,930）,酵母己糖激酶（M=96,000）,谷氨酸脱氢酶（M=l,000,000）,人血红蛋白（M=64,500）,马丫・球蛋白（M=149,900）,酵母脂肪酸合成酶（M=2,300,000）。
用这浪合物在分级范围为5,000-400,000的分子筛柱中进行分离时，请预测其洗脱的先后顺序。
13在凝胶柱层析测定分子量中，外水体积为Vo,样品洗脱体积为Ve,问：
分子量与Vo,Ve的关系式是什么？
14在凝胶薄板层析中，设de为样品迁移距离,do为已知分子量的蛋白质的最大迁移距离,Rf为样品的迁移率，即R仁de/do,问：
分子量与迁移率Rf的关系是什么？
15在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中，蛋白质的分子量与迁移率R成什么关系？
用此法测得的分子量是不是就是蛋白质的分子量？
16用聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳测定蛋白质分子量有哪些优点？
1）各组分有浓缩作用,可分次点样.
2）谱带更清晰,可鉴定纯度.
3）在同一胶片上同时测定分子量范围较大的样品.
4）直接测定天然结构的分子量
17某蛋白质样品在聚丙烯酰胺凝胶电泳上呈现一条区带。
用SDS和疏基乙醇处理后，作SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳时，得到等浓度的两条区带。
这两条带一个的分子量为54,000,另一个为60,000,原始蛋白用凝胶过滤法测得分子量为115,000o问：
该蛋白质样品是不是纯的？
第五章蛋白质分子一级结构研究法
1有哪些方法可以用来测定蛋白质肽链的N末端和C末端？
N末端分析：
1）二硝基氛苯法（利用2,4■二硝基氟苯在pH室温下与肽链N端第1个氨基酸结合成复合物，水解后其它残基被水解为游离氨基酸，只有N端第1个氨基酸与2,4•二硝棊氟苯结合的复合物，即2,4•二硝基苯基氨基酸DNP氨基酸）；
2）丹酰氯法（DNS法，利用丹酰氯与N■端第一个氨基酸残基结合而得到分离目的）；
3）氤酸盐法（氤酸与与肽链N端第1个氨基酸结合，水解生成乙内酰魔氨基酸和少1个N的氨基酸，前者不带电而可与其他游离氨基酸分开）；
4）氨肽酶法（氨肽酶就是从肽链氨基末端开始水解肽链成为氨基酸的酶。
若控制得好，水解出一个氨基酸后，立即鉴定，就可得到N端第一个氨基酸）。
C■末端分析：
1）月井解法（肽链与无水腓反应，使C端氨基酸游离放出。
C端为Cys时筑基易被破坏）；
2）还原成氨基醇法（利用无机强还原剂硼氢化锂将C端游离竣基还原成醇，用6NHCL水解。
层析分离氨基醇并鉴定。
要严格防止在反应前肽链断裂）；
3）竣肽酶法（竣肽酶就是从肽链的竣基末端开始水解肽链成氨基酸的酶。
若能控制得好,水解第一个氨基酸后就停止，即可以鉴定竣基末端）。
2用二硝基氟苯法测定某蛋白的N末端数。
该蛋白质的分子量为135,000,定性分析指出，其N末端为Ser。
称取40mgDNP・蛋白，水解，层析后将DNP-Ser斑点剪下，用1%NaHCO3溶液5ml洗脱。
然后于360nm波长测定。
比色杯光程为lcm,测得光密度为0。
800o求该蛋白质每分子的N末端数。
Ser在360mn处的克分子消光系数为1。
74X104o原始蛋白在相应的DNP•蛋白中的含量为80%,即是说每1克DNP•蛋白相当于0。
8克原始蛋白。
假定DNP-Ser的回收率为100%。
3用什么方法可将蛋白质的亚基拆离及将二硫键拆开？
拆开肽链与切断肽链在本质上有什么不同？
有两种方法可以使二硫键拆开
1）氧化法：
二硫键与氧化物反应，二硫键被打开，筑基被氧化成磺酸基；
2）还原法：
利用还原剂将二硫键还原成疏基，从而切断二硫键。
拆开肽链是从肽链间的键如氢键、二硫键、离子键等处拆开；
切断肽链是从肽键处裂解
4某肽的结构是：
Ala-Val-Lys-Phe-Arg-Cys-Tyr-Ala
Met-Try-Glu-Met-Lys-Val-Thr-Gly-Cys-Ala
a・当用胰蛋白酶作用时，可产生什么肽段？
b・二硫键经还原，烷基化后再用胰蛋白酶作用，可产生什么肽段？
c・用胰凝乳蛋白酶作用，可得什么肽段？
5有下列肽：
①Lys-Asp-Gly-Ala-Ala-Gly-Ser-Gly
2Ala-Ala-His-Arg-Gly-Lys-Phe-Ile
3Try-Cys-Lys-Ala-Arg-Gly
a・用胰蛋白酶分别作用上列肽段，写出水解产物.
b・用2,4•二硝基氟苯处理胰蛋白酶水解产物，然后再水解，写出产生的DNP•氨基酸.
6—个肽的氨基酸组成为：
Ala,Arg2,Asp3,Glu2,Gly2,Lys,Ser,Thr•经二硝基氟苯处理确定N・末端为谷氨酸•部分酸水解得到下列各肽：
Ser-Thr,Arg-Lys,Ala-Asp-Ser,
Ala-Asp,Thr-Arg,Lys-Asp,Thr-Arg-Arg,Gly-Asp-Ala,Asp-Glu-Gly,Asp-Glu,Glu-Gly,试确定该肽的氨基酸顺序.
7某肽A经水解后，发现其有Arg,Vai,Tjr,Glu,Lys,Ala,和Gly七种氨基酸.
a.用胰蛋白酶水解该肽A时，得到：
Arg,Ala-Lys和含有Glu,Gly,Vai,Tyr的短肽
B・用胰凝乳蛋白酶水解肽B,产生两个小肽：
Val-Tyr和Ghi・Gly・b・用竣肽酶处理肽A短时间，产生游离的Gly是第一个可鉴定的氨基酸.
c・肽A用FDNB法分析N端氨基酸产生DNP-Ala.
问：
该肽A的氨基酸排列顺序是怎样的？
8根据下列实验数据，推断多肽中氨基酸的排列次序:
a.氨基酸组成为：
Met+T}T+Ser+Phe+Gly+Lys+Ala
b.用Sanger试剂处理得到唯一的a,£
•二DNP-Lys.
c.BrCN裂解得到第一个肽含有Lys+Met,第二肽含有所有其它氨基酸.
d.该肽用竣肽酶处理，Gly迅速放出来.
e・用胰凝乳蛋白酶裂解，得到三个肽段，一个含有Tyr+Lys+Met,第二个含有Ala+Gly；
第三个含有Ser+Phe.
9从如下数据推断多肽的氨基酸排列顺序:
a.氨基酸组成：
Pro+Glu+2Lys+Phe.
b.用Edman试剂处理，产生PTH-Glu.
g用胰蛋白酶，竣肽酶A,竣肽酶B处理都没有释放出任何小肽或氨基酸.
10用BrCN处理含等量的Met,Phe,Asp,Ser,Thr的多肽，释放出肽和单一的高丝氨酸•原来五肽用胰凝乳蛋白酶处理，得到2个碎片，一个碎片比另一个碎片酸性强•较酸的碎片含有甲硫氨酸•原肽用竣肽酶A处理，迅速放出Ser,随后放出Thro推断该五肽的氨基酸排列顺序.
11经分析，某多肽有如下数据，试据这些数据写出多肽结构：
a.全水解给出氨基酸的组成为：
Gly,Ala,Val2,Leu2,lie,Cys4,Asp2,Glu4,Ser2,
Tyr2・
b.用2,4•二硝基氟苯处理该肽，然后用
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