生物化学题库第三章答案.docx

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生物化学题库第三章答案

第三章蛋白质化学

一、单项选择题。

1-5CCDCB6-10DBABB11-15DBDAA16-20DCDDB21-25ADCAD26-30ACCDD

二、填空题

1.氨基羧基2.1662.53.谷氨酸天冬氨酸

4.赖氨酸精氨酸5.丝氨酸苏氨酸6.半胱氨酸

7.酪氨酸色氨酸8.负极9.两性负

10.亚黄11.肌红12.水化层双电层

13.下降盐析14.肽键二硫键15.氢键疏水力

16.谷胱甘肽巯基17.不移动移向正极移向负极

18.3.2219.氢20.c>a>b

三、判断题。

1.蛋白质的特征元素是磷元素。

（×）

改：

蛋白质的特征元素是氮元素。

2.氨基酸的等电点可以由其分子上解离基团的解离常数来确定。

（√）

3.溶液的pH可以影响氨基酸的pI值。

（×）

改：

溶液的pH不影响氨基酸的pI值。

4.天然蛋白质α-螺旋为右手螺旋。

（√）

5.蛋白质中一个氨基酸残基的改变，必定引起蛋白质结构的显著变化。

（×）

改：

蛋白质中一个氨基酸残基的改变，不一定引起蛋白质结构的显著变化。

6.肽键是双键，所以不能自由旋转。

（×）

改：

肽键具有部分双键的性质，所以不能自由旋转。

7.蛋白质变性后溶解度降低，主要是因为电荷被中和及水膜被去除所引起的。

（√）

8.蛋白质变性后，分子量减小。

（×）

改：

蛋白质变性后，分子量不变。

9.胰岛素的生物合成途径是先分别合成A、B链，然后通过二硫键相连。

（×）

改：

胰岛素的生物合成途径是先合成一条多肽链，切除C链后剩下A、B链通过二硫键相连。

10.氯化钠是盐析常用的中性盐。

（×）

改：

硫酸铵是盐析常用的中性盐。

11.盐析法可使蛋白质沉淀，但不引起变性，所以盐析法常用于蛋白质的分离制备。

（√）

12.蛋白质的空间结构就是它的三级结构。

（×）

改：

蛋白质的空间结构包括二级结构、三级结构和四级结构三个层次，三级结构只是其中一个层次。

13.维持蛋白质三级结构最重要的作用力是氢键。

（×）

改：

维持蛋白质三级结构最重要的作用力是疏水力。

14.蛋白质是生物大分子，但并不都具有四级结构。

（√）

15.氨基酸与茚三酮反应都产生蓝紫色化合物。

（×）

改：

除脯氨酸和羟脯氨酸外，其他氨基酸与茚三酮反应都产生蓝紫色化合物。

四、简答题。

1.什么是等电点？

氨基酸在等电点时具备怎样的特点？

在某个pH值的溶液中，氨基酸所带的净电荷为0，电泳时既不向正极移动，也不向负极移动，此时溶液的pH值即为该氨基酸的等电点，以pI表示。

氨基酸在等电点时的特点是：

净电荷为0，电泳不移动，溶解度最小。

2.什么是蛋白质的一级结构？

为什么说蛋白质的一级结构决定其空间结构？

蛋白质一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。

因为蛋白质分子肽链的排列顺序包含了自动形成复杂的三维结构（即正确的空间构象）所需要的全部信息，所以一级结构决定其高级结构。

3.什么是蛋白质的空间结构？

举例说明蛋白质的空间结构与其生物功能的关系。

蛋白质的空间结构是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链走向。

比如血红蛋白的变性作用，当蛋白质的空间结构被破坏，其运输氧的能力也就丧失了。

4.蛋白质的α—螺旋结构有何特点？

（1）多肽链主链绕中心轴旋转，形成棒状螺旋结构，每个螺旋含有3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm，氨基酸之间的轴心距为0.15nm。

（2）α-螺旋结构的稳定主要靠链内氢键，每个氨基酸的N—H与前面第四个氨基酸的C＝O形成氢键。

（3）天然蛋白质的α-螺旋结构大都为右手螺旋，R基团位于螺旋外侧。

（4）如果螺旋中有脯氨酸，则螺旋会结节或中断。

5.蛋白质的β—折叠结构有何特点？

β-折叠结构又称为β-片层结构，它是肽链主链或某一肽段的一种相当伸展的结构，多肽链呈扇面状折叠。

（1）两条或多条几乎完全伸展的多肽链（或肽段）侧向聚集在一起，通过相邻肽链主链上的氨基和羰基之间形成的氢键连接成片层结构并维持结构的稳定。

（2）氨基酸之间的轴心距为0.35nm（反平行式）和0.325nm（平行式）。

（3）β-折叠结构有平行排列和反平行排列两种。

6.举例说明蛋白质的一级结构与其功能之间的关系。

镰刀状贫血症患者就是蛋白质一级结构变化影响功能的一个例子。

患者β链第六位氨基酸残基由缬氨酸代替了正常人的谷氨酸，导致此位点氨基酸极性的变化，从而导致蛋白质结构和功能的变化。

7.什么是蛋白质的变性作用？

蛋白质变性后哪些性质会发生改变？

蛋白质变性作用是指在某些因素的影响下，蛋白质分子的空间构象被破坏，并导致其性质和生物活性改变的现象。

蛋白质变性后会发生以下几方面的变化：

（1）生物活性丧失；

（2）理化性质的改变，包括：

溶解度降低，因为疏水侧链基团暴露；结晶能力丧失；分子形状改变，由球状分子变成松散结构，分子不对称性加大；粘度增加；光学性质发生改变，如旋光性、紫外吸收光谱等均有所改变。

（3）生物化学性质的改变，分子结构伸展松散，易被蛋白酶分解。

8.什么是蛋白质的凝固，蛋白质的沉淀、变性与凝固间有何关系？

蛋白质的凝固是指变性蛋白质变性程度加深的一种表现。

它与蛋白质的沉淀、变性间的关系可用一句话描述为：

沉淀的蛋白质不一定变性，变性的蛋白质不一定沉淀，但凝固的蛋白质一定是变性的。

9.简单介绍你所知道的蛋白质3种重要功能？

蛋白质的重要作用主要有以下几方面：

（1）生物催化作用酶是蛋白质，具有催化能力，新陈代谢的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。

（2）结构蛋白有些蛋白质的功能是参与细胞和组织的建成。

（3）运输功能如血红蛋白具有运输氧的功能。

（4）收缩运动收缩蛋白（如肌动蛋白和肌球蛋白）与肌肉收缩和细胞运动密切相关。

（5）激素功能动物体内的激素许多是蛋白质或多肽，是调节新陈代谢的生理活性物质。

（6）免疫保护功能抗体是蛋白质，能与特异抗原结合以清除抗原的作用，具有免疫功能。

（7）贮藏蛋白有些蛋白质具有贮藏功能，如植物种子的谷蛋白可供种子萌发时利用。

（8）接受和传递信息生物体中的受体蛋白能专一地接受和传递外界的信息。

（9）控制生长与分化有些蛋白参与细胞生长与分化的调控。

（10）毒蛋白能引起机体中毒症状和死亡的异体蛋白，如细菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。

10.何谓蛋白质的变性与沉淀？

二者在本质上有何区别？

蛋白质变性是天然蛋白质受物理或化学因素的影响后，使其失去原有的生物活性，并伴随着物理化学性质的改变，这种作用称为蛋白质的变性。

变性的本质：

分子中各种次级键断裂，使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态，一级结构不破坏。

蛋白质由于带有电荷和水膜，因此在水溶液中形成稳定的胶体。

如果在蛋白质溶液中加入适当的试剂，破坏了蛋白质的水膜或中和了蛋白质的电荷，则蛋白质胶体溶液就不稳定而出现沉淀现象。

沉淀机理：

破坏蛋白质的水化膜，中和表面的净电荷。

五、计算题。

1.一个α螺旋片段含有180个氨基酸残基，该片段中有多少圈螺旋？

计算该α-螺旋片段的轴长。

180/3.6=50圈，50×0.54=27nm，该片段中含有50圈螺旋，其轴长为27nm。

2.某蛋白质多肽链有一些区段为α-螺旋构象，另一些区段为反平行式β-折叠构象，该蛋白质分子量为240KDa，多肽外形总长为5.06×10-5cm，计算多肽链中α-螺旋构象占分子长度的百分之多少？

（每个氨基酸残基平均分子量为120Da）

氨基酸总数：

240000/120=2000个

设有X个氨基酸残基呈α-螺旋结构，则：

0.15X+0.35（2000-X）=5.06×10-5×107=506nm

X=970

970×0.15/506=28.75%

3.测得一种血红蛋白含铁0.426%，计算其最低相对分子质量。

若已知其真实分子量为52400Da，则其含有多少个铁原子？

52400/13100=4

4.一种纯酶按质量计算含亮氨酸1.65%和异亮氨酸2.48%，问其最低相对分子质量是多少？

亮氨酸和异亮氨酸的分子量都是131Da，根据两种氨基酸的含量来看，异亮氨酸：

亮氨酸=2.48%:

1.65%=1.5:

1=3:

2。

所以在此蛋白质中的亮氨酸至少有两个，异亮氨酸至少有3个。

2×（131-18）/1.65%=13697Da

5.计算一个含有78个氨基酸残基的多肽，若呈α-螺旋状态，其长度为多少，若呈β-折叠结构长度为多少？

78×0.15=11.7nm

78×0.35=27.3nm

六、分析题。

1.下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中：

CNBr、异硫氰酸苯酯、丹磺酰氯、脲、6mol/LHCl、β-巯基乙醇、水合茚三酮、过甲酸、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶。

其中哪一个最适合完成以下各项任务，并适当解释。

（1）测定小肽的氨基酸序列。

（2）鉴定肽的氨基末端残基。

（3）不含二硫键的蛋白质的可逆变性；如有二硫键存在时还需加什么试剂？

（4）在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。

（5）在甲硫氨酸残基羧基侧水解肽键。

（6）在赖氨酸或精氨酸残基羧基侧水解肽键。

（1）异硫氰酸苯酯；可与小肽N端的氨基酸残基反应并使之环化脱落，暴露出下一个氨基酸残基，如此循环进行即可逐一测定小肽的氨基酸序列。

（2）丹磺酰氯；可与自由氨基发生反应，用于测定肽链的氨基末端。

（3）脲；β-巯基乙醇，还原二硫键；

（4）胰凝乳蛋白酶；断裂苯丙氨酸、酪氨酸或色氨酸的羧基参与形成的肽键

（5）CNBr；断裂甲硫氨酸参与形成的肽键

（6）胰蛋白酶；断裂赖氨酸或精氨酸的羧基参与形成的肽键

2.指出下面pH条件下，各蛋白质在电场中向哪个方向移动，即正极，负极，还是保持原点，并解释原因？

（1）胃蛋白酶（pI1.0），在pH5.0；

（2）血清清蛋白（pI4.9），在pH6.0；

（3）α-脂蛋白（pI5.8），在pH5.0和pH9.0；

蛋白质在特定pH值下的移动，取决于pH和等电点之间的关系。

当pH>pI时，蛋白质带负电荷，电泳时向正极移动；当pH=pI时，蛋白质所带的净电荷为0，电泳时不移动；当pH

（1）pH>pI，胃蛋白酶带负电荷，移向正极。

（2）pH>pI，血清清蛋白带负电荷，移向正极

pH=5.0时，pH

pH=9.0时，pH>pI，脂蛋白带负电荷，移向正极

3.由下列信息求八肽的序列。

（1）酸水解得Ala、Arg、Leu、Met、Phe、Thr、2分子Val。

（2）Sanger试剂处理得DNP-Ala。

（3）胰蛋白酶处理得Ala、Arg、Thr和Leu、Met、Phe、2分子Val。

当以Sanger试剂处理时分别得到DNP-Ala和DNP-Val。

（4）溴化氰处理得Ala、Arg、高丝氨酸内酯、Thr、2分子Val和Leu、Phe，当用Sanger试剂处理时，分别得DNP-Ala和DNP-Leu。

由

（2）推出N末端为Ala；

由于胰蛋白酶的作用位点为Arg或Lys的羧基参与形成的肽键，结合（3）推出第一个肽段的顺序为Ala-Thr-Arg，第二个肽段N末端为Val；

由于溴化氰裂解Met羧基参与形成的肽键，结合（4）得出第一个肽段的C端为Met，因此第一个肽段的顺序为Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met，第二个肽段顺序为Leu-Phe。

所以八肽为：

Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe。

4.当一种四肽与DNFB反应后，用5.7mol/LHCl水解得到DNP-Val及其他3种氨基酸；当这四肽用胰蛋白酶水解时发现两种碎片段；其中一片用LiBH4还原后再进行酸水解，水解液内有氨基乙醇和一种在浓硫酸条件下能与乙醛酸反应产生紫（红）色产物的氨基酸。

试问这四肽的一级结构是由哪几种氨基酸组成的？

（1）四肽与FDNB反应后，用5.7mol/LHCl水解得到DNP-Val，证明N端为Val。

（2）LiBH4还原后再水解，水解液中有氨基乙醇，证明肽的C端为Gly，而水解液中有在浓H2SO4条件下能与乙醛酸反应产生紫红色产物的氨基酸，说明此氨基酸为Trp。

（3）根据胰蛋白酶的专一性，得知N端片段为Val－Arg（Lys）…

结果可知道四肽的顺序：

Val－Arg（Lys）－Trp－Gly。

5.球状蛋白质在pH7的水溶液中折叠成一定空间构象。

（1）Val、Pro、Phe、Asp、Lys、Ile和His中哪些氨基酸侧链位于分子内部？

哪些氨基酸侧链位于分子外部？

（2）Ser、Thr、Asn和Gln虽然是极性氨基酸，但它们常常位于球状蛋白质分子内部，为什么？

根据蛋白质三级结构的特点，极性氨基酸常分布于球状蛋白质的表面，而非极性氨基酸常分布于球状蛋白质的内部，可以判断出非极性氨基酸Val、Pro、Phe、Ile位于分子内部，而极性氨基酸His、Asp、Lys一般位于分子表面。

Ser、Thr、Asn和Gln在生理条件下是不带电荷的极性侧链，它们能参与内部氢键的形成，氢键中和了它们的极性，所以它们能位于球状分子的内部。

6.有一个七肽，经分析它的氨基酸组成是：

Lys、Gly、Arg、Phe、Ala、Tyr和Ser。

（1）此肽未经糜蛋白酶处理时，与DNFB反应不产生α-DNP-AA。

（2）经糜蛋白酶作用后，此肽断裂成两个肽段，其氨基酸组成分别为Ala、Tyr、Ser和Gly、Phe、Lys、Arg。

这两个肽段分别与DNFB反应，可分别产生DNP-Ser和DNP-Lys。

（3）此肽与胰蛋白酶反应，同样能生成两个肽段，它们的氨基酸组成分别是Arg、Gly和Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala。

试问此七肽的一级结构是怎样的？

根据

（1）可知，此肽为环肽。

由于糜蛋白酶断裂Phe、Tyr或Trp的羧基参与形成的肽键，根据

（2）可知，第一个肽段的顺序为Ser-Ala-Tyr，第二个肽段的顺序为Lys-…-…-Phe；

由于胰蛋白酶断裂Arg或Lys的羧基参与形成的肽键，根据（3）可知，第一个肽段序列为Gly-Arg，第二个肽段的C端为Lys

结合以上分析可以确定此肽的顺序为：

-Ser-Ala-Tyr-Lys-Gly-Arg-Phe-

7.有一个A肽：

经酸解分析得知由Lys、His、Asp、2分子Glu、Ala以及Val、Tyr和两个NH3分子组成。

（1）当A肽与DNFB试剂反应后，得DNP-Asp；当用羧肽酶处理后得到游离缬氨酸。

（2）如果将A肽用胰蛋白酶降解时，得到二种肽，其中一种（Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr）在pH6.4时，净电荷为零；另一种（His、Glu以及Val）可给出DNP-His，在pH6.4时带正电荷。

（3）此外，A肽用糜蛋白酶降解时，也得到二种肽，其中一种（Asp、Ala、Tyr）在pH6.4时呈中性，另一种（Lys、His、2分子Glu及Val）在pH6.4时，带正电荷。

问A肽的氨基酸顺序如何？

根据酸水解结果可知，A肽的组成中有两分子酰胺。

根据

（1）可知，此肽N末端为Asp，C末端为Val。

由于胰蛋白酶断裂Arg或Lys的羧基参与形成的肽键，根据

（2）可知第一个肽段的顺序为Asp-…-…-…-Lys；第二个肽段的序列为His-Glu-Val，且第二个肽段在pH6.4时带正电荷，说明第二个肽段中的Glu应为Gln，因此第二个肽段为His-Gln-Val。

由于糜蛋白酶断裂Phe、Tyr或Trp的羧基参与形成的肽键，根据（3）可知，

第一个肽段的顺序为Asp-Ala-Tyr，在pH6.4时呈中性，说明此肽中的Asp应为Asn，第二个肽段序列结合前面的分析可确定为Glu-Lys-His-Gln-Val。

因此，此A肽的序列为Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val。

8.某肽经CNBr水解得到3个肽段，这3个肽段的结构分别是：

Asn-Trp-Gly-Met、Gly-Ala-Leu、Ala-Arg-Tyr-Asn-Met；用胰凝乳蛋白酶水解此肽也得到3个肽段，其中一个为四肽；用6M盐酸水解此四肽只得到2个Asn和1个Met，问此肽的氨基酸序列如何？

CNBr断裂Met羧基参与形成的肽键，所以此肽N末端有可能是Asn，也有可能是Ala。

盐酸水解四肽但只得到了三种氨基酸残基，说明有一种氨基酸残基在酸水解的过程中被破坏了，此氨基酸残基为Trp；而胰凝乳蛋白酶断裂Phe、Tyr或Trp的羧基参与形成的肽键，结合题意可知，此四肽为Asn-Met-Asn-Trp，同时也确定了此肽的N末端只能是Ala。

因此此肽的序列为：

Ala-Arg-Tyr-Asn-Met-Asn-Trp-Gly-Met-Gly-Ala-Leu。

9.从一稀有真菌中分离出一种8肽，经分析由如下氨基酸组成：

Lys2分子、Asp、Tyr、Phe、Gly、Ser和Ala各1分子。

（1）该肽与DNFB反应，随即用酸水解，可得到DNP-Ala；

（2）该肽用胰蛋白酶降解可得到分别由Lys、Ala、Ser和Gly、Phe、Lys组成的两个三肽及一个二肽；（3）用胰凝乳蛋白酶处理该肽，可释放出游离的Asp和一个由Lys、Ser、Phe和Ala组成的四肽及一个三肽。

这个三肽与DNFB反应并水解，释放出DNP-Gly。

请确定这个8肽的氨基酸顺序。

由

（1）可确定N末端为Ala；

由于胰蛋白酶断裂Arg或Lys的羧基参与形成的肽键，根据

（2）可知第一个肽段的序列为Ala-Ser-Lys；

由于胰凝乳蛋白酶断裂Phe、Tyr或Trp的羧基参与形成的肽键，根据（3）可知，Asp应该是C末端的氨基酸；四肽的序列为Ala-Ser-Lys-Phe；三肽的序列为Gly-Lys-Tyr；

因此，该8肽的顺序为：

Ala-Ser-Lys-Phe-Gly-Lys-Tyr-Asp。

10.多聚赖氨酸（poly-Lys）在pH7时呈无规则线团，在pH10时则呈α-螺旋；同样，多聚谷氨酸（polu-Glu）在pH7时呈无规则线团，在pH4时则呈α-螺旋；请分析原因。

α-螺旋形成与否跟多种因素有关，比如氨基酸组成中是否存在脯氨酸、侧链基团的大小、相邻侧链基团的电荷性质等。

多聚赖氨酸的赖氨酸侧链是氨基，在pH7时带正电荷，由于相邻侧链基团都带正电荷，存在的静电排斥力导致不能形成α-螺旋结构，但当pH10时，赖氨酸的侧链氨基基本上不解离，排除了静电斥力的影响，可以形成α-螺旋。

多聚谷氨酸也是一样，它的侧链是羧基，在pH7时带负电荷，由于相邻侧链基团都带负电荷，存在的静电排斥力导致不能形成α-螺旋结构，但当pH10时，谷氨酸的侧链羧基基本上不解离，排除了静电斥力的影响，可以形成α-螺旋。