整理蛋白质的化学.docx

整理蛋白质的化学.docx

《整理蛋白质的化学.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《整理蛋白质的化学.docx（75页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

整理蛋白质的化学

第一章蛋白质的化学

一、名词解释

１．Ｎ端与Ｃ端:

２．蛋白质一级结构:

３．氨基酸残基:

４．Ｓn=3.613:

５．肽单位、肽平面:

６．寡聚蛋白:

７．蛋白质变性:

8．超二级结构与结构域:

二、是非题判断下列各句话意思的正确与否，正确的在题后括号内画“√”，错误的画“×”，如果是错误的，请说明其理由

1.组成蛋白质的20种氨基酸，它们至少含有一个不对称碳原子。

2.氨基酸立体异构体虽有Ｄ-型和Ｌ-型之分，但在蛋白质中所发现的氨基酸均为Ｌ－型。

3.等摩尔的Ｄ-Ａla和Ｌ-Ａla混合液，不能引起偏振光平面的偏转。

4.从蛋白质酸水解液中可以得到所有20种天然氨基酸。

5.氨基酸在水溶液或固体状态是以两性离子形式存在的。

6.内部氢键的形成是驱使蛋白质折叠的主要力量。

7.在外界环境一定的条件下，蛋白质的空间结构主要是由它的一级结构所决定的。

8.原来溶于水的蛋白质，经加热后从水中析出主要是因为蛋白质的空间结构破坏，原来位于分子内部的疏水氨基酸外露的结果。

9.天然蛋白质中多肽链的螺旋构象都是右旋的。

10.SDS－聚丙烯酰胺电泳测定白质分子量的方法是根椐蛋白质所带电荷的不同。

11.某一蛋白质样品，当其酸性氨基酸数目等于碱性氨基酸数目时，此蛋白质样品的等电点pH是７。

12.在胶原蛋白质中，由于组分中主要是甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸，它们在参于肽键形成后，不再含有可供形成氢键的氢原子，故不能形成α－螺旋，胶原蛋白中多肽链构象主要是β－折叠结构。

13.血红蛋白和细胞色素Ｃ都是含铁卟啉的色蛋白，两者的功能虽然不同，但它们的作用机制相同，都是通过铁离子化合价的变化来实现的。

14．用层析技术分离氨基酸是根据各种氨基酸的极性不同。

15．用凝胶电泳技术分离蛋白质是根据各种蛋白质的分子大小和电荷不同。

16．从细胞内提取出某种物质，用羧肽酶A不能使其水解，与茚三酮反应呈阴性，因此可以肯定地判断它是非肽物质。

17．蛋白质构象的变化伴随自由能的变化，最稳定的构象自由能最低。

18．刚性平面结构的肽单位是蛋白质主链骨架的重复单位。

19．蛋白质分子的亚基就是蛋白质的结构域。

20．脯氨酸不能维持α—螺旋，凡有脯氨酸的部位肽链都发生弯转。

21．有机溶剂引起蛋白质变性的主要原因之一是降低介质的介电常数。

22．血红蛋白比肌红蛋白携氧能力高，这是因为它有多个亚基。

23．蛋白质和酶原的激活过程说明蛋白质的一级结构变化与蛋白质的功能密切相关。

24．肌红蛋白和血红蛋白的α和β链有共同的三级结构。

25．利用盐浓度的不同可以提高或降低蛋白质的溶解度。

三、填空题

１．组成蛋白质的氨基酸有20种，其中，必须氨基酸有__________________种，即__________________。

２．通用氨基酸除__________________外都有旋光性；__________________和__________________分子量比较小而且不含硫，在折叠的多肽链中能形成氢键；__________________在稳定许多蛋白质结构中起重要作用，因为它可参与形成链内和链间的共价键。

__________________具有非极性侧链且是生成酪氨酸的前体。

３．氨基酸结构上的共同点是：

（1__________________）,

（2）__________________，（3）__________________。

４．在蛋白质一级结构测定中，常用来做Ｎ－端分析的方法有__________________,__________________和__________________三种。

５．有一蛋白质经末端分析知道有两个Ｎ－末端，ＳＤＳ电泳均显示两条带，说明该蛋白质含有__________________亚基，另一种蛋白质分子用羟基乙醇处理，在酸性碱性条件下均显示一条带，说明该蛋白质分子的结构特点是__________________。

６．蛋白质的主链构象单元有__________________、_________________、__________________、_____________________四种。

７．盐浓度低时，盐的加入使蛋白质的溶解度__________________，称为__________________现象；盐浓度高时，盐的加入使蛋白质的溶解度__________________，称为__________________现象。

８．在典型的α－螺旋结构中，一个氨基酸的氨基氢与其前面第__________________个氨基酸残基的羰基氧形成氢键，在此封闭体系内，共含有__________________个主链原子。

9．在正常生理条件下（pH＝7），蛋白质分子中__________________和__________________的侧链部分带正电荷。

10．2，4—二硝基氟苯（DNFB或FDNB）与氨基酸作用可生成黄色的__________________，简称__________________。

11．球蛋白分子中__________________基团排列在外部__________________基团排列在分子的内部。

12．1953年英国科学家__________________等人首次完成牛胰岛素__________________的测定，证明牛胰岛素是由__________________条多肽链，共__________________个氨基酸组成。

13．生活在西藏高原的人血液中，2，3—二磷酸甘油酸的浓度比一般人_________________。

14．用紫外光吸收法测定蛋白质含量的依据是所有的蛋白质分子中都含有__________________、__________________和三__________________种氨基酸。

15．1965年中国科学家完成了由51个氨基酸残基组成的__________________合成。

16．目前己知的超二级结构有__________________、_________________、_________________和_______________四种基本形式。

l7．维持蛋白质三级结构的作用力_________________、________________、_______________和盐键。

18．胶原蛋白的基本组成单位是由_______________组成的原胶原蛋白，再经多次聚合形成_______________。

19．在pH6.0时将G1y，A1a，G1u，Lys，Arg和Ser的混合物进行纸电泳，向阳极移动快的是_______________；向阴极移动最快的是_______________和_______________；移动很慢接近原点的是_______________，_______________和_______________。

20．测定肽段常用的方法是Edman化学降解法，Edman试剂是_______________。

22．去污剂如十二烷基磺酸钠（SDS）使蛋白质变性是由于SDS能破坏_______________使疏水基团暴露到介质中。

23．研究蛋白质构象的方法很多，但主要是应用_______________。

四、选择题

１．在生理ＰH条件下，带正电荷的氨基酸是：

ＡAlaＢTry

ＣTrpＤLys

２．下列哪些氨基酸只含非必须氨基酸：

Ａ芳香族氨基酸Ｂ碱性氨基酸

Ｃ酸性氨基酸Ｄ支链氨基酸

３．下列哪些蛋白质是不溶于水的？

Ａ血红蛋白Ｂ酶

Ｃ抗体Ｄ胶原蛋白

４．细胞色素氧化酶除含有血色素辅基外，还含有：

Ａ铜Ｂ铁

Ｃ镁Ｄ锌

５．蛋白质在280nm有最大光吸收，主要是因为其中含有：

ＡPheＢTyr

ＣHisＤTrp

６．pＩ在pH７附近的ＡＡ是：

ＡSerＢGlu

ＣAsnＤHis

７．下列哪种蛋白质含有三股螺旋：

Ａα－角蛋白Ｂ血红蛋白

Ｃ原胶原蛋白Ｄ丝心蛋白

８．维持蛋白质空间结构稳定的主要因素是：

Ａ疏水作用Ｂ氢键

Ｃ范德华作用力Ｄ盐键

９．茚三酮与脯氨酸反应时，在滤纸层析谱上呈现：

Ａ蓝紫色Ｂ红色

Ｃ黄色Ｄ绿色

10．在效应物作用下，蛋白质产生的变构（或别构）效应是由于蛋白质的

A一级结构发生变化B构型发生变化

C构象发生变化D氨基酸序列发生变化

11．下列具有协同效应的蛋白质是：

A肌红蛋白B血红蛋白

C丝心蛋白D弹性蛋白

12．同源蛋白是指：

A来源相同的各种蛋白质B来源不同的同一种蛋白质

C来源相同的同一种蛋白质D来源不同的各种蛋白质

13．如下哪些叙述是正确的：

Ａ肽键中的Ｃ－Ｎ具有部分双键性质；

Ｂ肽单位中的六个原子处在一个平面上；

Ｃ两个相邻近的α－碳呈反式分布；

Ｄα－Ｃ的二面角在0～180°内可以自由旋转。

14．胶原蛋白中含量最多的氨基酸是：

A甘氨酸和丙氨酸B脯氨酸和羟脯氨酸

C谷氨酸和天冬氨酸D精氨酸和赖氨酸

15．蛋白质空间结构稳定机制中，包括下列哪种氨基酸与赖氨酸残基的相互作用。

AG1uBArg

CHisDAsp

五、问答与计算

1．什么是蛋白质的一、二、三、四级结构？

主要的稳定因素各是什么？

2．什么是蛋白质的等电点（pI）?

为什么说在等电点时蛋白质的溶解度最低?

3．将固体氨基酸溶于pH7的水中所得的氨基酸溶液，有的pH大于7，有的小于7，这种现象说明什么?

4．根据下列信息推断含等量Met，Phe，Asp，Ser，Thr的五肽序列：

（1）用BrCN处理五肽，释放出肽段和一个游离的高丝氨酸；

（2）用胰凝乳蛋白酶处理五肽得到两个碎片，酸性较强的碎片含甲硫氨酸；

（3）用羧肽酶A处理五肽，迅速放出Ser，随后放出Thr。

5．指出用电泳技术分离下列物质，pH是多少时最合适?

（1） 血清清蛋白（pI＝4.9）和血红蛋白（pI＝6.8）；

（2） 肌红蛋白（pI＝7.0）和胰凝乳蛋白梅（pI＝9.5）；

（3） 卵清蛋白（pI＝4.6）、血清清蛋白和肽酶（pI＝5.0）。

6．10ml溶液内含有某化合物5mg，从此溶液中取2ml稀释至20ml，取此溶液1.5ml置于0.5cm光径的比色杯中，测得280nm处的O.D值为0.4，设此化合物的摩尔消光系数为1×104，Ｍ.Ｗ为500，求此化合物的浓度？

7．某氨基酸的水溶液pH值为6.0，问此氨基酸的等电点是大于6，等于6，还是小于6

8．用画图法比较肌红蛋白和血红蛋白氧合曲线的差异，并说明为什么?

2，3—二磷酸甘油酸（DPG）与血红蛋白对氧的亲和力有什么影响

9．举例说明蛋白质结构与功能的关系？

10．用你学过的蛋白质理化性质，设计一条由毛发水解制备胱氨酸的流程图，并说明其原因。

参考答案

一、名词解释

１．Ｎ端与Ｃ端:

多肽或蛋白质分子中含有游离α-NH2的一端称Ｎ端，含有游离α-COOH的一端称C端。

２．蛋白质一级结构:

蛋白质分子中氨基酸的排列顺序称蛋白质一级结构。

３．氨基酸残基:

蛋白质分子中的氨基酸组成单位称氨基酸残基，由于氨基酸在形成肽键的过程失去了一些基团，已经不是完成的分子故名。

４．Ｓn=3.613:

该式是典型右手α-螺旋结构的表达式，式中3.6表示每螺旋上升一圈需要的氨基酸残基数，下标13表示由氢键形成的封闭体系中的主链原子数。

５．肽单位、肽平面:

构成肽链骨架的结构重复单位称肽单位，组成肽单位的六个原子组成一个平面，该平面称肽平面。

６．寡聚蛋白:

由二个或二个以上具有三级结构的多肽链构成的蛋白质分子称寡聚蛋白。

７．蛋白质变性:

由于酸、碱、变性剂或高温等理化因素影响，使蛋白质分子有规律的空间结构受到破坏的现象称蛋白质变性。

8．超二级结构与结构域:

两个或多个二级结构单元被长度不等，走向不规则的连接肽彼此相连，形成的有规律的、在空间上可以辨认二级结构组合体称为超二级结构。

结构域

也叫辖区，是指存在于球状蛋白质分子内部由相邻的多个二级结构单元彼此相连形成的球状亚单位。

二、是非题

1.错2.对3.对4.错5.对6.错7.对8.对9.错10.对11.错12.错13.错14.对15.对16.错17.对18.对19.错20.对21.对22.对23.24.对25.对

三、填空题

１．8，Thr、Met、Val、Phe、Trp、Lys、Leu、IIe

２．Gly；Pro、Hyp；二硫键；Phe

３．

（1）α-氨基酸,

（2）除Gly外至少含有一个手性碳原子，（3）除Gly外都有D、L型立体异构体

４．DNFP法,Edman降解法，丹磺酰氯法（DNS-CI法）

５．两种亚基，由一条多肽链构成

６．α-螺旋，β-折叠，β-转角，松散片段

７．增加，盐溶；降低，盐析

８．3.6,13

9．Lys，Arg

10．2，4—二硝基苯氨基酸，DNP

11．亲水基团，疏水基团

12．Sanger，一级结构，两，51

13．高

14．Phe、Trp、Tyr

15．牛胰岛素

16．α-螺旋超螺旋、βXβ、β-迂回、β-折叠桶

l7．疏水力，范德华力，氢键

18．原胶原蛋白分子，胶原纤维

19．G1u，Lys、Arg，G1y，A1a，Ser

20．苯异硫氰酸

22．疏水力

23．X-光衍射分析技术

１.D２．C３.Ｄ４．Ａ５．Ｂ６．Ｄ７．Ａ、Ｃ８.Ａ９.Ｃ10．C11．B12．B13．ＡＢＣ14．B15．D

五、问答与计算

1．答案（略）

2．答案（略）

3．答：

氨基酸既带有氨基也有羧基，是两性电解质。

当固体的氨基酸溶于纯水中时，酸性基团解离出质子使溶液变为酸性，碱性基团接受质子使溶液变为碱性。

在20种通用氨基酸中，一氨基一羧基的氨基酸溶于水后溶液基本为中性，一氨基二羧基的氨基酸溶于水后溶液pH小于7为酸性，二氨基一羧基的氨基酸，如Lys、Arg溶于水后溶液pH大于7为碱性。

4．答：

五肽的氨基酸顺序是Met—Asp—Phe—Thr—Ser。

用BrCN处理得到一个游离的高丝氨酸说明N—末端是Met。

胰凝乳蛋白酶水解得到两个片段，酸性强的含有甲硫氨酸表明：

Met—Asp—Phe；羧肽酶A作用结果说明C端是—Thr—Ser。

所以该五肽氨基酸顺序是：

Met—AsP—Phe—Thr—Ser。

5．答：

电泳分离技术是根据物质带电荷的多少达到分离的目的。

待分离的物质所带电荷的差异越大分离效果就越好，所以应取两者pI的中间值，带正电荷的粒子电泳时向负极移动，带负电荷的粒子电泳时向正极移动。

（1）在pH5.8；

（2）在pH8.2；（3）在pH4.8。

6．解：

根据朗伯-比尔定律O．D=ε.L.C

该物质溶液浓度C=O．D/ε.L=0.4/1×104×0.5=0.8×10-4（mol/L）

=0.8×10-4×500（g/L）=4×10-2（g/L）

10ml溶液中物质含量=C×V×稀释倍数=4×10-2（g/L）×0.01L×10

=4×10-3（g）=4（mg）

该物质纯度=纯物质含量/溶液中物质总量×100=4/5×100=80%

答：

此化合物纯度是80%。

7．答：

该氨基酸水溶液pH值为6.0，说明该氨基酸羧基的解离程度大于氨基，要使氨基酸上的羧基的解离程度与氨基的解离程度相同，只有加酸抑制其水解，故该氨基酸的pI小于6。

8．答：

血红蛋白是一种由四个亚基组成的寡聚蛋白，肌红蛋白只由一条多肽链组成；血红蛋白的α和β链与肌红蛋白具有相同的三级结构，在与氧的结合过程中肌红蛋白呈饱和曲线，血红蛋白呈S型曲线。

血红蛋白有两种不同的构象，一种是松弛型构象，另一种是紧缩型构象，当血红蛋白与氧分子结合时呈松弛构象，释放出氧分子时呈紧缩型构象。

在去氧血红蛋白的两个β亚基之间存在有一个能够容纳一分子2,3-DPG（2，3—二磷酸甘油酸）的凹穴，2,3-DPG可以借自身所带三个负电荷基团与每个β-亚基的表面的三个正电荷基团（1位Val的α—氨基，82位Lys的ε—氨基，43位His的咪唑基）互相吸引形成三个离子键，使血红蛋白维持紧缩型构象，导致它对氧的亲和力下降。

在肺部，由于氧分压高，2,3-DPG也低，血红蛋白能够最大限度地与氧结合，形成氧合血红蛋白，氧合血红蛋白随血液到达肌肉、脑及其它组织时，由于氧分压低，迅速释放出氧分子，较高的2,3-DPG与去氧血红蛋白结合，使其维持紧缩型结构。

长期生活在高山缺氧地区的人群，血液中2,3-DPG的含量明显高于在平原和沿海地区生活的人群，有助于血红蛋白为细胞、组织提供更多的氧气。

9．答：

蛋白质结构决定蛋白功能，两者有其严格的对应关系。

蛋白质空间结构信息贮存在特定的蛋白质一级结构之中（蛋白质的卷曲密码），在特定的环境条件下，蛋白质的空间结构由其一级结构所决定。

一级结构的变化必然导致功能的变化。

例如镰刀形贫血病的产生，由于血红蛋白分子中β-亚基N-端第六个氨基酸由谷氨基酸变为缬氨基酸，在β-亚基的表面引入一个疏水性粘斑，并可以借助于这些粘斑相互连接形成血红蛋白纤维，使血红蛋白在红细胞中的溶解度下降，携氧能力降低，并导致红细胞形态发生变化，脆性加大易于破裂，导致贫血病的发生。

特定的蛋白质空间结构是蛋白质发挥正常功能的基础，空间结构的变化可以直接导致蛋白质功能的改变。

例如牛胰核糖核酸酶，含4对二硫键，可以催化RNA的水解，如果将其置于含有β-巯基乙醇和8M的尿素溶液，破坏其二硫键，使空间结构发生改变，可以导致酶活性的丧失，但如果用透析的方法除去溶液中的尿素和β-巯基乙醇，原来破坏的空间结构又可以得到恢复，酶又可以重新恢复其活性。

10．答案（略）

第二章核酸的化学

一、名词解释

1.稀有核苷：

2.DNA二级结构：

3.三叶草模型

4.“线团”转变：

5.分子杂交：

6.增色效应：

7．Tm：

一、是非题:

判断下列各句话意思的正确与否，正确的在题后括号内画“√”，错误的画“×”，如果是错误的，请说明其理由。

1．核苷由碱基和核糖以β-型C-N糖苷键相连。

2．核苷酸是由核苷与磷酸脱水缩合而成，核苷酸是核苷的磷酸酯

3．DNA与RNA一样，在1NKOH溶液中不很稳定，生成2'，3'脱氧核苷酸。

4．DNA碱基配对规律（A＝T,G＝C）仅适用于双链DNA而不适用单链DNA.

5．在DNA变性过程中,总是G＝C对丰富的区段先解链分开。

6．DNA是所有生物的遗传物质。

7．在DNA局部双螺旋区内，两条链之间的方向也是反向平行的。

8．不同来源的DNA单链，在一定条件下能进行分子杂交，是由于它们有共同的碱基组成。

9．当某DNA溶液温度升高到一定程度时，OD260提高30％，说明它是该DNA分子为双链DNA。

10．DNA分子的可复制性主要是由DNA双链对应位置之间碱基的互补性所决定的。

11．DNA变性后由双螺旋结构变成线团结构。

12．Tm值低的DNA分子中（A-T）％高。

13．双链DNA中，一条链上某一区段的核苷酸顺序为：

pCpTpGpGpApC，那么另一条链上相应的区段的核苷酸顺序为:

pGpApCpTpG.

14．由于RNA不是双链，因此所有的RNA分子中都没有双螺旋结构。

15．DNA两条链间的碱基配对原则总是A对T、C对G、而DNA与mRNA之间的碱基配对原则为A对U、T对A以及G对C。

16．DNA的复制和转录都必须根据碱基配对的原则。

17．某氨基酸tRNA反密码子为GUC，在mRNA上相对应的密码子应该是CAG。

18．细胞内DNA的核苷酸顺序都不是随机的而是由遗传性决定的。

二、 填空题

1．核苷酸是由___________、___________和磷酸基三者组成的。

2．在各种RNA中____________含稀有碱基最多。

3．DNA双螺旋的直径为___________双螺旋每隔___________旋转一圈，约相当于________对，核糖－磷酸主链位于螺旋体_________侧，碱基对位于螺旋体________侧。

4．真核生物的DNA存在于___________，其生物学作用是___________。

5．所有RNA的核苷酸顺序都是由它们的_____________。

6．将双链DNA放置在pH2以下或pHl2以上，其OD260____________,在同样条件下单链DNA的OD260_____________。

7．B型DNA双螺旋是由两条链是_____________平行的，螺距_____________每个螺旋的碱基对基数为____________。

8．DNA抗碱的原因是_____________决定的。

9．将A、U、C和G四种核苷酸溶解在pH3.5的缓冲液中，从负极向正极进行电泳，

______________跑得最快，_____________跑得最慢。

10．从E.coli中分离的DNA样品内含有20％的腺嘌呤（A），那么T＝______％，G十C＝_______％。

11．某DNA片段的碱基顺序为GCTACTAAGC，它的互补链顺序应为______________。

12．酵母tRNAAla二级结构模型呈____________状；主要包括__________、__________、___________、___________和___________五部分组成。

13．当温度逐渐升到一定高度时，DNA双链____________。

当温度逐渐降低时，DNA的两条链_____________，称为______________。

14．DNA的复性速度与______________、_____________以及DNA片段的大小有关。

15．天然DNA的负超螺旋是由于DNA双螺旋中两条链__________引起的为__________手超螺旋，正超螺旋是由于DNA双螺旋中两条链____________引起的为____________手超螺旋。

16．tRNA的二级结构呈______________形，三级结构的形状像。

______________

17．核酸分子含有___________和___________碱，所以对____________nm的波长有强烈吸收。

18．维持DNA双螺旋结构稳定的因素有_____________、____________和_____________。

三、 选择题

1．在双链DNA中，碱基含量关系错误的是：

AA＝T、G＝C;BA+T＝G＋C;

CG＝C+mC;DA+G＝C＋T;

2．双链DNA的Tm上升是下列哪组碱基高引起的?

AA+G;BC+T;

CA+T;DG+C.

3．Watson-Crick的DNA双螺旋模型表示:

A一个三链结构;B双链走向是反向平行的;

C碱基A与G配对;D碱基之间共价结合;

4．DNA热变性的显著变化是:

A磷酸二酯链断裂;B生成2',3'环核苷酸;

CTm值与GC含量有关;D260nm吸收值增加;

5．绝大多数真核生物的mRNA的5'端有:

APolyA;BCCA－OH;

B帽子结构、起始密码;D终止密码;

6．各类核酸中含稀有核苷最多的是:

AtRNABrRNA;

CmRNA;DDNA.

7