第二部分各章節習題及答案蛋白質和氨基酸的一級結構1、氨基酸的側鏈對多肽或蛋白質的結構和生物學功能非常重要。用三字母和單字母縮寫形式列出其側鏈為如下要求的氨基酸：（a）含有一個羥基。（b）含有一個氨基。（c）含有一個具有芳香族性質的基團。（d）含有分支的脂肪族烴鏈。（e）含有硫。（f）含有一個在 pH 710 范圍內可作為親核體的基團或原子，指出該親核基團或原子。答:（a）Ser（S）, Thr（T）,Tyr（Y）（b）Asn（N）, Gln（Q） ，Arg（R） ，Lys（K）（c）Phe（F）, Trp（W）, Tyr（Y）,（d）Ile（I）, Leu（L）, Val（V）（e）Cys（C）, Met（M）（f）可以作為親核試劑的側鏈基團或原子有位于 Ser（S）,Thr（T）和 Tyr（Y）中的-OH；位于 Cys（C）和 Met（M）中的硫原子，位于 Asp（D）和 Glu（E）中的-COO-；以及位于 His（H）和 Lys（k）中的氮原子。2、一種氨基酸的可解離基團可以帶電或中性狀態存在，這取決于它的 pK 值和溶液的 pH。（a）組氨酸有 3 種可解離基團，寫出相應于每個 pK 值的 3 種解離狀態的平衡方程式。每種解離狀態下的組氨酸分子的凈電荷是多少？（b）在 pH1、4、8 和 12 時，組氨酸的凈電荷分別是多少？將每一 pH 下的組氨酸置于電場中，它們將向陰極還是陽極遷移？答: （a） 、 （b） 見圖3、某種溶液中含有三種三肽：Tyr - Arg - Ser , Glu - Met - Phe 和 Asp - Pro - Lys , - COOH 基團的 pKa 為 3.8; -NH3 基團的 pKa為 8.5。在哪種 pH（2.0,6.0 或 13.0）下，通過電泳分離這三種多肽的效果最好？答：pH=6.0 比 pH=2.0 或 pH=13.0 時電泳能提供更好的分辨率。因為在 pH6.0 的條件下每種肽都帶有不同的凈電荷(+1，-1，和 0)，而在 pH2.0 的條件下凈電荷分別為+2，+1 和+2，在 pH13.0 的條件下凈電荷分別為-2，-2 和-2。4、利用陽離子交換層析分離下列每一對氨基酸，哪一種氨基酸首先被 pH7 緩沖液從離子交換柱上洗脫出來。 （a）Asp 和 Lys（b）Arg 和Met（c）Glu 和 Val（d）Gly 和 Leu（e）Ser和 Ala答：（a）Asp（b）Met（c）Glu（d）Gly（e）Ser5、氨基酸的定量分析表明牛血清白蛋白含有0.58的色氨酸（色氨酸的分子量為 204） 。（a）試計算牛血清白蛋白的最小分子量（假設每個蛋白分子只含有一個色氨酸殘基） 。（b）凝膠過濾測得的牛血清白蛋白的分子量為70，000，試問血清白蛋白分子含有幾個色氨酸殘基？答：（a）32,100g/mol（b）26、胃液（pH1.5）的胃蛋白酶的等電點約為 1，遠比其它蛋白質低。試問等電點如此低的胃蛋白酶必須存在有大量的什么樣的官能團？什么樣的氨基酸才能提供這樣的基團？答：COO; Asp, Glu7、已知某蛋白是由一定數量的鏈內二硫鍵連接的兩個多肽鏈組成的。1.00g 該蛋白樣品可以與25.0mg 還原型谷胱甘肽（GSH，MW307）反應。（a）該蛋白的最小分子量是多少？（b）如果該蛋白的真實分子量為 98240，那么每分子中含有幾個二硫鍵？（c）多少 mg 的巰基乙醇（MW78.0）可以與起始的 1.00g 該蛋白完全反應？答：（a）MW24560；（b）4 個二硫鍵；（c）6.35mg8、一個含有 13 個氨基酸殘基的十三肽的氨基酸組成為：Ala, Arg,2 Asp, 2Glu, 3Gly, Leu, 3Val。部分酸水解后得到以下肽段，其序列由Edman 降解確定，試推斷原始寡肽的序列。（a）Asp - Glu - Val - Gly - Gly - Glu - Ala（b）Val - Asp - Val - Asp - Glu（c）Val - Asp - Val（d）Glu - Ala -Leu - Gly -Arg（e）Val - Gly - Gly - Glu - Ala - Leu （f）Leu - Gly Arg答：該肽鏈的序列可以通過將肽片段的相同序列重疊排列起來獲得整個序列。見圖9、下列試劑和酶常用于蛋白質化學的研究中： CNBr 異硫氰酸苯酯 丹黃酰氯 脲 6mol/LHCl -巰基乙醇 水合茚三酮 過甲酸 胰蛋白酶 胰凝乳蛋白酶，其中哪一個最適合完成以下各項任務？（a）測定小肽的氨基酸序列。（b）鑒定肽的氨基末端殘基。（c）不含二硫鍵的蛋白質的可逆變性。若有二硫鍵存在時還需加什么試劑？（d）在芳香族氨基酸殘基羧基側水解肽鍵。（e）在蛋氨酸殘基羧基側水解肽鍵。（f）在賴氨酸和精氨酸殘基側水解肽鍵。答：（a）異硫氰酸苯酯。 （b）丹黃酰氯。（c）脲；-巰基乙醇還原二硫鍵。 （d）胰凝乳蛋白酶。 （e）CNBr。 （f）胰蛋白酶10、由下列信息求八肽的序列。（a）酸水解得 Ala，Arg，Leu，Met，Phe，Thr，2Val（b）Sanger 試劑處理得 DNP-Ala。（c）胰蛋白酶處理得 Ala，Arg，Thr 和 Leu，Met，Phe，2Val。當以 Sanger 試劑處理時分別得到 DNP-Ala 和 DNP-Val。（d）溴化氰處理得 Ala，Arg，高絲氨酸內酯，Thr，2Val，和 Leu，Phe，當用 Sanger 試劑處理時，分別得 DNP-Ala 和 DNP-Leu。答：Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe蛋白質的三維結構和功能1、在結晶肽的 X-射線研究中，Linus Pauling 和Robert corey 發現肽鏈中的肽鍵（C-N）長度（1.32A）介于典型的 C-N 單鍵（1.49A）和 C=N雙鍵（1.27A）之間。他們也發現肽鍵呈平面狀（與肽鍵相連接的 4 個原子位于同一個平面）以及兩個碳原子彼此呈反式（位于肽鍵的兩側）與肽鍵連接。（a）肽鍵的長度與它的鍵的強度和鍵級（是單鍵、雙鍵或三鍵）有什么關系？（b）從 Pauling 等人的觀察，就肽鍵旋轉能得出什么看法？答:（a）鍵越短其強度越高，而且其鍵級越高（在單鍵以上） 。肽鍵的強度比單鍵強，鍵的特性介于單鍵和雙鍵之間。 （b）在生理溫度下，肽鍵旋轉比較困難，因為它有部分雙鍵特性。2、羊毛衫等羊毛制品在熱水中洗后在電干燥器內干燥，則收縮。但絲制品進行同樣處理，卻不收縮。如何解釋這兩種現象？答: 羊毛纖維多肽鏈的主要結構單位是連續的 -螺旋圈，其螺距為 5.4A。當處于熱水（或蒸汽）環境下，使纖維伸展為具有 -折疊構象的多肽鏈。在 -折疊構象中相鄰 R 基團之間的距離是7.0A。當干燥后，多肽鏈重新由 折疊轉化為 螺旋構象，所以羊毛收縮了。而絲制品中的主要成分是絲心蛋白，它主要是由呈現 折疊構象的多肽鏈組成的，絲中的 -折疊含有一些小的、包裝緊密的氨基酸側鏈，所以比羊毛中的 -螺旋更穩定，水洗和干燥其構象基本不變。3、人的頭發每年以 15 至 20cm 的速度生長，頭發主要是 角蛋白纖維，是在表皮細胞的里面合成和組裝成繩子。 角蛋白的基本結構單元是 -螺旋。如果 -螺旋的生物合成是頭發生長的限速因素，計算 -螺旋鏈的肽鍵以什么樣的速度（每秒鐘）合成才能解釋頭發每年的生長長度？答：每秒鐘大約需合成 43 個肽鍵。 （要考慮到 -螺旋的每一圈含有 3.6 個氨基酸殘基，螺距為0.54nm） 。4、合成的多肽多聚谷氨酸（Glu）n ） ，當處在pH3.0 以下時，在水溶液中形成 螺旋，而在pH5.0 以上時卻為伸展的形態。（a）試解釋該現象。（b）在哪種 PH 條件下多聚賴氨酸（Lys）會形成 -螺旋？答：（a）由可離子化側鏈的氨基酸殘基構成的-螺旋對 pH 值的變化非常敏感，因為溶液的pH 值決定了側鏈是否帶有電荷，由單一一種氨基酸構成的聚合物只有當側鏈不帶電荷時才能形成 -螺旋，相鄰殘基的側鏈上帶有同種電荷會產生靜電排斥力從而阻止多肽鏈堆積成 -螺旋構象。Glu 側鏈的 pKa 約為 4.1，當 pH 值遠遠低于 4.1（大約 3 左右）時，幾乎所有的多聚谷氨酸側鏈為不帶電荷的狀態，多肽鏈能夠形成 -螺旋。在 pH 值為 5 或更高時，幾乎所有的側鏈都帶負電荷，鄰近電荷之間的靜電排斥力阻止螺旋的形成，因此使同聚物呈現出一種伸展的構象。（b）Lys 側鏈的 pK 為 10.5，當 pH 值遠遠高于10.5 時，多聚賴氨酸大多數側鏈為不帶電荷的狀態，該多肽可能形成一種 -螺旋構象，在較低的 pH 值時帶有許多正電荷的分子可能會呈現出一種伸展的構象。5、一個 -螺旋片段含有 180 個氨基酸殘基，該片段中有多少圈螺旋？計算該 -螺旋片段的軸長。答：該片段中含有 50 圈螺旋，其軸長為27nm。6、如何用二氧化碳與水的反應來解釋 Bohr 效應？（a）寫出由二氧化碳和水形成碳酸氫根的方程式，并解釋 H和 CO2在血紅蛋白氧合中的作用。（b）解釋向休克病人靜脈注射碳酸氫根的生理學依據。答：二氧化碳與水的反應說明了為什么當 CO2的濃度增加時，同時會引起 pH 值下降，迅速進行新陳代謝的組織所產生的 CO2pI 時，氨基酸以_離子形式存在。22谷氨酸的 pK1(-COOH)2.19, pK2 (-NH+3 ) = 9.67, pKR(R 基)= 4.25,谷氨酸的等電點為_。23天然蛋白質中的 螺旋結構，其主鏈上所有的羰基氧與亞氨基氫都參與了鏈內_鍵的形成，因此構象相當穩定。24將分子量分別為 a（90 000） 、b（45 000） 、c（110 000）的三種蛋白質混合溶液進行凝膠過濾層析，它們被洗脫下來的先后順序是_。25肌紅蛋白的含鐵量為 0.34%，其最小分子量是_.血紅蛋白的含鐵量也是 0.34%，但每分子含有 4 個鐵原子，血紅蛋白的分子量是_.26一個 -螺旋片段含有 180 個氨基酸殘基，該片段中有_圈螺旋？該 -螺旋片段的軸長為_.二選擇題1在生理 pH 條件下，下列哪種氨基酸帶正電荷？A丙氨酸 B酪氨酸 C賴氨酸 D蛋氨酸 E異亮氨酸2下列氨基酸中哪一種是非必需氨基酸？A亮氨酸 B酪氨酸 C賴氨酸 D蛋氨酸 E蘇氨酸3蛋白質的組成成分中，在 280nm 處有最大吸收值的最主要成分是：A酪氨酸的酚環 B半胱氨酸的硫原子 C肽鍵 D苯丙氨酸4下列 4 種氨基酸中哪個有堿性側鏈？A脯氨酸 B苯丙氨酸 C異亮氨酸 D賴氨酸5下列哪種氨基酸屬于亞氨基酸？A絲氨酸 B脯氨酸 C亮氨酸 D組氨酸6下列哪一項不是蛋白質 -螺旋結構的特點？A天然蛋白質多為右手螺旋 B肽鏈平面充分伸展C每隔 3.6 個氨基酸螺旋上升一圈。 D每個氨基酸殘基上升高度為 0.15nm.7下列哪一項不是蛋白質的性質之一？A處于等電狀態時溶解度最小 B加入少量中性鹽溶解度增加C變性蛋白質的溶解度增加 D有紫外吸收特性8下列氨基酸中哪一種不具有旋光性？ALeu BAla CGly DSer EVal9在下列檢測蛋白質的方法中，哪一種取決于完整的肽鏈？A凱氏定氮法 B雙縮尿反應 C紫外吸收法 D茚三酮法10下列哪種酶作用于由堿性氨基酸的羧基形成的肽鍵？A糜蛋白酶 B羧肽酶 C氨肽酶 D胰蛋白酶11下列有關蛋白質的敘述哪項是正確的？A蛋白質分子的凈電荷為零時的 pH 值是它的等電點 B大多數蛋白質在含有中性鹽的溶液中會沉淀析出C由于蛋白質在等電點時溶解度最大，所以沉淀蛋白質時應遠離等電點 D以上各項均不正確12下列關于蛋白質結構的敘述，哪一項是錯誤的？A氨基酸的疏水側鏈很少埋在分子的中心部位 B電荷的氨基酸側鏈常在分子的外側，面向水相C白質的一級結構在決定高級結構方面是重要因素之一 D白質的空間結構主要靠次級鍵維持13列哪些因素妨礙蛋白質形成 -螺旋結構？A脯氨酸的存在 B氨基酸殘基的大的支鏈 C性氨基酸的相鄰存在 D性氨基酸的相鄰存在 E以上各項都是14于 -折疊片的敘述，下列哪項是錯誤的？A-折疊片的肽鏈處于曲折的伸展狀態 B的結構是借助于鏈內氫鍵穩定的C有的 -折疊片結構都是通過幾段肽鏈平行排列而形成的 D基酸之間的軸距為 0.35nm15持蛋白質二級結構穩定的主要作用力是：A鹽鍵 B疏水鍵 C氫鍵 D二硫鍵16維持蛋白質三級結構穩定的因素是：A肽鍵 B二硫鍵 C離子鍵 D氫鍵 E次級鍵17凝膠過濾法分離蛋白質時，從層析柱上先被洗脫下來的是：A分子量大的 B分子量小的 C電荷多的 D帶電荷少的18. 下列哪項與蛋白質的變性無關？A. 肽鍵斷裂 B氫鍵被破壞 C離子鍵被破壞 D疏水鍵被破壞19蛋白質空間構象的特征主要取決于下列哪一項？A多肽鏈中氨基酸的排列順序 B次級鍵C鏈內及鏈間的二硫鍵 D溫度及 pH20下列哪個性質是氨基酸和蛋白質所共有的？A膠體性質 B兩性性質 C沉淀反應 D變性性質 E雙縮脲反應21氨基酸在等電點時具有的特點是：A不帶正電荷 B不帶負電荷 CA 和 B D溶解度最大E在電場中不泳動22蛋白質的一級結構是指：A蛋白質氨基酸的種類和數目 B蛋白質中氨基酸的排列順序C蛋白質分子中多肽鏈的折疊和盤繞 D包括 A,B 和 C三是非判斷題( ) 1氨基酸與茚三酮反應都產生藍紫色化合物。( ) 2因為羧基碳和亞氨基氮之間的部分雙鍵性質，所以肽鍵不能自由旋轉。( ) 3所有的蛋白質都有酶活性。( ) 4-碳和羧基碳之間的鍵不能自由旋轉。( ) 5多數氨基酸有 D-和 L-兩種不同構型，而構型的改變涉及共價鍵的破裂。( ) 6所有氨基酸都具有旋光性。( ) 7構成蛋白質的 20 種氨基酸都是必需氨基酸。( ) 8蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序在很大程度上決定了它的構象。( ) 9一氨基一羧基氨基酸的 pI 為中性，因為-COOH 和-NH2 的解離度相同。( ) 10蛋白質的變性是蛋白質立體結構的破壞，因此涉及肽鍵的斷裂。( ) 11蛋白質是生物大分子，但并不都具有四級結構。( ) 12血紅蛋白和肌紅蛋白都是氧的載體，前者是一個典型的變構蛋白，在與氧結合過程中呈現變構效應，而后者卻不是。( ) 13.用 FDNB 法和 Edman 降解法測定蛋白質多肽鏈 N-端氨基酸的原理是相同的。( ) 14并非所有構成蛋白質的 20 種氨基酸的-碳原子上都有一個自由羧基和一個自由氨基。( ) 15蛋白質是兩性電解質，它的酸堿性質主要取決于肽鏈上可解離的 R 基團。( ) 16在具有四級結構的蛋白質分子中，每個具有三級結構的多肽鏈是一個亞基。( ) 17所有的肽和蛋白質都能和硫酸銅的堿性溶液發生雙縮尿反應。( ) 18一個蛋白質分子中有兩個半胱氨酸存在時，它們之間可以形成兩個二硫鍵。( ) 19鹽析法可使蛋白質沉淀，但不引起變性，所以鹽析法常用于蛋白質的分離制備。( ) 20蛋白質的空間結構就是它的三級結構。( ) 21維持蛋白質三級結構最重要的作用力是氫鍵。( )22具有四級結構的蛋白質，它的每個亞基單獨存在時仍能保存蛋白質原有的生物活性。( )23變性蛋白質的溶解度降低，是由于中和了蛋白質分子表面的電荷及破 壞了外層的水膜所引起的。( )24蛋白質二級結構的穩定性是靠鏈內氫鍵維持的，肽鏈上每個肽鍵都參與氫鍵的形成。四問答題1什么是蛋白質的一級結構？為什么說蛋白質的一級結構決定其空間結構？2什么是蛋白質的空間結構？蛋白質的空間結構與其生物功能有何關系？3蛋白質的 螺旋結構有何特點？4蛋白質的 折疊結構有何特點？5舉例說明蛋白質的結構與其功能之間的關系。6什么是蛋白質的變性作用和復性作用？蛋白質變性后哪些性質會發生改變？7簡述蛋白質變性作用的機制。8蛋白質有哪些重要功能9下列試劑和酶常用于蛋白質化學的研究中：CNBr、異硫氰酸苯酯、丹黃酰氯、脲、6mol/L HCl、-巰基乙醇、水合茚三酮、過甲酸、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶。其中哪一個最適合完成以下各項任務？（1）測定小肽的氨基酸序列。（2）鑒定肽的氨基末端殘基。（3）不含二硫鍵的蛋白質的可逆變性；如有二硫鍵存在時還需加什么試劑？（4）在芳香族氨基酸殘基羧基側水解肽鍵。（4）在蛋氨酸殘基羧基側水解肽鍵。（5）在賴氨酸和精氨酸殘基羧基側水解肽鍵。10根據蛋白質一級氨基酸序列可以預測蛋白質的空間結構。假設有下列氨基酸序列（如圖）：1 5 10 15 Ile-Ala-His-Thr-Tyr-Gly-Pro-Glu-Ala-Ala-Met-Cys-Lys-Try-Glu-Ala-Gln-20 25 27Pro-Asp-Gly-Met-Glu-Cys-Ala-Phe-His-Arg（1）預測在該序列的哪一部位可能會出彎或 -轉角。（2）何處可能形成鏈內二硫鍵？（3）假設該序列只是大的球蛋白的一部分，下面氨基酸殘基中哪些可能分布在蛋白的外表面，哪些分布在內部？天冬氨酸；異亮氨酸；蘇氨酸；纈氨酸；谷氨酰胺；賴氨酸參考答案：（一）名詞解釋1兩性離子：指在同一氨基酸分子上含有等量的正負兩種電荷，又稱兼性離子或偶極離子。2必需氨基酸：指人體（和其它哺乳動物）自身不能合成，機體又必需，需要從飲食中獲得的氨基酸。3. 氨基酸的等電點：指氨基酸的正離子濃度和負離子濃度相等時的 pH 值，用符號 pI 表示。4稀有氨基酸：指存在于蛋白質中的 20 種常見氨基酸以外的其它罕見氨基酸，它們是正常氨基酸的衍生物。5非蛋白質氨基酸：指不存在于蛋白質分子中而以游離狀態和結合狀態存在于生物體的各種組織和細胞的氨基酸。6構型：指在立體異構體中不對稱碳原子上相連的各原子或取代基團的空間排布。構型的轉變伴隨著共價鍵的斷裂和重新形成。7蛋白質的一級結構：指蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序，以及二硫鍵的位置。8構象：指有機分子中，不改變共價鍵結構，僅單鍵周圍的原子旋轉所產生的原子的空間排布。一種構象改變為另一種構象時，不涉及共價鍵的斷裂和重新形成。構象改變不會改變分子的光學活性。 9蛋白質的二級結構：指在蛋白質分子中的局部區域內，多肽鏈沿一定方向盤繞和折疊的方式。10結構域：指蛋白質多肽鏈在二級結構的基礎上進一步卷曲折疊成幾個相對獨立的近似球形的組裝體。11蛋白質的三級結構：指蛋白質在二級結構的基礎上借助各種次級鍵卷曲折疊成特定的球狀分子結構的構象。12氫鍵：指負電性很強的氧原子或氮原子與 N-H或 O-H 的氫原子間的相互吸引力。13蛋白質的四級結構：指多亞基蛋白質分子中各個具有三級結構的多肽鏈以適當方式聚合所呈現的三維結構。14離子鍵：帶相反電荷的基團之間的靜電引力，也稱為靜電鍵或鹽鍵。15超二級結構：指蛋白質分子中相鄰的二級結構單位組合在一起所形成的有規則的、在空間上能辨認的二級結構組合體。16疏水鍵：非極性分子之間的一種弱的、非共價的相互作用。如蛋白質分子中的疏水側鏈避開水相而相互聚集而形成的作用力。17范德華力：中性原子之間通過瞬間靜電相互作用產生的一種弱的分子間的力。當兩個原子之間的距離為它們的范德華半徑之和時，范德華力最強。18鹽析：在蛋白質溶液中加入一定量的高濃度中性鹽（如硫酸氨） ，使蛋白質溶解度降低并沉淀析出的現象稱為鹽析。19鹽溶：在蛋白質溶液中加入少量中性鹽使蛋白質溶解度增加的現象。20蛋白質的變性作用：蛋白質分子的天然構象遭到破壞導致其生物活性喪失的現象。蛋白質在受到光照、熱、有機溶劑以及一些變性劑的作用時，次級鍵遭到破壞導致天然構象的破壞，但其一級結構不發生改變。21蛋白質的復性：指在一定條件下，變性的蛋白質分子恢復其原有的天然構象并恢復生物活性的現象。22蛋白質的沉淀作用：在外界因素影響下，蛋白質分子失去水化膜或被中和其所帶電荷，導致溶解度降低從而使蛋白質變得不穩定而沉淀的現象稱為蛋白質的沉淀作用。23凝膠電泳：以凝膠為介質，在電場作用下分離蛋白質或核酸等分子的分離純化技術。24層析：按照在移動相（可以是氣體或液體）和固定相（可以是液體或固體）之間的分配比例將混合成分分開的技術。（二）填空題1 氨；羧基； 2 16 ；6.25 3 谷氨酸；天冬氨酸；絲氨酸；蘇氨酸4 苯丙氨酸；酪氨酸；色氨酸；紫外吸收 5 負極 6 組氨酸；半胱氨酸；蛋氨酸 7 -螺旋結構；-折疊結構8 C=O；N=H；氫；0.54nm； 3.6；0.15nm；右9 脯氨酸；羥脯氨酸 10極性；疏水性 11藍紫色；脯氨酸12肽鍵；二硫鍵；氫鍵；次級鍵；氫鍵；離子鍵；疏水鍵；范德華力13表面的水化膜；同性電荷 14谷胱甘肽；巰基15增加；鹽溶；減小；沉淀析出；鹽析；蛋白質分離16帶電荷量；分子大小；分子形狀；方向；速率 17兩性離子；最小 18FDNB 法（2,4-二硝基氟苯法） ；Edman 降解法（苯異硫氫酸酯法）19沉降法；凝膠過濾法；SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法（SDS-PAGE 法）20不動；向正極移動；向負極移動； 21兩性離子；負；223.2223氫鍵；24C；a；b 2516 672； 66 687； 2650 圈；27nm（三） 選擇題1D：5 種氨基酸中只有賴氨酸為堿性氨基酸，其等電點為 9.74,大于生理 pH 值，所以帶正電荷。2B：人（或哺乳動物）的必需氨基酸包括賴氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸 8 種，酪氨酸不是必需氨基酸。3A：酪氨酸和苯丙氨酸在 280nm 處的克分子消光系數分別為 540 何 120,所以酪氨酸比苯丙氨酸有較大吸收，而且大多數蛋白質中都含有酪氨酸。肽鍵的最大吸收在 215nm,半胱氨酸的硫原子在280nm 和 215nm 均無明顯吸收。4D：在此 4 種氨基酸中，只有賴氨酸的 R 基團可接受氫質子，作為堿，而其它 3 種氨基酸均無可解離的 R 側鏈。5B：氨基酸的 -碳上連接的是亞氨基而不是氨基，所以實際上屬于一種亞氨基酸，而其它氨基酸的 -碳上都連接有氨基，是氨基酸。6B：天然蛋白質的 -螺旋結構的特點是，肽鏈圍繞中心軸旋轉形成螺旋結構，而不是充分伸展的結構。另外在每個螺旋中含有 3.6 個氨基酸殘基，螺距為 0.54nm,每個氨基酸殘基上升高度為0.15nm,所以 B 不是 -螺旋結構的特點。7C：蛋白質處于等電點時，凈電荷為零，失去蛋白質分子表面的同性電荷互相排斥的穩定因素，此時溶解度最小；加入少量中性鹽可增加蛋白質的溶解度，即鹽溶現象；因為蛋白質中含有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸，所以具有紫外吸收特性；變性蛋白質的溶解度減小而不是增加，因為蛋白質變性后，近似于球狀的空間構象被破壞，變成松散的結構，原來處于分子內部的疏水性氨基酸側鏈暴露于分子表面，減小了與水分子的作用，從而使蛋白質溶解度減小并沉淀。8C：甘氨酸的 -碳原子連接的 4 個原子和基團中有 2 個是氫原子，所以不是不對稱碳原子，沒有立體異構體，所以不具有旋光性。9B：雙縮脲反應是指含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物（肽及蛋白質）與稀硫酸銅的堿性溶液反應生成紫色（或青紫色）化合物的反應，產生顏色的深淺與蛋白質的含量成正比，所以可用于蛋白質的定量測定。茚三酮反應是氨基酸的游離的 -NH 與茚三酮之間的反應；凱氏定氮法是測定蛋白質消化后產生的氨；紫外吸收法是通過測定蛋白質的紫外消光值定量測定蛋白質的方法，因為大多數蛋白質都含有酪氨酸，有些還含有色氨酸或苯丙氨酸，這三種氨基酸具有紫外吸收特性，所以紫外吸收值與蛋白質含量成正比。10D：靡蛋白酶即胰凝乳蛋白酶作用于酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸的羧基參與形成的肽鍵；羧肽酶是從肽鏈的羧基端開始水解肽鍵的外肽酶；氨肽酶是從肽鏈的氨基端開始水解肽鍵的外肽酶；胰蛋白酶可以專一地水解堿性氨基酸的羧基參與形成的肽鍵。11A：蛋白質的等電點是指蛋白質分子內的正電荷桌能總數與負電荷總數相等時的 pH 值。蛋白質鹽析的條件是加入足量的中性鹽，如果加入少量中性鹽不但不會使蛋白質沉淀析出反而會增加其溶解度，即鹽溶。在等電點時，蛋白質的凈電荷為零，分子間的凈電斥力最小，所以溶解度最小，在溶液中易于沉淀，所以通常沉淀蛋白質應調 pH至等電點。12A：在蛋白質的空間結構中，通常是疏水性氨基酸的側鏈存在于分子的內部，因為疏水性基團避開水相而聚集在一起，而親水側鏈分布在分子的表面以充分地與水作用；蛋白質的一級結構是多肽鏈中氨基酸的排列順序，此順序即決定了肽鏈形成二級結構的類型以及更高層次的結構；維持蛋白質空間結構的作用力主要是次級鍵。13E：脯氨酸是亞氨基酸,參與形成肽鍵后不能再與 C=O 氧形成氫鍵，因此不能形成 -螺旋結構;氨基酸殘基的支鏈大時，空間位阻大，妨礙螺旋結構的形成；連續出現多個酸性氨基酸或堿性氨基酸時，同性電荷會互相排斥，所以不能形成穩定的螺旋結構。14C：-折疊結構是一種常見的蛋白質二級結構的類型，分為平行和反平行兩種排列方式，所以題中 C 項的說法是錯誤的。在 -折疊結構中肽鏈處于曲折的伸展狀態，氨基酸殘基之間的軸心距離為 0.35nm, 相鄰肽鏈（或同一肽鏈中的幾個肽段）之間形成氫鍵而使結構穩定。15C：蛋白質二級結構的兩種主要類型是 -螺旋結構和 -折疊結構。在 -螺旋結構中肽鏈上的所有氨基酸殘基均參與氫鍵的形成以維持螺旋結構的穩定。在 -折疊結構中，相鄰肽鏈或肽段之間形成氫鍵以維持結構的穩定，所以氫鍵是維持蛋白質二級結構穩定的主要作用力。離子鍵、疏水鍵和范德華力在維持蛋白質的三級結構和四級結構中起重要作用，而二硫鍵在穩定蛋白質的三級結構中起一定作用。16E：肽鍵是連接氨基酸的共價鍵，它是維持蛋白質一級結構的作用力；而硫鍵是 2 分子半胱氨酸的巰基脫氫氧化形成的共價鍵，它可以存在于2 條肽鏈之間也可以由存在于同一條肽鏈的 2 個不相鄰的半胱氨酸之間，它在維持蛋白質三級結構中起一定作用，但不是最主要的。離子鍵和氫鍵都是維持蛋白質三級結構穩定的因素之一，但此項選擇不全面，也不確切。次級鍵包括氫鍵、離子鍵、疏水鍵和范德華力，所以次項選擇最全面、確切。17A：用凝膠過濾柱層析分離蛋白質是根據蛋白質分子大小不同進行分離的方法，與蛋白質分子的帶電狀況無關。在進行凝膠過濾柱層析過程中，比凝膠網眼大的分子不能進入網眼內，被排阻在凝膠顆粒之外。比凝膠網眼小的顆粒可以進入網眼內，分子越小進入網眼的機會越多，因此不同大小的分子通過凝膠層析柱時所經的路程距離不同，大分子物質經過的距離短而先被洗出，小分子物質經過的距離長，后被洗脫，從而使蛋白質得到分離。18A：蛋白質的變性是其空間結構被破壞，從而引起理化性質的改變以及生物活性的喪失，但其一級結構不發生改變，所以肽鍵沒有斷裂。蛋白質變性的機理是維持其空間結構穩定的作用力被破壞，氫鍵、離子鍵和疏水鍵都是維持蛋白質空間結構的作用力，當這些作用力被破壞時空間結構就被破壞并引起變性，所以與變性有關。 19A：蛋白質的一級結構即蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序決定蛋白質的空間構象，因為一級結構中包含著形成空間結構所需要的所有信息，氨基酸殘基的結構和化學性質決定了所組成的蛋白質的二級結構的類型以及三級、四級結構的構象；二硫鍵和次級鍵都是維持蛋白質空間構象穩定的作用力，但不決定蛋白質的構象；溫度及 pH影響蛋白質的溶解度、解離狀態、生物活性等性質，但不決定蛋白質的構象。20B：氨基酸即有羧基又有氨基，可以提供氫質子也可以接受氫質子，所以即是酸又是堿，是兩性電解質。由氨基酸組成的蛋白質分子上也有可解離基團，如谷氨酸和天冬氨酸側鏈基團的羧基以及賴氨酸的側鏈氨基，所以也是兩性電解質，這是氨基酸和蛋白質所共有的性質；膠體性質是蛋白質所具有的性質，沉淀反應是蛋白質的膠體性質被破壞產生的現象；變性是蛋白質的空間結構被破壞后性質發生改變并喪失生物活性的現象，這三種現象均與氨基酸無關。21E： 氨基酸分子上的正電荷數和負電荷數相等時的 pH 值是其等電點，即凈電荷為零，此時在電場中不泳動。由于凈電荷為零，分子間的凈電斥力最小，所以溶解度最小。22B：蛋白質的一級結構是指蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序，蛋白質中所含氨基酸的種類和數目相同但排列順序不同時，其一級結構以及在此基礎上形成的空間結構均有很大不同。蛋白質分子中多肽鏈的折疊和盤繞是蛋白質二級結構的內容，所以 B 項是正確的。（四）是非判斷題1錯：脯氨酸與茚三酮反應產生黃色化合物，其它氨基酸與茚三酮反應產生藍色化合物。2對：在肽平面中，羧基碳和亞氨基氮之間的鍵長為 0.132nm，介于 CN 單鍵和 CN 雙鍵之間，具有部分雙鍵的性質，不能自由旋轉。3錯：蛋白質具有重要的生物功能，有些蛋白質是酶，可催化特定的生化反應，有些蛋白質則具有其它的生物功能而不具有催化活性，所以不是所有的蛋白質都具有酶的活性。4錯：-碳和羧基碳之間的鍵是 CC 單鍵，可以自由旋轉。5對：在 20 種氨基酸中，除甘氨酸外都具有不對稱碳原子，所以具有 L-型和 D-型 2 種不同構型，這兩種不同構型的轉變涉及到共價鍵的斷裂和從新形成。6錯：由于甘氨酸的 -碳上連接有 2 個氫原子，所以不是不對稱碳原子，沒有 2 種不同的立體異構體，所以不具有旋光性。其它常見的氨基酸都具有不對稱碳原子，因此具有旋光性。7錯：必需氨基酸是指人（或哺乳動物）自身不能合成機體又必需的氨基酸，包括 8 種氨基酸。其它氨基酸人體自身可以合成，稱為非必需氨基酸。8對：蛋白質的一級結構是蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序，不同氨基酸的結構和化學性質不同，因而決定了多肽鏈形成二級結構的類型以及不同類型之間的比例以及在此基礎上形成的更高層次的空間結構。如在脯氨酸存在的地方 -螺旋中斷，R 側鏈具有大的支鏈的氨基酸聚集的地方妨礙螺旋結構的形成，所以一級結構在很大程度上決定了蛋白質的空間構象。9錯：一氨基一羧基氨基酸為中性氨基酸，其等電點為中性或接近中性，但氨基和羧基的解離度，即 pK 值不同。10錯：蛋白質的變性是蛋白質空間結構的破壞，這是由于維持蛋白質構象穩定的作用力次級鍵被破壞所造成的，但變性不引起多肽鏈的降解，即肽鏈不斷裂。11對：有些蛋白質是由一條多肽鏈構成的，只具有三級結構，不具有四級結構，如肌紅蛋白。12對：血紅蛋白是由 4 個亞基組成的具有 4 級結構的蛋白質，當血紅蛋白的一個亞基與氧結合后可加速其它亞基與氧的結合，所以具有變構效應。肌紅蛋白是僅有一條多肽鏈的蛋白質，具有三級結構，不具有四級結構，所以在與氧的結合過程中不表現出變構效應。13錯：Edman 降解法是多肽鏈 N 端氨基酸殘基被苯異硫氫酸酯修飾，然后從多肽鏈上切下修飾的殘基，經層析鑒定可知 N 端氨基酸的種類，而余下的多肽鏈仍為一條完整的多肽鏈，被回收后可繼續進行下一輪 Edman 反應，測定 N 末端第二個氨基酸。反應重復多次就可連續測出多肽鏈的氨基酸順序。FDNB 法（Sanger 反應）是多肽鏈 N 末端氨基酸與 FDNB（2,4-二硝基氟苯）反應生成二硝基苯衍生物（DNP-蛋白） ，然后將其進行酸水解，打斷所有肽鍵，N 末端氨基酸與二硝基苯基結合牢固，不易被酸水解。水解產物為黃色的 N 端 DNP-氨基酸和各種游離氨基酸。將 DNP-氨基酸抽提出來并進行鑒定可知 N 端氨基酸的種類，但不能測出其后氨基酸的序列。14對：大多數氨基酸的 -碳原子上都有一個自由氨基和一個自由羧基，但脯氨酸和羥脯氨酸的-碳原子上連接的氨基氮與側鏈的末端碳共價結合形成環式結構，所以不是自由氨基。15對：蛋白質是由氨基酸組成的大分子，有些氨基酸的 R 側鏈具有可解離基團，如羧基、氨基、咪唑基等等。這些基團有的可釋放 H+ ,有的可接受 H+ ,所以使得蛋白質分子即是酸又是堿，是兩性電解質。蛋白質分子中可解離 R 基團的種類和數量決定了蛋白質提供和接受 H+ 的能力，即決定了它的酸堿性質。16對：在具有四級結構的蛋白質分子中，每個具有三級結構的多肽鏈是一個亞基。17錯：具有兩個或兩個以上肽鍵的物質才具有類似于雙縮脲的結構，具有雙縮脲反應，而二肽只具有一個肽鍵，所以不具有雙縮脲反應。18錯：二硫鍵是由兩個半胱氨酸的巰基脫氫氧化而形成的，所以兩個半胱氨酸只能形成一個二硫鍵。19對：鹽析引起的蛋白質沉淀是由于大量的中性鹽破壞了蛋白質膠體的穩定因素（蛋白質分子表面的水化膜及所帶同性電荷互相排斥） ，從而使蛋白質溶解度降低并沉淀，但并未破壞蛋白質的空間結構，所以不引起變性。根據不同蛋白質鹽析所需的鹽飽和度分段鹽析可將蛋白質進行分離和純化。20錯：蛋白質的空間結構包括二級結構、三級結構和四級結構三個層次，三級結構只是其中一個層次。21錯：維持蛋白質三級結構的作用力有氫鍵、離子鍵、疏水鍵、范德華力以及二硫鍵，其中最重要的是疏水鍵。22錯：具有四級結構的蛋白質，只有所有的亞基以特定的適當方式組裝在一起時才具有生物活性，缺少一個亞基或單獨一個亞基存在時都不具有生物活性。23錯：蛋白質變性是由于維持蛋白質構象穩定的作用力（次級鍵和而硫鍵）被破壞從而使蛋白質空間結構被破壞并山個喪失生物活性的現象。次級鍵被破壞以后，蛋白質結構松散，原來聚集在分子內部的疏水性氨基酸側鏈伸向外部，減弱了蛋白質分子與水分子的相互作用，因而使溶解度將低。24錯：蛋白質二級結構的穩定性是由鏈內氫鍵維持的，如 -螺旋結構和 -折疊結構中的氫鍵均起到穩定結構的作用。但并非肽鏈中所有的肽鍵都參與氫鍵的形成，如脯氨酸與相鄰氨基酸形成的肽鍵，以及自由回轉中的有些肽鍵不能形成鏈內氫鍵。（五） 問答題（解題要點）1答：蛋白質一級結構指蛋白質多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序。因為蛋白質分子肽鏈的排列順序包含了自動形成復雜的三維結構（即正確的空間構象）所需要的全部信息，所以一級結構決定其高級結構。2答：蛋白質的空間結構是指蛋白質分子中原子和基團在三維空間上的排列、分布及肽鏈走向。蛋白質的空間結構決定蛋白質的功能。空間結構與蛋白質各自的功能是相適應的。3答：（1）多肽鏈主鏈繞中心軸旋轉，形成棒狀螺旋結構，每個螺旋含有 3.6 個氨基酸殘基，螺距為 0.54nm,氨基酸之間的軸心距為 0.15nm.。（2）-螺旋結構的穩定主要靠鏈內氫鍵，每個氨基酸的 NH 與前面第四個氨基酸的 CO 形成氫鍵。（3）天然蛋白質的 -螺旋結構大都為右手螺旋。4答：-折疊結構又稱為 -片層結構，它是肽鏈主鏈或某一肽段的一種相當伸展的結構，多肽鏈呈扇面狀折疊。（1）兩條或多條幾乎完全伸展的多肽鏈（或肽段）側向聚集在一起，通過相鄰肽鏈主鏈上的氨基和羰基之間形成的氫鍵連接成片層結構并維持結構的穩定。（2）氨基酸之間的軸心距為 0.35nm（反平行式）和 0.325nm（平行式） 。（3）-折疊結構有平行排列和反平行排列兩種。5答：蛋白質的生物學功能從根本上來說取決于它的一級結構。蛋白質的生物學功能是蛋白質分子的天然構象所具有的屬性或所表現的性質。一級結構相同的蛋白質，其功能也相同，二者之間有統一性和相適應性。6答：蛋白質變性作用是指在某些因素的影響下，蛋白質分子的空間構象被破壞，并導致其性質和生物活性改變的現象。蛋白質變性后會發生以下幾方面的變化：（1）生物活性喪失；（2）理化性質的改變，包括：溶解度降低，因為疏水側鏈基團暴露；結晶能力喪失；分子形狀改變，由球狀分子變成松散結構，分子不對稱性加大；粘度增加；光學性質發生改變，如旋光性、紫外吸收光譜等均有所改變。（3）生物化學性質的改變，分子結構伸展松散，易被蛋白酶分解。7答：維持蛋白質空間構象穩定的作用力是次級鍵，此外，二硫鍵也起一定的作用。當某些因素破壞了這些作用力時，蛋白質的空間構象即遭到破壞，引起變性。8答：蛋白質的重要作用主要有以下幾方面：（1）生物催化作用 酶是蛋白質，具有催化能力，新陳代謝的所有化學反應幾乎都是在酶的催化下進行的。（2）結構蛋白 有些蛋白質的功能是參與細胞和組織的建成。（3）運輸功能 如血紅蛋白具有運輸氧的功能。（4）收縮運動 收縮蛋白（如肌動蛋白和肌球蛋白）與肌肉收縮和細胞運動密切相關。（5）激素功能 動物體內的激素許多是蛋白質或多肽，是調節新陳代謝的生理活性物質。（6）免疫保護功能 抗體是蛋白質，能與特異抗原結合以清除抗原的作用，具有免疫功能。（7）貯藏蛋白 有些蛋白質具有貯藏功能，如植物種子的谷蛋白可供種子萌發時利用。（8）接受和傳遞信息 生物體中的受體蛋白能專一地接受和傳遞外界的信息。（9）控制生長與分化 有些蛋白參與細胞生長與分化的調控。（10）毒蛋白 能引起機體中毒癥狀和死亡的異體蛋白，如細菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。9答：（a）異硫氫酸苯酯；（b）丹黃酰氯；（c）脲、-巰基乙醇；（d）胰凝乳蛋白酶；（e）CNBr; （f）胰蛋白酶。10答：（1）可能在 7 位和 19 位打彎，因為脯氨酸常出現在打彎處。（2）13 位和 24 位的半胱氨酸可形成二硫鍵。（3）分布在外表面的為極性和帶電荷的殘基：Asp、Gln 和 Lys；分布在內部的是非極性的氨基酸殘基：Try、Leu 和 Val；Thr 盡管有極性，但疏水性也很強，因此，它出現在外表面和內部的可能性都有。四川大學生物化學核酸部分考試題(一)名詞解釋1單核苷酸(mononucleotide)2磷酸二酯鍵（phosphodiester bonds）3不對稱比率（dissymmetry ratio）4堿基互補規律(complementary base pairing)5反密碼子（anticodon）6順反子（cistron）7核酸的變性與復性（denaturation、renaturation）8退火（annealing）9增色效應（hyper chromic effect）10減色效應（hypo chromic effect）11噬菌體（phage）12發夾結構（hairpin structure）13DNA 的熔解溫度（melting temperature Tm）14分子雜交（molecular hybridization）15環化核苷酸(cyclic nucleotide)（二）填空題1DNA 雙螺旋結構模型是-_于_年提出的。2核酸的基本結構單位是_。3脫氧核糖核酸在糖環_位置不帶羥基。4兩類核酸在細胞中的分布不同，DNA 主要位于_中，RNA 主要位于_中。5核酸分子中的糖苷鍵均為_型糖苷鍵。糖環與堿基之間的連鍵為_鍵。核苷與核苷之間通過_鍵連接成多聚體。6核酸的特征元素_。7堿基與戊糖間是 C-C 連接的是_核苷。8DNA 中的_嘧啶堿與 RNA 中的_嘧啶堿的氫鍵結合性質是相似的。9DNA 中的_嘧啶堿與 RNA 中的_嘧啶堿的氫鍵結合性質是相似的。 10DNA 雙螺旋的兩股鏈的順序是_關系。11給動物食用 3H 標記的_，可使 DNA 帶有放射性，而 RNA 不帶放射性。12B 型 DNA 雙螺旋的螺距為_，每匝螺旋有_對堿基，每對堿基的轉角是_。13在 DNA 分子中，一般來說 G-C 含量高時，比重_，Tm（熔解溫度）則_，分子比較穩定。14在_ _條件下，互補的單股核苷酸序列將締結成雙鏈分子。15_RNA 分子指導蛋白質合成，_RNA 分子用作蛋白質合成中活化氨基酸的載體。16DNA 分子的沉降系數決定于_、_。17DNA 變性后，紫外吸收_ _，粘度_ _、浮力密度_ _，生物活性將_ _。18因為核酸分子具有_ _、_ _，所以在_nm處有吸收峰，可用紫外分光光度計測定。19雙鏈 DNA 熱變性后，或在 pH2 以下，或在pH12 以上時，其 OD260_，同樣條件下，單鏈 DNA 的 OD260_。20DNA 樣品的均一性愈高，其熔解過程的溫度范圍愈_。21DNA 所在介質的離子強度越低，其熔解過程的溫度范圍愈_，熔解溫度愈_，所以 DNA 應保存在較_濃度的鹽溶液中，通常為_mol/L的 NaCI 溶液。22mRNA 在細胞內的種類_，但只占 RNA 總量的_，它是以_為模板合成的，又是_合成的模板。 23變性 DNA 的復性與許多因素有關，包括_，_，_，_，_，等。24維持 DNA 雙螺旋結構穩定的主要因素是_，其次，大量存在于 DN