第2单元蛋白质 (一)名词解释 1.兼性离子( zwItterion):2.等电点( isoelectric point,pI);3.构象 (conformation) 4别构效应( allosteric effect;5.超二级结构( super- secondary structure):6.结构域( structural domain, domain);7.蛋白质的三级结构( tertiary stracture of protein);8. Edman降解法( Edman degradation):9.蛋白质的变性作用 ( denaturation of protein);10.Bohr效应( Bohr effect);11.多克隆抗体( polyclonal antibody)和单克隆抗体( monochonal antibody);12分子伴侣( molecular chaperone); 13.盐溶与盐析( salting in and salting out)。 (二)填充题 1氨基酸在等电点时,主要以 离子形式存在,在pH>pl的溶液中,大部分 离子形式存在,在pH<pl的溶液中,大部分以 离子形式存在。 2组氨酸的pK(a-CO0)值是182,pK2(咪唑基)值是600,pK(a-№)值是9.17,它 的等电点是 3Asp的pK1=2.09,pK2=386,pk3=9,82,其pl等于 4在近紫外区能吸收紫外光的氨基酸有 和 其中 的摩尔吸光系数最大。 5.蛋白质分子中氮的平均含量为 ,故样品中的蛋白质含量常以所测氮量乘以 即是。 6实验室常用的甲醛滴定是利用氨基酸的氨基与中性甲醛反应,然后用碱(NaOH来滴定 上放出的 7除半胱氨酸和胱氨酸外,含硫的氨基酸还有 除苏氨酸和酪氨酸外,含羟 基的氨基酸还有 在蛋白质中常见的20种氨基酸中, 是一种亚氨基 不含不对称碳原子 8蛋白质的氨基酸残基是由 键连接成链状结构的,其氨基酸残基的 称 蛋白质的一级结构。 9.β-折叠片结构的维持主要依靠两条肽键之间的肽键形成 来维持 10.在a螺旋中C=O和N-H之间形成的氢键与 基本平行,每圈螺旋包含 个氨基酸残基,高度为 每个氨基酸残基使螺旋轴上升 并沿轴旋转 ll蛋白质颗粒在电场中移动的速率主要取决于 的大小和 量的多少 12用凝胶过滤法分离蛋白质,相对分子质量较小的蛋白质在柱中滞留的时间较 因此最先流出凝胶柱的蛋白质,其相对分子质量最 13血红蛋白的辅基是 ,当其中的1个亚基与氧结合后,其余亚基与氧的亲合 力 这种现象称 当CO2或H浓度增高时,血红蛋白与氧的亲合力 这种现象称 14蛋白质变性时空间结构 ,而一级结构,变性后,蛋白质的溶解度 般会 生物学功能 5.稳定蛋白质胶体溶液的因素是 和 16凝集素是一类能与 相互作用的蛋白质。 17.免疫球蛋白G(lgG)含有条重链, 条轻链,通过 键联接 成Y形结构,每一分子含有 个抗原结合部位
第 2 单元 蛋白质 （一）名词解释 1．兼性离子（zwitterion）； 2.等电点（isoelectric point,pI）； 3.构象 (conformation）； 4.别构效应(allosteric effect）； 5.超二级结构(super-secondary structure）； 6.结构域（structural domain,domain）； 7. 蛋白质的三级结构（tertiary stracture of protein）； 8.Edman 降解法（Edman degradation）； 9.蛋白质的变性作用 (denaturation of protein)； 10.Bohr 效应（Bohr effect）； 11.多克隆抗体（polyclonal antibody）和单克隆抗体（monochonal antibody）； 12.分子伴侣（molecular chaperone）； 13.盐溶与盐析(salting in and salting out）。 （二）填充题 1.氨基酸在等电点时，主要以__________离子形式存在，在 pH＞pI 的溶液中，大部分 以________离子形式存在，在 pH＜pI 的溶液中，大部分以________离子形式存在。 2.组氨酸的 pK1(α-COOH)值是 1.82，pK2 (咪唑基)值是 6.00， pK3(α-NH3 + )值是 9.17，它 的等电点是__________。 3.Asp 的 pK1=2.09，pK2= 3.86，pK3=9，82，其 pI 等于________。 4.在近紫外区能吸收紫外光的氨基酸有________、________和_________。其中_______ 的摩尔吸光系数最大。 5 .蛋白质分子中氮的平均含量为_______，故样品中的蛋白质含量常以所测氮量乘以 _______即是。 6.实验室常用的甲醛滴定是利用氨基酸的氨基与中性甲醛反应，然后用碱(NaOH)来滴定 _________上放出的__________。 7.除半胱氨酸和胱氨酸外，含硫的氨基酸还有_________，除苏氨酸和酪氨酸外，含羟 基的氨基酸还有__________，在蛋白质中常见的 20 种氨基酸中，__________是一种亚氨基 酸，___________不含不对称碳原子。 8.蛋白质的氨基酸残基是由_________键连接成链状结构的，其氨基酸残基的______称 蛋白质的一级结构。 9.β-折叠片结构的维持主要依靠两条肽键之间的肽键形成________来维持。 10.在 螺旋中 C=O 和 N—H 之间形成的氢键与_______基本平行，每圈螺旋包含_____ 个氨基酸残基，高度为_______，每个氨基酸残基使螺旋轴上升______，并沿轴旋转______ 度。 11.蛋白质颗粒在电场中移动的速率主要取决于_______的大小和_______量的多少。 12.用凝胶过滤法分离蛋白质，相对分子质量较小的蛋白质在柱中滞留的时间较 _______，因此最先流出凝胶柱的蛋白质，其相对分子质量最_______。 13.血红蛋白的辅基是________，当其中的 1 个亚基与氧结合后，其余亚基与氧的亲合 力______，这种现象称________，当 CO2 或 H+浓度增高时，血红蛋白与氧的亲合力_______， 这种现象称_________。 14 蛋白质变性时空间结构________，而一级结构_________，变性后，蛋白质的溶解度 一般会_________，生物学功能________。 15.稳定蛋白质胶体溶液的因素是________和________。 16.凝集素是一类能与_________相互作用的蛋白质。 17.免疫球蛋白 G（IgG）含有________条重链，_______条轻链，通过________键联接 成 Y 形结构，每一分子含有_______个抗原结合部位
18球状蛋白质形成空间结构时,肽链的熵 而环境中水的熵 19.一般说来,球状蛋白质在其分子内部含有 性氨基酸残基,而在分子外表面 性氨基酸残基 20.胰蛋白酶专一性地切断 和的羧基端肽键。 (三)选择题(在备选答案中选出1个或多个正确答案) 1.下列蛋白质组分中,哪一种在280nm具有最大的光吸收 A.色氨酸的吲哚环B.酪氨酸的酚环C.苯丙氨酸的苯环 D.半胱氨酸的硫原子E.肽键 2关于氨基酸的叙述哪一项是错误的? A.酪氨酸和丝氨酸含羟基 B酪氨酸和苯丙氨酸含苯环 C.亮氨酸和缬氨酸是支链氨基酸D.赖氨酸和精氨酸是碱性氨基酸 E.谷氨酸和天冬氨酸含两个氨基 3在pH7时,其R基带有电荷的氨基酸是 A.缬氨酸B.甘氨酸C半胱氨酸D.酪氨酸E.赖氨酸 4每个蛋白质分子必定具有的结构是什么 A.a-螺旋B.β一折叠C.三级结构D.四级结构 5下列哪一种氨基酸侧链基团的pKa值最接近于生理pH值? A.半胱氨酸B.谷氨酸C.谷氨酰胺D.组氨酸E.赖氨酸 6.Arg的pK1=2.17,pK2=9.04,pK3=12.48其pl等于 A.5613 B.7.332 C.7.903 D.10.76 7关于蛋白质中L氨基酸之间形成的肽键,下列哪些叙述是正确的 A.具有部分双键的性质 比通常的CN单键短 C.通常有一个反式构型D.能自由旋转 8.典型的a螺旋是 A.2.610B.310C.3.613D.4.01E.4416 9维持蛋白质分子中的a螺旋主要靠 A.盐键B.范德华键C共价键D.氢键 10维系蛋白质三级结构稳定的最重要的键或作用力是 A盐键B二硫键 C氢键D疏水作用力 E范德华力 ll.红蛋白质的氧合曲线是 A.双曲线B抛物线C.S形曲线D.直线E钟罩形 12维持蛋白质二级结构的主要化学键是 A.肽键 B二硫键C氢键D疏水键 13存在于蛋白质分子中的下列作用力,哪项不是次级键 A.氢键B肽键C盐键D疏水键E.二硫键 14关于蛋白质三级结构的描述错误的是 A.有三级结构的蛋白质均有酶活性 B球蛋白均有三级结构 C.三级结构的稳定性由多种次级键维系 D亲水基团多分布在三级结构的表面 E决定盘曲折叠的因素是氨基酸序列 15某蛋白质的等电点为7.5,在pH60的条件下进行电泳,它的泳动方向是 A.在原点不动B向正极移动C向负极移动D无法预测 16用凝胶过滤层析柱分离蛋白质时,下列哪项是正确的 A.分子体积最大的蛋白质最先洗脱下来B分子体积最小的蛋白质最先洗脱下来
18.球状蛋白质形成空间结构时，肽链的熵_________，而环境中水的熵_________。 19 .一般说来，球状蛋白质在其分子内部含有________性氨基酸残基，而在分子外表面 含________性氨基酸残基。 20.胰蛋白酶专一性地切断________和________的羧基端肽键。 （三）选择题（在备选答案中选出 1 个或多个正确答案） 1.下列蛋白质组分中，哪一种在 280nm 具有最大的光吸收？ A. 色氨酸的吲哚环 B. 酪氨酸的酚环 C. 苯丙氨酸的苯环 D. 半胱氨酸的硫原子 E. 肽键 2.关于氨基酸的叙述哪一项是错误的？ A. 酪氨酸和丝氨酸含羟基 B.酪氨酸和苯丙氨酸含苯环 C. 亮氨酸和缬氨酸是支链氨基酸 D.赖氨酸和精氨酸是碱性氨基酸 E. 谷氨酸和天冬氨酸含两个氨基 3.在 pH7 时，其 R 基带有电荷的氨基酸是 A. 缬氨酸 B. 甘氨酸 C. 半胱氨酸 D. 酪氨酸 E. 赖氨酸 4.每个蛋白质分子必定具有的结构是什么 A. α-螺旋 B. β-折叠 C. 三级结构 D. 四级结构 5.下列哪一种氨基酸侧链基团的 pKa 值最接近于生理 pH 值？ A. 半胱氨酸 B. 谷氨酸 C. 谷氨酰胺 D. 组氨酸 E. 赖氨酸 6. Arg 的 pK1ˊ=2.17，pK2ˊ=9.04， pK3ˊ=12.48 其 pIˊ等于 A .5.613 B. 7.332 C. 7.903 D. 10.76 7.关于蛋白质中 L-氨基酸之间形成的肽键，下列哪些叙述是正确的 A. 具有部分双键的性质 B. 比通常的 C-N 单键短 C. 通常有一个反式构型 D. 能自由旋转 8.典型的 螺旋是 A. 2.610 B. 310 C. 3.613 D. 4.015 E. 4.416 9.维持蛋白质分子中的α螺旋主要靠 A. 盐键 B. 范德华键 C. 共价键 D. 氢键 10.维系蛋白质三级结构稳定的最重要的键或作用力是 A 盐键 B 二硫键 C 氢键 D 疏水作用力 E 范德华力 11.血红蛋白质的氧合曲线是 A.双曲线 B.抛物线 C. S 形曲线 D.直线 E.钟罩形 12.维持蛋白质二级结构的主要化学键是 A.肽键 B.二硫键 C.氢键 D.疏水键 13.存在于蛋白质分子中的下列作用力，哪项不是次级键 A .氢键 B.肽键 C.盐键 D.疏水键 E.二硫键 14.关于蛋白质三级结构的描述错误的是 A.有三级结构的蛋白质均有酶活性 B.球蛋白均有三级结构 C.三级结构的稳定性由多种次级键维系 D.亲水基团多分布在三级结构的表面 E.决定盘曲折叠的因素是氨基酸序列 15.某蛋白质的等电点为 7.5，在 pH6.0 的条件下进行电泳，它的泳动方向是 A.在原点不动 B.向正极移动 C.向负极移动 D.无法预测. 16.用凝胶过滤层析柱分离蛋白质时，下列哪项是正确的 A.分子体积最大的蛋白质最先洗脱下来 B.分子体积最小的蛋白质最先洗脱下来
C.不带电荷的蛋白质最先洗脱来来 D带电荷的蛋白质最先洗脱来来 E没有被吸附的蛋白质最先洗脱下来 17.有一蛋白质水解产物在pH6用阳离子交换柱层析时,第一个被洗脱下来的氨基酸是 A.wal(pl为596)B.Lys(pl为9.74) C.Asp(pl为277)D.Arg(pl为1076) 18为获得不变性的蛋白质,常用的方法有 A.用三氯醋酸沉淀B用苦味酸沉淀C用重金属盐沉淀 D.低温盐析 E.常温醇沉淀 19用6mo/LHCl水解某种蛋白质时能检出的氨基酸种类是 A.20种B.19种C.18种D.17种或更少 20SDS凝胶电泳分离蛋白质是根据各种蛋白质 Apl的差异 B分子大小的差异C分子极性的差异 D溶解度的差异E以上说法都不对 21血红蛋白的氧合曲线向右移动是由于 AO2分压降低BCO2分压降低CCO2分压增高 DN2分压增高EpH值降低 22如果要测定一个小肽的氨基酸顺序,下列试剂中你认为最合适使用哪一个 A.茚三酮 B. CNBI C胰蛋白酶D异硫氰酸苯酯 23下列有关血红蛋白运输氧的叙述哪些是正确的? A.四个血红素基各自独立地与氧结合,彼此之间并无联系 B以血红蛋白结合氧的百分数对氧分压作图,曲线呈S形 C.氧与血红蛋白的结合能力比一氧化碳弱 D氧与血红蛋白的结合并不引起血红素中铁离子价数的变化 24关于蛋白质变性的叙述哪些是正确的? A.蛋白质变性是由于特定的肽键断裂 B是由于非共价键破裂引起的 C用透析法除去尿素有时可以使变性蛋白质复性D变性的蛋白质一定会沉淀 25一个生物样品的含氮量为5%,它的蛋白质含量为 A.12.50%B.16.00% D.31.25% (四)判断题 1.氨基酸为氨基取代的羧酸,可直接用酸碱滴定法进行定量测定。 2当溶液的pH等于某一可解离基团的pKa时,该基团一半被解离 3在pH很高或很低的溶液中,氨基酸主要以非离子化形式出现。 4肽链的主链有1/3化学键不能旋转 5溴化氰可以断裂甲硫氨酸的氨基参与形成的肽链。 6体内合成肽链的方向是从N端向C端,而在体外用固相化学合成法合成多肽时,通 常是从C端向N端合成 7核磁共振研究蛋白质三维结构的主要优势是可以研究溶液中的蛋白质三维结构,并能 提供有关的动态信息。 8在水溶液中,蛋白质折叠形成疏水核心,会使水的熵增加。 9原子之间的距离越小,范德华引力越强。 10.在α-螺旋中,每36个氨基酸绕一圈,并形成1个氢键。 ll胶原蛋白的原胶原分子是3股右手螺旋扭曲成的左手螺旋 12.球蛋白的三维折叠多采取亲水侧基在外,疏水侧基藏于分子内部的结构模式
C.不带电荷的蛋白质最先洗脱来来 D.带电荷的蛋白质最先洗脱来来 E.没有被吸附的蛋白质最先洗脱下来 17.有一蛋白质水解产物在 pH6 用阳离子交换柱层析时，第一个被洗脱下来的氨基酸是 A. Val（pI 为 5.96） B. Lys（pI 为 9.74） C. Asp（pI 为 2.77） D. Arg （pI 为 10.76） 18.为获得不变性的蛋白质，常用的方法有 A.用三氯醋酸沉淀 B.用苦味酸沉淀 C.用重金属盐沉淀 D.低温盐析 E.常温醇沉淀 19.用 6mol/LHCl 水解某种蛋白质时能检出的氨基酸种类是 A. 20 种 B. 19 种 C. 18 种 D. 17 种或更少 20.SDS 凝胶电泳分离蛋白质是根据各种蛋白质 A.pI 的差异 B.分子大小的差异 C.分子极性的差异 D.溶解度的差异 E.以上说法都不对 21.血红蛋白的氧合曲线向右移动是由于 A.O2 分压降低 B.CO2 分压降低 C.CO2 分压增高 D.N2 分压增高 E.pH 值降低 22.如果要测定一个小肽的氨基酸顺序，下列试剂中你认为最合适使用哪一个 A .茚三酮 B.CNBr C.胰蛋白酶 D.异硫氰酸苯酯 23.下列有关血红蛋白运输氧的叙述哪些是正确的？ A.四个血红素基各自独立地与氧结合，彼此之间并无联系 B.以血红蛋白结合氧的百分数对氧分压作图，曲线呈 S 形 C.氧与血红蛋白的结合能力比一氧化碳弱 D.氧与血红蛋白的结合并不引起血红素中铁离子价数的变化 24.关于蛋白质变性的叙述哪些是正确的？ A.蛋白质变性是由于特定的肽键断裂 B.是由于非共价键破裂引起的 C.用透析法除去尿素有时可以使变性蛋白质复性 D.变性的蛋白质一定会沉淀 25.一个生物样品的含氮量为 5%，它的蛋白质含量为 A .12.50% B. 16.00% C. 38.00% D. 31.25% （四）判断题 1.氨基酸为氨基取代的羧酸，可直接用酸碱滴定法进行定量测定。 2.当溶液的 pH 等于某一可解离基团的 pKa 时，该基团一半被解离。 3.在 pH 很高或很低的溶液中，氨基酸主要以非离子化形式出现。 4.肽链的主链有 1/3 化学键不能旋转。 5.溴化氰可以断裂甲硫氨酸的氨基参与形成的肽链。 6.体内合成肽链的方向是从 N 端向 C 端，而在体外用固相化学合成法合成多肽时，通 常是从 C 端向 N 端合成。 7.核磁共振研究蛋白质三维结构的主要优势是可以研究溶液中的蛋白质三维结构，并能 提供有关的动态信息。 8.在水溶液中，蛋白质折叠形成疏水核心，会使水的熵增加。 9.原子之间的距离越小，范德华引力越强。 10.在α-螺旋中，每 3.6 个氨基酸绕一圈，并形成 1 个氢键。 11.胶原蛋白的原胶原分子是 3 股右手螺旋扭曲成的左手螺旋。 12.球蛋白的三维折叠多采取亲水侧基在外，疏水侧基藏于分子内部的结构模式
13.胎儿血红蛋白与2,3-二磷酸甘油(2,3-DPG)的结合力较弱。 14血红蛋白与氧的结合能力随pH降低而增高 15由于一级结构可以决定空间结构,基因工程表达的肽链一定可以自然地形成天然构 象。 16测定别构酶的相对分子质量可以用SDS-PAGE。 17.当溶液的pH小于某蛋白质的pl时,该蛋白质在电场中向阳极移动 18用凝胶过滤分离蛋白质,小分子蛋白由于所受的阻力小首先被洗脱出来。 19.若蛋白质与阴离子交换剂结合较牢,可用增加NaCI浓度或降低pH的方法将其从层 析柱洗脱出来。 20糖蛋白的N-糖肽键是指与天冬酰胺的γ-酰胺N原子与寡糖链形成糖苷链。 23糖蛋白的O糖肽键是指氨基酸残基的羧基O原子与寡糖链形成的糖苷键。 (五)分析和计算题 1判断氨基酸所带的净电荷,用plpH比ph-pl更好,为什么? 2.分别计算谷氨酸、精氨酸和丙氨酸的等电点 3在下面指出的pH条件下,下列蛋白质在电场中向哪个方向移动?A表示向阳极,B 表示向阴极,C表示不移动。人血清蛋白:pH5.5,pHB3.5;血红蛋白:pH7.07,pH9.0;胸 腺组蛋白:pH5.0,pH80,pH1l5;已知:人血清蛋白的pl=464血红蛋白的pl=7.07胸 腺组蛋白的pl=10.8 4简述蛋白质溶液的稳定因素,和实验室沉淀蛋白质的常用方法。 5简要叙述蛋白质形成寡聚体的生物学意义。 6在体外,用下列方法处理,对血红蛋白与氧的亲和力有何影响?(1)pH值从70增 加到74;(2)CO2分压从1000Pa增加到4000Pa:(3)O2分压从6000Pa下降到2000Pa (4)2,3-二磷酸甘油酸的浓度从8×10moL下降到2×10oL:(5)a2B2解聚成单个亚基 7胎儿血红蛋白(HbF)在相当于成年人血红蛋白(HbA)B链143残基位置含有Ser, 而成年人B链的这个位置是具阳离子的His残基。残基143面向B亚基之间的中央空隙。(1) 为什么2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)同脱氧HbA的结合比同脱氧HbF更牢固?(2) HbF对2,3-BPG低亲和力如何影响到HbF对氧的亲和力?这种差别对于氧从母体血液向 胎儿血液的运输有何意义。 8试述蛋白质二级结构的三种基本类型。 9蛋白质变性后,其性质有哪些变化? 10.为什么大多数球状蛋白质在溶液中具有下列性质。(1)在低pH值时沉淀。(2)当离 子强度从零逐渐増加时,其溶解度开始増加,然后下降,最后出现沉淀。(3)在一定的离子 强度下,达到等电点pH值时,表现出最小的溶解度。(4)加热时沉淀。(5)加入一种可和 水混溶的非极性溶剂减小其介质的介电常数,导致溶解度的减小。(6)如果加入一种非极性 强的溶剂。使介电常数大大地下降会导致变性。 1l凝胶过滤和SDS-PAGE均是利用凝胶,按照分子大小分离蛋白质的,为什么凝胶过 滤时,蛋白质分子越小,洗脱速度越慢,而在SDS-PAGE中,蛋白质分子越小,迁移速度 越快? 12.已知牛血清白蛋白含色氨酸0.58%(按质量计),色氨酸相对分子质量为204。(1) 计算牛血清白蛋白的最低相对分子质量(2)用凝胶过滤测得牛血清白蛋白相对分子质量大 约为7万,问牛血清白蛋白分子中含几个色氨酸残基? 参考答案
13.胎儿血红蛋白与 2，3-二磷酸甘油（2,3—DPG）的结合力较弱。 14.血红蛋白与氧的结合能力随 pH 降低而增高。 15.由于一级结构可以决定空间结构，基因工程表达的肽链一定可以自然地形成天然构 象。 16.测定别构酶的相对分子质量可以用 SDS-PAGE。 17.当溶液的 pH 小于某蛋白质的 pI 时，该蛋白质在电场中向阳极移动。 18.用凝胶过滤分离蛋白质，小分子蛋白由于所受的阻力小首先被洗脱出来。 19.若蛋白质与阴离子交换剂结合较牢，可用增加 NaCI 浓度或降低 pH 的方法将其从层 析柱洗脱出来。 20.糖蛋白的 N-糖肽键是指与天冬酰胺的 γ-酰胺 N 原子与寡糖链形成糖苷链。 23.糖蛋白的 O-糖肽键是指氨基酸残基的羧基 O 原子与寡糖链形成的糖苷键。 （五）分析和计算题 1.判断氨基酸所带的净电荷，用 pI-pH 比 pH-pI 更好，为什么？ 2.分别计算谷氨酸、精氨酸和丙氨酸的等电点。 3.在下面指出的 pH 条件下，下列蛋白质在电场中向哪个方向移动？A 表示向阳极，B 表示向阴极，C 表示不移动。人血清蛋白：pH5.5，pH3.5；血红蛋白：pH7.07，pH9.0；胸 腺组蛋白：pH5.0，pH8.0，pH11.5；已知：人血清蛋白的 pI=4.64 血红蛋白的 pI=7.07 胸 腺组蛋白的 pI=10.8。 4.简述蛋白质溶液的稳定因素，和实验室沉淀蛋白质的常用方法。 5.简要叙述蛋白质形成寡聚体的生物学意义。 6.在体外，用下列方法处理，对血红蛋白与氧的亲和力有何影响？（1）pH 值从 7.0 增 加到 7.4；(2) CO2 分压从 1000 Pa 增加到 4 000 Pa；(3) O2 分压从 6000 Pa 下降到 2000 Pa； (4)2,3-二磷酸甘油酸的浓度从 8×10-4mol/L 下降到 2×10-4 ol/L；（5）α2β2 解聚成单个亚基。 7.胎儿血红蛋白（Hb F）在相当于成年人血红蛋白（Hb A） 链 143 残基位置含有 Ser， 而成年人 链的这个位置是具阳离子的 His 残基。残基 143 面向 亚基之间的中央空隙。（1） 为什么 2，3-二磷酸甘油酸（2，3-BPG）同脱氧 Hb A 的结合比同脱氧 Hb F 更牢固？（2） Hb F 对 2，3-BPG 低亲和力如何影响到 Hb F 对氧的亲和力？这种差别对于氧从母体血液向 胎儿血液的运输有何意义。 8.试述蛋白质二级结构的三种基本类型。 9.蛋白质变性后，其性质有哪些变化？ 10.为什么大多数球状蛋白质在溶液中具有下列性质。（1）在低 pH 值时沉淀。（2）当离 子强度从零逐渐增加时，其溶解度开始增加，然后下降，最后出现沉淀。（3）在一定的离子 强度下，达到等电点 pH 值时，表现出最小的溶解度。（4）加热时沉淀。（5）加入一种可和 水混溶的非极性溶剂减小其介质的介电常数，导致溶解度的减小。（6）如果加入一种非极性 强的溶剂。使介电常数大大地下降会导致变性。 11.凝胶过滤和 SDS-PAGE 均是利用凝胶，按照分子大小分离蛋白质的，为什么凝胶过 滤时，蛋白质分子越小，洗脱速度越慢，而在 SDS-PAGE 中，蛋白质分子越小，迁移速度 越快？ 12.已知牛血清白蛋白含色氨酸 0.58%（按质量计），色氨酸相对分子质量为 204。（1） 计算牛血清白蛋白的最低相对分子质量（2）用凝胶过滤测得牛血清白蛋白相对分子质量大 约为 7 万，问牛血清白蛋白分子中含几个色氨酸残基？ 参考答案
(一)名词解释 氨基酸、蛋白质等分子既含有酸性基团,又含有碱性基团,在中性pH的水溶液中, 羧基等酸性基团脱去质子带负电荷,氨基等碱性基团结合质子带正电荷,这种既有带负电荷 基团,又有带正电荷基团的离子称兼性离子或两性离子,亦称偶极离子( dipolar ion) 2调节两性离子(氨基酸、蛋白质等)溶液的pH,使该两性离子所带的净电荷为零 在电场中既不向正极,也不向负极移动,此时,溶液的plH称该两性离子的等电点(p) 不同结构的两性离子有不同的pl值 3构象是指具有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的多种形态,构象形态间的 改变不涉及共价键的破裂。一个给定的蛋白质理论上可采取多种构象,但在生理条件下,只 有一种或很少几种在能量上是有利的。 4多亚基蛋白质一般具有多个配体结合部位,结合在蛋白质分子的特定部位上的配体对 该分子的其它部位所产生的影响(如改变亲和力或催化能力称为别构效应。别构效应可分为 同促效应和异促效应 5在蛋白质中,特别是球状蛋白质中,经常可以看到由若干相邻的二级结构单远组合在 起,彼此相互作用,形成有规则、在空间上能辩认的二级结构组合体,充当三级结构的构 件,称为超二级结构。称为超二级结构在结构的组织层次上高于二级结构,但没有构成完整 的结构域。常见的超二级结构有aa,Ba, Rossman折叠,β-发夹,β-曲折,希腊花式拓 扑结构( Greek key topology)等 6蛋白质的三级结构常可区分成1个和数个球状区域,折叠得较为紧密,各行其功能, 称为结构域。 7.蛋白质的三级结构指肽链在二级结构,超二级结构,结构域(对分子较大,由多个结 构域的蛋白质而言)基础上形成的完整空间结构,一个三级结构单位通常由一条肽链组成 但也有一些三级结构单位是由经二硫键连接的多条肽链组成的,如胰岛素就是由两条肽链折 叠成的1个三级结构单位 8为肽链氨基酸测序的方法。异硫氰酸苯脂与肽段氨基末端的游离α-氨基作用,再用冷 稀酸处理,氨基末端残基从肽链上脱落下来,成为异硫氰酸苯酯的衍生物,用层析的方法可 鉴定为何种氨基酸的衍生物。残留的肽链可继续与异硫氰酸苯酯作用,逐个鉴定出氨基酸的 排列顺序。 9天然蛋白质因受物理的或化学的因素影响,其分子内部原有的高度规律性结构发生变 化,致使蛋白质的理化性质和生物学性质都有所改变,但并不导致蛋白质一级结构的破坏, 这种现象称变性作用。 10H和CO2浓度增加,会降低氧和血红蛋白的亲和力,使得血红蛋白的氧合曲线向右 移动,提高了O2从血红蛋白的释放量,这种作用称作Bohy效应 ll.多克隆抗体是识别一个抗原的不同抗原决定簇的多种抗体的混合物。单克隆抗体由 同一个B细胞克隆合成并分泌,是一种均一的抗体,识别同一个抗原决定簇 12是一个协助新合成的多肽链正确折叠和转运的蛋白质家族。它们能够阻止部分肽段 的错误折叠,抑制新生肽链的不恰当聚集,排除与其他蛋白质的不合理结合,协助多肽链的 正确折叠和跨膜转运,协助寡聚蛋白的组装 13低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度,这种现象称为盐溶。盐溶作用主要是由 于蛋白质分子吸附某种盐类离子后,带电层使蛋白质分子彼此排斥,而蛋白质分子与水分子 间的相互作用却加强,因而溶解度增高。当离子强度增加到足够高时,很多蛋白质可以从水 溶液中沉淀出来,这种现象称为盐析。盐析作用主要是由于大量中性盐的加入使水的活度降 低,原来溶液中的大部分甚至全部的自由水转变为盐离子的结合水。盐析法沉淀出来的蛋白
（一）名词解释 1．氨基酸、蛋白质等分子既含有酸性基团，又含有碱性基团，在中性 pH 的水溶液中， 羧基等酸性基团脱去质子带负电荷，氨基等碱性基团结合质子带正电荷，这种既有带负电荷 基团，又有带正电荷基团的离子称兼性离子或两性离子，亦称偶极离子（dipolar ion） 2.调节两性离子（氨基酸、蛋白质等）溶液的 pH，使该两性离子所带的净电荷为零， 在电场中既不向正极，也不向负极移动，此时，溶液的 pH 称该两性离子的等电点（pI）。 不同结构的两性离子有不同的 pI 值。 3.构象是指具有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的多种形态，构象形态间的 改变不涉及共价键的破裂。一个给定的蛋白质理论上可采取多种构象，但在生理条件下，只 有一种或很少几种在能量上是有利的。 4.多亚基蛋白质一般具有多个配体结合部位，结合在蛋白质分子的特定部位上的配体对 该分子的其它部位所产生的影响(如改变亲和力或催化能力)称为别构效应。别构效应可分为 同促效应和异促效应。 5.在蛋白质中，特别是球状蛋白质中，经常可以看到由若干相邻的二级结构单远组合在 一起，彼此相互作用，形成有规则、在空间上能辩认的二级结构组合体，充当三级结构的构 件，称为超二级结构。称为超二级结构在结构的组织层次上高于二级结构，但没有构成完整 的结构域。常见的超二级结构有 ， ，Rossman 折叠， -发夹， -曲折，希腊花式拓 扑结构（Greek key topology）等。 6.蛋白质的三级结构常可区分成 1 个和数个球状区域，折叠得较为紧密，各行其功能， 称为结构域。 7.蛋白质的三级结构指肽链在二级结构，超二级结构，结构域（对分子较大，由多个结 构域的蛋白质而言）基础上形成的完整空间结构，一个三级结构单位通常由一条肽链组成， 但也有一些三级结构单位是由经二硫键连接的多条肽链组成的，如胰岛素就是由两条肽链折 叠成的 1 个三级结构单位。 8.为肽链氨基酸测序的方法。异硫氰酸苯脂与肽段氨基末端的游离 -氨基作用，再用冷 稀酸处理，氨基末端残基从肽链上脱落下来，成为异硫氰酸苯酯的衍生物，用层析的方法可 鉴定为何种氨基酸的衍生物。残留的肽链可继续与异硫氰酸苯酯作用，逐个鉴定出氨基酸的 排列顺序。 9.天然蛋白质因受物理的或化学的因素影响，其分子内部原有的高度规律性结构发生变 化，致使蛋白质的理化性质和生物学性质都有所改变，但并不导致蛋白质一级结构的破坏， 这种现象称变性作用。 10.H+和 CO2 浓度增加，会降低氧和血红蛋白的亲和力，使得血红蛋白的氧合曲线向右 移动，提高了 O2 从血红蛋白的释放量，这种作用称作 Bohy 效应。 11.多克隆抗体是识别一个抗原的不同抗原决定簇的多种抗体的混合物。单克隆抗体由 同一个 B 细胞克隆合成并分泌，是一种均一的抗体，识别同一个抗原决定簇。 12.是一个协助新合成的多肽链正确折叠和转运的蛋白质家族。它们能够阻止部分肽段 的错误折叠，抑制新生肽链的不恰当聚集，排除与其他蛋白质的不合理结合，协助多肽链的 正确折叠和跨膜转运，协助寡聚蛋白的组装。 13.低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度，这种现象称为盐溶。盐溶作用主要是由 于蛋白质分子吸附某种盐类离子后，带电层使蛋白质分子彼此排斥，而蛋白质分子与水分子 间的相互作用却加强，因而溶解度增高。当离子强度增加到足够高时，很多蛋白质可以从水 溶液中沉淀出来，这种现象称为盐析。盐析作用主要是由于大量中性盐的加入使水的活度降 低，原来溶液中的大部分甚至全部的自由水转变为盐离子的结合水。盐析法沉淀出来的蛋白
质一般不变性,且不同的蛋白质可以用不同浓度的盐沉淀出来,称作分段盐析。盐析法是对 蛋白质进行粗分离的常用方法 (二)填充题 1两性,负,正:2.7.59:3.297:4苯丙氨酸,酪氨酸,色氨酸,色氨酸:5.16% 625;6.-N,H:7.甲硫氨酸,丝氨酸,脯氨酸,甘氨酸;8.肽,排列顺序;9 氢键;10.螺旋轴,3.6,0.54,0.15,100:11.分子,净电荷:12.长,大;13.血红 素,增加,正协同效应,下降,Bohr效应:14.破坏,不变,下降,丧失;15.水化层, 双电层:16.糖基:17.2,2,二硫,2;18减少,增加;19疏水,亲水;20.赖氨酸 精氨酸 (三)选择题 1.(A)色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在280nm的摩尔消光系数分别为5500,540,120 显然色氨酸的光吸收最大。由于大多数蛋白质中含酪氨酸的量比色氨酸多,蛋白质在280nm 处的光吸收主要来源于酪氨酸。肽键在215nm处具有最大的光吸收,胱氨酸中的二硫键在 240nm处只有微弱的光吸收。半胱氨酸中的硫原子在这一波长范围内无明显光吸收 2.(E)谷氨酸和天冬氨酸含有两个羧基,而不是含有两个氨基。其它选项的叙述均是 正确的 3.(E)在pH7时,赖氨酸的R基上的-N带有正电荷,缬氨酸和甘氨酸的R基不含 可解离的基团,半胱氨酸的-SH和酪氨酸的-OH在pH7时不可能解离,因而不会带电荷。 4.(C)α-螺旋是蛋白质常见的、最典型的一种结构元件。而丝心蛋白没有α-螺旋结 构。羊毛、猪毛、鸟毛等蛋白质几乎全是α-螺旋结构,不存在β-折叠。不少蛋白质没有四 级结构,但所有的蛋白质都具有三级结构。 5.(D)组氨酸咪唑基的pKa为60,最接近于生理pH值。 6.(D)Arg是碱性氨基酸,其等电点pl=12(pKx+pK3)=1/2(9.02+12.48) 7.(A,B,C)肽键的部分双键性质防止了肽键的自由旋转。肽键通常有反式构型,并 且比CN单键短。 8.(C)典型的α螺旋是3.613。表示每圈螺旋包含3.6个氨基酸残基,氢键所封闭的环 有13个原子 9.(D)a螺旋的构象是相当稳定的,这是因为所有氨基酸残基军参与了链内氢键的形 成 10.(D)维持蛋白质三级结构最主要的作用力是疏水作用力,二硫键是一种很强的共价 键,但蛋白质形成特定的空间结构,最主要的作用力是氨基酸残基侧链的疏水相互作用 1l.(C)血红蛋白与氧的结合有正协同效应,所以氧合曲线呈S形 12.(C)蛋白质的二级结构如α螺旋,β折叠,β转角等均是由氢键维持的 13.(B,E)肽键和二硫键属于共价键,氢键、盐键、疏水键、范德华力属于次级键。 14.(A)有些有三级结构的蛋白质没有催化功能 15.(C)在pH60的条件下,pl为7.5的蛋白质带正电荷,向负极移动 16.(A)凝胶过滤时,分子体积最大的蛋白质最先被洗脱,蛋白质的带电状况和吸附 作用对洗脱速度影响不大 17.(C)氨基酸与阳离子交换树脂作用力的大小次序是碱性氨基酸》中性氨基酸〉酸性氨 基酸。溶液的pH高于等电点时氨基酸带正电,低于等电点时氨基酸带负电。选项中Arg(pl 为1076)所带正电荷最多,与交换树脂亲和力最强,后被洗脱。Asp(pl为2.7)所带负 电荷最多,与交换树脂亲和力最弱,先被洗脱。 18.(D)低温盐折沉淀的蛋白质不会变性,题中列出的其它方法沉淀的蛋白质均会变性
质一般不变性，且不同的蛋白质可以用不同浓度的盐沉淀出来，称作分段盐析。盐析法是对 蛋白质进行粗分离的常用方法。 （二）填充题 1.两性，负，正； 2. 7.59； 3. 2.97； 4.苯丙氨酸，酪氨酸，色氨酸，色氨酸； 5. 16%， 6.25； 6. + − NH3 ，H+； 7. 甲硫氨酸，丝氨酸，脯氨酸，甘氨酸； 8. 肽，排列顺序； 9. 氢键； 10. 螺旋轴，3.6，0.54，0.15，100； 11. 分子，净电荷； 12.长，大； 13. 血红 素，增加，正协同效应，下降，Bohr 效应； 14. 破坏，不变，下降，丧失； 15. 水化层， 双电层；16. 糖基；17. 2，2，二硫，2； 18.减少，增加； 19.疏水，亲水； 20. 赖氨酸， 精氨酸； （三）选择题 1.（A）色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在 280nm 的摩尔消光系数分别为 5 500，540，120， 显然色氨酸的光吸收最大。由于大多数蛋白质中含酪氨酸的量比色氨酸多，蛋白质在 280nm 处的光吸收主要来源于酪氨酸。肽键在 215nm 处具有最大的光吸收，胱氨酸中的二硫键在 240nm 处只有微弱的光吸收。半胱氨酸中的硫原子在这一波长范围内无明显光吸收。 2.（E）谷氨酸和天冬氨酸含有两个羧基，而不是含有两个氨基。其它选项的叙述均是 正确的。 3.（E）在 pH7 时，赖氨酸的 R 基上的 + − NH3 带有正电荷，缬氨酸和甘氨酸的 R 基不含 可解离的基团，半胱氨酸的-SH 和酪氨酸的-OH 在 pH7 时不可能解离，因而不会带电荷。 4.（C） α-螺旋是蛋白质常见的、最典型的一种结构元件。而丝心蛋白没有α-螺旋结 构。羊毛、猪毛、鸟毛等蛋白质几乎全是α-螺旋结构，不存在β-折叠。不少蛋白质没有四 级结构，但所有的蛋白质都具有三级结构。 5.（D）组氨酸咪唑基的 pK 为 6.0，最接近于生理 pH 值。 6.（D）Arg 是碱性氨基酸，其等电点 pI=1/2（pK2+ pK3） =1/2（9.02+12.48） 7.（A，B，C）肽键的部分双键性质防止了肽键的自由旋转。肽键通常有反式构型，并 且比 C-N 单键短。 8.（C）典型的 螺旋是 3.613。表示每圈螺旋包含 3.6 个氨基酸残基，氢键所封闭的环 有 13 个原子。 9.（D）α螺旋的构象是相当稳定的，这是因为所有氨基酸残基军参与了链内氢键的形 成。 10.（D）维持蛋白质三级结构最主要的作用力是疏水作用力，二硫键是一种很强的共价 键，但蛋白质形成特定的空间结构，最主要的作用力是氨基酸残基侧链的疏水相互作用。 11.（C）血红蛋白与氧的结合有正协同效应，所以氧合曲线呈 S 形。 12..（C）蛋白质的二级结构如 螺旋， 折叠， 转角等均是由氢键维持的。 13. (B，E) 肽键和二硫键属于共价键，氢键、盐键、疏水键、范德华力属于次级键。 14.（A）有些有三级结构的蛋白质没有催化功能。 15.（C）在 pH6.0 的条件下，pI 为 7.5 的蛋白质带正电荷，向负极移动。 16..（A）凝胶过滤时，分子体积最大的蛋白质最先被洗脱，蛋白质的带电状况和吸附 作用对洗脱速度影响不大。 17.（C) 氨基酸与阳离子交换树脂作用力的大小次序是碱性氨基酸>中性氨基酸>酸性氨 基酸。溶液的 pH 高于等电点时氨基酸带正电，低于等电点时氨基酸带负电。选项中 Arg （pI 为 10.76）所带正电荷最多，与交换树脂亲和力最强，后被洗脱。A sp（pI 为 2.77）所带负 电荷最多，与交换树脂亲和力最弱，先被洗脱。 18.（D）低温盐折沉淀的蛋白质不会变性，题中列出的其它方法沉淀的蛋白质均会变性
19(D)用6mol/LHCl水解蛋白质时,色氨酸完全破坏,天冬酰胺被水解成天冬氨酸, 谷氨酰胺被水解成谷氨酸,丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸遭到部分破坏。 20.(B)SDS使蛋白质解离成亚基,并结合大量的SDS,从而使蛋白质分子带有足够 的负电荷,消除了蛋白质分子原有的电荷差异,所以电泳速度只取决于蛋白质分子的大小 21.(C,E)曲线向右移动表明血红蛋白结合氧的能力降低,降低pH值或增加CO2的 分压均会导致血红蛋白与氧亲和力的下降,促使氧合血红蛋白释放氧,这就是所谓的波耳 (Bohr)效应 22.(D)茚三酮反应可以鉴定并定量测定各种氨基酸,CNBr只断裂由甲硫氨酸残基的 羧基参加形成的肽链,胰蛋白酶是蛋白水解酶,只断裂赖氨酸或精氨酸残基的羧基参与形成 的肽键,多肽或蛋白质的末端氨基能与异硫氰酸苯酯反应,生成PIC-多肽或蛋白质。此方 法可以用来测定氨基酸序列 23.(B,C,D)由于分子中四个氧结合位的协同作用使其饱和曲线呈S形。氧与血红 蛋白结合并不引起亚铁离子价数的变化。一氧化碳和氰化物与血红蛋白的亲和力比氧大。 24.(B,C)蛋白质变性是由于次级链破裂引起空间结构破坏,但一级结构保持完整 用透析法除去尿素有时可以使变性蛋白质复性,稀溶液中的蛋白质用弱酸、弱碱等变性后, 有时可以不沉淀。 25(D)各种蛋白质含氮量的平均值是16%。因此含氮量为5%,它的蛋白质含量为 5X6.25=3125% (四)判断题 1.错。不能用酸碱滴定法直接进行滴定,只能用甲醛滴定法滴定氨基。 2对。 4对。在多肽链的主链中1/3为不能旋转的肽键 5错。溴化氰专一性地断裂甲硫氨酸的羧基参与形成的肽键 6对。 7对 8.对 9错。原子间的距离小于两个原子的范德华半径之和会产生范德华斥力 10错。α-螺旋每36个氨基酸绕一圈,但除螺旋一端的4个N-H和另一端的4个-C=0 不参与形成氢键外,其余的NH和C=0均参与氢键的形成 L,错。原胶原分子是由3股左手螺旋扭曲成的右手螺旋。 12对 13对。胎儿血红蛋白与2,3-DPG的结合力弱,因而与氧的结合力强,有利于胎儿从 母体血液获取氧 14.错。随着pH的降低,血红蛋白与氧的结合力降低,这有利于血红蛋白在CO含量 较高的组织释放氧 15错。真核生物的蛋白质折叠常有分子伴侣参与,所以,用原核生物表达的真核蛋白 质不一定能自然地形成天然构象。另外,基因工程表达的蛋白质有时会形成包含体,需要先 分离包含体,裂解包含体后,再使蛋白质复性,才能形成天然构象。 16错。别构酶一般由多个亚基构成,SDS-PAGE只能测定亚基的相对分子质量 17.错。当溶液的pH小于某蛋白质的pl时,该蛋白质带净正电荷,向阴极移动。 18错。用凝胶过滤法分离蛋白质时,相对分子质量大的蛋白质先流出层析柱。 19对 20.对
19. (D) 用 6mol/L HCl 水解蛋白质时，色氨酸完全破坏，天冬酰胺被水解成天冬氨酸， 谷氨酰胺被水解成谷氨酸，丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸遭到部分破坏。 20.（B）SDS 使蛋白质解离成亚基，并结合大量的 SDS，从而使蛋白质分子带有足够 的负电荷，消除了蛋白质分子原有的电荷差异，所以电泳速度只取决于蛋白质分子的大小。 21.（C，E）曲线向右移动表明血红蛋白结合氧的能力降低，降低 pH 值或增加 CO2 的 分压均会导致血红蛋白与氧亲和力的下降，促使氧合血红蛋白释放氧，这就是所谓的波耳 （Bohr）效应。 22. (D) 茚三酮反应可以鉴定并定量测定各种氨基酸， CNBr 只断裂由甲硫氨酸残基的 羧基参加形成的肽链，胰蛋白酶是蛋白水解酶，只断裂赖氨酸或精氨酸残基的羧基参与形成 的肽键，多肽或蛋白质的末端氨基能与异硫氰酸苯酯反应，生成 PTC-多肽或蛋白质。此方 法可以用来测定氨基酸序列。 23.（B，C，D）由于分子中四个氧结合位的协同作用使其饱和曲线呈 S 形。氧与血红 蛋白结合并不引起亚铁离子价数的变化。一氧化碳和氰化物与血红蛋白的亲和力比氧大。 24.（B，C）蛋白质变性是由于次级链破裂引起空间结构破坏，但一级结构保持完整， 用透析法除去尿素有时可以使变性蛋白质复性，稀溶液中的蛋白质用弱酸、弱碱等变性后， 有时可以不沉淀。 25. (D) 各种蛋白质含氮量的平均值是 16%。因此含氮量为 5%，它的蛋白质含量为 5х6.25=31.25% （四）判断题 1.错。不能用酸碱滴定法直接进行滴定，只能用甲醛滴定法滴定氨基。 2.对。 4.对。在多肽链的主链中 1/3 为不能旋转的肽键。 5.错。溴化氰专一性地断裂甲硫氨酸的羧基参与形成的肽键。 6.对。 7.对。 8.对。 9.错。原子间的距离小于两个原子的范德华半径之和会产生范德华斥力。 10.错。 -螺旋每 3.6 个氨基酸绕一圈，但除螺旋一端的 4 个-N-H 和另一端的 4 个-C=0 不参与形成氢键外，其余的-N-H 和-C=0 均参与氢键的形成。 11.错。原胶原分子是由 3 股左手螺旋扭曲成的右手螺旋。 12.对。 13.对。胎儿血红蛋白与 2，3-DPG 的结合力弱，因而与氧的结合力强，有利于胎儿从 母体血液获取氧。 14.错。随着 pH 的降低，血红蛋白与氧的结合力降低，这有利于血红蛋白在 CO2 含量 较高的组织释放氧。 15.错。真核生物的蛋白质折叠常有分子伴侣参与，所以，用原核生物表达的真核蛋白 质不一定能自然地形成天然构象。另外，基因工程表达的蛋白质有时会形成包含体，需要先 分离包含体，裂解包含体后，再使蛋白质复性，才能形成天然构象。 16.错。别构酶一般由多个亚基构成，SDS-PAGE 只能测定亚基的相对分子质量。 17.错。当溶液的 pH 小于某蛋白质的 pI 时，该蛋白质带净正电荷，向阴极移动。 18.错。用凝胶过滤法分离蛋白质时，相对分子质量大的蛋白质先流出层析柱。 19.对。 20.对
21.错。O-糖肽键是指氨基酸残基的羟基O原子与寡糖链形成的糖苷键, (五)分析和计算题 1当一种氨基酸的净电荷用q=pl-pl表达时,若q为正值,则该氨基酸带正电荷;若q 为负值,则该氨基酸带负电荷。q值的正与负和该氨基酸所带电荷的种类是一致的。如果采 用q=pH-p来表达,则会出现相反的结果,即q为负值时,氨基酸带正电荷:q为正值时, 氨基酸带负电荷。因此,用pl-pH更好。 2每个氨基酸可解离基团的pKa在生化书中可以查到(也可根据酸碱滴定曲线确定) 氨基酸的净电荷为零时溶液的pH(即等电点,pl)在滴定曲线上位于两个相应基团pKa之 间的中点,在这两个pKa点上,它们的净电荷分别是+0.5和-0.5。因此:(1)根据谷氨酸的 解离曲线,其p应该是它的a-羧基和侧链羧基pK。值之和的算术平均值,即pl=(2.1+407) /2=3.08:(2)精氨酸pl应该是它的a-氨基和侧链胍基的pK。和之的算术平均值,即pl= (8.9+1248)/2=107;(3)丙氨酸p应该是它的a-氨基和a-羧基pKa值之和的算术平均 值,即pl=(2.35+9.87)/2=6.1l 3人血清蛋白的p=464,在pH55的电场中带负电荷,向阳极移动;在plHB3.5的电场 中带正电荷,向负极移动。血红蛋白的pl=7.07,在pH707不带净电荷,在电场中不移动; 在pH9.0时带负电荷,向阳极移动。胸腺组蛋白的pl=10.8,在pH50和pH80时带正电荷, 向阴极移动;在pH1l5时带负电荷,在电场中向阳极移动。 4维持蛋白质溶液稳定的因素有两个:(1)水化膜:蛋白质颗粒表面大多为亲水基团, 可吸引水分子,使颗粒表面形成一层水化膜,从而阻断蛋白质颗粒的相互聚集,防止溶液中 蛋白质的沉淀析出。(2)同种电荷:在pH≠pl的溶液中,蛋白质带有同种电荷。若pH>pl, 蛋白质带负电荷:若pHpl,蛋白质带正电荷。同种电荷相互排斥,阻止蛋白质颗粒相互聚 集而发生沉淀。沉淀蛋白质的方法,常用的有:(1)盐析法,在蛋白质溶液加入大量的硫酸 铵、硫酸钠或氯化钠等中性盐,去除蛋白质的水化膜,中和蛋白质表面的电荷,使蛋白质颗 粒相互聚集,发生沉淀。用不同浓度的盐可以沉淀不同的蛋白质,称分段盐析。盐析是对蛋 白质进行粗分离的常用方法。(2)有机溶剂沉淀法:使用丙酮沉淀时,必须在0~4℃低温 下进行,丙酮用量一般10倍于蛋白质溶液的体积,蛋白质被丙酮沉淀时,应立即分离,否 则蛋白质会变性。除了丙酮以外,也可用乙醇沉淀。此外,还可用加重金属盐,加某些有机 酸,加热等方法将样品中的蛋白质变性沉淀, 5.(1)能提高蛋白质的稳定性。亚基结合可以减少蛋白质的表面积体积比,使蛋白质 的稳定性增高。(2)提高遗传物质的经济性和有效性。编码一个能装配成同聚体的单位所需 的基因长度比编码一个与同聚体相同相对分子质量的超长肽链所需的基因长度要小得多(如 烟草花叶病毒的外壳有2130多个亚基)。(3)形成功能部位。不少寡聚蛋白的单体相互聚集 可以形成新的功能部位。(4)形成协同效应。寡聚蛋白与配体相互作用时,有可能形成类似 血红蛋白或别构酶那样的协同效应,使其功能更加完善。有些寡聚蛋白的不同亚基可以执行 不同的功能,如一些酶的亚基可分为催化亚基和调节亚基。 6.(1)pH值增加,H与氧的亲和力增加。(2)CO2分压增加,Hb与氧的亲和力下降 (3)O2分压下降,Hb与氧的亲和力下降。(4)2,3-DPG浓度下降,Hb与氧的亲和力增 加。(5)a2B2解聚成单个亚基,Hb与氧的亲和力增加。 7.(1)由于2,3-BPG是同脱氧bA中心空隙带正电荷的侧链结合,而脱氧HbF缺 少带正电荷的侧链(B链143位的His残基),因此2,3-BPG是同脱氧HbA的结合比同脱 氧HbF的结合更紧。(2)2,3-BPG稳定血红蛋白的脱氧形式,降低血红蛋白的氧饱和度。 由于HbF同2,3-BPG亲和力比HbA低,HbF受血液中2,3-BPG影响小,因此HbF在 任何氧分压下对氧的亲和力都比HbA大,(3)亲和力的这种差别允许氧从母亲血向胎儿有
21.错。O-糖肽键是指氨基酸残基的羟基 O 原子与寡糖链形成的糖苷键。 （五）分析和计算题 1.当一种氨基酸的净电荷用 q=pI-pH 表达时，若 q 为正值，则该氨基酸带正电荷；若 q 为负值，则该氨基酸带负电荷。q 值的正与负和该氨基酸所带电荷的种类是一致的。如果采 用 q=pH-pI 来表达，则会出现相反的结果，即 q 为负值时，氨基酸带正电荷；q 为正值时， 氨基酸带负电荷。因此，用 pI-pH 更好。 2.每个氨基酸可解离基团的 pKa 在生化书中可以查到（也可根据酸碱滴定曲线确定）， 氨基酸的净电荷为零时溶液的 pH（即等电点，pI）在滴定曲线上位于两个相应基团 pKa 之 间的中点，在这两个 pKa 点上，它们的净电荷分别是+0.5 和-0.5。因此：（1）根据谷氨酸的 解离曲线，其 pI 应该是它的 -羧基和侧链羧基 pK。值之和的算术平均值，即 pI=（2.1+4.07） /2=3.08；（2）精氨酸 pI 应该是它的 -氨基和侧链胍基的 pK。和之的算术平均值，即 pI= （8.99+12.48）/2=10.7；（3）丙氨酸 pI 应该是它的 -氨基和 -羧基 pKa 值之和的算术平均 值，即 pI=(2.35+9.87)/2=6.11。 3.人血清蛋白的 pI=4.64，在 pH5.5 的电场中带负电荷，向阳极移动；在 pH3.5 的电场 中带正电荷，向负极移动。血红蛋白的 pI=7.07，在 pH7.07 不带净电荷，在电场中不移动； 在 pH9.0 时带负电荷，向阳极移动。胸腺组蛋白的 pI=10.8，在 pH5.0 和 pH8.0 时带正电荷， 向阴极移动；在 pH11.5 时带负电荷，在电场中向阳极移动。 4.维持蛋白质溶液稳定的因素有两个：（1）水化膜：蛋白质颗粒表面大多为亲水基团， 可吸引水分子，使颗粒表面形成一层水化膜，从而阻断蛋白质颗粒的相互聚集，防止溶液中 蛋白质的沉淀析出。（2）同种电荷：在 pH≠pI 的溶液中，蛋白质带有同种电荷。若 pH＞pI， 蛋白质带负电荷；若 pH<pI，蛋白质带正电荷。同种电荷相互排斥，阻止蛋白质颗粒相互聚 集而发生沉淀。沉淀蛋白质的方法，常用的有：（1）盐析法，在蛋白质溶液加入大量的硫酸 铵、硫酸钠或氯化钠等中性盐，去除蛋白质的水化膜，中和蛋白质表面的电荷，使蛋白质颗 粒相互聚集，发生沉淀。用不同浓度的盐可以沉淀不同的蛋白质，称分段盐析。盐析是对蛋 白质进行粗分离的常用方法。（2）有机溶剂沉淀法：使用丙酮沉淀时，必须在 0～4℃低温 下进行，丙酮用量一般 10 倍于蛋白质溶液的体积，蛋白质被丙酮沉淀时，应立即分离，否 则蛋白质会变性。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。此外，还可用加重金属盐，加某些有机 酸，加热等方法将样品中的蛋白质变性沉淀。 5.（1）能提高蛋白质的稳定性。亚基结合可以减少蛋白质的表面积/体积比，使蛋白质 的稳定性增高。（2）提高遗传物质的经济性和有效性。编码一个能装配成同聚体的单位所需 的基因长度比编码一个与同聚体相同相对分子质量的超长肽链所需的基因长度要小得多（如 烟草花叶病毒的外壳有 2130 多个亚基）。（3）形成功能部位。不少寡聚蛋白的单体相互聚集 可以形成新的功能部位。（4）形成协同效应。寡聚蛋白与配体相互作用时，有可能形成类似 血红蛋白或别构酶那样的协同效应，使其功能更加完善。有些寡聚蛋白的不同亚基可以执行 不同的功能，如一些酶的亚基可分为催化亚基和调节亚基。 6.（1）pH 值增加，Hb 与氧的亲和力增加。（2）CO2 分压增加，Hb 与氧的亲和力下降。 （3）O2 分压下降，Hb 与氧的亲和力下降。（4）2，3-DPG 浓度下降，Hb 与氧的亲和力增 加。（5）α2β2 解聚成单个亚基，Hb 与氧的亲和力增加。 7.（1）由于 2，3-BPG 是同脱氧 Hb A 中心空隙带正电荷的侧链结合，而脱氧 Hb F 缺 少带正电荷的侧链（ 链 143 位的 His 残基），因此 2，3-BPG 是同脱氧 Hb A 的结合比同脱 氧 Hb F 的结合更紧。（2）2，3-BPG 稳定血红蛋白的脱氧形式，降低血红蛋白的氧饱和度。 由于 Hb F 同 2，3-BPG 亲和力比 Hb A 低，HbF 受血液中 2，3-BPG 影响小，因此 Hb F 在 任何氧分压下对氧的亲和力都比 Hb A 大，（3）亲和力的这种差别允许氧从母亲血向胎儿有
效转移 8.(1)α-螺旋:右手螺旋,一圈为3.6个氨基酸残基,螺旋轴延伸0.54nm:任一个 氨基酸残基的亚氨基均与其后第四个氨基酸残基的羰基形成氢键,氢键与螺旋轴基本平行, 氢键封闭的原子为13个,称作3.63;肽平面维持刚性结构,侧链伸向外侧,原子之间堆积 紧密,螺旋内基本无空隙,因此结构稳定。(2)β-折叠:多肽链充分伸展,各肽键平面之 间折叠成锯齿状结构,侧链R基团交错位于锯齿状结构的上下方:两条以上肽键或一条肽键 内的若干肽段平行排列,靠肽键羰基氧和亚氨基氢形成氢键维系,使构象稳定;两条肽键走 向相同或相反。(3)β-转角:在球状蛋白质分子中,肽链主链常常会出现180°回折,回折 部分成为B转角,在β转角中第一个残基的C=0与第四个残基的NH形成氢键,使β转角成 为比较稳定的结构 9蛋白质变性后,氢键等次级键被破坏,蛋白质分子就从原来有秩序卷曲的紧密结构变 为无秩序的松散伸展状结构。即二、三级以上的高级结构发发生改变或破坏,但一级结构没 有破坏。变性后,蛋白质的溶解度降低,是由于高级结构受到破坏,使分子表面结构发生变 化,亲水基团相对减少,容易引起分子间相互碰撞发生聚集沉淀,蛋白质的生物学功能丧失, 由于一些化学键的外露,使蛋白质的分解更加容易 10.(1)在低pH值时,羧基质子化,蛋白质分子带有大量的净正电荷,分子内正电荷 相斥使许多蛋白质变性,蛋白质分子内部疏水基团因此而向外暴露,使蛋白质溶解度降低, 因而产生沉淀。(2)加入少量盐时,对稳定带电基团有利,增加了蛋白质的溶解度。但是随 着盐离子浓度的增加,盐离子夺取了与蛋白质结合的水分子,降低了蛋白质的水合程度。使 蛋白质水化层破坏,从而使蛋白质沉淀。(3)在等电点时,蛋白质分子之间的静电斥力最小, 所以其溶解度最小。(4)加热会使蛋白质变性,蛋白质内部的疏水基团被暴露,溶解度降低, 从而引起蛋白质沉淀。(5)非极性溶剂减小了表面极性基团的溶剂化作用,使蛋白质分子与 水之间的氢键减少,促使蛋白质分子之间形成氢键,蛋白质的溶解度因此而降低。(6)介电 常数的下降对暴露在溶剂中的非极性基团有稳定作用,促使蛋白质肽链的展开而导致变性 1l凝胶过滤时,凝胶颗粒排阻Mr较大的蛋白质,仅允许M较小的蛋白质进入颗粒内 部,所以M较大的蛋白质只能在凝胶颗粒之间的空隙中通过,可以用较小体积的洗脱液从 层析柱中洗脱出来。而Mr小的蛋白质必须用较大体积的洗脱液才能从层析柱中洗脱出来。 SDS-PAGE分离蛋白质时,所有的蛋白质均要从凝胶的网孔中穿过,蛋白质的相对分子质 量越小,受到的阻力也越小,移动速度就越快 12.(1)设最低相对分子质量为X,根据题义可列出: 100X 100×204 35172 0.58204 (2)用凝胶过滤测得牛血清白蛋白相对分子质量大约为 SDS-PAGE的两倍,说明该蛋白质 含有2个色氨酸残基,若色氨酸百分含量的测定值准确,则牛血清蛋白较准确的相对分子质 量为3517×2=70344
效转移。 8.（1）α-螺旋：右手螺旋，一圈为 3.6 个氨基酸残基，螺旋轴延伸 0.54nm；任一个 氨基酸残基的亚氨基均与其后第四个氨基酸残基的羰基形成氢键，氢键与螺旋轴基本平行， 氢键封闭的原子为 13 个，称作 3.613；肽平面维持刚性结构，侧链伸向外侧，原子之间堆积 紧密，螺旋内基本无空隙，因此结构稳定。（2）β-折叠：多肽链充分伸展，各肽键平面之 间折叠成锯齿状结构，侧链 R 基团交错位于锯齿状结构的上下方；两条以上肽键或一条肽键 内的若干肽段平行排列，靠肽键羰基氧和亚氨基氢形成氢键维系，使构象稳定；两条肽键走 向相同或相反。(3）β-转角：在球状蛋白质分子中，肽链主链常常会出现 180º回折，回折 部分成为β转角，在β转角中第一个残基的 C=O 与第四个残基的 N-H 形成氢键，使β转角成 为比较稳定的结构。 9.蛋白质变性后，氢键等次级键被破坏，蛋白质分子就从原来有秩序卷曲的紧密结构变 为无秩序的松散伸展状结构。即二、三级以上的高级结构发发生改变或破坏，但一级结构没 有破坏。变性后，蛋白质的溶解度降低，是由于高级结构受到破坏，使分子表面结构发生变 化，亲水基团相对减少，容易引起分子间相互碰撞发生聚集沉淀，蛋白质的生物学功能丧失， 由于一些化学键的外露，使蛋白质的分解更加容易。 10.（1）在低 pH 值时，羧基质子化，蛋白质分子带有大量的净正电荷，分子内正电荷 相斥使许多蛋白质变性，蛋白质分子内部疏水基团因此而向外暴露，使蛋白质溶解度降低， 因而产生沉淀。（2）加入少量盐时，对稳定带电基团有利，增加了蛋白质的溶解度。但是随 着盐离子浓度的增加，盐离子夺取了与蛋白质结合的水分子，降低了蛋白质的水合程度。使 蛋白质水化层破坏，从而使蛋白质沉淀。（3）在等电点时，蛋白质分子之间的静电斥力最小， 所以其溶解度最小。（4）加热会使蛋白质变性，蛋白质内部的疏水基团被暴露，溶解度降低， 从而引起蛋白质沉淀。（5）非极性溶剂减小了表面极性基团的溶剂化作用，使蛋白质分子与 水之间的氢键减少，促使蛋白质分子之间形成氢键，蛋白质的溶解度因此而降低。（6）介电 常数的下降对暴露在溶剂中的非极性基团有稳定作用，促使蛋白质肽链的展开而导致变性。 11.凝胶过滤时，凝胶颗粒排阻 Mr 较大的蛋白质，仅允许 Mr 较小的蛋白质进入颗粒内 部，所以 Mr 较大的蛋白质只能在凝胶颗粒之间的空隙中通过，可以用较小体积的洗脱液从 层析柱中洗脱出来。而 Mr 小的蛋白质必须用较大体积的洗脱液才能从层析柱中洗脱出来。 SDS- PAGE 分离蛋白质时，所有的蛋白质均要从凝胶的网孔中穿过，蛋白质的相对分子质 量越小，受到的阻力也越小，移动速度就越快。 12.（1）设最低相对分子质量为 X，根据题义可列出： 或 （2）用凝胶过滤测得牛血清白蛋白相对分子质量大约为 SDS-PAGE 的两倍，说明该蛋白质 含有 2 个色氨酸残基，若色氨酸百分含量的测定值准确，则牛血清蛋白较准确的相对分子质 量为 3517×2＝70344 = 0.58 100 204 X 35172 0.58 100 204 X =