生物化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)(上)

1、生物化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)蛋白質(zhì)化學(xué)要點(diǎn)解答： 1組成蛋白質(zhì)的常見氨基酸有多少種?根據(jù)其R基團(tuán)的極性如何分類? 組成蛋白質(zhì)的常見氨基酸有20種，根據(jù)這20種氨基酸側(cè)鏈R基團(tuán)的極性可將它們分為四大類：(1)具有非極性或疏水的R基團(tuán)的氨基酸。這類氨基酸在水中的溶解度比極性R基團(tuán)氨基酸小。(2)具有極性但不帶電荷的R基團(tuán)的氨基酸。它們比非極性氨基酸易溶于水，所含的R基團(tuán)中的不解離的極性基能與水形成氫鍵。 (3)R基團(tuán)帶負(fù)電荷的氨基酸。這是一類酸性氨基酸，包括天冬氨酸和谷氨酸，這兩種氨基酸都含有第二個(gè)羧基，在pH值7.0時(shí)具有凈負(fù)電荷。 (4)R基團(tuán)帶正電荷的氨基酸。這是一類堿性氨基酸，包括賴氨酸、精氨酸和組氨

2、酸。這三種氨基酸在pH值7.0時(shí)帶凈正電荷。其中賴氨酸R基團(tuán)帶有正電荷的氨基；精氨酸帶有正電荷的胍基；組氨酸帶有弱堿性的咪唑基。 2何謂氨基酸的等電點(diǎn)(pI)，它是怎樣計(jì)算的？ 氨基酸分子是兩性電解質(zhì)，氨基酸在溶液中的帶電狀況隨溶液的pH值變化而變化。實(shí)驗(yàn)證明，氨基酸在水溶液或晶體狀態(tài)時(shí)都是以兩性離子形式存在的。 以兩性離子形式存在的氨基酸，在一定酸堿條件下，可以發(fā)生解離，而表現(xiàn)出不同的帶電形式。當(dāng)加入酸時(shí)，COO可以接受質(zhì)子，氨基酸帶凈正電荷。當(dāng)加入堿時(shí)，NH3釋放質(zhì)子，氨基酸帶凈負(fù)電荷。在某一特定pH的溶液中，氨基酸以兩性離子形式存在，所帶的正負(fù)電荷總數(shù)相等，凈電荷為零，在電場中它既不向正

3、極移動也不向負(fù)極移動，此時(shí)氨基酸溶液的pH值稱為氨基酸的等電點(diǎn)，以pI表示。氨基酸的pI值相當(dāng)于該氨基酸的兩性離子狀態(tài)兩側(cè)的基團(tuán)pK值之和的一半。對于含有三個(gè)可解離基團(tuán)的氨基酸，可通過依次寫出其從酸性至堿性的解離方程，找到兩性離子兩側(cè)pK值，然后取兩性離子兩側(cè)基團(tuán)的pK平均值，即可得其pI值。3什么是肽單位?肽單位有什么特點(diǎn)？ 多肽鏈?zhǔn)怯稍S多氨基酸通過肽鍵彼此連接而成的，多肽鏈主鏈骨架的重復(fù)單位，即CCONHC稱為肽單位，多肽鏈實(shí)際上是由許多肽單位通過碳原子互相連接而成的。 肽單位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： (1)肽鍵中的CN鍵的鍵長為0.132nm，比大多數(shù)其他化合物的CN單鍵(0.149nm)短，比CN

4、雙鍵(0.127nm)長，因此肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。 (2)肽單位是剛性平面結(jié)構(gòu)，即肽單位的6個(gè)原子包括肽鍵的4個(gè)原子和與之相連的兩個(gè)-碳原子，都位于同一個(gè)剛性的平面上，因此又稱肽平面或酰胺平面。 (3)絕大多數(shù)肽單位中，CO與NH或兩個(gè)-碳原子為反式構(gòu)型，因?yàn)榉词綐?gòu)型比順式構(gòu)型穩(wěn)定。 (4)肽單位平面結(jié)構(gòu)有一定的鍵長和鍵角。 4什么是構(gòu)型和構(gòu)象？ 構(gòu)型是指在立體異構(gòu)體中不對稱碳原子上相連的各原予或取代基團(tuán)的空間排布。任何一個(gè)不對稱碳原子相連的四個(gè)不同原子和基團(tuán)，只可能有兩種不同的空間排布，即兩種構(gòu)型：D-和L-型。改變構(gòu)型應(yīng)有共價(jià)鍵的斷裂。構(gòu)象是指通過單鍵旋轉(zhuǎn)使分子中的原子或

5、基團(tuán)形成不同的空間排列，這種構(gòu)象的改變不涉及共價(jià)鍵的破裂。 5什么是蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)？包括幾種類型？各有什么特點(diǎn)? 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈主鏈骨架的盤繞和折疊方式。天然蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要有四種基本類型：-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲。 (1)-螺旋：-螺旋結(jié)構(gòu)是Pauling和Corey在1951年提出來的。纖維狀蛋白和球狀蛋白中均存在-螺旋結(jié)構(gòu)，它是蛋白質(zhì)中最常見、最典型的二級結(jié)構(gòu)類型。-螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是： 肽鏈主鏈像螺旋狀盤曲，每隔3.6個(gè)氨基酸殘基沿中心軸螺旋上升一圈，螺距為0.54nm，即每個(gè)氨基酸殘基沿中心軸旋轉(zhuǎn)100°，沿軸上升0.15nm，螺旋的直徑約為

6、0.5nm。 -螺旋中氨基酸殘基的側(cè)鏈伸向外側(cè)。相鄰的螺圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵，氫鍵的取向幾乎與中心軸平行。從N-末端出發(fā)，氫鍵是由每個(gè)氨基酸殘基的CO與前面第4個(gè)氨基酸的N-H之間形成的。-螺旋的穩(wěn)定靠氫鍵維持。 -螺旋有左手螺旋和右手螺旋兩種，但天然蛋白質(zhì)的-螺旋，絕大多數(shù)都是右手螺旋，右手螺旋比左手螺旋穩(wěn)定。 (2)-折疊結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)也是在1951年由Pauling等人首先提出的，它是蛋白質(zhì)中第二種最常見的二級結(jié)構(gòu)，-折疊是由幾乎伸展的多肽鏈側(cè)向聚集在一起，相鄰肽鏈的主鏈之間靠氫鍵連結(jié)而形成的鋸齒狀片層結(jié)構(gòu)。-折疊結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：肽鏈按層排列，主鏈呈鋸齒狀。相鄰肽鏈主鏈上的NH和CO之間形成

7、氫鍵，-折疊靠氫鍵維持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 相鄰肽鏈走向可以平行，也可以反平行。肽鏈的N端在同側(cè)為平行式，在不同側(cè)為反平行式，從能量角度考慮，反平行式更為穩(wěn)定。 肽鏈中氨基酸殘基的R側(cè)鏈交替分布在片層的上下。 在纖維狀蛋白質(zhì)中，-折疊可以在不同肽鏈之間形成，而球狀蛋白質(zhì)中的-折疊既可以在不同肽鏈之間形成，也可以在同一肽鏈的不同肽段之間形成。 (3)-轉(zhuǎn)角：是在球狀蛋白質(zhì)中存在的一種二級結(jié)構(gòu)。-轉(zhuǎn)角是由多肽鏈上4個(gè)連續(xù)的氦基酸殘基組成，主鏈骨架以180°回折，其中第一個(gè)氨基酸殘基的CO與第四個(gè)氨基酸殘基的NH之間形成氫鍵，是一種不很穩(wěn)定的環(huán)形結(jié)構(gòu)。由于-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)，可使多肽鏈走向發(fā)生改變，目

8、前發(fā)現(xiàn)的-轉(zhuǎn)角多數(shù)都處在球狀蛋白質(zhì)分子的表面，在這里改變多肽鏈的方向阻力比較小。(4)無規(guī)則卷曲：是球狀蛋白分子中存在的一種沒有確定規(guī)律的盤曲。無規(guī)則卷曲有利于多肽鏈形成靈活的、具有特異生物學(xué)活性的球狀構(gòu)象。 6蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)各有何特點(diǎn)?蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤繞、折疊形成的、緊密地借各種次級鍵維持的球狀分子構(gòu)象。其特點(diǎn)是：(1)具有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)一般都是球蛋白，整個(gè)分子排列緊密，內(nèi)部有時(shí)只能容納幾十個(gè)水分子或者空腔更小。 (2)親水性氨基酸側(cè)鏈多分布在球蛋白分子的表面，從而使球蛋白分子可溶于水。 (3)疏水性氨基酸側(cè)鏈多埋藏在分子

9、內(nèi)部，形成疏水核心。 (4)維持蛋白質(zhì)分子三級結(jié)構(gòu)的主要作用力有離子鍵、氫鍵、疏水鍵、范德華力和二硫鍵等。 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過次級鍵彼此締合形成的聚集體。其中每個(gè)具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱為亞基。亞基般只有一條多肽鏈，但有的亞基由兩條或多條肽鏈組成，這樣的亞基中的鏈間以二硫鍵相連。 由少數(shù)亞基聚合而成的蛋白質(zhì)稱為寡聚蛋白，有幾十個(gè)甚至上千個(gè)亞基聚合而成的蛋白質(zhì)稱為多聚蛋白，無四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)如溶菌酶、肌紅蛋白等稱為單體蛋白。維持蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的作用力與維持三級結(jié)構(gòu)的力是相同的。四級結(jié)構(gòu)的形成使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，以便執(zhí)行更為復(fù)雜的功能。 7穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力有哪些?

10、蛋白質(zhì)肽鏈之所以能維持其特定的構(gòu)象，主要依賴于其分子主鏈和側(cè)鏈上許多極性、非極性基團(tuán)之間相互作用所形成的化學(xué)鍵。 (1)氫鍵：氫鍵是由一個(gè)極性很強(qiáng)的X-H基上的氫原子，與另一個(gè)電負(fù)性強(qiáng)的原子Y(如O、N、F等)相互作用形成的一種吸引力，本質(zhì)上仍屬于弱的靜電吸引作用。在蛋白質(zhì)多肽鏈之間或鏈內(nèi)均能形成氫鍵。氫鍵對于維持蛋白質(zhì)二、三、四級結(jié)構(gòu)，保持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性起著重要作用。 (2)離子鍵：是正負(fù)離子之間的靜電相互作用。蛋白質(zhì)分子中可解離的側(cè)鏈基團(tuán)，如羧基、氨基、胍基、咪唑基等，均可形成離子鍵。 (3)疏水鍵：是指蛋白質(zhì)分子中疏水性氨基酸(如纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸等)側(cè)鏈避開水相而相互聚

11、集的作用。主要存在于蛋白質(zhì)分子的內(nèi)部，對蛋白質(zhì)構(gòu)象的形成和穩(wěn)定均起著主要作用。 (4)范德華力：一般指范德華引力，狹義的范德華力是指在非極性分子或非極性基閉的瞬時(shí)偶極間的相互作用。雖然范德華力是很弱的力，但在蛋白質(zhì)分子中由于它的數(shù)量較大，且具有加和性，所以是一種不可忽視的作用力。氫鍵、離子鍵、疏水鍵和范德華力都屬于非共價(jià)鍵，統(tǒng)稱為次級鍵。此外，蛋白質(zhì)分子中還常含有二硫鍵，它是共價(jià)鍵，在維持蛋白質(zhì)構(gòu)象方面也起著重要作用。 8蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系如何？ 各種蛋白質(zhì)都有其特定的生物學(xué)功能，這些功能是與蛋白質(zhì)分子的特定結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的。 (1)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系： 一級結(jié)構(gòu)的變異與分子病：分子

12、病是指某種蛋白質(zhì)分子級結(jié)構(gòu)的氨基酸排列順序與正常有所不同的遺傳病。如鐮刀狀細(xì)胞貧血病就是一種分子病。病人的血紅蛋白分子與正常人相比，在574個(gè)氨基酸中只有一個(gè)氨基酸是不同的，即鏈的第六位氨基酸由正常的谷氨酸變成了纈氨酸。由于谷氨酸的側(cè)鏈?zhǔn)菐ж?fù)電荷的羧基，纈氨酸的側(cè)鏈?zhǔn)遣粠щ姾傻氖杷?，因此這種改變顯著降低了血紅蛋白的溶解度，使患者的血紅蛋白分子容易聚集成纖維狀，導(dǎo)致紅細(xì)胞收縮變形成鐮刀狀，輸氧能力下降，細(xì)胞脆弱易溶血而引起貧血。 同源蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)差異與生物進(jìn)化：同源蛋白質(zhì)是指在不同生物體中行使相同功能或相似功能的蛋白質(zhì)，如真核生物線粒體中的細(xì)胞色素c。比較各種不同生物的細(xì)胞色素c的一緞結(jié)構(gòu)

13、，發(fā)現(xiàn)親緣關(guān)系越近的，其結(jié)構(gòu)越相似。根據(jù)不同生物細(xì)胞色素c在一級結(jié)構(gòu)上差異的程度，就可以判定這些生物在親緣關(guān)系上的遠(yuǎn)近，從而為生物進(jìn)化的研究提供有價(jià)值的依據(jù)。 (2)蛋白質(zhì)構(gòu)象與功能的關(guān)系：蛋白質(zhì)的變構(gòu)現(xiàn)象：有些蛋白質(zhì)在表現(xiàn)其生物功能時(shí)，構(gòu)象必須發(fā)生一定的變化。例如血紅蛋白未與O2結(jié)合時(shí)處于緊密型狀態(tài)，與氧的親和力很低。 一旦O2與血紅蛋白分子中的一個(gè)亞基結(jié)合，即引起該亞基構(gòu)象發(fā)生變化，并相繼傳達(dá)到其余三個(gè)亞基使所有亞基血紅素鐵原子的位置都變得適宜與O2結(jié)合，因此血紅蛋白與O2結(jié)合的速度大大加快?？梢娧t蛋白與氧結(jié)合時(shí)構(gòu)象的變化與其運(yùn)輸氧氣的功能是密切相關(guān)的。 9穩(wěn)定蛋白質(zhì)膠體溶液的因素有哪些

14、？蛋白質(zhì)的分子大小在1100nm之間，屬于膠體質(zhì)點(diǎn)的范圍，是一種親水膠體，與一般的膠體系統(tǒng)一樣具有布朗運(yùn)動、丁道爾現(xiàn)象、不透過半透膜、具有吸附能力等性質(zhì)。穩(wěn)定蛋白質(zhì)膠體系統(tǒng)的因素主要有兩個(gè)，一是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子表面有許多極性基團(tuán)，如-NH3、-COO、-OH、-SH等，能與水分子起水化作用，使蛋白質(zhì)分子表面形成水膜。水膜的存在使蛋白質(zhì)顆?；ハ喔糸_，不會相互碰撞凝集而沉淀。另一因素是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子表面的可解離基團(tuán)，在非等電點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，都帶有同性電荷，同性電荷互相排斥，使蛋白質(zhì)顆粒不致聚集而產(chǎn)生沉淀。 10使蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀的因素有哪些? 蛋白質(zhì)在溶液中的穩(wěn)定是有條件的、相對的，如果條件發(fā)生改變，破壞了

15、蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定性，蛋白質(zhì)就會從溶液中沉淀出來。沉淀蛋白質(zhì)的方法通常有以下幾種： (1)等電點(diǎn)沉淀：蛋白質(zhì)和氨基酸一樣是兩性電解質(zhì)，在酸性環(huán)境中蛋白質(zhì)各堿性基團(tuán)能接受H而使蛋白質(zhì)帶正電荷，在堿性環(huán)境中其酸性基團(tuán)能釋放H，與環(huán)境中的OH結(jié)合成水，使蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷。當(dāng)溶液達(dá)到某一pH值時(shí)，蛋白質(zhì)所帶的正負(fù)電荷相等，即凈電荷為零，在電場中既不向正極也不向負(fù)極移動，這時(shí)溶液的pH值即為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(pI)。改變蛋白質(zhì)溶液的pH值達(dá)到蛋白質(zhì)的pI，可以使蛋白質(zhì)分子攜帶的凈電荷為零，蛋白質(zhì)分子之間失去靜電斥力，相互凝集而沉淀。 (2)鹽析：向蛋白質(zhì)溶液中加入大量的中性鹽，使蛋白質(zhì)分子脫去水化層而聚集沉

16、淀的現(xiàn)象，稱為鹽析。鹽析一般不引起蛋白質(zhì)變性，當(dāng)除去鹽后又可溶解。 (3)有機(jī)溶劑沉淀法：向蛋白質(zhì)溶液中加入一定量的極性有機(jī)溶劑(甲醇、乙醇或丙酮等)，使蛋白質(zhì)分子脫去水化層和降低介電常數(shù)而增加帶電質(zhì)點(diǎn)的相互作用，從而聚集沉淀。在室溫下，有機(jī)溶劑不僅引起蛋白質(zhì)沉淀，而且伴隨著變性。若在低溫下，邊加邊攪，變性將減輕。 (4)重金屬鹽沉淀法：當(dāng)溶液pH>pI時(shí)，蛋白質(zhì)分子帶負(fù)電荷，易與重金屬離子(Hg2+、Pb2、Cu2+、Ag+)等結(jié)合形成不溶性鹽而沉淀。誤服重金屬的病人可口服牛奶、豆?jié){、蛋清等蛋白質(zhì)進(jìn)行解救，就是因?yàn)樗芎椭亟饘匐x子形成不溶性鹽，然后再服用催吐劑排除體外。 (5)生物堿試

17、劑和某些酸類物質(zhì)沉淀法：生物堿試劑是指能引起生物堿沉淀的一類試劑，如蘋果酸、苦味酸(2，4，6-三硝基酚)、鎢酸、KI等，某些酸類是指三氯乙酸、磺基水楊酸等。當(dāng)pH<pI時(shí)，蛋白質(zhì)分子帶正電荷，易與生物堿試劑和酸類的酸根負(fù)離子發(fā)生反應(yīng)生成不溶性鹽而沉淀。(6)加熱變性沉淀法：幾乎所有的蛋白質(zhì)都會因加熱變性而凝固，少量鹽類促進(jìn)凝固，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)處于pI時(shí)，凝固更加迅速。加熱變性引起沉淀的原因可能是熱變性使蛋白質(zhì)天然構(gòu)象解體，疏水基團(tuán)外露，因而破壞了水化層，若處于等電點(diǎn)又破壞了帶電狀態(tài)。我國很早創(chuàng)造的將大豆蛋白的濃溶液加熱，井點(diǎn)入少量鹽鹵(含MeCl2)的制豆腐方法，就是一個(gè)典型的例子。 11什

18、么是蛋白質(zhì)的變性作用?變性蛋白質(zhì)有何特點(diǎn)? 天然蛋白質(zhì)分子受到某些物理因素如高溫、高壓、紫外線照射和表面張力等或化學(xué)因素如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、胍、有機(jī)溶劑等的影響生物活性喪失，溶解度降低，不對稱性增加以及其他物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用。變性后的蛋白質(zhì)稱為變性蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)變性的實(shí)質(zhì)是蛋白質(zhì)分子中的次級鍵被破壞，引起天然構(gòu)象解體。變性不涉及共價(jià)鍵的斷裂。 蛋白質(zhì)變性后許多性質(zhì)發(fā)生了改變： (1)生物活性喪失：蛋白質(zhì)的生物活性是指蛋白質(zhì)具有的酶、激素、毒素、抗原與抗體等活性，以及其他特殊性質(zhì)如血紅蛋白的載氧能力等，這是蛋白質(zhì)變性的主要特征。 (2)一些側(cè)鏈基團(tuán)暴露：蛋白質(zhì)變性

19、時(shí)，原來在分子內(nèi)部包藏而不易與化學(xué)試劑起反應(yīng)的側(cè)鏈基團(tuán)，由于結(jié)構(gòu)的伸展松散而暴露出來。 (3)一些物理化學(xué)性質(zhì)改變：蛋白質(zhì)變性后，疏水基外露，溶解度降低，易形成沉淀析出；分子形狀也發(fā)生改變，球狀蛋白分子伸展，不對稱性加大，表現(xiàn)為粘度增加、旋光性、紫外吸收光譜等改變、擴(kuò)散系數(shù)降低。(4)生物化學(xué)性質(zhì)的改變：蛋白質(zhì)變性后，分子結(jié)構(gòu)伸展松散，易被蛋白水解酶分解。這就是熟食易于消化的道理。 12簡述蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能。 蛋白質(zhì)具有多種生物學(xué)功能，概括為以下幾個(gè)方面： (1)生物催化作用：蛋白質(zhì)的一個(gè)最重要的生物學(xué)功能是作為有機(jī)體生物代謝的催化劑，酶催化生物體的代謝反應(yīng)。酶是蛋白質(zhì)中最大的一類。 (2)

20、結(jié)構(gòu)成分：蛋白質(zhì)另一個(gè)主要的生物學(xué)功能是作為有機(jī)體的結(jié)構(gòu)成分，構(gòu)建和維持生物體的結(jié)構(gòu)，這類蛋白稱為結(jié)構(gòu)蛋白。如高等動物的膠原蛋白參與結(jié)締組織和骨骼的形成，作為身體的支架；頭發(fā)、指甲和皮膚中的不溶性角蛋白，形成體表的保護(hù)層；彈性蛋白參與血管壁和韌帶的構(gòu)造，起支持和潤滑的作用。結(jié)構(gòu)蛋白一般是不溶性纖維狀蛋白。 (3)運(yùn)載功能：某些蛋白質(zhì)具有運(yùn)載功能，攜帶各種小分子物質(zhì)、離子等從一處到另一處。如血液中的血紅蛋白，隨著血液循環(huán)，將氧氣從肺運(yùn)輸?shù)浇M織，供生物氧化之用，同時(shí)，將二氧化碳從組織運(yùn)輸?shù)椒?，以便排出體外。 (4)收縮或運(yùn)動：人和動物的運(yùn)動，靠肌肉的收縮來實(shí)現(xiàn)，參與肌肉收縮的主要成分是肌球和肌動蛋

21、白，沒有肌球蛋白和肌動蛋白，就沒有人和動物的運(yùn)動。 (5)調(diào)節(jié)功能：許多蛋白質(zhì)有調(diào)節(jié)其他蛋白質(zhì)執(zhí)行其生理功能的能力，這些蛋白稱為調(diào)節(jié)蛋白。調(diào)節(jié)蛋白主要包括：激素，如胰島素(insulin)。胰島素是動物胰臟細(xì)胞分泌的一種分子量較小的激素蛋白，主要功能是參與血糖的代謝調(diào)節(jié)，能降低血液中的葡萄糖的含量。其含量不足，會導(dǎo)致糖尿病。另類調(diào)節(jié)蛋白參與基因表達(dá)的調(diào)控，它們激活或抑制遺傳信息轉(zhuǎn)錄為RNA。如大腸桿菌的CAP和阻遏蛋白等。受體蛋白也是一類調(diào)節(jié)蛋白，許多受體蛋白起接受和傳遞信息的作用。 (6)貯藏功能：有些蛋白質(zhì)有貯藏氨基酸的作用，用作有機(jī)體及其胚胎或幼體生長發(fā)育的氮源。如蛋類中的卵清蛋白，小麥

22、種子中的醇溶蛋白等。(7)防御功能：有些蛋白質(zhì)具有主動的防護(hù)功能，以抵抗外界不利因素對生物體的干擾。如脊椎動物體內(nèi)的免疫球蛋白(抗體)，能中和外來有害物質(zhì)(抗原)。南極水域中某些魚類血液中含有抗凍蛋白，保護(hù)血液不被凍疑。蛇毒和蜂毒的溶血蛋白和神經(jīng)毒蛋白以及一些植物毒蛋白(蓖麻蛋白)等少量可引起高等動物產(chǎn)生強(qiáng)烈毒性反應(yīng)。 13簡述幾種蛋白質(zhì)含量的測定方法及原理。 蛋白含量的測定常用的方法有：考馬斯亮蘭G-250染色法、雙縮脲法、福林-酚試劑法、紫外吸收法。 (1)考馬斯亮蘭G-250染色法：考馬斯亮蘭G-250在酸性溶液中為棕紅色，當(dāng)它與蛋白質(zhì)結(jié)合后變?yōu)樗{(lán)色，在595nm處有最大的光吸收，其顏色

23、深淺與蛋白質(zhì)濃度成正比?？杀壬珳y定。測定范圍為0.01-1.0 mg/ml。 (2)雙縮脲法：蛋白質(zhì)含有多個(gè)肽鍵，因此有雙縮脲反應(yīng)，即Cu2+與蛋白質(zhì)的肽鍵絡(luò)合，形成紫紅色絡(luò)合物，此物在540nm處有最大的光吸收，可以比色測定，其顏色的深淺與蛋白質(zhì)濃度成正比。測定范圍為0.5-10 mg/ml。 (3)福林-酚試劑：第一步是雙縮脲反應(yīng)，反應(yīng)生成的絡(luò)合物以及酪氨酸、色氨酸殘基還原磷鉬酸-磷鎢酸試劑(即福林-酚試劑)，得到深藍(lán)色產(chǎn)物，可在750nm比色測定，范圍為0.03-0.3mgml，或用500 nm比色測定，范圍為0.05-0.5mgm1。 (4)紫外吸收法：大多數(shù)蛋白質(zhì)在275-280nm

24、處有一特征的最大光吸收，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)中的酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸殘基的苯環(huán)含有共軛雙鍵的緣故。在一定濃度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)溶液在280 nm的光吸收值(A280nm)與其濃度成正比，因此可作定量測定。測定范圍為0.1-1.0mg/ml。 練習(xí)題 一、填空題 1組成蛋白質(zhì)分子的氨基酸有_種，它們的結(jié)構(gòu)通式是_，其中堿性氨基酸有_、_、_，酸性氨基酸有_和_，含硫的氨基酸有_、_；分子量最小的氨基酸是_。 2天冬氨酸的pK1(-COOH)209，pK2(-NH2)982，pK3(R-基團(tuán))386，其pI值是_。 3組氨酸的等電點(diǎn)是7.59，溶于pH值7的緩沖液中，并置于電場中，組氨酸應(yīng)向電場的_方向

25、移動。 4，脯氨酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生_色物質(zhì)，而其他-氨基酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生_色物質(zhì)。 5氨基酸順序自動分析儀是根據(jù)_反應(yīng)原理設(shè)計(jì)的，多肽鏈的氨基末端與_ (試劑)生成_。然后在無水的酸中經(jīng)環(huán)化裂解成_。 6桑格(Sanger)反應(yīng)指的是用_試劑來測定氨基酸及肽中的_，產(chǎn)生_色的化合物，稱為_。 7蛋白質(zhì)的平均含氮量為_，今測得1g樣品含氮量為10mg，其蛋白質(zhì)含量應(yīng)為_。8穩(wěn)定蛋白質(zhì)膠體系統(tǒng)的因素是_和_。 9通?？捎米贤夥止夤舛确y定蛋白質(zhì)的含量，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子中的_、_和_三種氨基酸殘基有吸收紫外光的能力。 11測定分子量常用的方法有_、_和_，其中_最準(zhǔn)確。 12蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)凈電

26、荷為_，溶解度最_。 13 DNFB、Asn、Ser和GSH的中文名稱分別是_、_、 _和_。14蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)類型主要有_、_、_和_，穩(wěn)定二級結(jié)構(gòu)的主要作用力是_。15鐮刀狀細(xì)胞貧血病是由于_蛋白_級結(jié)構(gòu)的變化而引起的。16穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力包括_、_、_、_和_，其中維持三級結(jié)構(gòu)最重要的作用力是_，維持四級結(jié)構(gòu)最重要的作用力是_。17英國化學(xué)家_用_方法首次測定了胰島素的一級結(jié)構(gòu)，并于1958年獲諾貝爾化學(xué)獎。18球狀蛋白分子中，一般_性氨基酸側(cè)鏈位于分子內(nèi)部，_性氨基酸側(cè)鏈位于分子表面。20血紅蛋白具有_級結(jié)構(gòu)，它是由_個(gè)亞基組成的，每個(gè)亞基中含有一個(gè)_輔基。血紅蛋白除能運(yùn)輸O2

27、外，還能運(yùn)輸_和_。21. 一組蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量分別為：a(90000)、b(45000)、c (110000)，用凝膠過濾法分離這些蛋白質(zhì)時(shí)，它們洗脫下來的先后順序是_。二、選擇題1下列氨基酸中除_外，都是極性氨基酸。 a，Ile bCys cAsn dSer2關(guān)于氨基酸某些性質(zhì)的描述，其中正確的是( ) a丙氨酸的非極性比亮氨酸大 b賴氨酸的等電點(diǎn)大于精氨酸 c中性氨基酸的pI都等于7 d. 紙層析分離氨基酸是根據(jù)其極性大小3下列氨基酸中都含有羥基的是( ) aLeu、Val bSer、Thr c. Phe、Lys dCys、Met4氨基酸的等電點(diǎn)是( ) a氨基酸水溶液本身的pH值 b

28、氨基酸羧基和氨基均質(zhì)子化的溶液pH值 c氨基酸凈電荷等于零時(shí)的溶液pH值 d. 氨基酸的可解離基團(tuán)均呈解離狀態(tài)時(shí)的溶液pH值5關(guān)于肽鍵特點(diǎn)的敘述，錯誤的是( ) a. 肽鍵中的CN鍵較正常C-N鍵短 b肽鍵中的CN鍵有部分雙鍵的性質(zhì) cCN及與C一N相連的四個(gè)原子處于同一平面上 d. 肽鍵的旋轉(zhuǎn)性使蛋白質(zhì)形成各種立體構(gòu)象6依據(jù)肽鍵存在、用于蛋白質(zhì)定量測定的方法是( ) a凱氏定氮法 b雙縮脲法 c酚試劑法 d茚三酮法7與氨基酸相似的蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)是( ) a高分子性質(zhì) b膠體性質(zhì) c兩性性質(zhì) d變性性質(zhì)8. 蛋白質(zhì)的變性是由于( ) a氫鍵等次級鍵破壞 b肽鍵斷裂 c. 亞基解聚 d破壞水化

29、層及中和電荷9鹽析法沉淀蛋白質(zhì)的原理是( ) a降低蛋白質(zhì)溶液的介電常數(shù) b中和電荷，破壞水化膜 c. 與蛋白質(zhì)結(jié)合成不溶性蛋白質(zhì)鹽 d調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)溶液pH值到等電點(diǎn)11關(guān)于蛋白質(zhì)亞基的描述，正確的是( ) a亞基和肽鏈?zhǔn)峭x詞，因此蛋白質(zhì)分子的肽鏈數(shù)就是它的亞基數(shù) b每個(gè)亞基都有各自的三級結(jié)構(gòu) c. 亞基之間通過肽鍵締合 d. 亞基單獨(dú)存在時(shí)仍能保持該蛋白質(zhì)原有的生物活性13下列蛋白質(zhì)中具有四級結(jié)構(gòu)的是( ) a胰島素 b核糖核酸酶 c血紅蛋白 d肌紅蛋白14氨基酸和蛋白質(zhì)共同的理化性質(zhì)是( ) a膠體性質(zhì) b兩性性質(zhì) c雙縮脲反應(yīng) d變性性質(zhì)15SDS凝膠電泳測定蛋白質(zhì)的相對分子量是根據(jù)各種

30、蛋白質(zhì)( ) a在一定條件下所帶凈電荷的不同 b分子大小不同 c分子極性不同 d溶解度不同16蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系的特點(diǎn)是( ) a相同氨基酸組成的蛋白質(zhì)，功能一定相同 b一級結(jié)構(gòu)相近的蛋白質(zhì)，其功能類似性越大 c一級結(jié)構(gòu)中任何氨基酸的改變，其生物活性即消失 d不同生物來源的同種蛋白質(zhì)，其一級結(jié)構(gòu)相同18下列氨基酸中，含有吲哚環(huán)的是( ) aTyr bPhe cTrp dHis19下列反應(yīng)中，氨基酸不具有的化學(xué)反應(yīng)是( ) a雙縮脲反應(yīng) b茚三酮反應(yīng) c甲醛滴定 dDNFB反應(yīng)20用紙層析分離Ala、Leu、Lys的混合物，則它們之間Rf值之間的關(guān)系應(yīng)為( ) aAla>Leu&g

31、t;Lys bLeu>Ala>Lys cLys>Ala>Leu dLys>Leu>Ala22下列關(guān)于二硫鍵的敘述，錯誤的是( ) a二硫鍵是兩條肽鏈或同一肽鏈的兩個(gè)半胱氨酸殘基之間氧化后形成的 b二硫鍵對穩(wěn)定蛋白質(zhì)的構(gòu)象起重要作用 c二硫鍵對于所有蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)都是必需的 d. 二硫鍵為某些蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)所必需23下列化合物中不能與茚三酮反應(yīng)的是( ) a多肽 b氨氣 c-氨基酸 d-氨基酸 24下列變化中，不是蛋白質(zhì)變性引起的是( ) a氫鍵斷裂 b亞基解離 c生物活性喪失 d分子量變小25每個(gè)蛋白質(zhì)分子必定具有的結(jié)構(gòu)是( ) a-螺旋 b-折疊 c三級結(jié)

32、構(gòu) d四級結(jié)構(gòu)26在pH值8時(shí)進(jìn)行電泳，哪種蛋白質(zhì)移向負(fù)極( ) a血紅蛋白(pI707) b魚精蛋白(pI1220) c. 清蛋白(pI464) d. -球蛋白(pI512)27下列因素中，不影響-螺旋形成的是( ) a. 堿性氨基酸相近排列 b酸性氨基酸相近排列 c脯氨酸的存在 d丙氨酸的存在三、是非題 1. 氨基酸在水溶液中或晶體狀態(tài)時(shí)都是以兩性離子形式存在。 2組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸都具有一個(gè)不對稱-碳原子，所以都具有旋光性。 3. 必需氨基酸是人體需要的氨基酸非必需氨基酸是人體不需要的氨基酸。 4一氨基一羧基的氨基酸其pI為中性，因?yàn)?COOH和-NH2解離度相同。 5活性多肽都是

33、由L-氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物。 6溶液的pH可以影響蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。 7構(gòu)型的改變必須有共價(jià)鍵的破壞。 8. 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)中氨基酸的連接是由個(gè)氨基酸的氨基與下一個(gè)氨基酸的羧基脫水形成肽鍵而相連。 9具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)依靠肽鍵維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 10蛋白質(zhì)的變性是蛋白質(zhì)分子立體結(jié)構(gòu)的破壞，因此常涉及肽鍵的斷裂。 11用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿變性后的蛋白質(zhì)不沉淀。 12胰島素分子鏈與鏈的交聯(lián)靠氫鍵。 13多肽鏈在形成-螺旋后，其肽主鏈上除脯氨酸外所有的羰基氧與氨基氫都參與了鏈內(nèi)氫鍵的形成，因此構(gòu)象相當(dāng)穩(wěn)定。 14雙縮脲反應(yīng)是肽和蛋白質(zhì)特有的反應(yīng)，因此二肽也有雙縮脲反應(yīng)。 16自然界的蛋白質(zhì)和多肽

34、類物質(zhì)都是由L-氨基酸組成的。 17所有蛋白質(zhì)都有酶活性。 18變性蛋白質(zhì)易形成沉淀，而沉淀蛋白質(zhì)都發(fā)生了變性。四、名詞解釋 1氨基酸殘基 3氨基酸的等電點(diǎn) 4肽鍵 5寡肽 6多肽 7N-末端 8C-末端 9肽單位 10酰胺平面 12構(gòu)象 13構(gòu)型 14蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu) 15蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu) 16蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu) 17蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu) 18-螺旋 19-折疊 20-轉(zhuǎn)角 21無規(guī)則卷曲 24亞基 25寡聚蛋白質(zhì) 26單體蛋白質(zhì) 27分子病 28蛋白質(zhì)的變性作用 29蛋白質(zhì)的復(fù)性 30鹽溶 31鹽析 32透析 33簡單蛋白質(zhì) 34結(jié)合蛋白質(zhì) 五、計(jì)算題 1巳知Ala、Lys和Glu的pK值：氨基酸pK1

35、(-COOH)pK2(-NH3+)pK3(R)Ala2.349.69Lys2.188.9510.53Glu2.199.674.25 問：(1)這三種氨基酸的等電點(diǎn)分別是多少?(2)這三種氨基酸在pH值7的電場中各向哪個(gè)方向移動? 參考答案 一、填空題 120種、組氨酸、精氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、甘氨酸 2298 3負(fù)極 4黃、藍(lán)紫 5艾德曼(Edman)、苯異硫氰酸、苯氨基硫甲酰氨基酸、乙內(nèi)酰苯硫脲衍生物(PTH-氨基酸) 61氟2，4二硝基苯、氨基、黃、DNP-氨基酸 7 16，6.258電荷、水膜 9酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸 1060.8、141.8 11. 沉

36、降法、凝膠過濾法、SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法、沉降法 12零、小 131氟2，4二硝基苯、天冬酰胺、絲氨酸、還原型谷胱甘肽 14，螺旋、折疊、轉(zhuǎn)角、自由卷曲，氫鍵 15血紅蛋白、一級結(jié)構(gòu)16氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力、二硫鍵，疏水鍵，疏水鍵 17Sanger、DNFB 18非極性、極性 19肌紅蛋白、x射線衍射 20四、四、血紅素、CO2、H 21cab 二、選擇題1a 2d 9b 4c 5d 6b 7c 8a 9b 10a 11b 12d 13c 14b 15b 16b 17c 18c 19a 20b 21d 22c 23d 24 d 25c 26b 27d 三、是非題1對 2錯 3錯

37、4錯 5，錯 6錯 7對 8錯 9錯 10錯 11對 12錯 13對 14錯 15錯 16錯 17錯 18錯 四、名詞解釋 1氨基酸殘基：肽鏈中的氨基酸分子由于參加肽鍵的形成已不完整，因此每一個(gè)氨基酸單位稱為氨基酸殘基。 3. 氨基酸的等電點(diǎn)：在某一特定pH的溶液中，氨基酸以兩性離子形式存在，所帶的正負(fù)電荷總數(shù)相等，凈電荷為零，在電場中它既不向正極移動也不向負(fù)極移動，此時(shí)氨基酸溶液的pH值稱為氨基酸的籌電點(diǎn)，以pI表示。 4肽鍵：一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基脫去一個(gè)水分子縮合而形成的共價(jià)鍵(-CO-NH-)。 5寡肽：由十個(gè)以下氨基酸殘基所形成的肽稱為寡肽。 6多肽：超過十個(gè)氨基酸殘基

38、所形成的肽稱為多肽。 7. N-末端：在一條多肽鏈鏈的一端通常含行一個(gè)游離-氨基，稱為肽鏈的氨基端或N-末端。 8C-末端：一條多肽鏈主鏈的一端含有一個(gè)游離-羧基，稱為肽鏈的羧基端或C-末端。 9肽單位：多肽鏈?zhǔn)怯稍S多氨基酸殘基通過肽鍵彼此連接而成的。多肽鏈主鏈骨架的重復(fù)單位就是肽單位，它是由肽鍵的4個(gè)原子和與之相連的兩個(gè)碳原子組成的基團(tuán)。 10酰胺平面：由于肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)，肽鍵中的四個(gè)原子和它相鄰的兩個(gè)-碳原于處于同一平面上，其中H和O原子處于NC鍵兩側(cè)呈反式，此平面結(jié)構(gòu)叫酰胺平面。 12構(gòu)象：當(dāng)單鍵旋轉(zhuǎn)時(shí)，分子中的原子或基團(tuán)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的不同空間排列。這種空間排列的改變不

39、涉及共價(jià)鍵的斷裂和形成。 13構(gòu)型：指立體異構(gòu)體中，取代原子或基團(tuán)在空間的取向。一個(gè)碳原子和四個(gè)不同的基團(tuán)相連時(shí)，只可能有兩種不同的空間排列，這兩種不同的空間排列，稱為不同的構(gòu)型。構(gòu)型的改變要有共價(jià)鍵的斷裂和形成。 14蛋白質(zhì)級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序，包括二硫鍵的位置。 15蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈骨架的折疊和盤繞方式。天然蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要有四種基本類型：螺旋、折疊和轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲。 16蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)：多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)、超二級結(jié)構(gòu)乃至結(jié)構(gòu)域的基礎(chǔ)上進(jìn)一步折疊、卷曲形成借各種次級鍵維持的復(fù)雜的球狀分子構(gòu)象，稱為三級結(jié)構(gòu)。 17蛋白質(zhì)

40、四級結(jié)構(gòu)：具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過非共價(jià)鍵彼此締合在一起形成的聚集體稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。 18-螺旋：是蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要類型之一。-螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：肽鏈主鏈像螺旋狀盤曲，每隔36個(gè)氨基酸殘基沿中心軸螺旋上升一圈，每上升 一圈相當(dāng)于向上平移0.54nm。-螺旋中，從N末端出發(fā)，每個(gè)氨基酸殘基的C=O與后面第4個(gè)氨基酸的NH之間形成氫鍵。天然蛋白質(zhì)的-螺旋，絕大多數(shù)都是右手螺旋。 19 -折疊：是蛋白質(zhì)中一種常見的二級結(jié)構(gòu)。它是由幾乎伸展的多肽鏈側(cè)向聚集在一起，相鄰兩條肽鏈間或一條肽鏈的兩個(gè)肽段間主鏈上的NH和C=O之間形成氫鍵連結(jié)而形成的鋸齒狀片層結(jié)構(gòu)。相鄰肽鏈走向可以平行，也可以反

41、平行。 20，-轉(zhuǎn)角：是在球狀蛋白質(zhì)中存在的一種二級結(jié)構(gòu)。-轉(zhuǎn)角是由多肽鏈上4個(gè)連續(xù)的氨基酸殘基組成主鏈骨架以180°回折，其中第一個(gè)氨基酸殘基的cO與第四個(gè)氨基酸殘基的NH之間形成氫鍵，是一種不很穩(wěn)定的環(huán)形結(jié)構(gòu)。 21無規(guī)則卷曲：是球狀蛋白分子中存在的種沒有確定規(guī)律的盤曲。有利于多肽鏈形成靈活的、具有特異生物學(xué)活性的球狀構(gòu)象。 24亞基：形成蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的聚集單位，所以又稱亞單位。它是由一條肽鏈組成，也可以通過二硫鍵把幾條肽鏈連接在一起組成。血紅蛋白就是由4個(gè)亞基組成。 25寡聚蛋白質(zhì)：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基組成的蛋白質(zhì)統(tǒng)稱為寡聚蛋白。 26單體蛋白質(zhì)：僅有一個(gè)亞基組成并因此無四

42、級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)稱為單體蛋白。 27分子?。菏且环N遺傳性疾病。它是指由于DNA分子上結(jié)構(gòu)基因的突變，而合成了失去正常生理活性的異常蛋白質(zhì)，或者是缺失某種蛋白質(zhì)，從而影響了機(jī)體正常功能而產(chǎn)生的疾病叫分子病。鐮刀狀細(xì)胞貧血就是一種典型的分子病。 28蛋白質(zhì)的變性作用：天然蛋白質(zhì)分子由于受到物理或化學(xué)因素的影響使次級鍵斷裂，引起天然構(gòu)象的改變，導(dǎo)致其生物活性的喪失及一些理化性質(zhì)的改變，但末引起肽鍵的斷裂，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用。 29蛋白質(zhì)的復(fù)性：當(dāng)引起蛋白質(zhì)變性的各種物理或化學(xué)因素除去后，變性蛋白質(zhì)又可重新回復(fù)到原有的天然構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的復(fù)性。 30鹽溶：向蛋白質(zhì)溶液中加入低濃度的中

43、性鹽使蛋白質(zhì)的溶解性增加，這種現(xiàn)象稱鹽溶。 31鹽析：向蛋白質(zhì)溶液中加入大量的中性鹽時(shí)，可使蛋白質(zhì)脫去水化層而聚集沉淀，這種現(xiàn)象稱為鹽析。 32透析：利用膠體對半透膜的選擇透性，可將蛋白質(zhì)溶液內(nèi)低分子量的雜質(zhì)與蛋白質(zhì)分離開，因而得到較純凈的蛋白質(zhì)。這種以半透膜提純蛋白質(zhì)的方法稱透析法。 33簡單蛋白質(zhì)：僅由氨基酸組成，不含其他成分的蛋白質(zhì)。 34結(jié)合蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)中除氨基酸殘基外，還含有非氨基酸成分如有機(jī)小分子和金屬離子。五、計(jì)算題1Ala 602；Lys 9.74；Glu 3.22；其中Ala、Glu向正極移動，Lys向負(fù)極移動。 核酸化學(xué) 要點(diǎn)解答1什么是核酸?它的組成及分類如何？ 核酸是

44、一類重要的生物大分子，是由數(shù)量巨大的單核苷酸聚合而成的長鏈，它的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸。 核酸可分為兩大類：DNA(脫氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)，這主要是根據(jù)它們結(jié)構(gòu)中所含的戊糖的不同來分的。除戊糖不同外，這兩類核酸的堿基也有差別。它們的具體組成是：DNA由A、T、C、G四種堿基及磷酸、-D-2-脫氧核糖組成；RNA由A、U、C、G四種堿基及磷酸、-D-核糖組成。 RNA主要有三類： (1)核糖體RNA(rRNA)，約占總RNA的80 ，它是構(gòu)成核糖體的成分之一。在原核生物中，rRNA有三種，即5SrRNA、16S rRNA、23SrRNA；在真核生物中，rRNA有四種，即5SrRNA、5

45、.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA。 (2)轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)，約占總RNA的15，分子量較小，般只有7090bp。它的主要功能是在蛋白質(zhì)合成中轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸。細(xì)胞內(nèi)tRNA種類很多，據(jù)估計(jì)有60120種： (3)信使RNA(mRNA)，約占總RNA的3，代謝活躍，壽命較短。它的主要作用是作為蛋白質(zhì)合成的直接模板。DNA的分子量大小不一。根據(jù)DNA分子結(jié)構(gòu)，可將DNA分為雙鏈DNA和單鏈DNA；根據(jù)DNA的分子形狀，DNA分子可分為線型DNA和環(huán)型DNA。2為什么可以用紫外吸收法測定核酸含量？ 核酸分子上含有嘌吟堿基和嘧啶堿基，嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)具有共軛雙鍵，它能強(qiáng)烈吸收250-290

46、nm波長的紫外光，最大吸收值在260nm左右。利用核酸這一特性，可以測定溶液中核酸的濃度。先測定260nm和280nm的吸光值，然后計(jì)算OD260/OD280的比值，DNA的比值為18，RNA的比值為20，說明提取的DNA或RNA質(zhì)量較好：分光光度法的換算公式如下：1OD260雙鏈DNA 50g/ml1OD260單鏈DNA=37g/ml1OD260單鏈RNA=40g/ml3DNA與RNA的區(qū)別?(1)組成：組成DNA的四種堿基是A、T、C、G，核糖是-D-2-脫氧核糖；組成RNA的四種堿基是A、U、C、G，核糖是-D-核糖。 (2)結(jié)構(gòu)：DNA多是雙鏈(也有單鏈)，其結(jié)構(gòu)單位為脫氧核糖核苷酸。

47、DNA典型的二級結(jié)構(gòu)為雙螺旋結(jié)構(gòu)。組成DNA的兩條鏈反向平行，通過堿基互補(bǔ)配對(AT、GC)形成雙螺旋，有AT、GC的定量關(guān)系。DNA分子在雙螺旋的基礎(chǔ)上還可以形成超螺旋等更高級的結(jié)構(gòu)。 RNA分子是單鏈的，其結(jié)構(gòu)單位為核糖核苷酸。RNA的二級結(jié)構(gòu)是典型的平衡可逆結(jié)構(gòu)，即其單鏈在空間自身卷曲接觸的過程中，能通過A-U、G-C配對的鏈段形成部分小雙螺旋區(qū)，不能配對的非螺旋區(qū)呈不規(guī)則的單鏈形式存在，RNA分子中AU、GC。RNA主要有三種，tRNA分子有典型的倒“L”型三級結(jié)構(gòu)，其他知之甚少。 (3)數(shù)量和長度：DNA分子較長，但數(shù)量較少；RNA分子一般比較短，但RNA數(shù)量很多。 (4)穩(wěn)定性：D

48、NA比RNA要穩(wěn)定。4DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)有哪些？ 1953年Watson和Crick提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，該模型的要點(diǎn)是： (1)DNA分子是由兩條方向相反的平行多核苷酸鏈構(gòu)成的，一條鏈的5'末端與另一條鏈的3'末端相對。兩條鏈的糖-磷酸主鏈都是右手螺旋，有一共同的螺旋軸，螺旋表面有一條大溝和一條小溝。 (2)兩條鏈上的堿基均在主鏈內(nèi)側(cè)，一條鏈上的A一定與另一條鏈上的T配對，G一定與C配對。 (3)成對堿基大致處于同一平面，該平面與螺旋軸基本垂直。相鄰堿基對平面間的距離為0.34nm，雙螺旋每旋轉(zhuǎn)一周有10對堿基，螺旋直徑為2nm。 大多數(shù)天然DNA屬雙鏈結(jié)構(gòu)DN

49、A，某些病毒如174和M13的DNA是單鏈分子DNA。5維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的作用力有哪些？DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是很穩(wěn)定的，維持這種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)存在以下三種力： (1)堿基堆積力：這是維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要作用力。DNA分子的堿基都是由芳香環(huán)構(gòu)成的，具有很強(qiáng)的疏水性質(zhì)。堿基的有規(guī)律的堆積，使堿基之間發(fā)生締合形成了堿基堆積力，這種力是由芳香族堿基的電子之間的相互作用而產(chǎn)生的。由于堿基層層堆積，在DNA分子內(nèi)部形成了一個(gè)疏水核心區(qū)，也有助于氫鍵的形成。 (2)氫鍵：在DNA分子中，兩條走向相反的互補(bǔ)鏈可以形成大量的氫鍵，G-C之間三對氫鍵，A-T之間兩對氫鍵。氫鍵的強(qiáng)度雖比共價(jià)鍵弱，但比范德華力大，

50、由于氫鍵多，所以氫鍵也是維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的重要作用力。(3)離子鍵：使DNA分子穩(wěn)定的第三種力是磷酸殘基上的負(fù)電荷與介質(zhì)中陽離子之間形成的離子鍵。在生理pH條件下DNA帶有大量的負(fù)電荷，吸引著各種陽離子，形成離子鍵，消除了自身各個(gè)部位之間因負(fù)電荷而產(chǎn)生的斥力，增加了DNA分子的穩(wěn)定性。6tRNA分子的結(jié)構(gòu)有哪些共同的特點(diǎn)? 不同的tRNA分子所含核苷酸的數(shù)目有所不同，一般在70-90bp，但各種tRNA(個(gè)別除外)均具有類似的二、三級結(jié)構(gòu)，其二級結(jié)構(gòu)為三葉草結(jié)構(gòu)，主要特點(diǎn)有： (1)tRNA分子一般由4臂4環(huán)組成。 (2)3'端有共同的CCAOH結(jié)構(gòu)，該羥基可與該RNA所攜帶的氨基酸形成共價(jià)鍵。 (3)反密碼環(huán)上有反密碼子(一般位于第34、35、36堿基，能與mRNA相互作用，其中反密碼子的5'端堿基與密碼子的3'