第一章氨基酸與蛋白質(zhì)

1、第一章氨基酸與蛋白質(zhì)    第一章氨基酸與蛋白質(zhì)文/哦噢，第一章氨基酸與蛋白質(zhì)（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(fù)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(fù)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(zhì)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(zhì)氨基酸：指不存在于蛋白質(zhì)分子中而以游離狀態(tài)和結(jié)合狀態(tài)存在于生物體的各種組織和細(xì)胞的氨基酸。6構(gòu)型：指在立體異

2、構(gòu)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(gòu)型的轉(zhuǎn)變伴隨著共價鍵的斷裂和重新形成。7蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，以及二硫鍵的位置。8構(gòu)象：指有機分子中，不改變共價鍵結(jié)構(gòu)，僅單鍵周圍的原子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的原子的空間排布。一種構(gòu)象改變?yōu)榱硪环N構(gòu)象時，不涉及共價鍵的斷裂和重新形成。構(gòu)象改變不會改變分子的光學(xué)活性。9蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：指在蛋白質(zhì)分子中的局部區(qū)域內(nèi)，多肽鏈沿一定方向盤繞和折疊的方式。10結(jié)構(gòu)域：指蛋白質(zhì)多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)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(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上借助各種次級鍵卷曲折疊成特定的球狀分

3、子結(jié)構(gòu)的構(gòu)象。12氫鍵：指負(fù)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(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：指多亞基蛋白質(zhì)分子中各個具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈以適當(dāng)方式聚合所呈現(xiàn)的三維結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)分子中相鄰的二級結(jié)構(gòu)單位組合在一起所形成的有規(guī)則的、在空間上能辨認(rèn)的二級結(jié)構(gòu)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(zhì)分子中的疏水側(cè)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(chǎn)生的一種弱的分子間的力。當(dāng)兩個原子之間的距離為它們的范德華半徑之和時，范德華

4、力最強。18鹽析：在蛋白質(zhì)溶液中加入一定量的高濃度中性鹽（如硫酸氨），使蛋白質(zhì)溶解度降低并沉淀析出的現(xiàn)象稱為鹽析。19鹽溶：在蛋白質(zhì)溶液中加入少量中性鹽使蛋白質(zhì)溶解度增加的現(xiàn)象。20蛋白質(zhì)的變性作用：蛋白質(zhì)分子的天然構(gòu)象遭到破壞導(dǎo)致其生物活性喪失的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)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(dǎo)致天然構(gòu)象的破壞，但其一級結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變。21蛋白質(zhì)的復(fù)性：指在一定條件下，變性的蛋白質(zhì)分子恢復(fù)其原有的天然構(gòu)象并恢復(fù)生物活性的現(xiàn)象。22蛋白質(zhì)的沉淀作用：在外界因素影響下，蛋白質(zhì)分子失去水化膜或被中和其所帶電荷，導(dǎo)致溶解度降低從而使蛋白質(zhì)變得不穩(wěn)定而沉淀的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的沉

5、淀作用。23凝膠電泳：以凝膠為介質(zhì)，在電場作用下分離蛋白質(zhì)或核酸等分子的分離純化技術(shù)。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(shù)。19，Edman降解（Edmandegradation）：從多肽鏈游離的N末端測定氨基酸殘基的序列的過程。N末端氨基酸殘基被苯異硫氰酸酯修25,別構(gòu)效應(yīng)（allostericeffect）:又稱為變構(gòu)效應(yīng)，是寡聚蛋白與配基結(jié)合改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物活性喪失的現(xiàn)象。26，鐮刀型細(xì)胞貧血?。╯ickle-cellanemia）:血紅蛋白分子遺傳缺陷造成的一種疾病，病人的大部分紅細(xì)胞呈鐮刀狀。其特點是

6、病人的血紅蛋白亞基N端的第六個氨基酸殘缺是纈氨酸（vol），而不是下正常的谷氨酸殘基(Ghe)。23.波爾效應(yīng)（Bohreffect）:CO2濃度的增加降低細(xì)胞內(nèi)的pH，引起紅細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白氧親和力下降的現(xiàn)象。（二）填空題1氨；羧基；216；6.253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(fù)極6組氨酸；半胱氨酸；蛋氨酸7-螺旋結(jié)構(gòu)；-折疊結(jié)構(gòu)8C=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(lán)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

7、加；鹽溶；減?。怀恋砦龀?；鹽析；蛋白質(zhì)分離16帶電荷量；分子大??；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(fù)極移動；21兩性離子；負(fù)；223.2223氫鍵；24C；a；b2516672；66687；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

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(shù)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(shù)蛋白質(zhì)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(zhì)子，作為堿，而其它3種氨基酸均無可解離的R側(cè)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(zhì)的-螺旋結(jié)構(gòu)的特點是，肽鏈圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)形成螺旋結(jié)構(gòu)，而不是充分伸展的結(jié)構(gòu)。另外在每個螺旋中含有3.6個氨基酸殘基，螺距

9、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(jié)構(gòu)的特點。7C：蛋白質(zhì)處于等電點時，凈電荷為零，失去蛋白質(zhì)分子表面的同性電荷互相排斥的穩(wěn)定因素，此時溶解度最??；加入少量中性鹽可增加蛋白質(zhì)的溶解度，即鹽溶現(xiàn)象；因為蛋白質(zhì)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(zhì)的溶解度減小而不是增加，因為蛋白質(zhì)變性后，近似于球狀的空間構(gòu)象被破壞，變成松散的結(jié)構(gòu)，原來處于分子內(nèi)部的疏水性氨基酸側(cè)鏈暴露于分子表面，減小了與水分子的作用，從而使蛋白質(zhì)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(gòu)體，所以不具

10、有旋光性。9B：雙縮脲反應(yīng)是指含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物（肽及蛋白質(zhì)）與稀硫酸銅的堿性溶液反應(yīng)生成紫色（或青紫色）化合物的反應(yīng)，產(chǎn)生顏色的深淺與蛋白質(zhì)的含量成正比，所以可用于蛋白質(zhì)的定量測定。茚三酮反應(yīng)是氨基酸的游離的-NH與茚三酮之間的反應(yīng)；凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)消化后產(chǎn)生的氨；紫外吸收法是通過測定蛋白質(zhì)的紫外消光值定量測定蛋白質(zhì)的方法，因為大多數(shù)蛋白質(zhì)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(zhì)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

11、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(zhì)的等電點是指蛋白質(zhì)分子內(nèi)的正電荷桌能總數(shù)與負(fù)電荷總數(shù)相等時的pH值。蛋白質(zhì)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(zhì)沉淀析出反而會增加其溶解度，即鹽溶。在等電點時，蛋白質(zhì)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(zhì)應(yīng)調(diào)pH至等電點。12A：在蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)中，通常是疏水性氨基酸的側(cè)鏈存在于分子的內(nèi)部，因為疏水性基團避開水相而聚集在一起，而親水側(cè)鏈分布在分子的表面以充分地與水作用；蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是多肽鏈中氨基酸的排列順序，

12、此順序即決定了肽鏈形成二級結(jié)構(gòu)的類型以及更高層次的結(jié)構(gòu)；維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力主要是次級鍵。13C：-折疊結(jié)構(gòu)是一種常見的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中肽鏈處于曲折的伸展?fàn)顟B(tài)，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(jié)構(gòu)穩(wěn)定。14A：用凝膠過濾柱層析分離蛋白質(zhì)是根據(jù)蛋白質(zhì)分子大小不同進行分離的方法，與蛋白質(zhì)分子的帶電狀況無關(guān)。在進行凝膠過濾柱層析過程中，比凝膠網(wǎng)眼大的分子不能進入網(wǎng)眼內(nèi)，被排阻在凝膠顆粒之外。比凝膠網(wǎng)眼小的顆?？梢赃M入網(wǎng)眼內(nèi)，分子越小進入網(wǎng)眼的機會越多，因此不同

13、大小的分子通過凝膠層析柱時所經(jīng)的路程距離不同，大分子物質(zhì)經(jīng)過的距離短而先被洗出，小分子物質(zhì)經(jīng)過的距離長，后被洗脫，從而使蛋白質(zhì)得到分離。15A：蛋白質(zhì)的變性是其空間結(jié)構(gòu)被破壞，從而引起理化性質(zhì)的改變以及生物活性的喪失，但其一級結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變，所以肽鍵沒有斷裂。蛋白質(zhì)變性的機理是維持其空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力被破壞，氫鍵、離子鍵和疏水鍵都是維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力，當(dāng)這些作用力被破壞時空間結(jié)構(gòu)就被破壞并引起變性，所以與變性有關(guān)。16A：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)即蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序決定蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象，因為一級結(jié)構(gòu)中包含著形成空間結(jié)構(gòu)所需要的所有信息，氨基酸殘基的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)決定了所組成的蛋白

14、質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)的類型以及三級、四級結(jié)構(gòu)的構(gòu)象；二硫鍵和次級鍵都是維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象穩(wěn)定的作用力，但不決定蛋白質(zhì)的構(gòu)象；溫度及pH影響蛋白質(zhì)的溶解度、解離狀態(tài)、生物活性等性質(zhì)，但不決定蛋白質(zhì)的構(gòu)象。17E：氨基酸分子上的正電荷數(shù)和負(fù)電荷數(shù)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，所以溶解度最校18B：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，蛋白質(zhì)中所含氨基酸的種類和數(shù)目相同但排列順序不同時，其一級結(jié)構(gòu)以及在此基礎(chǔ)上形成的空間結(jié)構(gòu)均有很大不同。蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的折疊和盤繞是蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，所以B項是正確的。（19見）（四）是

15、非判斷題1錯：脯氨酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生黃色化合物，其它氨基酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)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(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。3錯：蛋白質(zhì)具有重要的生物功能，有些蛋白質(zhì)是酶，可催化特定的生化反應(yīng)，有些蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)。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(gòu)型，這兩種不同構(gòu)型的轉(zhuǎn)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

16、以不是不對稱碳原子，沒有2種不同的立體異構(gòu)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(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，不同氨基酸的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)不同，因而決定了多肽鏈形成二級結(jié)構(gòu)的類型以及不同類型之間的比例以及在此基礎(chǔ)上形成的更高層次的空間結(jié)構(gòu)。如在脯氨酸存在的地方-螺旋中斷，R側(cè)鏈具有大的支鏈的氨基酸聚集的地方妨礙螺旋結(jié)構(gòu)的形成，所以一級結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象。9錯：一氨基一羧基氨基酸為中性氨基

17、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(zhì)的變性是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的破壞，這是由于維持蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)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(zhì)是由一條多肽鏈構(gòu)成的，只具有三級結(jié)構(gòu)，不具有四級結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，當(dāng)血紅蛋白的一個亞基與氧結(jié)合后可加速其它亞基與氧的結(jié)合，所以具有變構(gòu)效應(yīng)。肌紅蛋白是僅有一條多肽鏈的蛋白質(zhì)，具有三級結(jié)構(gòu)，不具有四級結(jié)構(gòu)，所以在與氧的結(jié)合過程中不表現(xiàn)出變構(gòu)效應(yīng)。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

18、鏈上切下修飾的殘基，經(jīng)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(xù)進行下一輪Edman反應(yīng)，測定N末端第二個氨基酸。反應(yīng)重復(fù)多次就可連續(xù)測出多肽鏈的氨基酸順序。FDNB法（Sanger反應(yīng)）是多肽鏈N末端氨基酸與FDNB（2,4-二硝基氟苯）反應(yīng)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(jié)合牢固，不易被酸水解。水解產(chǎn)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(shù)氨基酸的-碳原子上都有一個自由氨基和一個自由羧基，

19、但脯氨酸和羥脯氨酸的-碳原子上連接的氨基氮與側(cè)鏈的末端碳共價結(jié)合形成環(huán)式結(jié)構(gòu)，所以不是自由氨基。15對：蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的大分子，有些氨基酸的R側(cè)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(zhì)分子即是酸又是堿，是兩性電解質(zhì)。蛋白質(zhì)分子中可解離R基團的種類和數(shù)量決定了蛋白質(zhì)提供和接受H+的能力，即決定了它的酸堿性質(zhì)。16對：在具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子中，每個具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈?zhǔn)且粋€亞基。17錯：具有兩個或兩個以上肽鍵的物質(zhì)才具有類似于雙縮脲的結(jié)構(gòu)，具有雙縮脲反應(yīng)，而二肽只具有一個肽鍵，所以不具有雙縮脲反應(yīng)。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(zhì)沉淀是由于大量的中性鹽破壞了蛋白質(zhì)膠體的穩(wěn)定因素（蛋白質(zhì)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(zhì)溶解度降低并沉淀，但并未破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，所以不引起變性。根據(jù)不同蛋白質(zhì)鹽析所需的鹽飽和度分段鹽析可將蛋白質(zhì)進行分離和純化。20錯：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)包括二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)三個層次，三級結(jié)構(gòu)只是其中一個層次。21錯：維持蛋白質(zhì)三級結(jié)