生物化學(xué)(三版)課后習(xí)題

生物化學(xué)（第三版）課后習(xí)題詳細(xì)解答第三章氨基酸提要α-氨基酸是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子，當(dāng)用酸、堿或蛋白酶水解蛋白質(zhì)時(shí)可獲得它們。蛋白質(zhì)中的氨基酸都是L型的。但堿水解得到的氨基酸是D型和L型的消旋混合物。參與蛋白質(zhì)組成的基本氨基酸只有20種。此外還有若干種氨基酸在某些蛋白質(zhì)中存在，但它們都是在蛋白質(zhì)生物合成后由相應(yīng)是基本氨基酸（殘基）經(jīng)化學(xué)修飾而成。除參與蛋白質(zhì)組成的氨基酸外，還有很多種其他氨基酸存在與各種組織和細(xì)胞中，有的是β-、γ-或δ-氨基酸，有些是D型氨基酸。氨基酸是兩性電解質(zhì)。當(dāng)pH接近1時(shí)，氨基酸的可解離基團(tuán)全部質(zhì)子化，當(dāng)pH在13左右時(shí)，則全部去質(zhì)子化。在這中間的某一pH（因不同氨基酸而異），氨基酸以等電的兼性離子（H3N+CHRCOO-）狀態(tài)存在。某一氨基酸處于凈電荷為零的兼性離子狀態(tài)時(shí)的介質(zhì)pH稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)，用pI表示。所有的α-氨基酸都能與茚三酮發(fā)生顏色反應(yīng)。α-NH2與2,4-二硝基氟苯（DNFB）作用產(chǎn)生相應(yīng)的DNP-氨基酸（Sanger反應(yīng)）；α-NH2與苯乙硫氰酸酯（PITC）作用形成相應(yīng)氨基酸的苯胺基硫甲酰衍生物（Edman反應(yīng)）。胱氨酸中的二硫鍵可用氧化劑（如過(guò)甲酸）或還原劑（如巰基乙醇）斷裂。半胱氨酸的SH基在空氣中氧化則成二硫鍵。這幾個(gè)反應(yīng)在氨基酸荷蛋白質(zhì)化學(xué)中占有重要地位。除甘氨酸外α-氨基酸的α-碳是一個(gè)手性碳原子，因此α-氨基酸具有光學(xué)活性。比旋是α-氨基酸的物理常數(shù)之一，它是鑒別各種氨基酸的一種根據(jù)。參與蛋白質(zhì)組成的氨基酸中色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在紫外區(qū)有光吸收，這是紫外吸收法定量蛋白質(zhì)的依據(jù)。核磁共振（NMR）波譜技術(shù)在氨基酸和蛋白質(zhì)的化學(xué)表征方面起重要作用。氨基酸分析分離方法主要是基于氨基酸的酸堿性質(zhì)和極性大小。常用方法有離子交換柱層析、高效液相層析（HPLC）等。第四章蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu)提要蛋白質(zhì)分子是由一條或多條肽鏈構(gòu)成的生物大分子。多肽鏈?zhǔn)怯砂被嵬ㄟ^(guò)肽鍵共價(jià)連接而成的，各種多肽鏈都有自己特定的氨基酸序列。蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量介于6000到1000000或更高。蛋白質(zhì)分為兩大類(lèi)：?jiǎn)渭兊鞍踪|(zhì)和綴合蛋白質(zhì)。根據(jù)分子形狀可分為纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)和膜蛋白質(zhì)。此外還可按蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能分類(lèi)。為了表示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同組織層次，經(jīng)常使用一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)這樣一些專(zhuān)門(mén)術(shù)語(yǔ)。一級(jí)結(jié)構(gòu)就是共價(jià)主鏈的氨基酸序列，有時(shí)也稱(chēng)化學(xué)結(jié)構(gòu)。二、三和四級(jí)結(jié)構(gòu)又稱(chēng)空間結(jié)構(gòu)（即三維結(jié)構(gòu)）或高級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的生物功能決定于它的高級(jí)結(jié)構(gòu)，高級(jí)結(jié)構(gòu)是由一級(jí)結(jié)構(gòu)即氨基酸序列決定的，二氨基酸序列是由遺傳物質(zhì)DNA的核苷酸序列規(guī)定的。肽鍵（CO—NH）是連接多肽鏈主鏈中氨基酸殘缺的共價(jià)鍵，二硫鍵是使多肽鏈之間交聯(lián)或使多肽鏈成環(huán)的共價(jià)鍵。多肽鏈或蛋白質(zhì)當(dāng)發(fā)生部分水解時(shí)，可形成長(zhǎng)短不一的肽段。除部分水解可以產(chǎn)生小肽之外，生物界還存在許多游離的小肽，如谷胱甘肽等。小肽晶體的熔點(diǎn)都很高，這說(shuō)明短肽的晶體是離子晶格、在水溶液中也是以偶極離子存在的。測(cè)定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的策略是：（1）測(cè)定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈數(shù)目；（2）拆分蛋白質(zhì)分子的多肽鏈；（3）斷開(kāi)多肽鏈內(nèi)的二硫橋；（4）分析每一多肽鏈的氨基酸組成；（5）鑒定多肽鏈的N-末端和C-末端殘基；（6）斷裂多肽鏈成較小的肽段，并將它們分離開(kāi)來(lái)；（7）測(cè)定各肽段的氨基酸序列；（8）利用重疊肽重建完整多肽鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)；（9）確定半胱氨酸殘基形成的S-S交聯(lián)橋的位置。序列分析中的重要方法和技術(shù)有：測(cè)定N-末端基的苯異硫氰酸酯（PITC）法，分析C-末端基的羧肽酶法，用于多肽鏈局部斷裂的酶裂解和CNBr化學(xué)裂解，斷裂二硫橋的巰基乙醇處理，測(cè)定肽段氨基酸序列的Edman化學(xué)降解和電噴射串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，重建多肽鏈一級(jí)序列的重疊肽拼湊法以及用于二硫橋定位的對(duì)角線(xiàn)電泳等。在不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)稱(chēng)同源蛋白質(zhì)。同源蛋白質(zhì)具有明顯的序列相似性(稱(chēng)序列同源),兩個(gè)物種的同源蛋白質(zhì)，其序列間的氨基酸差異數(shù)目與這些物種間的系統(tǒng)發(fā)生差異是成比例的。并根據(jù)同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列資料建立起進(jìn)化樹(shù)。同源蛋白質(zhì)具有共同的進(jìn)化起源。在生物體內(nèi)有些蛋白質(zhì)常以前體形試合成，只有按一定方式裂解除去部分肽鏈之后才出現(xiàn)生物活性，這一現(xiàn)象稱(chēng)蛋白質(zhì)的激活。血液凝固是涉及氨基酸序列斷裂的一系列酶原被激活的結(jié)果，酶促激活的級(jí)聯(lián)放大，使血凝塊迅速形成成為可能。凝血酶原和血清蛋白原是兩個(gè)最重要的血凝因子。血纖蛋白蛋白原在凝血酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檠宓鞍啄龎K（血塊的主要成分）。我國(guó)在20世紀(jì)60年代首次在世界上人工合成了蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素。近二、三十年發(fā)展起來(lái)的固相肽合成是控制合成技術(shù)上的一個(gè)巨大進(jìn)步，它對(duì)分子生物學(xué)和基因工程也就具有重要影響和意義。至今利用Merrifield固相肽合成儀已成功地合成了許多肽和蛋白質(zhì)。習(xí)題2、有一個(gè)A肽，經(jīng)酸解分析得知為L(zhǎng)ys、His、Asp、Glu2、Ala以及Val、Tyr忽然兩個(gè)NH3分子組成。當(dāng)A肽與FDNB試劑反應(yīng)后得DNP-Asp；當(dāng)用羧肽酶處理后得游離纈氨酸。如果我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中將A肽用胰蛋白酶降解時(shí)，得到兩種肽，其中一種（Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr）在pH6.4時(shí)，凈電荷為零，另一種（His、Glu以及Val）可給除DNP-His，在pH6.4時(shí)，帶正電荷。此外，A肽用糜蛋白酶降解時(shí)，也得到兩種肽，其中一種（Asp、Ala、Tyr）在pH6.4時(shí)全中性，另一種（Lys、His、Glu2以及Val）在pH6.4時(shí)帶正電荷。問(wèn)A肽的氨基酸序列如何？[Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val]解：1、N-末端分析：FDNB法得：Asp-；2、C-末端分析：羧肽酶法得：-Val；3、胰蛋白酶只斷裂