蛋白质的化学.doc
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1、第一章 蛋白质的化学一、名词解释端与端:蛋白质一级结构:氨基酸残基:n=3.613:肽单位、肽平面:寡聚蛋白:蛋白质变性:8超二级结构与结构域:二、是非题 判断下列各句话意思的正确与否,正确的在题后括号内画“”,错误的画“”,如果是错误的,请说明其理由1.组成蛋白质的20种氨基酸,它们至少含有一个不对称碳原子。2.氨基酸立体异构体虽有-型和-型之分,但在蛋白质中所发现的氨基酸均为型。3.等摩尔的-la和-la混合液,不能引起偏振光平面的偏转。4.从蛋白质酸水解液中可以得到所有20种天然氨基酸。5.氨基酸在水溶液或固体状态是以两性离子形式存在的。6.内部氢键的形成是驱使蛋白质折叠的主要力量。7.
2、在外界环境一定的条件下,蛋白质的空间结构主要是由它的一级结构所决定的。8.原来溶于水的蛋白质,经加热后从水中析出主要是因为蛋白质的空间结构破坏,原来位于分子内部的疏水氨基酸外露的结果。9.天然蛋白质中多肽链的螺旋构象都是右旋的。10.SDS聚丙烯酰胺电泳测定白质分子量的方法是根椐蛋白质所带电荷的不同。11.某一蛋白质样品,当其酸性氨基酸数目等于碱性氨基酸数目时,此蛋白质样品的等电点pH是。12.在胶原蛋白质中,由于组分中主要是甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸,它们在参于肽键形成后,不再含有可供形成氢键的氢原子,故不能形成螺旋,胶原蛋白中多肽链构象主要是折叠结构。13.血红蛋白和细胞色素都是含铁卟啉的色
3、蛋白,两者的功能虽然不同,但它们的作用机制相同,都是通过铁离子化合价的变化来实现的。14用层析技术分离氨基酸是根据各种氨基酸的极性不同。15用凝胶电泳技术分离蛋白质是根据各种蛋白质的分子大小和电荷不同。16从细胞内提取出某种物质,用羧肽酶A不能使其水解,与茚三酮反应呈阴性,因此可以肯定地判断它是非肽物质。17蛋白质构象的变化伴随自由能的变化,最稳定的构象自由能最低。18刚性平面结构的肽单位是蛋白质主链骨架的重复单位。19蛋白质分子的亚基就是蛋白质的结构域。20脯氨酸不能维持螺旋,凡有脯氨酸的部位肽链都发生弯转。21有机溶剂引起蛋白质变性的主要原因之一是降低介质的介电常数。22血红蛋白比肌红蛋白
4、携氧能力高,这是因为它有多个亚基。23蛋白质和酶原的激活过程说明蛋白质的一级结构变化与蛋白质的功能密切相关。24肌红蛋白和血红蛋白的和链有共同的三级结构。 25利用盐浓度的不同可以提高或降低蛋白质的溶解度。三、填空题 组成蛋白质的氨基酸有20种,其中,必须氨基酸有_ 种,即_ 。通用氨基酸除_外都有旋光性;_和_分子量比较小而且不含硫,在折叠的多肽链中能形成氢键;_在稳定许多蛋白质结构中起重要作用,因为它可参与形成链内和链间的共价键。_具有非极性侧链且是生成酪氨酸的前体。氨基酸结构上的共同点是:(1 _),(2) _,(3) _。在蛋白质一级结构测定中,常用来做端分析的方法有_, _和_三种。
5、有一蛋白质经末端分析知道有两个末端,电泳均显示两条带,说明该蛋白质含有_亚基,另一种蛋白质分子用羟基乙醇处理,在酸性碱性条件下均显示一条带,说明该蛋白质分子的结构特点是_。蛋白质的主链构象单元有_、_、_ 、 _四种。盐浓度低时,盐的加入使蛋白质的溶解度_,称为_现象;盐浓度高时,盐的加入使蛋白质的溶解度_,称为_现象。在典型的螺旋结构中,一个氨基酸的氨基氢与其前面第_个氨基酸残基的羰基氧形成氢键,在此封闭体系内,共含有_个主链原子。9在正常生理条件下(pH7),蛋白质分子中_和_的侧链部分带正电荷。102,4二硝基氟苯(DNFB或FDNB)与氨基酸作用可生成黄色的_,简称_。11球蛋白分子中
6、_基团排列在外部_基团排列在分子的内部。121953年英国科学家_等人首次完成牛胰岛素_的测定,证明牛胰岛素是由_条多肽链,共_个氨基酸组成。13生活在西藏高原的人血液中,2,3二磷酸甘油酸的浓度比一般人_。14用紫外光吸收法测定蛋白质含量的依据是所有的蛋白质分子中都含有_、_和三_种氨基酸。15 1965年中国科学家完成了由51个氨基酸残基组成的_合成。16目前己知的超二级结构有_、_、_和_四种基本形式。l7维持蛋白质三级结构的作用力_、_、_和盐键。18胶原蛋白的基本组成单位是由_组成的原胶原蛋白,再经多次聚合形成_。19在pH6.0时将G1y,A1a,G1u,Lys,Arg和Ser的混
7、合物进行纸电泳,向阳极移动 快的是_;向阴极移动最快的是_和_;移动很慢接近原点的是_,_和_。 20测定肽段常用的方法是Edman化学降解法,Edman试剂是_。22去污剂如十二烷基磺酸钠(SDS)使蛋白质变性是由于SDS能破坏_使疏水基团暴露到介质中。23研究蛋白质构象的方法很多,但主要是应用_。四、选择题在生理H条件下,带正电荷的氨基酸是: Ala Try Trp Lys下列哪些氨基酸只含非必须氨基酸: 芳香族氨基酸 碱性氨基酸 酸性氨基酸 支链氨基酸下列哪些蛋白质是不溶于水的?血红蛋白 酶抗体 胶原蛋白细胞色素氧化酶除含有血色素辅基外,还含有: 铜 铁 镁 锌蛋白质在280nm有最大光
8、吸收,主要是因为其中含有: Phe Tyr His Trpp在pH附近的是: Ser Glu Asn His下列哪种蛋白质含有三股螺旋: 角蛋白 血红蛋白 原胶原蛋白 丝心蛋白维持蛋白质空间结构稳定的主要因素是: 疏水作用 氢键 范德华作用力 盐键茚三酮与脯氨酸反应时,在滤纸层析谱上呈现: 蓝紫色 红色 黄色 绿色10在效应物作用下,蛋白质产生的变构(或别构)效应是由于蛋白质的A 一级结构发生变化 B 构型发生变化C 构象发生变化 D 氨基酸序列发生变化11下列具有协同效应的蛋白质是:A 肌红蛋白 B 血红蛋白C 丝心蛋白 D 弹性蛋白12同源蛋白是指:A 来源相同的各种蛋白质 B 来源不同的
9、同一种蛋白质C 来源相同的同一种蛋白质 D 来源不同的各种蛋白质13如下哪些叙述是正确的: 肽键中的具有部分双键性质; 肽单位中的六个原子处在一个平面上; 两个相邻近的碳呈反式分布; 的二面角在0180内可以自由旋转。14胶原蛋白中含量最多的氨基酸是:A 甘氨酸和丙氨酸 B 脯氨酸和羟脯氨酸C 谷氨酸和天冬氨酸 D 精氨酸和赖氨酸15蛋白质空间结构稳定机制中,包括下列哪种氨基酸与赖氨酸残基的相互作用。A G1u B ArgC His D Asp五、问答与计算1什么是蛋白质的一、二、三、四级结构?主要的稳定因素各是什么? 2什么是蛋白质的等电点(pI)?为什么说在等电点时蛋白质的溶解度最低?3将
10、固体氨基酸溶于pH7的水中所得的氨基酸溶液,有的pH大于7,有的小于7,这种现象说明什么?4根据下列信息推断含等量Met,Phe,Asp,Ser,Thr的五肽序列:(1)用BrCN处理五肽,释放出肽段和一个游离的高丝氨酸;(2)用胰凝乳蛋白酶处理五肽得到两个碎片,酸性较强的碎片含甲硫氨酸;(3)用羧肽酶A处理五肽,迅速放出Ser,随后放出Thr。5指出用电泳技术分离下列物质,pH是多少时最合适?(1) 血清清蛋白(pI4.9)和血红蛋白(pI6.8);(2) 肌红蛋白(pI7.0)和胰凝乳蛋白梅(pI9.5);(3) 卵清蛋白(pI4.6)、血清清蛋白和肽酶(pI5.0)。 610ml溶液内含
11、有某化合物5mg,从此溶液中取2ml稀释至20ml,取此溶液1.5ml置于0.5cm光径的比色杯中,测得280nm处的O.D值为0.4,设此化合物的摩尔消光系数为1104,.为500,求此化合物的浓度?7某氨基酸的水溶液pH值为6.0,问此氨基酸的等电点是大于6,等于6,还是小于68用画图法比较肌红蛋白和血红蛋白氧合曲线的差异,并说明为什么? 2,3二磷酸甘油酸(DPG)与血红蛋白对氧的亲和力有什么影响9举例说明蛋白质结构与功能的关系?10用你学过的蛋白质理化性质,设计一条由毛发水解制备胱氨酸的流程图,并说明其原因。参考答案一、名词解释端与端:多肽或蛋白质分子中含有游离-NH2的一端称端,含有
12、游离-COOH的一端称C端。蛋白质一级结构:蛋白质分子中氨基酸的排列顺序称蛋白质一级结构。氨基酸残基:蛋白质分子中的氨基酸组成单位称氨基酸残基,由于氨基酸在形成肽键的过程失去了一些基团,已经不是完成的分子故名。n=3.613:该式是典型右手-螺旋结构的表达式,式中3.6表示每螺旋上升一圈需要的氨基酸残基数,下标13表示由氢键形成的封闭体系中的主链原子数。肽单位、肽平面:构成肽链骨架的结构重复单位称肽单位,组成肽单位的六个原子组成一个平面,该平面称肽平面。寡聚蛋白:由二个或二个以上具有三级结构的多肽链构成的蛋白质分子称寡聚蛋白。蛋白质变性:由于酸、碱、变性剂或高温等理化因素影响,使蛋白质分子有规
13、律的空间结构受到破坏的现象称蛋白质变性。8超二级结构与结构域: 两个或多个二级结构单元被长度不等,走向不规则的连接肽彼此相连,形成的有规律的、在空间上可以辨认二级结构组合体称为超二级结构。结构域也叫辖区,是指存在于球状蛋白质分子内部由相邻的多个二级结构单元彼此相连形成的球状亚单位。二、是非题1.错 2.对3.对4.错5. 对6. 错7.对8.对9.错10. 对11.错12.错13.错14.对15.对16.错17.对18.对19.错20.对21.对22.对23.24.对25.对三、填空题 8,Thr、Met、Val、Phe、Trp、Lys、Leu、IIeGly;Pro、Hyp;二硫键;Phe(1
14、) -氨基酸 ,(2)除Gly外至少含有一个手性碳原子,(3) 除Gly外都有D、L型立体异构体DNFP法,Edman降解法,丹磺酰氯法(DNS-CI法)两种亚基,由一条多肽链构成-螺旋,-折叠,-转角,松散片段增加,盐溶;降低,盐析3.6,139Lys,Arg102,4二硝基苯氨基酸,DNP11亲水基团,疏水基团12Sanger,一级结构,两,5113高14Phe、Trp、Tyr15牛胰岛素16-螺旋超螺旋、X、-迂回、-折叠桶l7疏水力,范德华力,氢键18原胶原蛋白分子,胶原纤维19G1u,Lys、Arg,G1y,A1a,Ser20苯异硫氰酸22疏水力23X-光衍射分析技术.DC. 、.1
15、0C11B 12B 13 14B 15D五、问答与计算1答案(略)2答案(略)3答:氨基酸既带有氨基也有羧基,是两性电解质。当固体的氨基酸溶于纯水中时,酸性基团解离出质子使溶液变为酸性,碱性基团接受质子使溶液变为碱性。在20种通用氨基酸中,一氨基一羧基的氨基酸溶于水后溶液基本为中性,一氨基二羧基的氨基酸溶于水后溶液pH小于7为酸性,二氨基一羧基的氨基酸,如Lys、Arg溶于水后溶液pH大于7为碱性。4答:五肽的氨基酸顺序是MetAspPheThrSer。用BrCN处理得到一个游离的高丝氨酸说明N末端是Met。胰凝乳蛋白酶水解得到两个片段,酸性强的含有甲硫氨酸表明:MetAspPhe;羧肽酶A作
16、用结果说明C端是ThrSer。所以该五肽氨基酸顺序是:MetAsPPheThrSer。5答:电泳分离技术是根据物质带电荷的多少达到分离的目的。待分离的物质所带电荷的差异越大分离效果就越好,所以应取两者pI的中间值,带正电荷的粒子电泳时向负极移动,带负电荷的粒子电泳时向正极移动。(1)在pH5.8;(2)在pH8.2;(3)在pH4.8。 6解:根据朗伯-比尔定律OD = .L.C该物质溶液浓度C = OD/.L = 0.4/11040.5 = 0.810-4(mol/L)= 0.810-4500(g/L) = 410-2(g/L)10ml溶液中物质含量 = C V 稀释倍数 = 410-2(g
17、/L) 0.01L10= 410-3(g) = 4(mg)该物质纯度 = 纯物质含量/溶液中物质总量 100= 4/5 100= 80%答:此化合物纯度是80%。7答:该氨基酸水溶液pH值为6.0,说明该氨基酸羧基的解离程度大于氨基,要使氨基酸上的羧基的解离程度与氨基的解离程度相同,只有加酸抑制其水解,故该氨基酸的pI小于6。8答:血红蛋白是一种由四个亚基组成的寡聚蛋白,肌红蛋白只由一条多肽链组成;血红蛋白的和链与肌红蛋白具有相同的三级结构,在与氧的结合过程中肌红蛋白呈饱和曲线,血红蛋白呈S型曲线。血红蛋白有两种不同的构象,一种是松弛型构象,另一种是紧缩型构象,当血红蛋白与氧分子结合时呈松弛构
18、象,释放出氧分子时呈紧缩型构象。在去氧血红蛋白的两个亚基之间存在有一个能够容纳一分子2,3-DPG(2,3二磷酸甘油酸)的凹穴,2,3-DPG可以借自身所带三个负电荷基团与每个-亚基的表面的三个正电荷基团(1位Val的氨基,82位Lys的氨基,43位His的咪唑基)互相吸引形成三个离子键,使血红蛋白维持紧缩型构象,导致它对氧的亲和力下降。在肺部,由于氧分压高,2,3-DPG也低,血红蛋白能够最大限度地与氧结合,形成氧合血红蛋白,氧合血红蛋白随血液到达肌肉、脑及其它组织时,由于氧分压低,迅速释放出氧分子,较高的2,3-DPG与去氧血红蛋白结合,使其维持紧缩型结构。长期生活在高山缺氧地区的人群,血
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