第一章蛋白质练习题
1． 组成蛋白质的20种氨基酸中，哪些是极性的7哪些是非极性的？哪一种不能参与形成真正的肽键？为什么？
在组成蛋白质的20种氨基酸中，根据氨基酸侧链基团的极性可分为三种： （1）带有非极性侧链基团的氨基酸： Ala， Val， Leu， 11。， Th。 trp． Met和 Pro。
（2）带有极性但不解离侧链基团的氨基酸：Thr，Ser，Tyr，Asn，Gln，Cys和Gly。 这些氨基酸的OH、CO一NH2和一SH，在pH7的生理条件下不能解离但显示极性。Gly的H+因受α一碳原子的影响，显示极弱的极性。
（3）带有解离侧链基团的氨基酸：在pH7的生理条件下解离，带正电荷的有Arg，Lys和 HiS；带负电荷的有： Asp和 Glu。在组成蛋白质的 20种氨基酸中， Pro不能参与形成真正的肽键，因为Pro是亚氨基酸，没有游离的氨基。
2． 什么是蛋白质的等电点（pl）？为什么说在等电点时蛋白质的溶解度最低？
蛋白质分子所带净电荷为零时，溶液的pH值为该蛋白质的等电点。处于等电点状态的蛋白质分子外层的水化层被破坏，分子之间相互聚集形成较大的颗粒而沉淀下来 3． 蛋白质分子中哪些氨基酸可以与金属紧密地结合？请举例说明。
在蛋白质分子中带电荷的氨基酸侧链部可以与金属离子以离子键的方式结合。例如血红蛋白分子中血红素带有的铁离子，凌肽酶A分子中的锌离子以及其它蛋白质分子中的铜、镁离子。体内常见的与金属离子结合的氨基酸His、Glu和Cys等。
4． 将固体氨基酸溶解于pH7的水中所得的氨基酸溶液．内的pH大于7，有的小于7，这种现象说明什么；
氨基酸溶于纯水中溶液的pH大于或小于7，这正好说明了氨基酸具有兼性离子的性质。氨基酸的共同特点是既带有氨基也有羧基。还带出可解离和不可解离的侧链基团，当固体的氨基酸溶于纯水中时，pK值小于7的基团解离释放出质子使溶液变为酸性，pK′值大于7的基团接受质子使溶液变为碱性．在组成蛋白质的20种氨基酸中．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Lsy。或带有胍基的精氨酸，带有咪唑基的组氨酸溶于水后溶液pH大于7为碱性。
5． 什么是肽单位．它向哪些基本特征？
蛋白质分子中主链骨架的重复单位称为肽单位，组成肽单位的6个原子，一（Cn一 CO—NH—Cn+1一）位于一个平面上所以也称其为肽平面。如下所示。 C1α一C O—N H——C2α一 肽单位的基本结构是固定的，并且有以下特征：（1）肽键中的C一N键（键长0.1325nm）；比正常的C一N单键（键长0.147nm）短，比C=N键（键长0.127nm）长．因此具有部分双键的性质不能自由旋转。
（2）肽单位是一个刚性平面结构，所以也可以说多肽链是由许多刚性平面连接起来的， 平面之间是α一碳原子、由ψ角和φ角决定了的构象不能轻易改变。
（3）在肽平面上C=O与N一N，或者C1α－C与N一C2α可以是顺式也可以是反式，在多肽链中的肽单位通常是反式。
（4）除 Pro外都是反式，反式构型比顺式构型能量低因此比较稳定。 Pro不含游离的氨 基，不能形成真正的肽鲢，由Pro参与形成的肽键可以是顺式也可以是反式。 l 10． 酸水解 1毫摩尔某五肽，得到 2毫摩尔 Gin， 1毫摩尔 Lys；用胰蛋白酶处理得到两个肽段．电泳时一个向阳极移动，另一个向阴极移动．两者之一用DNFB（2， 4－二硝
基氟苯）处理后．再用酸水解产生D？VP－（｝1。，用腹凝乳蛋白酶水解五肽产生两个二肽和游离GIU，写出五肽的氨基酸排列顺序。 13． 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（pI=4.9）和血红蛋白（pI=6.8）； （2） 肌红蛋白（PI=7.0）和胰凝乳蛋白梅（pI=9.5）； （3） 卵清蛋白（PI=4.6）、血清清蛋白和脲酶（pI=5.0）。） 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PH4.9。 15． 有一个蛋白分子在pH7的水溶液中可以折叠成球状，通常是带极性侧链的氨基酸位于分于内部，带非极性侧链的氨基酸位于分子外部。请回答：
（1） 在Va1，Pro，Phe，Asp，Lys，Ile和His中，哪些位于分子内部哪些位于分子外部； （2） 为什么在球蛋白内部和外部都能发现Gly和Ala？
（3） Ser，Thr，Asn和Gln都是极性氨基酸，为什么会在分子内部发现？ （4） 在球蛋白的分子内部和外部都能找到Cys，为什么
1）带有非极性侧链的氨基酸残基： Val， Pro， Phe，Ile。Ile位于分子内部；带有极性侧链的氨基酸残基：Asp，Lys．His。位于分子外部。
（2）因两者的侧链都比较小，疏水性和极性都小：Gly只有一个H+与α一碳原子相连，Ala只有CH2与α一碳原子相连，故它们既可以出现在分子内部，也可以出现在分子外部。 （3）它们在pH7.0时含有不带电荷的极性侧链，参与分子内部的氢键形成，从而减少了它们的极性。
（4）在球蛋白内部可见 Cys，因为Cys常常参与链内和链间的二硫键形成，使其极性减少。 18． 举例说明利用盐祈法分离蛋白质的原理和方法。 采用饱和硫酸铵从蛋清中分离卵清蛋白，从胰脏分离各种蛋白质和酶．都是利用盐析法分离蛋白质的典型实例。其原理是大量中性盐的加入，使水的活度降低，使溶液中的自由水与蛋白质分子水化层的水．转变为盐离子的水化水，破坏蛋白质水化层，导致蛋白质沉淀析出。通过盐析作用沉淀的蛋白质保持它的天然构象和活性，再溶解后，可以行使正常的功能。操作时，根据待分离蛋白质盐析浓度的要求。配制一定浓度饱和硫酸铵溶液加入样品中，蛋白质就会慢慢析出。例如将蛋清用水稀释，加人硫酸铵至半饱和，其中的球蛋白沉淀析出，除去滤液得到球蛋白，留在滤液中的卵清清蛋白，通过酸化室温静止，过一段时间后，可得到卵清清蛋白晶体。 19． 由122个氨基酸组成的多肽链形成α-螺旋后的长度是多少？分子量又是多少？ 多肽链形成α一螺旋，每个螺旋由3.6个氨基酸残基组成，螺距为5.4nm。相邻的氨基酸之间垂直距离是1.5nm。多肽链形成α一螺旋后的长度是183nm，如果按每个氨基酸残基的平均分子量为120计算，这条多肽的分子量应为：14640。
第二章 核算习题
4． DNA样品在水浴中加热到一定温度，然后冷至室温测其OD260，请问在下列情况下加热与退火前后OD260的变化如何?（a）加热的温度接近该DNA的Tm值；（b）加热的温度远远超过该DNA的Tm值。
加热的温度接近该DNA的Tm值，开始退火复性后的A260与变性前应完全相同，因为在接近Tm值的温度时，DNA的两条链并未完全分开，所以复性可以达到与变性前相同的程度。（b）加热的温度远远超过该DNA的Tm值，退火复性后的A260比变性前高，因为在远远
超过Tm值的温度时，DNA的两条链完全分开复性不容易达到与变性前相同的程度
５．有一核酸溶液通过实验得到下列结果：（a）加热使温度升高．该溶液的紫外吸收增加。迅速冷却紫外吸收没有明显的下降；（b）经CsCI梯度离心后，核酸位于1.77g/ml溶液层。(c)核酸经热变性后迅速冷却再离心，原来的浮力密度ρ＝1.77g/ml的区带消失，新带在ρ＝1.72g/ml出现。此带的紫外吸收只有原来的一半。将离心管里的组分重新混合，通过适当温度处理进行退火，再离心后新带消失，ρ＝1.77g/ml的原带又重新出现了。其紫外吸收与变性前相同。（d）用提高pH12然后中和到7的方法代替热变性重复（c）步骤，得到与（c）步骤的第一次离心后相同的结果，但经退火处理后ρ＝1.72g/ml的区带不消失。根据以上现象推断该核酸样品的结构。
（a）紫外吸收随温度升高而增大，迅速冷却后，紫外吸收并不降低说明此样品分子为含氢键丰富的双键结构。
（b） 经CsCL密度梯度离心后，ρ值较高，表明此样品中除 DNA片段外，还有 RNA片段。
（c）热变性后迅速离心，重新离心出现新带，这说明两条链的ρ值不同，一条ρ-
1.720是DNA的特征带，另一条ρ值＞1.80，由于密度太大，离心时不能形成区带，但此链仍然完整存在，退火后重新出现就是证据。
(d) 双链中ρ值大的一条链被碱降解说明此链是RNA。
综上所述，此核酸样品是由一条DNA片段和一条RNA片段形成的杂交分子。 6．如果E．coli染色体DNA的75％用来编码蛋白质．假定蛋白质的平均分子量为60×103。请问：若E．coli染色体大约能编码2000种蛋白质。求该染色体DNA的长度是多小？该染色体DNA的分子量大约是多少？（以三个碱基编码一个氨基酸，氨基酸平均分子量为120u，核苷酸平均均分子量为640计算。）
设E．coli染色体应有的碱基为x，编码蛋白质的基因片段中应有的碱基对数为：
3×2000×60000／120=3×106=0.75x x=3×106/0.75=4×106（碱基对）
染色体的长度=0.34nm×4×106 =1.36×106nm。 染色体DNA的分子量＝640×4×106＝2.56×109 u
7．假定每个基因有900对核苷酸，并且有三分之一的DNA不编码蛋白质，人的一个体细胞（DNA量为6.4×109对核苷酸），有多少个基因？如果人体有1013个细胞．那么人体DNA的总长度是多少千米？等于地球与太阳之间距离（2.2 ×109千米）的多少倍?
每个体细胞中有：
（6.4×109－6.4×109×1/3）/900=4.72×106(个基因)
每个体细胞中DNA的长度：6.4×109×0.34nm=2.2×109nm=2.2km 人体内DNA的总长度：2.2×1013千米
等于地球与太阳之间距离的：（2.2×1013）／（2.2×109）=104倍
9．有一噬菌体的突变株其DNA长度为15μm，而野生型的DNA长度为17μm，问该突变株的DNA中有多少个碱基缺失？
显然，突变株的DNA比正常株的DNA短2μm
2μm＝2×104?，2×104/3.4=5.88×103
所以大约有5.88×103个碱基对缺失
第三章酶习题
1． 什么是酶的活性中心？底物结合部位、催化部位和变构部位之间有什么关系？
1． 酶活性中心包括底物结合部位和催化部位。底物结合部位是指酶分子中能与底物结合的活性基团所在的部位，与酶促反应的底物特异性有关。催化部位是指酶分子中使底物转变为产物的活性基团所在的部位，与酶促反应的类型有关。别构部位是指效应物与酶分子结合的部位，两者结合后酶蛋白的构象发生变化，引起酶活性改变。只有寡聚酶才能产生别构效应。
2． 为什么酶对其催化反应的正向及逆向底物都具有专一性？ 逆向反应的底物是正向反应的产物，反之，正向反应的底物是逆向反应的产物。对于可以催化可逆性反应的酶来说，正向反应的底物和逆向反应的底物都能与酶专一性接合，对于不可以催化可逆性反应的酶来说，只能与正向反应的底物专一性结合，因为不同的酶与底物结合的活性基团不同。
3． 许多酶由相同的亚单位组成，这一现象的生物学意义是什么？
． 酶蛋白有单体也有多聚体，在多聚体蛋白分子中，亚基可以相同也可以不相同。相同亚基组成的酶，大部分是调节酶，当底物与某个亚基结合时，产生构象变化，引起正或负协同效应，达到调节细胞内各种化学反应的速度的效果
6． 已知反应由乳酸脱氢酶催化，在340nm处NADH有吸收高峰，请设计测定乳酸脱氢酶活性的实验方法。
． 可以根据乳酸脱氢酶（LDH）催化的逆反应测定LDH的活性。因为NADH在340nm有吸收高峰，可根据NADH的生成速度测定该酶活性
8． 举例说明同工酶存在的生物学意义。 同工酶是指酶的多型性，即催化同种反应而结构不完全相同的酶。如乳酸脱氢酶有五种同工酶，分布在不问的组织和器官中，在不同的条件下，催化乳酸脱氢。同工酶在物质代谢中起调节作用，如在氨基酸的合成过程中，通常是几种氨基酸由同一起始物合成，合成反应的第一步都是共同的，由共同的酶催化，这种酶以及在分支途径起作用的酶常常存在着同工酶，它们受不同氨基酸的反馈调节。在生物的不同发育阶段，常有同工酶出现，这是基因表达的结果，适应不同发育阶段的需要
11． 请按要求填写括号内A~H的内容： 反应 反应式 抑制剂 抑制类型
（1）琥珀酸生成延胡索酸 (A) 丙二酸 (B) （2）次黄嘌呤氧化成黄嘌呤 (C) 别嘌呤醇 (D) （3）细胞色素氧化酶激活分子氧生成水 氰化物 (F) （4）乙酰胆碱生成乙酸 (E) DFP (G
（5）细菌利用对氨基苯甲酸、蝶啶和谷氨酸生成叶酸 对氨基苯甲酰胺 (H) 1． A
CH2—COOH CH—COOH + FAD + FADH2
CH2—COOH H-C—COOH
由琥珀酸脱氢酶催化，丙二酸与琥珀酸结构相似，两者都可以与酶结合。
B竞争性抑制剂
C由黄嘌呤氧化酶催化，别嘌呤醇的结构与次黄嘌呤相似，经酶作用后生成别黄嘌
呤，然后与酶活性中心的Mo4+牢固结合，阻止Mo4+ Mo6+的转化。
D．潜伏性自杀抑制剂
F．不可逆抑制剂 G．不可逆抑制剂
H．可逆性抑制剂（竞争性抑制剂） 15． 用化学式表示6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖的反应过程，并指出催化该反应的酶。
2． 2+
Mg
G-6-P F-6-P
由磷酸葡萄糖异构酶催化。
16． 对于别构酶来说，加入低浓度的竞争性抑制剂是否会引起酶失活？为什么？ 3． 加人低浓度的竞争性抑制剂不能引起变构酶的失活作用，相反，由于竞争性抑制剂 和底物竞争性地与酶结合，在少量抑制剂存在时，与酶的底物结合部位结合，引起变构酶同位正协同效应，激活该酶活性，竞争性抑制剂只有在高浓度时，才能使变构酶活性降低
18． 多数酶的稀释液在激烈振荡时会产生泡沫，此时即使酶的分子量没有什么变化，也会导致酶活性降低或失活，请说明这是为什么？
这是由于较稀的蛋白质溶液经激烈振荡会产生泡沫，增加表面张力，导致蛋白质空间结构破坏而变性，作为有催化活性的酶就会失活
19． 某酶在溶液中会失活，但若此溶液中同时存在巯基乙醇可以避免酶失活，该酶应该是一种什么酶？为什么？
4． 种酶活性部位中含有一SH。容易氧化与其它巯基生成二硫键，加人巯基乙醇可以保护琉基，防止酶失话。 26． 称取25mg蛋白酶粉配制成25ml酶液，从中取出0.1ml，以酪蛋白为底物用Folin-酚比色法测定酶活力，结果表明每小时产生1500μg酪氨酸。另取2ml酶液用凯氏定氮法测得蛋白氮为0.2mg，若以每分钟产生1μg酪氨酸的酶量为一个活力单位，求：（a）1ml酶液中蛋白的含量及活力单位；（b）1g酶制剂的总蛋白含量及总活力；（c）酶的比活力。