蛋白质化学
一、填空题
1．氨基酸的等电点pI是指 。 2．氨基酸在等电点时，主要以 离子形式存在，在pH>pI的溶液中，大部分以 离 子形式存在，在pH 3．在生理条件下(pH7.0左右)，蛋白质分子中的 侧链和 侧链几乎完全带正 电荷，但是 侧链则带部分正电荷。 4．通常球状蛋白质的 氨基酸侧链位于分子内部， 氨基酸侧链位于分子表面。 5．蛋白质中的Phe、Trp和 3 种氨基酸具有紫外吸收特性，因而使蛋白质在 nm 处有最大吸收值。 6．DEAE-纤维素是一种 交换剂，CM-纤维素是一种 交换剂。 7．天然蛋白质中的α—螺旋结构，其主链上所有的羰基 与亚氨基氢都参与了链内 键的形成，因此构象相当稳定。 8．大多数蛋白质中氮的含量较恒定，平均为 ，如测得1克样品含氮量为10mg,则 蛋白质含量为 。 9．精氨酸的pI值为10.76,将其溶于pH7的缓冲液中，并置于电场中，则精氨酸应向 电场的 方向移动。 10．组成蛋白质的20种氨基酸中，含有咪唑环的氨基酸是 ，含硫的氨基酸有 和 。 11．蛋白质的二级结构最基本的有两种类型，它们是 和 。 12．酪氨酸的α－氨基的pK’＝2.2，α－羧基的pK’＝9.11，酚羟基的pK’＝10.9，则酪 氨酸的等电点为 ，在pH＝7.0的溶液中电泳它泳向 极。 13．α-螺旋结构是由同一肽链的 和 间的 键维持的，螺距为 ,每圈 螺旋含 氨基酸残基，每个氨基酸残基沿轴上升高度为 。天然蛋白质分子中 的α-螺旋大都属于 螺旋。 14．球状蛋白质中有 的氨基酸残基常位于分子表面而与水结合，而有 的 氨基酸位于分子的内部。 15．氨基酸与茚三酮发生氧化脱羧脱氨反应生成 化合物，而 与茚三酮反应 生成黄色化合物。 16．维持蛋白质的一级结构的化学键有 和 ；维持二级结构靠 键；维持三级 结构和四级结构靠 键，其中包括 、 、 和 。 17．稳定蛋白质胶体的因素是 和 。 18．GSH的中文名称是 ，它的活性基团是 。 19．加入低浓度的中性盐可使蛋白质溶解度 ，这种现象称为 ，而加入高浓度 的中性盐，当达到一定的盐饱和度时，可使蛋白质的溶解度 并 ，这种现象称 为 ，蛋白质的这种性质常用于 。 20．用电泳方法分离蛋白质的原理，是在一定的pH条件下，不同蛋白质的 和 不同，因而在电场中移动的 和 不同，从而使蛋白质得到分离。 21．一个α-螺旋片段含有180个氨基酸残基，该片段中有 圈螺旋，该α-螺旋片段的 轴长为 。 22．鉴定蛋白质多肽链氨基末端常用的方法有 和 。 23．测定蛋白质分子量的方法有 法、 法和 法。 24．今有甲、乙、丙三种蛋白质，它们的等电点分别为8.0、4.5和10.0,当在pH8.0缓冲 1 液中，它们在电场中电泳的情况为：甲 ，乙 ，丙 移动。 25．谷氨酸的α－羧基的pK’＝2.19，α－氨基的pK’＝9.67，R－COOH的pK’＝4.25， 则谷氨酸的等电点为 ，在pH＝5.0的溶液中电泳它泳向 极。 26．赖氨酸α－羧基的pK’＝2.18，α－氨基的pK’＝8.95，R－NH3+的pK’＝10.53，则 赖氨酸的等电点为 ，在pH＝5.0的溶液中电泳它泳向 极，在pH＝10.0 的溶液中电泳它泳向 极。 二、 选择题 1．在生理pH条件下，下列哪种氨基酸带正电荷？ A．丙氨酸 B．酪氨酸 C．赖氨酸 D．蛋氨酸 2．下列氨基酸中哪一种是非必需氨基酸？ A．亮氨酸 B．酪氨酸 C．赖氨酸 D．蛋氨酸 3．蛋白质的组成成分中，在280nm处有最大吸收值的最主要成分是： A．酪氨酸的酚环 B．半胱氨酸的硫原子 C．肽键 D．苯丙氨酸 4．下列4种氨基酸中哪个有碱性侧链？ A．脯氨酸 B．苯丙氨酸 C．异亮氨酸 D．赖氨酸 5．下列哪种氨基酸属于亚氨基酸？ A．丝氨酸 B．脯氨酸 C．亮氨酸 D．组氨酸 6．下列哪一项不是蛋白质α-螺旋结构的特点？ A．天然蛋白质多为右手螺旋 B．肽链平面充分伸展 C．每隔3.6个氨基酸螺旋上升一圈 D．每个氨基酸残基上升高度为0.15nm. 7．下列哪一项不是蛋白质的性质之一？ A．处于等电状态时溶解度最小 B．加入少量中性盐溶解度增加 C．变性蛋白质的溶解度增加 D．有紫外吸收特性 8．下列氨基酸中哪一种不具有旋光性？ A．Leu B．Ala C．Gly D．Ser 9．在下列检测蛋白质的方法中，哪一种取决于完整的肽链？ A．凯氏定氮法 B．双缩脲反应 C．紫外吸收法 D．茚三酮法 10．下列哪种酶作用于由碱性氨基酸的羧基形成的肽键？ A．糜蛋白酶 B．羧肽酶 C．氨肽酶 D．胰蛋白酶 11．下列有关蛋白质的叙述哪项是正确的？ A．蛋白质分子的净电荷为零时的pH值是它的等电点 B．大多数蛋白质在含有中性盐的溶液中会沉淀析出 C．由于蛋白质在等电点时溶解度最大，所以沉淀蛋白质时应远离等电点 D．以上各项均不正确 12．下列关于蛋白质结构的叙述，哪一项是错误的？ A．氨基酸的疏水侧链很少埋在分子的中心部位 B．带电荷的氨基酸侧链常在分子的外侧，面向水相 C．蛋白质的一级结构在决定高级结构方面是重要因素之一 D．蛋白质的空间结构主要靠次级键维持 13．下列哪些因素妨碍蛋白质形成α-螺旋结构？ A．脯氨酸的存在 B．氨基酸残基的大的支链 C．酸性或碱性氨基酸的相邻存在 D．以上各项都是 14．关于β-折叠片的叙述，下列哪项是错误的？ A．β-折叠片的肽链处于曲折的伸展状态 2 B．氨基酸之间的轴距为0.35nm或0.325nm C．所有的β-折叠片结构都是通过几段肽链平行排列而形成的 D．有的结构是借助于链内氢键稳定的 15．维持蛋白质二级结构稳定的主要作用力是： A．盐键 B．疏水键 C．氢键 D．二硫键 16．维持蛋白质三级结构稳定的因素是： A．二硫键 B．离子键 C．氢键 D．次级键 17．凝胶过滤法分离蛋白质时，从层析柱上先被洗脱下来的是： A．分子量大的 B．分子量小的 C．电荷多的 D．带电荷少的 18. 下列哪项与蛋白质的变性无关？ A. 肽键断裂 B．氢键被破坏 C．离子键被破坏 D．疏水键被破坏 19．蛋白质空间构象的特征主要取决于下列哪一项？ A．多肽链中氨基酸的排列顺序 B．次级键 C．链内及链间的二硫键 D．温度及pH 20．下列哪个性质是氨基酸和蛋白质所共有的？ A．胶体性质 B．两性性质 C．变性性质 D．双缩脲反应 21．氨基酸在等电点时具有的特点是： A．不带正电荷 B．不带负电荷 C．在电场中不泳动 D．溶解度最大 22．蛋白质的一级结构是指： A．蛋白质氨基酸的种类和数目 B．蛋白质中氨基酸的排列顺序 C．蛋白质分子中多肽链的折叠和盘绕 D．蛋白质中的氨基酸组成 三、判断题 ( ) 1．所有氨基酸都具有旋光性。 ( ) 2．并非所有构成蛋白质的20种氨基酸的α-碳原子上都有一个自由羧基和一个自由 氨基。 ( ) 3．蛋白质是两性电解质，它的酸碱性质主要取决于肽链上可解离的R基团。 ( ) 4．所有的肽和蛋白质都能和硫酸铜的碱性溶液发生双缩脲反应。 ( ) 5．一个蛋白质分子中有两个半胱氨酸存在时，它们之间可以形成两个二硫键。 ( ) 6．氨基酸与茚三酮反应都产生蓝紫色化合物。 ( ) 7．因为羧基碳和亚氨基氮之间的部分双键性质，所以肽键不能自由旋转。 ( ) 8．构成蛋白质的20种氨基酸都是人体必需氨基酸。 ( ) 9．蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序在很大程度上决定了它的构象。 ( ) 10．一氨基一羧基氨基酸的pI为中性，因为-COOH和-NH2 的解离度相同。 ( ) 11．蛋白质的变性是蛋白质立体结构的破坏，因此涉及肽键的断裂。 ( ) 12．蛋白质是生物大分子，但并不都具有四级结构。 ( ) 13．血红蛋白和肌红蛋白都是氧的载体，前者是一个典型的变构蛋白，在与氧结合 过程中呈现变构效应，而后者却不是。 ( ) 14．所有的蛋白质都有酶活性。 ( ) 15．多数氨基酸有D-和L-两种不同构型，而构型的改变涉及共价键的破裂。 ( ) 16．变性蛋白质的溶解度降低，是由于中和了蛋白质分子表面的电荷及破坏了外层 的水膜所引起的。 ( ) 17．蛋白质二级结构的稳定性是靠链内氢键维持的，肽链上每个肽键都参与氢键的 形成。 ( ) 18.．用FDNB法和Edman降解法测定蛋白质多肽链N-端氨基酸的原理是相同的。 3 ( ) 19．盐析法可使蛋白质沉淀，但不引起变性，所以盐析法常用于蛋白质的分离制备。 ( ) 20．蛋白质的空间结构就是它的三级结构。 ( ) 21．维持蛋白质三级结构最重要的作用力是氢键。 ( ) 22．具有四级结构的蛋白质，它的每个亚基单独存在时仍能保存蛋白质原有的生物 活性。 四、问答题 1．什么是蛋白质的一级结构？为什么说蛋白质的一级结构决定其空间结构？ 2．什么是蛋白质的空间结构？蛋白质的空间结构与其生物功能有何关系？ 3．举例说明蛋白质的结构与其功能之间的关系。 4．蛋白质的α—螺旋结构有何特点？ 5．蛋白质的β—折叠结构有何特点？ 6．简述蛋白质变性作用的机制。 7．什么是蛋白质的变性作用？蛋白质变性后哪些性质会发生改变？ 8．蛋白质有哪些重要功能。 9．下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中：CNBr、异硫氰酸苯酯、丹黄酰氯、脲、 6mol/L HCl、β-巯基乙醇、水合茚三酮、过甲酸、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶。其中哪一 个最适合完成以下各项任务？ （1）测定小肽的氨基酸序列。 （2）鉴定肽的氨基末端残基。 （3）不含二硫键的蛋白质的可逆变性；如有二硫键存在时还需加什么试剂？ （4）在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。 （4）在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键。 （5）在赖氨酸和精氨酸残基羧基侧水解肽键。 10．分别指出下列酶能否水解与其对应排列的肽，如能，则指出其水解部位。 肽 酶 (1)Phe-Arg-Pro 胰蛋白酶 (2)Phe-Met-Leu 羧肽酶B (3)Ala-Gly-Phe 胰凝乳蛋白酶 (4)Pro-Arg-Met 胰蛋白酶 11．用下列哪种试剂最适合完成以下工作:溴化氰、尿素、β-巯基乙醇、胰蛋白酶、过酸、 丹磺酰氯(DNS-Cl)、6mol/L盐酸、茚三酮、苯异硫氰酸(异硫氰酸苯酯)、胰凝乳蛋白酶。 (1)测定一段小肽的氨基酸排列顺序 (2)鉴定小于10-7克肽的N-端氨基酸 (3)使没有二硫键的蛋白质可逆变性。如有二硫键，应加何种试剂？ (4)水解由芳香族氨基酸羧基形成的肽键 (5)水解由甲硫氨酸羧基形成的肽键 (6)水解由碱性氨基酸羧基形成的肽键 12．扼要解释为什么大多数球状蛋白质在溶液中具有下列性质。 (1)在低pH时沉淀。 (2)当离子强度从零逐渐增加时，其溶解度开始增加，然后下降，最后出现沉淀。 (3)在一定的离子强度下，达到等电点pH值时，表现出最小的溶解度。 (4)加热时沉淀。 (5)加入一种可和水混溶的非极性溶剂减小其介质的介电常数，而导致溶解度的减小。 (6)如果加入一种非极性强的溶剂，使介电常数大大地下降会导致变性。 4 13．某种溶液中含有三种三肽：A肽：Tyr - Arg - Ser , B肽：Glu - Met - Phe 和C肽：Asp - Pro - Lys , α- COOH基团的pKa 为3.8； α-NH3基团的pKa为8.5。在哪种pH（2.0，6.0或13.0）下，通过电泳分离这三种多肽的效果最好？ 14．利用阳离子交换层析分离下列每一对氨基酸，哪一种氨基酸首先被pH7缓冲液从离子交换柱上洗脱出来。（a）Asp和Lys（b）Arg和Met（c）Glu和Val（d）Gly和Leu（e）Ser和Ala 15. 氨基酸的定量分析表明牛血清白蛋白含有0.58％的色氨酸（色氨酸的分子量为204）。 （a）试计算牛血清白蛋白的最小分子量（假设每个蛋白分子只含有一个色氨酸残基）。 （b）凝胶过滤测得的牛血清白蛋白的分子量为70，000，试问血清白蛋白分子含有几个色氨酸残基？ 16. 胃液（pH＝1.5）的胃蛋白酶的等电点约为1，远比其它蛋白质低。试问等电点如此低的胃蛋白酶必须存在有大量的什么样的官能团？何种氨基酸才能提供这样的基团？ 17．下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中： CNBr 异硫氰酸苯酯 丹磺酰氯 脲 6mol/LHCl β-巯基乙醇 水合茚三酮 过甲酸 胰蛋白酶 胰凝乳蛋白酶其中哪一个最适合完成以下各项任务？ （a）测定小肽的氨基酸序列。 （b）鉴定肽的氨基末端残基。 （c）不含二硫键的蛋白质的可逆变性。若有二硫键存在时还需加什么试剂？ （d）在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。 （e）在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键。 （f）在赖氨酸和精氨酸残基侧水解肽键。 18. 由下列信息求八肽的序列。 （a）酸水解得 Ala，Arg，Leu，Met，Phe，Thr，2Val （b）Sanger试剂处理得DNP-Ala。 （c）胰蛋白酶处理得Ala，Arg，Thr 和 Leu，Met，Phe，2Val。当以Sanger试剂处理时分别得到DNP-Ala和DNP-Val。 （d）溴化氰处理得 Ala，Arg，高丝氨酸内酯，Thr，2Val，和 Leu，Phe，当用Sanger试剂处理时，分别得DNP-Ala和DNP-Leu。 19. 下列变化对肌红蛋白和血红蛋白的氧亲和性有什么影响？ （a）血液中的pH由7.4下降到7.2。 （b）肺部CO2分压由6kPa（屏息）减少到2kPa（正常）。 （c）BPG水平由5mM（平原）增加到8mM（高原）。 20．什么是蛋白质的沉淀作用？有哪些沉淀蛋白质的方法？各方法沉淀的机理是什么？ 21．将Asp（pI＝2.98）、Gly（pI＝5.97）、Thr（pI＝6.53）、Lys（pI＝9.74）的pH为 3.0的柠檬酸缓冲液，加到预先用同样缓冲液平衡过的阳离子交换树脂上，然后用该缓冲液洗脱此柱，问这四种氨基酸将按何种顺序洗脱？ 22．何谓蛋白质的变性？哪些因素会导致蛋白质的变性？蛋白质变性的机理是什么？变性蛋白质有何特征？举例说明蛋白质变性的应用。 23．从Anfinsen的核糖核酸酶进行的变性与复性实验可得到哪些结论？ 参考答案 四、问答题参考答案 1．答：蛋白质一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。因为蛋白质分子肽 链的排列顺序包含了自动形成复杂的三维结构（即正确的空间构象）所需要的全部信息， 5