生物化学（上）练习题1
1．甘氨酸的酸碱性质与滴定曲线的关系 0.1mol/L的100ml甘氨酸溶液在pH1.72时用2mol/L NaOH滴定。检测到的pH结果制成图表，如下所示。滴定曲线上的关键点由I到V标示。对于（1）到（10）的每种叙述，确定滴定中适当的关键点，并简短地说明理由。（20分）
+
（1）此时 H3N-CH2-COOH 占优势 （2）甘氨酸的平均电荷数是 +1/2 （3）半数氨基酸离子化 （4）pH等于羧基的pKa （5）pH等于氨基的pKa
（6）甘氨酸的平均净电荷数是0
（7）羧基被完全滴定（第一个平衡点）
（8）+H3N-CH2-COOH ：+H3N-CH2-COO- = 50 ：50的混合物 （9）等电点 （10）滴定终点
2．牛血清白蛋白中的色氨酸数量 对氨基酸的定量分析显示牛血清白蛋白（BSA）含有质量比为0.58%的色氨酸（相对分子质量203）。（10分）
（1）计算BSA的最小相对分子质量（假设每个分子只有一个色氨酸）。 35000
（2）经凝胶过滤确定BSA相对分子质量约为70 000。1分子牛血清白蛋白中有几个色氨酸？ 两个
3．多肽的溶解性 分离多肽的方法之一是利用它们的不同溶解性。大的多肽在水中的溶解性取决于侧链R基团的相对极性，特别是离子化基团的数量：离子化基团越多，多肽越容易溶解。以下各对多肽在哪个特定的pH下更易溶解？（8分）
（1）pH7.0时的 (Gly)20 和 (Glu)20 (Glu)20带电荷多
（2）pH7.0时的 (Lys-Ala)3 和 (Phe-Met)3 (Lys-Ala)3 Ala侧链电离
（3）pH3.0时的 (Ala-Ser-Gly)5 和 (Asn-Ser-His)5 (Asn-Ser-His)5 Asn极性，His电离，Asp极端条件下电离 （4）pH3.0时的 (Ala-Asp-Gly)5 和 (Asn-Ser-His)5 Asp，Ser，His
4.比较丙氨酸和多聚丙氨酸的pKa值 丙氨酸的滴定曲线显示两个功能团的电离pKa分别是2.34和9.69,分别对应于羧基和氨基的解离.对于2个、3个或更大的丙氨酸寡肽，虽然实验pKa值不同，但也显示仅有两个电力功能团。pKa值的变化趋势示于表中。（9分） 氨基酸或肽 pK1 pK2 Ala 2.34 9.69 Ala-Ala 3.12 8.30 Ala-Ala-Ala 3.39 8.03 Ala-(Ala)n-Ala, n>=4 3.42 7.94
1
(1) 画出Ala-Ala-Ala的结构式.确定pK1和pK2相应的功能团. (2) 为什么随着Ala残基的增多,pK1上升? (3) 为什么随着Ala残基的增多,pK2下降?
5.肽键的性质 在结晶多肽的X射线衍射研究中,Linus Pauling和Robert Corey发现肽键C-N的长度(1.32?)介于典型的C-N单键(1.49?)和双键(1.27?)之间.他们发现肽键呈平面结构(连接在C-N基团上的所有4个原子都定位在同一平面上),连接在C-N基团上的两个α-碳原子互为反式(肽键的相反两侧):（6分）
(1) 肽基团中C-N键的键长表明它的强度和键级(单键、双键或是三键)是多少？ (2) 关于C-N键转动的容易程度，Pauling和Corey的观察告诉了我们什么？
6．pH对α螺旋二级结构的影响 一条多肽链的α螺旋解旋成无规则卷曲的过程伴随着旋光度的锐减。多聚Glu肽链仅含L-谷氨酸残基，在pH3时具有α-螺旋的构象。然而，当pH升至7时，溶液的旋光度锐减。多聚赖氨酸（L-赖氨酸）也有类似情况，在pH=10时以α螺旋存在，但当pH降至7时比旋光度也会降低，如下图所示。（10分）
如何解释pH变化对多聚谷氨酸和多聚赖氨酸构象的影响？为什么转变发生在如此狭窄的pH范围内？ 二级结构（五种）带电荷，排斥，αβ链解旋，电荷逆转，结构改变
7. 血红蛋白对氧的亲和 在体外,用下列方法处理,对血红蛋白与氧的亲和力有什么影响?（15分） (1) pH从7.0增加到7.4 别构剂，增大
(2) CO2分压从10torr增加到40torr 别构抑制剂，减小 (3)O2从60torr降低到20torr 别构激活剂，减小
-4-4
(4) 2,3-二磷酸甘油酸从8×10mol/L下降到2×10mol/L 别构抑制剂，增大 (5)α2β2亚基解聚 减小，（结合类似于肌红蛋白，氧合能力增强）
8．保持玉米的甜味 新采摘的玉米的甜味是由于籽粒中蔗糖的含量高。由于采摘后一天内大约50%的游离蔗糖被转化成淀粉，所以采摘后几天的玉米便失去了甜味。为了保持新鲜玉米的甜味，可以将带皮玉米穗浸泡在沸水中几分钟然后进行冷却。玉米经过这样的加工并贮存可以保持甜味。这个过程的生化基础是什么？（5分） 结构 9．防止酶的热变性 如果加热酶溶液，随着加热时间增加酶逐渐失去催化活性。将己糖激酶置于45℃下12min，其活性会丧失50%。同样情况下，如果它的一种底物大量存在时，己糖激酶酶活性的损失只有3%。为什么底物
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的存在可以组织己糖激酶的热变性？（5分） 活性中心，底物结合，保护
10．一个前列腺素合成中酶的特性 前列腺素是脂肪酸衍生物，属于20烷类，对脊椎动物组织有许多极其重要的作用。前列腺素与发热、炎症及疼痛有关。它来源于20碳脂肪酸-花生四烯酸，这步反应是前列腺素内过氧化物合成酶催化的。这个酶是环加氧酶，利用氧将花生四烯酸转变成PGG2，PGG2是许多不同前列腺素的直接前体。（20分）
（1）下面给出了前列腺素内过氧化物合成酶的的动力学数据。通过前两栏数据，计算酶的Vmax和Km。 （2）异丁基苯丙酸（布洛芬）是前列腺素内过氧化物合成酶的抑制剂，它通过抑制前列腺素的合成来缓解炎症和疼痛。利用表第一栏和第三栏的数据确定布洛芬对前列腺素内过氧化无酶的抑制类型。 [花生四烯酸]
-1
/（mmol·L） 0.5 1.0 1.5 2.5 3.5
PGG2的生成速率
-1-1
/（mmol·L·min）
23.5 32.2 36.9 41.8 44.0
在含10mg/ml布洛芬的 条件下PGG2的生成速率
-1-1
/（mmol·L·min）
16.67 25.25 30.49 37.04 38.91
3
1.多肽的静电荷数 一个多肽有如下序列：Glu-His-Trp-Ser-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly (a)pH3、pH8、pH11时分子的净带电数（利用page21表2-3中的pKa值） (b)计算此肽的pI
2.胃蛋白酶的等电点 胃蛋白酶是几个胃相关腺体分泌的消化酶（以较大的酶原形式存在）的名称。这些腺体也分泌盐酸，用以溶解食物颗粒并使胃蛋白酶能够酶切各种蛋白质因子。产生的食物混合物、HCl和消化酶称作食糜，pH接近1.5，胃蛋白酶的pI大约是1。据此推断，它一定具有什么功能团？有蛋白质中的哪些氨基酸提供？ 含酸性氨基酸的基团，天冬氨酸，谷氨酸
3.组蛋白的等电点 组蛋白发现于真核细胞的细胞核中，与DNA紧密结合，DNA分子中含有许多磷酸集团。组蛋白的pI很高，约为10.8。组蛋白中哪些氨基酸的量相对较多？这些残基如何促使组蛋白与DNA结合？ 碱性氨基酸（组氨酸，精氨酸，赖氨酸）磷酸基团（失去电荷），带负电，形成离子键 4.纯化一个酶 一位生物化学家发现并纯化了一个新酶，纯化过程如下表：
步骤
1.抽提物
2.沉淀（盐析） 3.沉淀
4.离子交换层析 5.亲和层析 6.大小排阻层析
总蛋白量 /mg
20 000 5 000 4 000 200 50 45
活力 /u 4 000 000 3 000 000 1 000 000 800 000 750 000 675 000
(a)从表中所列信息计算每步纯化后酶溶液的比活力。（注意单位） (b)哪个纯化步骤的效率最高（即纯度相对增加最多）？ (c)哪个步骤的纯化效率最低？
(d)在经历了6步纯化后，从表中所列的结果能证实酶已经纯了吗？还可以做什么来估测所制备的酶的纯度？ 5.pKa的比较 乙酸中的羧基和甘氨酸中的羧基pKa不同，乙酸的羧基pKa=4.8,而甘氨酸中的羧基pKa=2.34；同样，甲胺的氨基和甘氨酸中的氨基pKa也不同，甲胺的氨基pKa=10.6，而甘氨酸的氨基pKa=9.60。请解释为什么甘氨酸（氨基酸）中的氨基的pKa低于甲胺中的氨基，和甘氨酸（氨基酸）羧基的pKa值低于乙酸中的羧基。
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