生物化学课后习题答案-第二章xt2.pdf

第二章 蛋白质 一、课后习题 第二章 蛋白质 一、课后习题 1.用对与不对回答下列问题。如果不对，请说明原因。（1）构成蛋白质的所有氨基酸都是 L 型的。（2）当谷氨酸在 pH4.5 的醋酸盐缓冲液中进行电泳时，它将向正极移动。（3）如果用末端测定法测不出某肽的末端，则此肽必定是个环肽。（4）-螺旋就是右手螺旋。（5）-折叠仅仅出现在纤维状蛋白质分子中。2.已知 Lys 的-氨基的 pKa 为 10.5，问 pH9.5 时，Lys 溶液中将有多少分数这种基团给出质子（即-NH3+和-NH2各占多少）？3.在强酸性阳离子交换柱上 Asp、His、Gly 和 Leu 等几种氨基酸的洗脱顺序如何？为什么？4.Gly、His、Glu 和 Lys 分别在 pH1.9、6.0 和 7.6 三种缓冲液中的电泳行为如何？电泳完毕后它们的排序如何？5.1.068g 的某种结晶-氨基酸，其 pK1和 pK2值分别为 2.4 和 9.7，溶解于 100ml 的0.1mol/LNaOH 溶液中时，其 pH 为 10.4。计算该氨基酸的相对分子量，并提出可能的分子式。6.求 0.1mol/L 谷氨酸溶液在等电点时三种主要离子的浓度各为多少?7.向 1L 1mol/L 的处于等电点的氨基酸溶液中加入 0.3 molHCl，问所得溶液的 pH 是多少？如果加入 0.3molNaOH 以代替 HCl 时，pH 又将如何？8.现有一个六肽，根据下列条件，作出此六肽的氨基酸排列顺序。（1）DNFB 反应，得到 DNP-Val;（2）肼解后，再用 DNFB 反应，得到 DNP-Phe;（3）胰蛋白酶水解此六肽，得到三个片段，分别含有 1 个、2 个和 3 个氨基酸，后两个片段呈坂口反应阳性。（4）溴化氢与此六肽反应，水解得到两个三肽，这两个三肽片断经 DNFB 反应分别得到 DNP-Val 和 DNP-Ala。9.有一九肽，经酸水解测定知由 4 个氨基酸组成。用胰蛋白酶水解成为两个片段，其中一个片断在 280nm 有强的光吸收,并且对 Pauly 反应、坂口反应都呈阳性；另一个片段用CNBr 处理后释放一个氨基酸与茚三酮反应呈黄色。试写出这个肽的氨基酸排列顺序及其化学结构式。10.一种纯的含钼蛋白质，用 1cm 的比色杯测定其消光系数0.1%280。该蛋白质每毫升浓溶液含有 10.56ugMo。1：50 稀释该浓溶液后 A280为 0.375，计算该蛋白质的最小相对分子量（Mo 的相对原子质量为 95.94）。11.1.0mg 某蛋白质样品进行氨基酸分析后得到 58.1ug 的亮氨酸和 36.2ug 的色氨酸计算该蛋白质的最小相对分子质量。12.某一蛋白质分子具有-螺旋及-折叠两种构象，分子总长度为 5.510-5cm，该蛋白质相对分子质量为 250000。试计算该蛋白质分子中-螺旋及-折叠两种构象各占多少？（氨基酸残基平均相对分子质量以 100 计算）。解析：解析：1.（1）正确。（2）正确。（3）不正确，如 N-末端测定中，有亚氨基酸，不宜用此法。（4）错误，-螺旋有右手和左手螺旋两种。（5）错误，不一定。2.1/11，10/11。3.洗脱顺序：Asp，Gly，Leu，His。在强酸性阳离子交换柱中，酸性氨基酸最先洗脱下来，中性氨基酸次之，最后为碱性氨基酸，分子量小的优先于分子量大的氨基酸。4.在 pH1.9、6.0 和 7.6 三种缓冲液中的电泳，其顺序均为：+Glu,Gly,His,Lys -。pH 1.9时，四种氨基酸均带正电，电泳时向阴极移动；pH 6.0 时电泳，Gly 基本不动，His,Lys 带正电，向阴极移动，Glu 带负电，向阳极移动；pH 7.6 时，His 基本不动，Glu,Gly 带负电，向阳极移动，Lys 带正电，向阴极移动；同时考虑分子的大小因素。5.相对分子量为 89g/mol,可能为丙氨酸（Ala）。6.计算过程略，三种离子的浓度分别为：Ao=0.084M.,A+=A-=7.8410-3M。7.加入 0.3molHCl 后 pH 变为 2.71;用 0.3molNaOH 以代替 HCl 后 pH 变为 9.23。8.六肽的氨基酸顺序为：（N）Val-Arg-Met-Ala-Arg-Phe。9.氨基酸排列顺序为：（N）Pro-Met-Arg-Tyr。10.根据 A=KCL,已知相关数据代入得蛋白浓度 C=1.25mg/mL,再利用蛋白质的最低相对分子质量=Mo 的分子量100/钼在该蛋白中的百分含量，计算得约 11.3kD。11.蛋白中 Leu%=5.81%，Trp=3.62%；蛋白质中的 Leu 残基%=5.01%，Trp 残基%=3.39%；蛋白质最低分子量 M=某氨基酸的分子量/该氨基酸在蛋白中残基百分比，由此得 MLeu6024,MTrp2618；nLeu:nTrp=5:2,求其最小公倍数，蛋白分子量约为 12000。12.根据-螺旋和-折叠中相邻的两个氨基酸残基的距离分别为 0.15nm 和 0.35nm，设-螺旋和折叠各占 x，y（残基数目），x+y=25000/100，1.5x+3.5y=5.510-5108Ao,再解方程。二、补充习题 二、补充习题（一）名词解释 两性离子 构象 别构效应 超二级结构 结构域 蛋白质的三级结构.盐溶与盐析(salting in and salting out)。（二）分析和计算题 1.判断氨基酸所带的净电荷，用 pI-pH 比 pH-pI 更好，为什么？2.分别计算谷氨酸、精氨酸和丙氨酸的等电点。3.在下面指出的 pH 条件下，下列蛋白质在电场中向哪个方向移动？A 表示向阳极，B 表示向阴极，C 表示不移动。人血清蛋白：pH5.5，pH3.5；血红蛋白：pH7.07pH9.0；胸腺组蛋白：pH5.0，pH8.0，pH11.5；已知：人血清蛋白的 pI=4.64 血红蛋白的 pI=7.07 胸腺组蛋白的 pI=10.8。4 试述蛋白质二级结构的三种基本类型。5.蛋白质变性后，其性质有哪些变化？6.某一蛋白质溶于的水后，其水溶液的为，问 该蛋白质的是大于 6，等于，还是小于，为什么？该蛋白质在的缓冲溶液中电泳，样品点到哪个电极，为什么？参考答案 参考答案（一）名词解释 1氨基酸、蛋白质等分子既含有酸性基团，又含有碱性基团，在中性 pH 的水溶液中，羧基等酸性基团脱去质子带负电荷，氨基等碱性基团结合质子带正电荷，这种既有带负电荷基团，又有带正电荷基团的离子称兼性离子或两性离子，亦称偶极离子（dipolar ion）2.构象是指具有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的多种形态，构象形态间的改变不涉及共价键的破裂。一个给定的蛋白质理论上可采取多种构象，但在生理条件下，只有一种或很少几种在能量上是有利的。3.多亚基蛋白质一般具有多个配体结合部位，结合在蛋白质分子的特定部位上的配体对该分子的其它部位所产生的影响(如改变亲和力或催化能力)称为别构效应。别构效应可分为同促效应和异促效应。4.蛋白质的三级结构常可区分成 1 个和数个球状区域，折叠得较为紧密，各行其功能，称为结构域。5.蛋白质的三级结构指肽链在二级结构，超二级结构，结构域（对分子较大，由多个结构域的蛋白质而言）基础上形成的完整空间结构，一个三级结构单位通常由一条肽链组成，但也有一些三级结构单位是由经二硫键连接的多条肽链组成的，如胰岛素就是由两条肽链折叠成的 1 个三级结构单位。6.低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度，这种现象称为盐溶。盐溶作用主要是由于蛋白质分子吸附某种盐类离子后，带电层使蛋白质分子彼此排斥，而蛋白质分子与水分子间的相互作用却加强，因而溶解度增高。当离子强度增加到足够高时，很多蛋白质可以从水溶液中沉淀出来，这种现象称为盐析。盐析作用主要是由于大量中性盐的加入使水的活度降低，原来溶液中的大部分甚至全部的自由水转变为盐离子的结合水。盐析法沉淀出来的蛋白质一般不变性，且不同的蛋白质可以用不同浓度的盐沉淀出来，称作分段盐析。盐析法是对蛋白质进行粗分离的常用方法。（二）分析和计算题 1.当一种氨基酸的净电荷用 q=pI-pH 表达时，若 q 为正值，则该氨基酸带正电荷；若 q为负值，则该氨基酸带负电荷。q 值的正与负和该氨基酸所带电荷的种类是一致的。如果采用 q=pH-pI 来表达，则会出现相反的结果，即 q 为负值时，氨基酸带正电荷；q 为正值时，氨基酸带负电荷。因此，用 pI-pH 更好。2.每个氨基酸可解离基团的 pKa 在生化书中可以查到（也可根据酸碱滴定曲线确定），氨基酸的净电荷为零时溶液的 pH（即等电点，pI）在滴定曲线上位于两个相应基团 pKa 之间的中点，在这两个 pKa 点上，它们的净电荷分别是+0.5 和-0.5。因此：（1）根据谷氨酸的解离曲线，其 pI 应该是它的-羧基和侧链羧基 pK。值之和的算术平均值，即 pI=（2.1+4.07）/2=3.08；（2）精氨酸 pI 应该是它的-氨基和侧链胍基的 pK。和之的算术平均值，即 pI=（8.99+12.48）/2=10.7；（3）丙氨酸 pI 应该是它的-氨基和-羧基 pKa 值之和的算术平均值，即 pI=(2.35+9.87)/2=6.11。3.人血清蛋白的 pI=4.64，在 pH5.5 的电场中带负电荷，向阳极移动；在 pH3.5 的电场中带正电荷，向负极移动。血红蛋白的 pI=7.07，在 pH7.07 不带净电荷，在电场中不移动；在 pH9.0 时带负电荷，向阳极移动。胸腺组蛋白的 pI=10.8，在 pH5.0 和 pH8.0 时带正电荷，向阴极移动；在 pH11.5 时带负电荷，在电场中向阳极移动。4.（1）-螺旋：右手螺旋，一圈为 3.6 个氨基酸残基，螺旋轴延伸 0.54nm；任一个氨基酸残基的亚氨基均与其后第四个氨基酸残基的羰基形成氢键，氢键与螺旋轴基本平行，氢键封闭的原子为 13 个，称作 3.613；肽平面维持刚性结构，侧链伸向外侧，原子之间堆积紧密，螺旋内基本无空隙，因此结构稳定。（2）-折叠：多肽链充分伸展，各肽键平面之间折叠成锯齿状结构，侧链 R 基团交错位于锯齿状结构的上下方；两条以上肽键或一条肽键内的若干肽段平行排列，靠肽键羰基氧和亚氨基氢形成氢键维系，使构象稳定；两条肽键走向相同或相反。(3）-转角：在球状蛋白质分子中，肽链主链常常会出现 180回折，回折部分成为转角，在转角中第一个残基的 C=O 与第四个残基的 N-H 形成氢键，使转角成为比较稳定的结构。5.蛋白质变性后，氢键等次级键被破坏，蛋白质分子就从原来有秩序卷曲的紧密结构变为无秩序的松散伸展状结构。即二、三级以上的高级结构发发生改变或破坏，但一级结构没有破坏。变性后，蛋白质的溶解度降低，是由于高级结构受到破坏，使分子表面结构发生变化，亲水基团相对减少，容易引起分子间相互碰撞发生聚集沉淀，蛋白质的生物学功能丧失，由于一些化学键的外露，使蛋白质的分解更加容易。6.（1）pI6，原因：当蛋白质溶于 pH 为 7 的水后，水的电离发生变化，蛋白质吸收了 OH-,而带上负电荷，此时溶液 pH 变化为 6，要使蛋白质调到 pI，只有向溶液中加入H+,所以 pI6。（2）样品点在负极，原因：蛋白质在 pH 为 7 的缓冲溶液中带负电荷，电泳时向正极移动。