第一章蛋白质习题-生物化学.doc

第一章 蛋白质
学习要点
一、元素组成 特点：含氮量较恒定，蛋白质系数（6.25）
二、氨基酸 1.蛋白氨基酸：氨基酸（20种）——组成蛋白质的基本单位
（1）特点：a－L－型氨基酸；
（2）表示：中，英： 三字母；
（3）分类：原则：生理pH（中性）条件下R－基的带电性；
类别（4类）：非极性R基氨基酸，极性不带电荷R基氨基酸，负电荷R基氨基酸（酸性氨基酸），正电荷R基氨基酸（碱性氨基酸）
2. 性质：（1）两性解离和等电点：两性解离：氨基酸可酸性和碱性解离，解离状态不同，所带电荷不同，酸正碱负
等电点（pI）定义：净电荷等于零时的环境pH值
等电点时的特点：溶解度下降
pI计算法
（2）重要反应：茚三酮反应（氨基酸定性定量）
3.分离方法 分配层析，离子交换层析
三、肽 1.概念：N端、C端；主肽链
2.书写方式：左→右，N→C
四、蛋白质结构 1.一级结构：定义
特点：基础结构，稳定结构
一级结构与功能的关系：一级结构不同功能可能不同
2.二级结构：（1）概念：二级结构定义；肽键平面（不能自由旋转）
（2）种类（4类）：a－螺旋：要点：单链、右旋，众多氢键；
b－折叠：肽链伸展，形成链间氢键（成为片层）有平行和反平行两种；
b－转角（回折）：肽链180°旋转，氢键连接；
无规则卷曲。
3.超二级结构：定义
4.结构域：定义
5.三级结构：定义；特点：外亲内疏
6.四级结构：定义，亚基与肽链的区别
7.维持蛋白质空间结构的作用力：氢键、盐键、疏水作用力、二硫键、范德华引力
8.空间结构与功能的关系：一定的结构，一定的功能；结构变化，功能变化；结构破坏，功能破坏
六、蛋白质性质 1.两性解离等电点：（1）两性解离：酸、碱解离，酸正碱负
（2）等电点（pI） 定义：蛋白质净电荷等于零时的环境pH值
特点：溶解度降低
（3）电泳：原理：不同蛋白的电荷正负和数量不同，分子量不同，形状不同，因此在电场中的运动速度不同。
方向与速度的鉴别：pI－pH，正负决定方向，数值为速度。
2.胶体性质：稳定因素：水化膜，同种电荷
透析（大分子化合物不能通过半透膜的性质）
3.变性：概念：物理化学因素影响，空间结构破坏，性质改变，功能丧失。
4.沉淀：盐析：原理：破坏稳定因素，
优点：不破坏蛋白质的空间结构
用途：用于蛋白质分离；
5.紫外吸收：280nm
6.颜色反应：茚三酮反应，双缩脲反应（蛋白质含量测定）
七、蛋白质的分类
简单蛋白、结合蛋白
习 题
一、选择题
1.关于谷氨酸结构的说明哪一项是错误的？
a. 它是蛋白质的基本单位之一 b.它的构型为L—型
c.它不含羧基 d.它含有a-氨基
2.组成蛋白质的元素中，比较恒定的是
a.. 碳 b. 氢 c. 氮 d. 氧
3.关于肽键的下列描述，错误的是：
a.具有部分双键性质 b.形成一个平面
c.是蛋白质分子中的主要共价键
d.可以自由旋转
4.下列作用力中，不属于维持蛋白质空间结构作用力的是：
离子键 b.肽键 c.疏水作用力 d.氢键
5.蛋白质三级结构的定义为：
在规则氢键指导下，蛋白质分子局部主肽链在空间的排列
肽链中氨基酸的排列顺序，包括二硫键位置
蛋白质分子中所有原子的空间排列
蛋白质分子中亚基的空间排列
6.蛋白质空间结构的特征主要取决于： 1.c 2.c 3.d 4.b 5.c 6.a 7.d 8.d 9.b 10.b 11.c 12.d 13.d 14.b 15.c 16.b 17.b 18.a

a.氨基酸的排列顺序 b.次级键的维系力
c.温度、pH、离子强度 d.肽链内和肽链间的二硫键
7.蛋白质的变性不包括：
氢键断裂 b.盐键断裂 c.疏水键断裂 d.肽键断裂
8.与氨基酸相似的蛋白质性质是：
高分子性质 b.胶体性质 c.沉淀性质 d.两性解离与等电点
9.下列物质中，可引起蛋白质沉淀的是:
低浓度中性盐 b.高浓度中性盐 c.磷酸缓冲液 d.蒸馏水
10.在中性条件下，将下列氨基酸置于电场中，向负极移动的氨基酸是：
丙氨酸 b.赖氨酸 c.谷氨酸 d.丝氨酸
11.下列哪种结构单元不属于蛋白质的二级结构？
a—螺旋 b.无规则卷曲 c.蛋白质亚基 d.b–折叠
12.利用颜色反应测定氨基酸含量时，通常用哪种试剂？
a.双缩脲试剂 b.坂口试剂 c.甲醛 d.茚三酮
13.蛋白质的功能主要决定于：
a.各氨基酸的相对含量 b.氨基酸的种类
c.特殊氨基酸的含量 d.蛋白质空间结构
14.蛋白质发生变性的主要原因是：
a.蛋白质分子水解为氨基酸 b.空间结构遭到破坏
c.蛋白质肽链分解为几个肽段 d.个别氨基酸发生化学反应
15.R基间相互作用及空间排列属于哪级结构内容？
一级结构 b.二级结构 c.三级结构 d.四级结构
16.某一蛋白质溶于pH＝7的缓冲液中，该蛋白质显正电，它的pI值应为：
等于7 b.大于7 c.小于7 d.不确定
17．各种基团在蛋白质三级结构中的分布为：
疏水基团趋于外部，亲水基团趋于内部
疏水基团趋于内部，亲水基团趋于外部
疏水基团与亲水基团随机分布
疏水基团与亲水基团相间分布
18．四级结构的研究内容为：
亚基在空间的排列
所有原子的排列
局部主肽链在空间的排列
相邻二级结构单元相互作用形成的组合体
蛋白质分子中所有原子的空间排列
二、填空题
1.多数蛋白质含氮量为16%,今测得1g样品含氮量为10mg,其蛋白含量应为6.25% 。
2.蛋白质氨基酸的结构特点是a－L－型氨基酸。
3.蛋白质溶液在280nm处有吸收峰，这种性质可用于蛋白质的含量测定。
4.一般来说，球状蛋白分子含有疏水(非极性)R基氨基酸残基在其分子内部,含亲水(极性)R基_氨基酸残基在其分子表面。
5.当氨基酸处于等电状态时，其静电荷为_零_，当把此种状态的氨基酸置于电场中，它的运动状态为 静止 。
6.由于蛋白质是生物大分子，所以它不能通过_半透_膜,蛋白质的这种性质称为_透析_，这种性质的用途是_蛋白质分离_。
7._高_浓度_中性_盐使蛋白质发生沉淀的现象称为_盐析_,其作用原理是__破坏蛋白质胶体的水化膜和中和电荷___。
8.常见的二级结构种类有_a-螺旋、 b-折叠、b-转角 、无规则卷曲_。
9.蛋白质二级结构单元相互作用形成的组合体称为__超二级结构_。
10.稳定蛋白质胶体系统的因素是_水化膜_和_同种电荷_。
11.蛋白质分子可以溶于水中是因为_蛋白质分子表面主要是亲水基团_，蛋白质分子具有比较稳定的空间结构是因为_蛋白质分子内部是疏水基团形成的疏水核_。
12.维持蛋白质二级结构的主要作用力是_氢键_，维持其三级结构的主要作用力是 _疏水作用力_。
13.稳定蛋白质空间结构的作用力有_离子键 、 氢键 、 疏水作用力 、 二硫键 、 范德华引力。
14．蛋白质的最高结构层次为_三级结构_或_四级结构_。
15．饱和硫酸铵使蛋白质发生 沉淀_，但是它能使蛋白质保持_活性_。
16．蛋白质在等电点时，溶解度最_小_,导电性最_小__。
17．蛋白质变性后，生物活性_丧失_，溶解度_降低_，化学性质_改变__。
三、是非题
1.利用紫外吸收法，可以分离蛋白质。
2.蛋白质分子中的肽键是单键，因此能够自由旋转。
3.一氨基一羧基氨基酸pI为中性。
4.蛋白氨基酸的a位结合有氨基。
5.分离氨基酸的方法有分配层析法和离子交换层析法。
6.透析提纯蛋白质是根据蛋白质不能通过半透膜的性质。
7.蛋白质在pI时其溶解度最小。
8.电泳分离蛋白质主要是根据蛋白质分子所带电荷不同。
9.蛋白质的变性是蛋白质分子立体结构的破坏，因此常涉及肽键的断裂。×

10.维持蛋白质四级结构的作用力之一为二硫键。×
11.中性条件下，所有氨基酸都不带电荷。
12.蛋白质基本氨基酸都只有一个羧基。
13.变性后蛋白质溶解度降低是因为中和电荷和去水化膜所引起的。×

14.变性后的蛋白质在适合条件下都能复性。×

15.蛋白质变性后，分子量也发生改变。×

16.肽键平面与肽键平面之间不能自由旋转。×

17.蛋白质的构象改变必然涉及共价键的破坏。×

四、名词解释
蛋白质系数 肽键平面 变性作用 等电点 盐析 透析 一级结构 二级结构 超二级结构 结构域 三级结构 四级结构 电泳
五、计算题
已知丙氨酸(Ala)的pK1(a-COOH)=2.34, pK2(a-NH2)=9.69;天冬氨酸(Asp)的pk1(a-COOH)=2.09,pK2(g-COOH)=3.86,pK3(a-NH2)=9.82,分别计算其等电点。
六、简答题
1.蛋白质在生物体内有哪些生物学功能？
2.蛋白质氨基酸如何分类？每类中的氨基酸有何共同特点？
3.什么是氨基酸的等电点？如何计算？
4.什么是蛋白质的等电点？有何实用价值？
5.蛋白质的结构和功能间有何关系？
6.各种氨基酸中，那组趋于蛋白质内部？那组趋于表面？那组易形成氢键？那组易生成离子键？
7.蛋白质有哪些的颜色反应？有何实用价值？
8.某一样品含4种蛋白质，它们的等电点和分子量如下：
蛋白质 A B C D
pI 4.88 5.06 5.06 5.12
MW(Kd) 69 200 300 90—150
如果在pH8.4条件下用电泳法分离这4 种蛋白质，请按电泳速度大小排序，并简要说明理由。
参考答案
一、选择题 1.c 2.c 3.d 4.b 5.c 6.a 7.d 8.d 9.b 10.b 11.c 12.d 13.d 14.b 15.c 16.b 17.b 18.a
二、填空题
三、是非题 1.对 2.错 3.错 4.对 5.对 6.对 7.对 8.对 9.错 10.错 11.错 12.错 13.错 14.错 15.错 16.错 17.错
四、名词解释 蛋白质系数 — 6.25即为蛋白质系数，因为蛋白质分子的含氮量大部分为16%，其倒数即是蛋白质系数，可用于蛋白质含量的计算。
肽键平面 — 由于肽键有部分双键性质，所以形成双键的N和C以及与它们相连的四个原子共同组成了一个平面，这个平面叫肽键平面。
变性作用 — 在一些物理和化学因素的影响下，蛋白质的空间结构遭到破坏，性质发生改变，生物活性丧失，这种现象叫蛋白质的变性。
等电点 — 随着溶液pH的改变，蛋白质（氨基酸）的带电性也发生变化，当溶液pH为某一值时，蛋白质的静电荷等于零，这时溶液pH值就是这种蛋白质（氨基酸）的等电点
盐析 — 高浓度中性盐使蛋白质发生沉淀的现象叫蛋白质的盐析。
透析 — 生物大分子不能透过半透膜的现象。
一级结构 — 蛋白质肽链中氨基酸的排列顺序，包括二硫键位置。
二级结构 — 在规则氢键指导下，蛋白质局部主肽链在空间的排列。
超二级结构 — 相邻二级结构单元相互作用，在空间形成有规则的组合体，这种组合体称为超二级结构。
结构域 — 蛋白质分子中在空间可以明显区分的球状区域。
三级结构 — 蛋白质分子中所有原子的空间排列。
四级结构 — 蛋白质分子中亚基的空间排列。
电泳 — 生物大分子在电场中运动是现象。
五、计算题 丙氨酸：6.02 天冬氨酸:2.97
六、简答题（要点 参考）
蛋白质是生物功能的执行者，它主要生物功能有：催化、运转、运动、能量交换、免疫、激素、调节、结构、贮存等
氨基酸是按照在生理pH（中性）条件下，氨基酸R－基带电性分类的；共有4类：非极性R基氨基酸，极性不带电荷R基氨基酸，负电荷R基氨基酸（酸性氨基酸），正电荷R基氨基酸（碱性氨基酸）；第一类氨基酸的R基无极性，第二类氨基酸的R基有极性基团但不带电荷，第三类氨基酸的R基带有负电荷基团，第四类氨基酸的R基带有正电荷。
氨基酸等电点定义见四题。计算方法：pI=(pK1+pK2)/2
蛋白质等电点定义见四题。其实用价值是利用等电点可以分离提纯蛋白质。
一级结构不同功能可能不同；一定的空间结构，一定的功能；结构变化，功能变化；结构破坏，功能破坏
非极性R基氨基酸趋向于蛋白质分子内部，极性不带电荷R基氨基酸，正电荷R基氨基酸（酸性氨基酸），负电荷R基氨基酸（碱性氨基酸）趋向于蛋白质分子表面并易生成离子键；极性不带电荷R基氨基酸易生成氢键。
蛋白质的颜色反应有：双缩脲反应、蛋白质黄色反应、米伦反应、乙醛酸反应、坂口反应、酚试剂反应等，其中双缩脲和酚试剂反应是测定蛋白质含量的常用方法。
在pH8.4的条件下，所有的蛋白质都带负电荷，所带电荷数量A最大，BC次之且相同，D最小。在电场中的速度为A最大，BC次之，D最小；B、C虽然电荷相同，但由于C的分子量大于B，所以二者相比B比C速度快。