第二章??蛋?白?質(zhì)

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一、知識(shí)要點(diǎn)

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（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)是重要的生物大分子，其組成單位是氨基酸。組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，均為α-氨基酸。每個(gè)氨基酸的α-碳上連接一個(gè)羧基，一個(gè)氨基，一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈R基團(tuán)。20種氨基酸結(jié)構(gòu)的差別就在于它們的R基團(tuán)結(jié)構(gòu)的不同。

根據(jù)20種氨基酸側(cè)鏈R基團(tuán)的極性，可將其分為四大類(lèi)：非極性R基氨基酸（8種）；不帶電荷的極性R基氨基酸（7種）；帶負(fù)電荷的R基氨基酸（2種）；帶正電荷的R基氨基酸（3種）。

（二）氨基酸的性質(zhì)

氨基酸是兩性電解質(zhì)。由于氨基酸含有酸性的羧基和堿性的氨基，所以既是酸又是堿，是兩性電解質(zhì)。有些氨基酸的側(cè)鏈還含有可解離的基團(tuán)，其帶電狀況取決于它們的pK值。由于不同氨基酸所帶的可解離基團(tuán)不同，所以等電點(diǎn)不同。

除甘氨酸外，其它都有不對(duì)稱(chēng)碳原子，所以具有D-型和L-型2種構(gòu)型，具有旋光性，天然蛋白質(zhì)中存在的氨基酸都是L-型的。酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸具有紫外吸收特性，在280nm處有最大吸收值，大多數(shù)蛋白質(zhì)都具有這些氨基酸，所以蛋白質(zhì)在280nm處也有特征吸收，這是紫外吸收法定量測(cè)定蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)。

氨基酸的α-羧基和α-氨基具有化學(xué)反應(yīng)性，另外，許多氨基酸的側(cè)鏈還含有羥基、氨基、羧基等可解離基團(tuán)，也具有化學(xué)反應(yīng)性。較重要的化學(xué)反應(yīng)有：（1）茚三酮反應(yīng)，除脯氨酸外，所有的α-氨基酸都能與茚三酮發(fā)生顏色反應(yīng)，生成藍(lán)紫色化合物，脯氨酸與茚三酮生成黃色化合物。（2）Sanger反應(yīng)，α-NH2與2,4-二硝基氟苯作用產(chǎn)生相應(yīng)的DNB-氨基酸。（3）Edman反應(yīng)，α-NH2與苯異硫氰酸酯作用產(chǎn)生相應(yīng)的氨基酸的苯氨基硫甲酰衍生物（PIT-氨基酸）。Sanger反應(yīng)和Edmen反應(yīng)均可用于蛋白質(zhì)多肽鏈N端氨基酸的測(cè)定。

氨基酸通過(guò)肽鍵相互連接而成的化合物稱(chēng)為肽，由2個(gè)氨基酸組成的肽稱(chēng)為二肽，由3個(gè)氨基酸組成的肽稱(chēng)為三肽，少于10個(gè)氨基酸肽稱(chēng)為寡肽，由10個(gè)以上氨基酸組成的肽稱(chēng)為多肽。

（三）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)是具有特定構(gòu)象的大分子，為研究方便，將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為四個(gè)結(jié)構(gòu)水平，包括一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。一般將二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為三維構(gòu)象或高級(jí)結(jié)構(gòu)。

一級(jí)結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。肽鍵是蛋白質(zhì)中氨基酸之間的主要連接方式，即由一個(gè)氨基酸的α-氨基和另一個(gè)氨基酸的α-之間脫去一分子水相互連接。肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，所以整個(gè)肽單位是一個(gè)剛性的平面結(jié)構(gòu)。在多肽鏈的含有游離氨基的一端稱(chēng)為肽鏈的氨基端或N端，而另一端含有一個(gè)游離羧基的一端稱(chēng)為肽鏈的羧基端或C端。

蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架盤(pán)繞折疊所形成的有規(guī)律性的結(jié)構(gòu)。最基本的二級(jí)結(jié)構(gòu)類(lèi)型有α-螺旋結(jié)構(gòu)和β-折疊結(jié)構(gòu)，此外還有β-轉(zhuǎn)角和自由回轉(zhuǎn)。右手α-螺旋結(jié)構(gòu)是在纖維蛋白和球蛋白中發(fā)現(xiàn)的最常見(jiàn)的二級(jí)結(jié)構(gòu),每圈螺旋含有3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0.54nm,螺旋中的每個(gè)肽鍵均參與氫鍵的形成以維持螺旋的穩(wěn)定。β-折疊結(jié)構(gòu)也是一種常見(jiàn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中，多肽鏈以較伸展的曲折形式存在，肽鏈（或肽段）的排列可以有平行和反平行兩種方式。氨基酸之間的軸心距為0.35nm,相鄰肽鏈之間借助氫鍵彼此連成片層結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)域是介于二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的一種結(jié)構(gòu)層次，是指蛋白質(zhì)亞基結(jié)構(gòu)中明顯分開(kāi)的緊密球狀結(jié)構(gòu)區(qū)域。

超二級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子?中的多肽鏈在三維折疊中形成有規(guī)則的三級(jí)結(jié)構(gòu)聚集體。

蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是整個(gè)多肽鏈的三維構(gòu)象，它是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成復(fù)雜的球狀分子結(jié)構(gòu)。具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)一般都是球蛋白，這類(lèi)蛋白質(zhì)的多肽鏈在三維空間中沿多個(gè)方向進(jìn)行盤(pán)繞折疊，形成十分緊密的近似球形的結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)部的空間只能容納少數(shù)水分子，幾乎所有的極性R基都分布在分子外表面，形成親水的分子外殼，而非極性的基團(tuán)則被埋在分子內(nèi)部，不與水接觸。蛋白質(zhì)分子中側(cè)鏈R基團(tuán)的相互作用對(duì)穩(wěn)定球狀蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)起著重要作用。

蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)指數(shù)條具有獨(dú)立的三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵相互連接而成的聚合體結(jié)構(gòu)。在具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)中，每一條具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的皚鏈稱(chēng)為亞基或亞單位，缺少一個(gè)亞基或亞基單獨(dú)存在都不具有活性。四級(jí)結(jié)構(gòu)涉及亞基在整個(gè)分子中的空間排布以及亞基之間的相互關(guān)系。

維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力主要是氫鍵、離子鍵、疏水作用力和范德華力等非共價(jià)鍵，又稱(chēng)次級(jí)鍵。此外，在某些蛋白質(zhì)中還有二硫鍵，二硫鍵在維持蛋白質(zhì)構(gòu)象方面也起著重要作用。

蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)取決于它的一級(jí)結(jié)構(gòu)，多肽離岸主鏈上的氨基酸排列順序包含了形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)（即正確的空間結(jié)構(gòu)）所需要的全部信息。

（四）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

不同的蛋白質(zhì)，由于結(jié)構(gòu)不同而具有不同的生物學(xué)功能。蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能是蛋白質(zhì)分子的天然構(gòu)象所具有的性質(zhì)，功能與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

1．一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系??

蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)功能有相適應(yīng)性和統(tǒng)一性，可從以下幾個(gè)方面說(shuō)明：

（1）一級(jí)結(jié)構(gòu)的變異與分子病??

蛋白質(zhì)中的氨基酸序列與生物功能密切相關(guān)，一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化往往導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物功能的變化。如鐮刀型細(xì)胞貧血癥，其病因是血紅蛋白基因中的一個(gè)核苷酸的突變導(dǎo)致該蛋白分子中β-鏈第6位谷氨酸被纈氨酸取代。這個(gè)一級(jí)結(jié)構(gòu)上的細(xì)微差別使患者的血紅蛋白分子容易發(fā)生凝聚，導(dǎo)致紅細(xì)胞變成鐮刀狀，容易破裂引起貧血，即血紅蛋白的功能發(fā)生了變化。

（2）一級(jí)結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化??

研究發(fā)現(xiàn)，同源蛋白質(zhì)中有許多位置的氨基酸是相同的，而其它氨基酸差異較大。如比較不同生物的細(xì)胞色素C的一級(jí)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)與人類(lèi)親緣關(guān)系接近，其氨基酸組成的差異越小，親緣關(guān)系越遠(yuǎn)差異越大。

（3）蛋白質(zhì)的激活作用?

在生物體內(nèi)，有些蛋白質(zhì)常以前體的形式合成，只有按一?定方式裂解除去部分肽鏈之后才具有生物活性，如酶原的激活。

2．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系??

蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與功能之間有密切相關(guān)性，其特定的空間結(jié)構(gòu)是行使生物功能的基礎(chǔ)。以下兩方面均可說(shuō)明這種相關(guān)性。

（1）.核糖核酸酶的變性與復(fù)性及其功能的喪失與恢復(fù)??

核糖核酸酶是由124個(gè)氨基酸組成的一條多肽鏈，含有四對(duì)二硫鍵，空間構(gòu)象為球狀分子。將天然核糖核酸酶在8mol/L脲中用β-巰基乙醇處理，則分子內(nèi)的四對(duì)二硫鍵斷裂，分子變成一條松散的肽鏈，此時(shí)酶活性完全喪失。但用透析法除去β-巰基乙醇和脲后，此酶經(jīng)氧化又自發(fā)地折疊成原有的天然構(gòu)象，同時(shí)酶活性又恢復(fù)。

（2）血紅蛋白的變構(gòu)現(xiàn)象???

血紅蛋白是一個(gè)四聚體蛋白質(zhì)，具有氧合功能，可在血液中運(yùn)輸氧。研究發(fā)現(xiàn)，脫氧血紅蛋白與氧的親和力很低，不易與氧結(jié)合。一旦血紅蛋白分子中的一個(gè)亞基與O2結(jié)合，就會(huì)引起該亞基構(gòu)象發(fā)生改變，并引起其它三個(gè)亞基的構(gòu)象相繼發(fā)生變化，使它們易于和氧結(jié)合，說(shuō)明變化后的構(gòu)象最適合與氧結(jié)合。

從以上例子可以看出，只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)以特定的適當(dāng)空間構(gòu)象存在時(shí)才具有生物活性。

（五）蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)

蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，它的酸堿性質(zhì)取決于肽鏈上的可解離的R基團(tuán)。不同蛋白質(zhì)所含有的氨基酸的種類(lèi)、數(shù)目不同，所以具有不同的等電點(diǎn)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)所處環(huán)境的pH大于pI時(shí)，蛋白質(zhì)分子帶負(fù)電荷，pH小于pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶正電荷，pH等于pI時(shí)，蛋白質(zhì)所帶凈電荷為零，此時(shí)溶解度最小。

蛋白質(zhì)分子表面帶有許多親水基團(tuán)，使蛋白質(zhì)成為親水的膠體溶液。蛋白質(zhì)顆粒周?chē)乃ぃㄋ瘜樱┮约胺堑入姞顟B(tài)時(shí)蛋白質(zhì)顆粒所帶的同性電荷的互相排斥是使蛋白質(zhì)膠體系統(tǒng)穩(wěn)定的主要因素。當(dāng)這些穩(wěn)定因素被破壞時(shí)，蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生沉淀。高濃度中性鹽可使蛋白質(zhì)分子脫水并中和其所帶電荷，從而降低蛋白質(zhì)的溶解度并沉淀析出，即鹽析。但這種作用并不引起蛋白質(zhì)的變性。這個(gè)性質(zhì)可用于蛋白質(zhì)的分離。

蛋白質(zhì)受到某些物理或化學(xué)因素作用時(shí)，引起生物活性的喪失，溶解度的降低以及其它性質(zhì)的改變，這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性作用。變性作用的實(shí)質(zhì)是由于維持蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的次級(jí)鍵遭到破壞而造成天然構(gòu)象的解體，但未涉及共價(jià)鍵的斷裂。有些變性是可逆的，有些變性是不可逆的。當(dāng)變性條件不劇烈時(shí)，變性是可逆的，除去變性因素后，變性蛋白又可從新回復(fù)到原有的天然構(gòu)象，恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的生物活性，這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的復(fù)性。

（六）測(cè)定蛋白質(zhì)分子量的方法

1．凝膠過(guò)濾法???

凝膠過(guò)濾法分離蛋白質(zhì)的原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子量的大小。由于不同排阻范圍的葡聚糖凝膠有一特定的蛋白質(zhì)分子量范圍，在此范圍內(nèi)，分子量的對(duì)數(shù)和洗脫體積之間成線性關(guān)系。因此，用幾種已知分子量的蛋白質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行凝膠層析，以每種蛋白質(zhì)的洗脫體積對(duì)它們的分子量的對(duì)數(shù)作圖，繪制出標(biāo)準(zhǔn)洗脫曲線。未知蛋白質(zhì)在同樣的條件下進(jìn)行凝膠層析，根據(jù)其所用的洗脫體積，從標(biāo)準(zhǔn)洗脫曲線上可求出此未知蛋白質(zhì)對(duì)應(yīng)的分子量。

2．SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法

蛋白質(zhì)在普通聚丙烯酰胺凝膠中的電泳速度取決于蛋白質(zhì)分子的大小、分子形狀和所帶電荷的多少。SDS（十二烷基磺酸鈉）是一種去污劑，可使蛋白質(zhì)變性并解離成亞基。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)樣品中加入SDS后，SDS與蛋白質(zhì)分子結(jié)合，使蛋白質(zhì)分子帶上大量的強(qiáng)負(fù)電荷，并且使蛋白質(zhì)分子的形狀都變成短棒狀，從而消除了蛋白質(zhì)分子之間原有的帶電荷量和分子形狀的差異。這樣電泳的速度只取決于蛋白質(zhì)分子量的大小，蛋白質(zhì)分子在電泳中的相對(duì)遷移率和分子質(zhì)量的對(duì)數(shù)成直線關(guān)系。以標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)分子質(zhì)量的對(duì)數(shù)和其相對(duì)遷移率作圖，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)所測(cè)樣品的相對(duì)遷移率，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上便可查出其分子質(zhì)量。

3．沉降法（超速離心法）??

沉降系數(shù)（S）是指單位離心場(chǎng)強(qiáng)度溶質(zhì)的沉降速度。S也常用于近似地描述生物大分子的大小。蛋白質(zhì)溶液經(jīng)高速離心分離時(shí)，由于比重關(guān)系，蛋白質(zhì)分子趨于下沉，沉降速度與蛋白質(zhì)顆粒大小成正比，應(yīng)用光學(xué)方法觀察離心過(guò)程中蛋白質(zhì)顆粒的沉降行為，可判斷出蛋白質(zhì)的沉降速度。根據(jù)沉降速度可求出沉降系數(shù)，將S帶入公式，即可計(jì)算出蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量。

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二、習(xí)??題

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（一）名詞解釋

1．? 兩性離子（dipolarion）???????

2．? 必需氨基酸（essential amino acid）

3．? 等電點(diǎn)(isoelectric point,pI) ??????????????

4．? 稀有氨基酸(rare amino acid)

5．? 非蛋白質(zhì)氨基酸(nonprotein amino acid) ???????

6．? 構(gòu)型(configuration)

7．? 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(protein primary structure) ???

8．? 構(gòu)象(conformation)

9．? 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)(protein secondary structure) ?

10．結(jié)構(gòu)域(domain)

11．蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)(protein tertiary structure) ???

12．氫鍵(hydrogen bond) ?

13．蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)(protein quaternary structure) ?

14．離子鍵(ionic bond)

15．超二級(jí)結(jié)構(gòu)(super-secondary structure) ????????

16．疏水鍵(hydrophobic bond) ??

17．范德華力( van der Waals force) ????????????

18．鹽析(salting out)

19．鹽溶(salting in) ????????????????????????

20．蛋白質(zhì)的變性(denaturation)

21．蛋白質(zhì)的復(fù)性(renaturation) ??????????????

22．蛋白質(zhì)的沉淀作用(precipitation)

23．凝膠電泳（gel electrophoresis）???????????

24．層析（chromatography）

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(二)??填空題

1．蛋白質(zhì)多肽鏈中的肽鍵是通過(guò)一個(gè)氨基酸的_____基和另一氨基酸的_____基連接而形成的。

2．大多數(shù)蛋白質(zhì)中氮的含量較恒定，平均為_(kāi)__%，如測(cè)得1克樣品含氮量為10mg,則蛋白質(zhì)含量為_(kāi)___%。

3．在20種氨基酸中，酸性氨基酸有_________和________2種，具有羥基的氨基酸是________和_________，能形成二硫鍵的氨基酸是__________.

4．蛋白質(zhì)中的_________、___________和__________3種氨基酸具有紫外吸收特性，因而使蛋白質(zhì)在280nm處有最大吸收值。

5．精氨酸的pI值為10.76,將其溶于pH7的緩沖液中，并置于電場(chǎng)中，則精氨酸應(yīng)向電場(chǎng)的_______方向移動(dòng)。

6．組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸中，含有咪唑環(huán)的氨基酸是________，含硫的氨基酸有_________和___________。

7．蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)最基本的有兩種類(lèi)型，它們是_____________和______________。

8．α-螺旋結(jié)構(gòu)是由同一肽鏈的_______和??________間的___鍵維持的，螺距為_(kāi)_____,每圈螺旋含_______個(gè)氨基酸殘基，每個(gè)氨基酸殘基沿軸上升高度為_(kāi)________。天然蛋白質(zhì)分子中的α-螺旋大都屬于___手螺旋。

9．在蛋白質(zhì)的α-螺旋結(jié)構(gòu)中，在環(huán)狀氨基酸________存在處局部螺旋結(jié)構(gòu)中斷。

10．球狀蛋白質(zhì)中有_____側(cè)鏈的氨基酸殘基常位于分子表面而與水結(jié)合，而有_______側(cè)鏈的氨基酸位于分子的內(nèi)部。

11．氨基酸與茚三酮發(fā)生氧化脫羧脫氨反應(yīng)生成______色化合物，而________與茚三酮反應(yīng)生成黃色化合物。

12．維持蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵有_______和_______；維持二級(jí)結(jié)構(gòu)靠________鍵；維持三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)靠_________鍵，其中包括________、________、________和_________.

13．穩(wěn)定蛋白質(zhì)膠體的因素是__________________和______________________。

14．GSH的中文名稱(chēng)是____________，它的活性基團(tuán)是__________，它的生化功能是____________________。

15．加入低濃度的中性鹽可使蛋白質(zhì)溶解度________，這種現(xiàn)象稱(chēng)為_(kāi)_______，而加入高濃度的中性鹽，當(dāng)達(dá)到一定的鹽飽和度時(shí)，可使蛋白質(zhì)的溶解度______并__________,這種現(xiàn)象稱(chēng)為_(kāi)______,蛋白質(zhì)的這種性質(zhì)常用于_____________。

16．用電泳方法分離蛋白質(zhì)的原理，是在一定的pH條件下，不同蛋白質(zhì)的________、_________和___________不同，因而在電場(chǎng)中移動(dòng)的_______和_______不同，從而使蛋白質(zhì)得到分離。

17．氨基酸處于等電狀態(tài)時(shí)，主要是以________形式存在，此時(shí)它的溶解度最小。

18．鑒定蛋白質(zhì)多肽鏈氨基末端常用的方法有__________和_______________。

19．測(cè)定蛋白質(zhì)分子量的方法有_________、____________和__________________。

20．今有甲、乙、丙三種蛋白質(zhì)，它們的等電點(diǎn)分別為8.0、4.5和10.0,當(dāng)在pH8.0緩沖液中，它們?cè)陔妶?chǎng)中電泳的情況為：甲_______，乙_______，丙________。

21．當(dāng)氨基酸溶液的pH=pI時(shí)，氨基酸以_____離子形式存在，當(dāng)pH>pI時(shí)，氨基酸以_______離子形式存在。

22．谷氨酸的pK1(α-COOH)＝2.19, ?pK2 (α-NH+3?) = 9.67, ?pKR(R基)= 4.25,谷氨酸的等電點(diǎn)為_(kāi)_________。

23．天然蛋白質(zhì)中的α—螺旋結(jié)構(gòu)，其主鏈上所有的羰基氧與亞氨基氫都參與了鏈內(nèi)_____鍵的形成，因此構(gòu)象相當(dāng)穩(wěn)定。

24．將分子量分別為a（90 000）、b（45 000）、c（110 000）的三種蛋白質(zhì)混合溶液進(jìn)行凝膠過(guò)濾層析，它們被洗脫下來(lái)的先后順序是_____________。

25．肌紅蛋白的含鐵量為0.34%，其最小分子量是______.血紅蛋白的含鐵量也是0.34%，但每分子含有4個(gè)鐵原子，血紅蛋白的分子量是________.

26．一個(gè)α-螺旋片段含有180個(gè)氨基酸殘基，該片段中有_____圈螺旋？該α-螺旋片段的軸長(zhǎng)為_(kāi)____.

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(三)?選擇題

1．在生理pH條件下，下列哪種氨基酸帶正電荷？

A．丙氨酸??????????B．酪氨酸??????????C．賴(lài)氨酸

????D．蛋氨酸??????????E．異亮氨酸

2．下列氨基酸中哪一種是非必需氨基酸？

A．亮氨酸??????????B．酪氨酸???????????C．賴(lài)氨酸

D．蛋氨酸??????????E．蘇氨酸

3．蛋白質(zhì)的組成成分中，在280nm處有最大吸收值的最主要成分是：

A．酪氨酸的酚環(huán)??????????????B．半胱氨酸的硫原子

C．肽鍵??????????????????????D．苯丙氨酸

4．下列4種氨基酸中哪個(gè)有堿性側(cè)鏈？

A．脯氨酸?????B．苯丙氨酸????C．異亮氨酸????D．賴(lài)氨酸

5．下列哪種氨基酸屬于亞氨基酸？

A．絲氨酸??????B．脯氨酸?????C．亮氨酸?????D．組氨酸

6．下列哪一項(xiàng)不是蛋白質(zhì)α-螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)？

A．天然蛋白質(zhì)多為右手螺旋

B．肽鏈平面充分伸展

C．每隔3.6個(gè)氨基酸螺旋上升一圈。

D．每個(gè)氨基酸殘基上升高度為0.15nm.

7．下列哪一項(xiàng)不是蛋白質(zhì)的性質(zhì)之一？

A．處于等電狀態(tài)時(shí)溶解度最小????B．加入少量中性鹽溶解度增加

C．變性蛋白質(zhì)的溶解度增加??????D．有紫外吸收特性

8．下列氨基酸中哪一種不具有旋光性？

A．Leu ?????B．Ala ?????C．Gly ?????D．Ser ?????E．Val

9．在下列檢測(cè)蛋白質(zhì)的方法中，哪一種取決于完整的肽鏈？

A．凱氏定氮法????B．雙縮尿反應(yīng)????C．紫外吸收法????D．茚三酮法

10．下列哪種酶作用于由堿性氨基酸的羧基形成的肽鍵？

A．糜蛋白酶?????B．羧肽酶?????C．氨肽酶??????D．胰蛋白酶

11．下列有關(guān)蛋白質(zhì)的敘述哪項(xiàng)是正確的？

A．蛋白質(zhì)分子的凈電荷為零時(shí)的pH值是它的等電點(diǎn)

B．大多數(shù)蛋白質(zhì)在含有中性鹽的溶液中會(huì)沉淀析出

C．由于蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最大，所以沉淀蛋白質(zhì)時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離等電點(diǎn)

D．以上各項(xiàng)均不正確

12．下列關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的敘述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？

A．氨基酸的疏水側(cè)鏈很少埋在分子的中心部位

B．電荷的氨基酸側(cè)鏈常在分子的外側(cè)，面向水相

C．白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)在決定高級(jí)結(jié)構(gòu)方面是重要因素之一

D．白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)主要靠次級(jí)鍵維持

13．列哪些因素妨礙蛋白質(zhì)形成α-螺旋結(jié)構(gòu)？

A．脯氨酸的存在????????????????B．氨基酸殘基的大的支鏈

C．性氨基酸的相鄰存在??????????D．性氨基酸的相鄰存在

E．以上各項(xiàng)都是

14．于β-折疊片的敘述，下列哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的？

A．β-折疊片的肽鏈處于曲折的伸展?fàn)顟B(tài)

B．的結(jié)構(gòu)是借助于鏈內(nèi)氫鍵穩(wěn)定的

C．有的β-折疊片結(jié)構(gòu)都是通過(guò)幾段肽鏈平行排列而形成的

D．基酸之間的軸距為0.35nm

15．持蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要作用力是：

A．鹽鍵???????B．疏水鍵???????C．氫鍵???????D．二硫鍵

16．維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素是：

A．肽鍵????B．二硫鍵????C．離子鍵????D．氫鍵????E．次級(jí)鍵

17．凝膠過(guò)濾法分離蛋白質(zhì)時(shí)，從層析柱上先被洗脫下來(lái)的是：

A．分子量大的?????????????B．分子量小的

C．電荷多的???????????????D．帶電荷少的

18. 下列哪項(xiàng)與蛋白質(zhì)的變性無(wú)關(guān)？

A. 肽鍵斷裂???????????????B．氫鍵被破壞

C．離子鍵被破壞???????????D．疏水鍵被破壞

19．蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的特征主要取決于下列哪一項(xiàng)？

A．多肽鏈中氨基酸的排列順序????????B．次級(jí)鍵

C．鏈內(nèi)及鏈間的二硫鍵??????????????D．溫度及pH

20．下列哪個(gè)性質(zhì)是氨基酸和蛋白質(zhì)所共有的？

A．膠體性質(zhì)???????????????B．兩性性質(zhì)

C．沉淀反應(yīng)???????????????D．變性性質(zhì)

E．雙縮脲反應(yīng)

21．氨基酸在等電點(diǎn)時(shí)具有的特點(diǎn)是：

A．不帶正電荷?????????????B．不帶負(fù)電荷

C．A和B ????????????????D．溶解度最大

E．在電場(chǎng)中不泳動(dòng)

22．蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指：

A．蛋白質(zhì)氨基酸的種類(lèi)和數(shù)目????????B．蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序

C．蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的折疊和盤(pán)繞??D．包括A,B和C

(四)?是非判斷題

( ?) 1．氨基酸與茚三酮反應(yīng)都產(chǎn)生藍(lán)紫色化合物。

( ?) 2．因?yàn)轸然己蛠啺被g的部分雙鍵性質(zhì)，所以肽鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。

( ?) 3．所有的蛋白質(zhì)都有酶活性。

( ?) 4．α-碳和羧基碳之間的鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。

( ?) 5．多數(shù)氨基酸有D-和L-兩種不同構(gòu)型，而構(gòu)型的改變涉及共價(jià)鍵的破裂。

( ?) 6．所有氨基酸都具有旋光性。

( ?) 7．構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸都是必需氨基酸。

( ?) 8．蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序在很大程度上決定了它的構(gòu)象。

( ?) 9．一氨基一羧基氨基酸的pI為中性，因?yàn)?COOH和-NH2?的解離度相同。

( ?) 10．蛋白質(zhì)的變性是蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)的破壞，因此涉及肽鍵的斷裂。

( ?) 11．蛋白質(zhì)是生物大分子，但并不都具有四級(jí)結(jié)構(gòu)。

( ?) 12．血紅蛋白和肌紅蛋白都是氧的載體，前者是一個(gè)典型的變構(gòu)蛋白，在與氧結(jié)合過(guò)程中呈現(xiàn)變構(gòu)效應(yīng)，而后者卻不是。

( ?) 13.．用FDNB法和Edman降解法測(cè)定蛋白質(zhì)多肽鏈N-端氨基酸的原理是相同的。

( ?) 14．并非所有構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的α-碳原子上都有一個(gè)自由羧基和一個(gè)自由氨基。

( ?) 15．蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，它的酸堿性質(zhì)主要取決于肽鏈上可解離的R基團(tuán)。

( ?) 16．在具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子中，每個(gè)具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈?zhǔn)且粋€(gè)亞基。

( ?) 17．所有的肽和蛋白質(zhì)都能和硫酸銅的堿性溶液發(fā)生雙縮尿反應(yīng)。

( ?) 18．一個(gè)蛋白質(zhì)分子中有兩個(gè)半胱氨酸存在時(shí)，它們之間可以形成兩個(gè)二硫鍵。

( ?) 19．鹽析法可使蛋白質(zhì)沉淀，但不引起變性，所以鹽析法常用于蛋白質(zhì)的分離制備。

( ?) 20．蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)就是它的三級(jí)結(jié)構(gòu)。

( ?) 21．維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)最重要的作用力是氫鍵。

( ?)22．具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，它的每個(gè)亞基單獨(dú)存在時(shí)仍能保存蛋白質(zhì)原有的生物活性。

( ?)23．變性蛋白質(zhì)的溶解度降低，是由于中和了蛋白質(zhì)分子表面的電荷及破?壞了外層的水膜所引起的。

( ?)24．蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是靠鏈內(nèi)氫鍵維持的，肽鏈上每個(gè)肽鍵都參與氫鍵的形成。

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（五）問(wèn)答題

1．什么是蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)？為什么說(shuō)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)？

2．什么是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)？蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與其生物功能有何關(guān)系？

3．蛋白質(zhì)的α—螺旋結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？

4．蛋白質(zhì)的β—折疊結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？

5．舉例說(shuō)明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。

6．什么是蛋白質(zhì)的變性作用和復(fù)性作用？蛋白質(zhì)變性后哪些性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變？

7．簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)變性作用的機(jī)制。

8．蛋白質(zhì)有哪些重要功能

9．下列試劑和酶常用于蛋白質(zhì)化學(xué)的研究中：CNBr、異硫氰酸苯酯、丹黃酰氯、脲、6mol/L HCl、β-巰基乙醇、水合茚三酮、過(guò)甲酸、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶。其中哪一個(gè)最適合完成以下各項(xiàng)任務(wù)？

（1）測(cè)定小肽的氨基酸序列。

（2）鑒定肽的氨基末端殘基。

（3）不含二硫鍵的蛋白質(zhì)的可逆變性；如有二硫鍵存在時(shí)還需加什么試劑？

（4）在芳香族氨基酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。

（4）在蛋氨酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。

（5）在賴(lài)氨酸和精氨酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。

10．根據(jù)蛋白質(zhì)一級(jí)氨基酸序列可以預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。假設(shè)有下列氨基酸序列（如圖）：

1 ???????????5 ??????????????10 ???????????????15

Ile-Ala-His-Thr-Tyr-Gly-Pro-Glu-Ala-Ala-Met-Cys-Lys-Try-Glu-Ala-Gln-

???????20 ??????????????25 ????27

Pro-Asp-Gly-Met-Glu-Cys-Ala-Phe-His-Arg

?

（1）預(yù)測(cè)在該序列的哪一部位可能會(huì)出彎或β-轉(zhuǎn)角。

（2）何處可能形成鏈內(nèi)二硫鍵？

（3）假設(shè)該序列只是大的球蛋白的一部分，下面氨基酸殘基中哪些可能分布在蛋白的外表面，哪些分布在內(nèi)部？

天冬氨酸；異亮氨酸；蘇氨酸；纈氨酸；谷氨酰胺；賴(lài)氨酸

?

?

?

三、?習(xí)題解答

?

（一）名詞解釋

1．兩性離子：指在同一氨基酸分子上含有等量的正負(fù)兩種電荷，又稱(chēng)兼性離子或偶極離子。

2．必需氨基酸：指人體（和其它哺乳動(dòng)物）自身不能合成，機(jī)體又必需，需要從飲食中獲得的氨基酸。

3. 氨基酸的等電點(diǎn)：指氨基酸的正離子濃度和負(fù)離子濃度相等時(shí)的pH值，用符號(hào)pI表示。

4．稀有氨基酸：指存在于蛋白質(zhì)中的20種常見(jiàn)氨基酸以外的其它罕見(jiàn)氨基酸，它們是正常氨基酸的衍生物。

5．非蛋白質(zhì)氨基酸：指不存在于蛋白質(zhì)分子中而以游離狀態(tài)和結(jié)合狀態(tài)存在于生物體的各種組織和細(xì)胞的氨基酸。

6．構(gòu)型：指在立體異構(gòu)體中不對(duì)稱(chēng)碳原子上相連的各原子或取代基團(tuán)的空間排布。構(gòu)型的轉(zhuǎn)變伴隨著共價(jià)鍵的斷裂和重新形成。

7．蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，以及二硫鍵的位置。

8．構(gòu)象：指有機(jī)分子中，不改變共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，僅單鍵周?chē)脑有D(zhuǎn)所產(chǎn)生的原子的空間排布。一種構(gòu)象改變?yōu)榱硪环N構(gòu)象時(shí)，不涉及共價(jià)鍵的斷裂和重新形成。構(gòu)象改變不會(huì)改變分子的光學(xué)活性。??

9．蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：指在蛋白質(zhì)分子中的局部區(qū)域內(nèi)，多肽鏈沿一定方向盤(pán)繞和折疊的方式。

10．結(jié)構(gòu)域：指蛋白質(zhì)多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步卷曲折疊成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的近似球形的組裝體。

11．蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上借助各種次級(jí)鍵卷曲折疊成特定的球狀分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)象。

12．氫鍵：指負(fù)電性很強(qiáng)的氧原子或氮原子與N-H或O-H的氫原子間的相互吸引力。

13．蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：指多亞基蛋白質(zhì)分子中各個(gè)具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈以適當(dāng)方式聚合所呈現(xiàn)的三維結(jié)構(gòu)。

14．離子鍵：帶相反電荷的基團(tuán)之間的靜電引力，也稱(chēng)為靜電鍵或鹽鍵。

15．超二級(jí)結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)分子中相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單位組合在一起所形成的有規(guī)則的、在空間上能辨認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體。

16．疏水鍵：非極性分子之間的一種弱的、非共價(jià)的相互作用。如蛋白質(zhì)分子中的疏水側(cè)鏈避開(kāi)水相而相互聚集而形成的作用力。

17．范德華力：中性原子之間通過(guò)瞬間靜電相互作用產(chǎn)生的一種弱的分子間的力。當(dāng)兩個(gè)原子之間的距離為它們的范德華半徑之和時(shí)，范德華力最強(qiáng)。

18．鹽析：在蛋白質(zhì)溶液中加入一定量的高濃度中性鹽（如硫酸氨），使蛋白質(zhì)溶解度降低并沉淀析出的現(xiàn)象稱(chēng)為鹽析。

19．鹽溶：在蛋白質(zhì)溶液中加入少量中性鹽使蛋白質(zhì)溶解度增加的現(xiàn)象。

20．蛋白質(zhì)的變性作用：蛋白質(zhì)分子的天然構(gòu)象遭到破壞導(dǎo)致其生物活性喪失的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)在受到光照、熱、有機(jī)溶劑以及一些變性劑的作用時(shí)，次級(jí)鍵遭到破壞導(dǎo)致天然構(gòu)象的破壞，但其一級(jí)結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變。

21．蛋白質(zhì)的復(fù)性：指在一定條件下，變性的蛋白質(zhì)分子恢復(fù)其原有的天然構(gòu)象并恢復(fù)生物活性的現(xiàn)象。

22．蛋白質(zhì)的沉淀作用：在外界因素影響下，蛋白質(zhì)分子失去水化膜或被中和其所帶電荷，導(dǎo)致溶解度降低從而使蛋白質(zhì)變得不穩(wěn)定而沉淀的現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的沉淀作用。

23．凝膠電泳：以凝膠為介質(zhì)，在電場(chǎng)作用下分離蛋白質(zhì)或核酸等分子的分離純化技術(shù)。

24．層析：按照在移動(dòng)相（可以是氣體或液體）和固定相（可以是液體或固體）之間的分配比例將混合成分分開(kāi)的技術(shù)。

?

（二）填空題

1．??? 氨；羧基；??

2．??? 16 ；6.25 ???

3．??? 谷氨酸；天冬氨酸；絲氨酸；蘇氨酸

4．??? 苯丙氨酸；酪氨酸；色氨酸；紫外吸收????????

5．??? 負(fù)極??

6．??? 組氨酸；半胱氨酸；蛋氨酸???????

7．??? α-螺旋結(jié)構(gòu)；β-折疊結(jié)構(gòu)

8．?C=O；N=H；氫；0.54nm；?3.6；0.15nm；右

9．?脯氨酸；羥脯氨酸?????

10．極性；疏水性?????

11．藍(lán)紫色；脯氨酸

12．肽鍵；二硫鍵；氫鍵；次級(jí)鍵；氫鍵；離子鍵；疏水鍵；范德華力

13．表面的水化膜；同性電荷????????

14．谷胱甘肽；巰基

15．增加；鹽溶；減??；沉淀析出；鹽析；蛋白質(zhì)分離

16．帶電荷量；分子大??；分子形狀；方向；速率?

17．兩性離子；最小?

18．FDNB法（2,4-二硝基氟苯法）；Edman降解法（苯異硫氫酸酯法）

19．沉降法；凝膠過(guò)濾法；SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法（SDS-PAGE法）

20．不動(dòng)；向正極移動(dòng)；向負(fù)極移動(dòng)；???

21．兩性離子；負(fù)；

22．3.22

23．氫鍵；

24．C；a；b ????

25．16 672；?66 687；??????

26．50圈；27nm

?

（三）??選擇題

1．D：5種氨基酸中只有賴(lài)氨酸為堿性氨基酸，其等電點(diǎn)為9.74,大于生理pH值，所以帶正電荷。

2．B：人（或哺乳動(dòng)物）的必需氨基酸包括賴(lài)氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸8種，酪氨酸不是必需氨基酸。

3．A：酪氨酸和苯丙氨酸在280nm處的克分子消光系數(shù)分別為540何120,所以酪氨酸比苯丙氨酸有較大吸收，而且大多數(shù)蛋白質(zhì)中都含有酪氨酸。肽鍵的最大吸收在215nm,半胱氨酸的硫原子在280nm和215nm均無(wú)明顯吸收。

4．D：在此4種氨基酸中，只有賴(lài)氨酸的R基團(tuán)可接受氫質(zhì)子，作為堿，而其它3種氨基酸均無(wú)可解離的R側(cè)鏈。

5．B：氨基酸的α-碳上連接的是亞氨基而不是氨基，所以實(shí)際上屬于一種亞氨基酸，而其它氨基酸的α-碳上都連接有氨基，是氨基酸。

6．B：天然蛋白質(zhì)的α-螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，肽鏈圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)形成螺旋結(jié)構(gòu)，而不是充分伸展的結(jié)構(gòu)。另外在每個(gè)螺旋中含有3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0.54nm,每個(gè)氨基酸殘基上升高度為0.15nm,所以B不是α-螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

7．C：蛋白質(zhì)處于等電點(diǎn)時(shí)，凈電荷為零，失去蛋白質(zhì)分子表面的同性電荷互相排斥的穩(wěn)定因素，此時(shí)溶解度最小；加入少量中性鹽可增加蛋白質(zhì)的溶解度，即鹽溶現(xiàn)象；因?yàn)榈鞍踪|(zhì)中含有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸，所以具有紫外吸收特性；變性蛋白質(zhì)的溶解度減小而不是增加，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)變性后，近似于球狀的空間構(gòu)象被破壞，變成松散的結(jié)構(gòu)，原來(lái)處于分子內(nèi)部的疏水性氨基酸側(cè)鏈暴露于分子表面，減小了與水分子的作用，從而使蛋白質(zhì)溶解度減小并沉淀。

8．C：甘氨酸的α-碳原子連接的4個(gè)原子和基團(tuán)中有2個(gè)是氫原子，所以不是不對(duì)稱(chēng)碳原子，沒(méi)有立體異構(gòu)體，所以不具有旋光性。

9．B：雙縮脲反應(yīng)是指含有兩個(gè)或兩個(gè)以上肽鍵的化合物（肽及蛋白質(zhì)）與稀硫酸銅的堿性溶液反應(yīng)生成紫色（或青紫色）化合物的反應(yīng)，產(chǎn)生顏色的深淺與蛋白質(zhì)的含量成正比，所以可用于蛋白質(zhì)的定量測(cè)定。茚三酮反應(yīng)是氨基酸的游離的α-NH與茚三酮之間的反應(yīng)；凱氏定氮法是測(cè)定蛋白質(zhì)消化后產(chǎn)生的氨；紫外吸收法是通過(guò)測(cè)定蛋白質(zhì)的紫外消光值定量測(cè)定蛋白質(zhì)的方法，因?yàn)榇蠖鄶?shù)蛋白質(zhì)都含有酪氨酸，有些還含有色氨酸或苯丙氨酸，這三種氨基酸具有紫外吸收特性，所以紫外吸收值與蛋白質(zhì)含量成正比。

10．D：靡蛋白酶即胰凝乳蛋白酶作用于酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸的羧基參與形成的肽鍵；羧肽酶是從肽鏈的羧基端開(kāi)始水解肽鍵的外肽酶；氨肽酶是從肽鏈的氨基端開(kāi)始水解肽鍵的外肽酶；胰蛋白酶可以專(zhuān)一地水解堿性氨基酸的羧基參與形成的肽鍵。

11．A：蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)是指蛋白質(zhì)分子內(nèi)的正電荷桌能總數(shù)與負(fù)電荷總數(shù)相等時(shí)的pH值。蛋白質(zhì)鹽析的條件是加入足量的中性鹽，如果加入少量中性鹽不但不會(huì)使蛋白質(zhì)沉淀析出反而會(huì)增加其溶解度，即鹽溶。在等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)的凈電荷為零，分子間的凈電斥力最小，所以溶解度最小，在溶液中易于沉淀，所以通常沉淀蛋白質(zhì)應(yīng)調(diào)pH至等電點(diǎn)。

12．A：在蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)中，通常是疏水性氨基酸的側(cè)鏈存在于分子的內(nèi)部，因?yàn)槭杷曰鶊F(tuán)避開(kāi)水相而聚集在一起，而親水側(cè)鏈分布在分子的表面以充分地與水作用；蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是多肽鏈中氨基酸的排列順序，此順序即決定了肽鏈形成二級(jí)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型以及更高層次的結(jié)構(gòu)；維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力主要是次級(jí)鍵。

13．E：脯氨酸是亞氨基酸,參與形成肽鍵后不能再與C=O?氧形成氫鍵，因此不能形成α-螺旋結(jié)構(gòu);氨基酸殘基的支鏈大時(shí)，空間位阻大，妨礙螺旋結(jié)構(gòu)的形成；連續(xù)出現(xiàn)多個(gè)酸性氨基酸或堿性氨基酸時(shí)，同性電荷會(huì)互相排斥，所以不能形成穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)。

14．C：β-折疊結(jié)構(gòu)是一種常見(jiàn)的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，分為平行和反平行兩種排列方式，所以題中C項(xiàng)的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。在β-折疊結(jié)構(gòu)中肽鏈處于曲折的伸展?fàn)顟B(tài)，氨基酸殘基之間的軸心距離為0.35nm, 相鄰肽鏈（或同一肽鏈中的幾個(gè)肽段）之間形成氫鍵而使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

15．C：蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的兩種主要類(lèi)型是α-螺旋結(jié)構(gòu)和β-折疊結(jié)構(gòu)。在α-螺旋結(jié)構(gòu)中肽鏈上的所有氨基酸殘基均參與氫鍵的形成以維持螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在β-折疊結(jié)構(gòu)中，相鄰肽鏈或肽段之間形成氫鍵以維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，所以氫鍵是維持蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要作用力。離子鍵、疏水鍵和范德華力在維持蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)中起重要作用，而二硫鍵在穩(wěn)定蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)中起一定作用。

16．E：肽鍵是連接氨基酸的共價(jià)鍵，它是維持蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力；而硫鍵是2分子半胱氨酸的巰基脫氫氧化形成的共價(jià)鍵，它可以存在于2條肽鏈之間也可以由存在于同一條肽鏈的2個(gè)不相鄰的半胱氨酸之間，它在維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中起一定作用，但不是最主要的。離子鍵和氫鍵都是維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素之一，但此項(xiàng)選擇不全面，也不確切。次級(jí)鍵包括氫鍵、離子鍵、疏水鍵和范德華力，所以次項(xiàng)選擇最全面、確切。

17．A：用凝膠過(guò)濾柱層析分離蛋白質(zhì)是根據(jù)蛋白質(zhì)分子大小不同進(jìn)行分離的方法，與蛋白質(zhì)分子的帶電狀況無(wú)關(guān)。在進(jìn)行凝膠過(guò)濾柱層析過(guò)程中，比凝膠網(wǎng)眼大的分子不能進(jìn)入網(wǎng)眼內(nèi)，被排阻在凝膠顆粒之外。比凝膠網(wǎng)眼小的顆?？梢赃M(jìn)入網(wǎng)眼內(nèi)，分子越小進(jìn)入網(wǎng)眼的機(jī)會(huì)越多，因此不同大小的分子通過(guò)凝膠層析柱時(shí)所經(jīng)的路程距離不同，大分子物質(zhì)經(jīng)過(guò)的距離短而先被洗出，小分子物質(zhì)經(jīng)過(guò)的距離長(zhǎng)，后被洗脫，從而使蛋白質(zhì)得到分離。

18．A：蛋白質(zhì)的變性是其空間結(jié)構(gòu)被破壞，從而引起理化性質(zhì)的改變以及生物活性的喪失，但其一級(jí)結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變，所以肽鍵沒(méi)有斷裂。蛋白質(zhì)變性的機(jī)理是維持其空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力被破壞，氫鍵、離子鍵和疏水鍵都是維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力，當(dāng)這些作用力被破壞時(shí)空間結(jié)構(gòu)就被破壞并引起變性，所以與變性有關(guān)。???????

19．A：蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)即蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序決定蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象，因?yàn)橐患?jí)結(jié)構(gòu)中包含著形成空間結(jié)構(gòu)所需要的所有信息，氨基酸殘基的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)決定了所組成的蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型以及三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象；二硫鍵和次級(jí)鍵都是維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象穩(wěn)定的作用力，但不決定蛋白質(zhì)的構(gòu)象；溫度及pH影響蛋白質(zhì)的溶解度、解離狀態(tài)、生物活性等性質(zhì)，但不決定蛋白質(zhì)的構(gòu)象。

20．B：氨基酸即有羧基又有氨基，可以提供氫質(zhì)子也可以接受氫質(zhì)子，所以即是酸又是堿，是兩性電解質(zhì)。由氨基酸組成的蛋白質(zhì)分子上也有可解離基團(tuán)，如谷氨酸和天冬氨酸側(cè)鏈基團(tuán)的羧基以及賴(lài)氨酸的側(cè)鏈氨基，所以也是兩性電解質(zhì)，這是氨基酸和蛋白質(zhì)所共有的性質(zhì)；膠體性質(zhì)是蛋白質(zhì)所具有的性質(zhì)，沉淀反應(yīng)是蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)被破壞產(chǎn)生的現(xiàn)象；變性是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)被破壞后性質(zhì)發(fā)生改變并喪失生物活性的現(xiàn)象，這三種現(xiàn)象均與氨基酸無(wú)關(guān)。

21．E：?氨基酸分子上的正電荷數(shù)和負(fù)電荷數(shù)相等時(shí)的pH值是其等電點(diǎn)，即凈電荷為零，此時(shí)在電場(chǎng)中不泳動(dòng)。由于凈電荷為零，分子間的凈電斥力最小，所以溶解度最小。

22．B：蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，蛋白質(zhì)中所含氨基酸的種類(lèi)和數(shù)目相同但排列順序不同時(shí)，其一級(jí)結(jié)構(gòu)以及在此基礎(chǔ)上形成的空間結(jié)構(gòu)均有很大不同。蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的折疊和盤(pán)繞是蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，所以B項(xiàng)是正確的。

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（四）是非判斷題

1．錯(cuò)：脯氨酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生黃色化合物，其它氨基酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色化合物。

2．對(duì)：在肽平面中，羧基碳和亞氨基氮之間的鍵長(zhǎng)為0.132nm，介于C—N 單鍵和C＝N 雙鍵之間，具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。

3．錯(cuò)：蛋白質(zhì)具有重要的生物功能，有些蛋白質(zhì)是酶，可催化特定的生化反應(yīng)，有些蛋白質(zhì)則具有其它的生物功能而不具有催化活性，所以不是所有的蛋白質(zhì)都具有酶的活性。

4．錯(cuò)：α-碳和羧基碳之間的鍵是C—C單鍵，可以自由旋轉(zhuǎn)。

5．對(duì)：在20種氨基酸中，除甘氨酸外都具有不對(duì)稱(chēng)碳原子，所以具有L-型和D-型2種不同構(gòu)型，這兩種不同構(gòu)型的轉(zhuǎn)變涉及到共價(jià)鍵的斷裂和從新形成。

6．錯(cuò)：由于甘氨酸的α-碳上連接有2個(gè)氫原子，所以不是不對(duì)稱(chēng)碳原子，沒(méi)有2種不同的立體異構(gòu)體，所以不具有旋光性。其它常見(jiàn)的氨基酸都具有不對(duì)稱(chēng)碳原子，因此具有旋光性。

7．錯(cuò)：必需氨基酸是指人（或哺乳動(dòng)物）自身不能合成機(jī)體又必需的氨基酸，包括8種氨基酸。其它氨基酸人體自身可以合成，稱(chēng)為非必需氨基酸。

8．對(duì)：蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，不同氨基酸的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)不同，因而決定了多肽鏈形成二級(jí)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型以及不同類(lèi)型之間的比例以及在此基礎(chǔ)上形成的更高層次的空間結(jié)構(gòu)。如在脯氨酸存在的地方α-螺旋中斷，R側(cè)鏈具有大的支鏈的氨基酸聚集的地方妨礙螺旋結(jié)構(gòu)的形成，所以一級(jí)結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象。

9．錯(cuò)：一氨基一羧基氨基酸為中性氨基酸，其等電點(diǎn)為中性或接近中性，但氨基和羧基的解離度，即pK值不同。

10．錯(cuò)：蛋白質(zhì)的變性是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的破壞，這是由于維持蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定的作用力次級(jí)鍵被破壞所造成的，但變性不引起多肽鏈的降解，即肽鏈不斷裂。

11．對(duì)：有些蛋白質(zhì)是由一條多肽鏈構(gòu)成的，只具有三級(jí)結(jié)構(gòu)，不具有四級(jí)結(jié)構(gòu)，如肌紅蛋白。

12．對(duì)：血紅蛋白是由4個(gè)亞基組成的具有4級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，當(dāng)血紅蛋白的一個(gè)亞基與氧結(jié)合后可加速其它亞基與氧的結(jié)合，所以具有變構(gòu)效應(yīng)。肌紅蛋白是僅有一條多肽鏈的蛋白質(zhì)，具有三級(jí)結(jié)構(gòu)，不具有四級(jí)結(jié)構(gòu)，所以在與氧的結(jié)合過(guò)程中不表現(xiàn)出變構(gòu)效應(yīng)。

13．錯(cuò)：Edman降解法是多肽鏈N端氨基酸殘基被苯異硫氫酸酯修飾，然后從多肽鏈上切下修飾的殘基，經(jīng)層析鑒定可知N端氨基酸的種類(lèi)，而余下的多肽鏈仍為一條完整的多肽鏈，被回收后可繼續(xù)進(jìn)行下一輪Edman反應(yīng)，測(cè)定N末端第二個(gè)氨基酸。反應(yīng)重復(fù)多次就可連續(xù)測(cè)出多肽鏈的氨基酸順序。FDNB法（Sanger反應(yīng)）是多肽鏈N末端氨基酸與FDNB（2,4-二硝基氟苯）反應(yīng)生成二硝基苯衍生物（DNP-蛋白），然后將其進(jìn)行酸水解，打斷所有肽鍵，N末端氨基酸與二硝基苯基結(jié)合牢固，不易被酸水解。水解產(chǎn)物為黃色的N端DNP-氨基酸和各種游離氨基酸。將DNP-氨基酸抽提出來(lái)并進(jìn)行鑒定可知N端氨基酸的種類(lèi)，但不能測(cè)出其后氨基酸的序列。

14．對(duì)：大多數(shù)氨基酸的α-碳原子上都有一個(gè)自由氨基和一個(gè)自由羧基，但脯氨酸和羥脯氨酸的α-碳原子上連接的氨基氮與側(cè)鏈的末端碳共價(jià)結(jié)合形成環(huán)式結(jié)構(gòu)，所以不是自由氨基。

15．對(duì)：蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的大分子，有些氨基酸的R側(cè)鏈具有可解離基團(tuán)，如羧基、氨基、咪唑基等等。這些基團(tuán)有的可釋放H+?,有的可接受H+??,所以使得蛋白質(zhì)分子即是酸又是堿，是兩性電解質(zhì)。蛋白質(zhì)分子中可解離R基團(tuán)的種類(lèi)和數(shù)量決定了蛋白質(zhì)提供和接受H+?的能力，即決定了它的酸堿性質(zhì)。

16．對(duì)：在具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子中，每個(gè)具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈?zhǔn)且粋€(gè)亞基。

17．錯(cuò)：具有兩個(gè)或兩個(gè)以上肽鍵的物質(zhì)才具有類(lèi)似于雙縮脲的結(jié)構(gòu)，具有雙縮脲反應(yīng)，而二肽只具有一個(gè)肽鍵，所以不具有雙縮脲反應(yīng)。

18．錯(cuò)：二硫鍵是由兩個(gè)半胱氨酸的巰基脫氫氧化而形成的，所以?xún)蓚€(gè)半胱氨酸只能形成一個(gè)二硫鍵。

19．對(duì)：鹽析引起的蛋白質(zhì)沉淀是由于大量的中性鹽破壞了蛋白質(zhì)膠體的穩(wěn)定因素（蛋白質(zhì)分子表面的水化膜及所帶同性電荷互相排斥），從而使蛋白質(zhì)溶解度降低并沉淀，但并未破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，所以不引起變性。根據(jù)不同蛋白質(zhì)鹽析所需的鹽飽和度分段鹽析可將蛋白質(zhì)進(jìn)行分離和純化。

20．錯(cuò)：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)包括二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)三個(gè)層次，三級(jí)結(jié)構(gòu)只是其中一個(gè)層次。

21．錯(cuò)：維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力有氫鍵、離子鍵、疏水鍵、范德華力以及二硫鍵，其中最重要的是疏水鍵。

22．錯(cuò)：具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，只有所有的亞基以特定的適當(dāng)方式組裝在一起時(shí)才具有生物活性，缺少一個(gè)亞基或單獨(dú)一個(gè)亞基存在時(shí)都不具有生物活性。

23．錯(cuò)：蛋白質(zhì)變性是由于維持蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定的作用力（次級(jí)鍵和而硫鍵）被破壞從而使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞并山個(gè)喪失生物活性的現(xiàn)象。次級(jí)鍵被破壞以后，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，原來(lái)聚集在分子內(nèi)部的疏水性氨基酸側(cè)鏈伸向外部，減弱了蛋白質(zhì)分子與水分子的相互作用，因而使溶解度將低。

24．錯(cuò)：蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是由鏈內(nèi)氫鍵維持的，如α-螺旋結(jié)構(gòu)和β-折疊結(jié)構(gòu)中的氫鍵均起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用。但并非肽鏈中所有的肽鍵都參與氫鍵的形成，如脯氨酸與相鄰氨基酸形成的肽鍵，以及自由回轉(zhuǎn)中的有些肽鍵不能形成鏈內(nèi)氫鍵。

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（五）?問(wèn)答題（解題要點(diǎn)）

1．答：蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子肽鏈的排列順序包含了自動(dòng)形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)（即正確的空間構(gòu)象）所需要的全部信息，所以一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其高級(jí)結(jié)構(gòu)。

2．答：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中原子和基團(tuán)在三維空間上的排列、分布及肽鏈走向。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的功能?？臻g結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)各自的功能是相適應(yīng)的。

3．答：（1）多肽鏈主鏈繞中心軸旋轉(zhuǎn)，形成棒狀螺旋結(jié)構(gòu)，每個(gè)螺旋含有3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0.54nm,氨基酸之間的軸心距為0.15nm.。

（2）α-螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定主要靠鏈內(nèi)氫鍵，每個(gè)氨基酸的N—H與前面第四個(gè)氨基酸的C＝O??形成氫鍵。

（3）天然蛋白質(zhì)的α-螺旋結(jié)構(gòu)大都為右手螺旋。

4．答：β-折疊結(jié)構(gòu)又稱(chēng)為β-片層結(jié)構(gòu)，它是肽鏈主鏈或某一肽段的一種相當(dāng)伸展的結(jié)構(gòu)，多肽鏈呈扇面狀折疊。

（1）兩條或多條幾乎完全伸展的多肽鏈（或肽段）側(cè)向聚集在一起，通過(guò)相鄰肽鏈主鏈上的氨基和羰基之間形成的氫鍵連接成片層結(jié)構(gòu)并維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

（2）氨基酸之間的軸心距為0.35nm（反平行式）和0.325nm（平行式）。

（3）β-折疊結(jié)構(gòu)有平行排列和反平行排列兩種。

5．答：蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能從根本上來(lái)說(shuō)取決于它的一級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能是蛋白質(zhì)分子的天然構(gòu)象所具有的屬性或所表現(xiàn)的性質(zhì)。一級(jí)結(jié)構(gòu)相同的蛋白質(zhì)，其功能也相同，二者之間有統(tǒng)一性和相適應(yīng)性。

6．答：蛋白質(zhì)變性作用是指在某些因素的影響下，蛋白質(zhì)分子的空間構(gòu)象被破壞，并導(dǎo)致其性質(zhì)和生物活性改變的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)變性后會(huì)發(fā)生以下幾方面的變化：

（1）生物活性喪失；

（2）理化性質(zhì)的改變，包括：溶解度降低，因?yàn)槭杷畟?cè)鏈基團(tuán)暴露；結(jié)晶能力喪失；分子形狀改變，由球狀分子變成松散結(jié)構(gòu)，分子不對(duì)稱(chēng)性加大；粘度增加；光學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，如旋光性、紫外吸收光譜等均有所改變。

（3）生物化學(xué)性質(zhì)的改變，分子結(jié)構(gòu)伸展松散，易被蛋白酶分解。

7．答：維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象穩(wěn)定的作用力是次級(jí)鍵，此外，二硫鍵也起一定的作用。當(dāng)某些因素破壞了這些作用力時(shí)，蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象即遭到破壞，引起變性。

8．答：蛋白質(zhì)的重要作用主要有以下幾方面：

（1）生物催化作用???酶是蛋白質(zhì)，具有催化能力，新陳代謝的所有化學(xué)反應(yīng)幾乎都是在酶的催化下進(jìn)行的。

（2）結(jié)構(gòu)蛋白???有些蛋白質(zhì)的功能是參與細(xì)胞和組織的建成。

（3）運(yùn)輸功能???如血紅蛋白具有運(yùn)輸氧的功能。

（4）收縮運(yùn)動(dòng)???收縮蛋白（如肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白）與肌肉收縮和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。

（5）激素功能???動(dòng)物體內(nèi)的激素許多是蛋白質(zhì)或多肽，是調(diào)節(jié)新陳代謝的生理活性物質(zhì)。

（6）免疫保護(hù)功能???抗體是蛋白質(zhì)，能與特異抗原結(jié)合以清除抗原的作用，具有免疫功能。

（7）貯藏蛋白???有些蛋白質(zhì)具有貯藏功能，如植物種子的谷蛋白可供種子萌發(fā)時(shí)利用。

（8）接受和傳遞信息???生物體中的受體蛋白能專(zhuān)一地接受和傳遞外界的信息。

（9）控制生長(zhǎng)與分化???有些蛋白參與細(xì)胞生長(zhǎng)與分化的調(diào)控。

（10）毒蛋白???能引起機(jī)體中毒癥狀和死亡的異體蛋白，如細(xì)菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。

9．答：（a）異硫氫酸苯酯；（b）丹黃酰氯；（c）脲、β-巰基乙醇；（d）胰凝乳蛋白酶；（e）CNBr; （f）胰蛋白酶。

10．答：（1）可能在7位和19位打彎，因?yàn)楦彼岢３霈F(xiàn)在打彎處。

??（2）13位和24位的半胱氨酸可形成二硫鍵。

（3）分布在外表面的為極性和帶電荷的殘基：Asp、Gln和Lys；分布在內(nèi)部的是非極性的氨基酸殘基：Try、Leu和Val；Thr盡管有極性，但疏水性也很強(qiáng)，因此，它出現(xiàn)在外表面和內(nèi)部的可能性都有。