生物化學(xué)課后習(xí)題答案-第二章xt2.pdf

第二章 蛋白質(zhì) 一 課后習(xí)題 第二章 蛋白質(zhì) 一 課后習(xí)題 1 用對(duì)與不對(duì)回答下列問(wèn)題 如果不對(duì) 請(qǐng)說(shuō)明原因 1 構(gòu)成蛋白質(zhì)的所有氨基酸都是 L 型的 2 當(dāng)谷氨酸在 pH4 5 的醋酸鹽緩沖液中進(jìn)行電泳時(shí) 它將向正極移動(dòng) 3 如果用末端測(cè)定法測(cè)不出某肽的末端 則此肽必定是個(gè)環(huán)肽 4 螺旋就是右手螺旋 5 折疊僅僅出現(xiàn)在纖維狀蛋白質(zhì)分子中 2 已知 Lys 的 氨基的 pK a 為 10 5 問(wèn) pH9 5 時(shí) Lys 溶液中將有多少分?jǐn)?shù)這種基團(tuán) 給出質(zhì)子 即 NH3 和 NH 2 各占多少 3 在強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換柱上 Asp His Gly 和 Leu 等幾種氨基酸的洗脫順序如何 為什么 4 Gly His Glu 和 Lys 分別在 pH1 9 6 0 和 7 6 三種緩沖液中的電泳行為如何 電泳完 畢后它們的排序如何 5 1 068g 的某種結(jié)晶 氨基酸 其 pK1 和 pK2 值分別為 2 4 和 9 7 溶解于 100ml 的 0 1mol LNaOH 溶液中時(shí) 其 pH 為 10 4 計(jì)算該氨基酸的相對(duì)分子量 并提出可能的分 子式 6 求 0 1mol L 谷氨酸溶液在等電點(diǎn)時(shí)三種主要離子的濃度各為多少 7 向 1L 1mol L 的處于等電點(diǎn)的氨基酸溶液中加入 0 3 molHCl 問(wèn)所得溶液的 pH 是多少 如果加入 0 3molNaOH 以代替 HCl 時(shí) pH 又將如何 8 現(xiàn)有一個(gè)六肽 根據(jù)下列條件 作出此六肽的氨基酸排列順序 1 DNFB 反應(yīng) 得到 DNP Val 2 肼解后 再用 DNFB 反應(yīng) 得到 DNP Phe 3 胰蛋白酶水解此六肽 得到三個(gè)片段 分別含有 1 個(gè) 2 個(gè)和 3 個(gè)氨基酸 后兩 個(gè)片段呈坂口反應(yīng)陽(yáng)性 4 溴化氫與此六肽反應(yīng) 水解得到兩個(gè)三肽 這兩個(gè)三肽片斷經(jīng) DNFB 反應(yīng)分別得 到 DNP Val 和 DNP Ala 9 有一九肽 經(jīng)酸水解測(cè)定知由 4 個(gè)氨基酸組成 用胰蛋白酶水解成為兩個(gè)片段 其中一 個(gè)片斷在 280nm 有強(qiáng)的光吸收 并且對(duì) Pauly 反應(yīng) 坂口反應(yīng)都呈陽(yáng)性 另一個(gè)片段用 CNBr 處理后釋放一個(gè)氨基酸與茚三酮反應(yīng)呈黃色 試寫(xiě)出這個(gè)肽的氨基酸排列順序及其 化學(xué)結(jié)構(gòu)式 10 一種純的含鉬蛋白質(zhì) 用 1cm 的比色杯測(cè)定其消光系數(shù) 0 1 280 該蛋白質(zhì)每毫升濃溶液 含有 10 56ugMo 1 50 稀釋該濃溶液后 A280為 0 375 計(jì)算該蛋白質(zhì)的最小相對(duì)分子量 Mo 的相對(duì)原子質(zhì)量為 95 94 11 1 0mg 某蛋白質(zhì)樣品進(jìn)行氨基酸分析后得到 58 1ug 的亮氨酸和 36 2ug 的色氨酸計(jì)算該 蛋白質(zhì)的最小相對(duì)分子質(zhì)量 12 某一蛋白質(zhì)分子具有 螺旋及 折疊兩種構(gòu)象 分子總長(zhǎng)度為 5 5 10 5cm 該蛋白質(zhì) 相對(duì)分子質(zhì)量為 250000 試計(jì)算該蛋白質(zhì)分子中 螺旋及 折疊兩種構(gòu)象各占多少 氨基酸殘基平均相對(duì)分子質(zhì)量以 100 計(jì)算 解析 解析 1 1 正確 2 正確 3 不正確 如 N 末端測(cè)定中 有亞氨基酸 不宜用此法 4 錯(cuò)誤 螺旋有右手和左手螺旋兩種 5 錯(cuò)誤 不一定 2 1 11 10 11 3 洗脫順序 Asp Gly Leu His 在強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換柱中 酸性氨基酸最先洗脫下來(lái) 中性氨基酸次之 最后為堿性氨基酸 分子量小的優(yōu)先于分子量大的氨基酸 4 在 pH1 9 6 0 和 7 6 三種緩沖液中的電泳 其順序均為 Glu Gly His Lys pH 1 9 時(shí) 四種氨基酸均帶正電 電泳時(shí)向陰極移動(dòng) pH 6 0 時(shí)電泳 Gly 基本不動(dòng) His Lys 帶 正電 向陰極移動(dòng) Glu 帶負(fù)電 向陽(yáng)極移動(dòng) pH 7 6 時(shí) His 基本不動(dòng) Glu Gly 帶負(fù)電 向陽(yáng)極移動(dòng) Lys 帶正電 向陰極移動(dòng) 同時(shí)考慮分子的大小因素 5 相對(duì)分子量為 89g mol 可能為丙氨酸 Ala 6 計(jì)算過(guò)程略 三種離子的濃度分別為 A o 0 084M A A 7 84 10 3M 7 加入 0 3molHCl 后 pH 變?yōu)?2 71 用 0 3molNaOH 以代替 HCl 后 pH 變?yōu)?9 23 8 六肽的氨基酸順序?yàn)?N Val Arg Met Ala Arg Phe 9 氨基酸排列順序?yàn)?N Pro Met Arg Tyr 10 根據(jù) A KCL 已知相關(guān)數(shù)據(jù)代入得蛋白濃度 C 1 25mg mL 再利用蛋白質(zhì)的最低相對(duì)分子 質(zhì)量 Mo 的分子量 100 鉬在該蛋白中的百分含量 計(jì)算得約 11 3kD 11 蛋白中 Leu 5 81 Trp 3 62 蛋白質(zhì)中的 Leu 殘基 5 01 Trp 殘基 3 39 蛋白 質(zhì)最低分子量 M 某氨基酸的分子量 該氨基酸在蛋白中殘基百分比 由此得 MLeu 6024 MTrp 2618 nLeu nTrp 5 2 求其最小公倍數(shù) 蛋白分子量約為 12000 12 根據(jù) 螺旋和 折疊中相鄰的兩個(gè)氨基酸殘基的距離分別為 0 15nm 和 0 35nm 設(shè) 螺旋和 折疊各占 x y 殘基數(shù)目 x y 25000 100 1 5x 3 5y 5 5 10 5 108Ao 再解 方程 二 補(bǔ)充習(xí)題 二 補(bǔ)充習(xí)題 一 名詞解釋 兩性離子 構(gòu)象 別構(gòu)效應(yīng) 超二級(jí)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu) 鹽溶與鹽析 salting in and salting out 二 分析和計(jì)算題 1 判斷氨基酸所帶的凈電荷 用 pI pH 比 pH pI 更好 為什么 2 分別計(jì)算谷氨酸 精氨酸和丙氨酸的等電點(diǎn) 3 在下面指出的 pH 條件下 下列蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中向哪個(gè)方向移動(dòng) A 表示向陽(yáng)極 B 表示向 陰極 C 表示不移動(dòng) 人血清蛋白 pH5 5 pH3 5 血紅蛋白 pH7 07 pH9 0 胸腺組蛋 白 pH5 0 pH8 0 pH11 5 已知 人血清蛋白的 pI 4 64 血紅蛋白的 pI 7 07 胸腺組 蛋白的 pI 10 8 4 試述蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的三種基本類型 5 蛋白質(zhì)變性后 其性質(zhì)有哪些變化 6 某一蛋白質(zhì)溶于 的水后 其水溶液的 為 問(wèn) 該蛋白質(zhì)的 是大于 6 等于 還是小于 為什么 該蛋白質(zhì)在 的緩沖溶液中電泳 樣品點(diǎn)到哪個(gè)電極 為什么 參考答案 參考答案 一 名詞解釋 1 氨基酸 蛋白質(zhì)等分子既含有酸性基團(tuán) 又含有堿性基團(tuán) 在中性 pH 的水溶液中 羧基等酸性基團(tuán)脫去質(zhì)子帶負(fù)電荷 氨基等堿性基團(tuán)結(jié)合質(zhì)子帶正電荷 這種既有帶負(fù)電荷 基團(tuán) 又有帶正電荷基團(tuán)的離子稱兼性離子或兩性離子 亦稱偶極離子 dipolar ion 2 構(gòu)象是指具有相同結(jié)構(gòu)式和相同構(gòu)型的分子在空間里可能的多種形態(tài) 構(gòu)象形態(tài)間 的改變不涉及共價(jià)鍵的破裂 一個(gè)給定的蛋白質(zhì)理論上可采取多種構(gòu)象 但在生理?xiàng)l件下 只有一種或很少幾種在能量上是有利的 3 多亞基蛋白質(zhì)一般具有多個(gè)配體結(jié)合部位 結(jié)合在蛋白質(zhì)分子的特定部位上的配體對(duì) 該分子的其它部位所產(chǎn)生的影響 如改變親和力或催化能力 稱為別構(gòu)效應(yīng) 別構(gòu)效應(yīng)可分為 同促效應(yīng)和異促效應(yīng) 4 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)?？蓞^(qū)分成 1 個(gè)和數(shù)個(gè)球狀區(qū)域 折疊得較為緊密 各行其功能 稱為結(jié)構(gòu)域 5 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)指肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu) 超二級(jí)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域 對(duì)分子較大 由多個(gè)結(jié) 構(gòu)域的蛋白質(zhì)而言 基礎(chǔ)上形成的完整空間結(jié)構(gòu) 一個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)單位通常由一條肽鏈組成 但也有一些三級(jí)結(jié)構(gòu)單位是由經(jīng)二硫鍵連接的多條肽鏈組成的 如胰島素就是由兩條肽鏈折 疊成的 1 個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)單位 6 低濃度的中性鹽可以增加蛋白質(zhì)的溶解度 這種現(xiàn)象稱為鹽溶 鹽溶作用主要是由于 蛋白質(zhì)分子吸附某種鹽類離子后 帶電層使蛋白質(zhì)分子彼此排斥 而蛋白質(zhì)分子與水分子間 的相互作用卻加強(qiáng) 因而溶解度增高 當(dāng)離子強(qiáng)度增加到足夠高時(shí) 很多蛋白質(zhì)可以從水溶 液中沉淀出來(lái) 這種現(xiàn)象稱為鹽析 鹽析作用主要是由于大量中性鹽的加入使水的活度降低 原來(lái)溶液中的大部分甚至全部的自由水轉(zhuǎn)變?yōu)辂}離子的結(jié)合水 鹽析法沉淀出來(lái)的蛋白質(zhì)一 般不變性 且不同的蛋白質(zhì)可以用不同濃度的鹽沉淀出來(lái) 稱作分段鹽析 鹽析法是對(duì)蛋白 質(zhì)進(jìn)行粗分離的常用方法 二 分析和計(jì)算題 1 當(dāng)一種氨基酸的凈電荷用 q pI pH 表達(dá)時(shí) 若 q 為正值 則該氨基酸帶正電荷 若 q 為負(fù)值 則該氨基酸帶負(fù)電荷 q 值的正與負(fù)和該氨基酸所帶電荷的種類是一致的 如果采 用 q pH pI 來(lái)表達(dá) 則會(huì)出現(xiàn)相反的結(jié)果 即 q 為負(fù)值時(shí) 氨基酸帶正電荷 q 為正值時(shí) 氨基酸帶負(fù)電荷 因此 用 pI pH 更好 2 每個(gè)氨基酸可解離基團(tuán)的 pKa 在生化書(shū)中可以查到 也可根據(jù)酸堿滴定曲線確定 氨基酸的凈電荷為零時(shí)溶液的 pH 即等電點(diǎn) pI 在滴定曲線上位于兩個(gè)相應(yīng)基團(tuán) pKa 之 間的中點(diǎn) 在這兩個(gè) pKa 點(diǎn)上 它們的凈電荷分別是 0 5 和 0 5 因此 1 根據(jù)谷氨酸 的解離曲線 其 pI 應(yīng)該是它的 羧基和側(cè)鏈羧基 pK 值之和的算術(shù)平均值 即 pI 2 1 4 07 2 3 08 2 精氨酸 pI 應(yīng)該是它的 氨基和側(cè)鏈胍基的 pK 和之的算術(shù)平 均值 即 pI 8 99 12 48 2 10 7 3 丙氨酸 pI 應(yīng)該是它的 氨基和 羧基 pKa 值 之和的算術(shù)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 的電場(chǎng)中帶負(fù)電荷 向陽(yáng)極移動(dòng) 在 pH3 5 的電場(chǎng) 中帶正電荷 向負(fù)極移動(dòng) 血紅蛋白的 pI 7 07 在 pH7 07 不帶凈電荷 在電場(chǎng)中不移動(dòng) 在 pH9 0 時(shí)帶負(fù)電荷 向陽(yáng)極移動(dòng) 胸腺組蛋白的 pI 10 8 在 pH5 0 和 pH8 0 時(shí)帶正電荷 向陰極移動(dòng) 在 pH11 5 時(shí)帶負(fù)電荷 在電場(chǎng)中向陽(yáng)極移動(dòng) 4 1 螺旋 右手螺旋 一圈為 3 6 個(gè)氨基酸殘基 螺旋軸延伸 0 54nm 任一個(gè) 氨基酸殘基的亞氨基均與其后第四個(gè)氨基酸殘基的羰基形成氫鍵 氫鍵與螺旋軸基本平行 氫鍵封閉的原子為 13 個(gè) 稱作 3 613 肽平面維持剛性結(jié)構(gòu) 側(cè)鏈伸向外側(cè) 原子之間堆積 緊密 螺旋內(nèi)基本無(wú)空隙 因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 2 折疊 多肽鏈充分伸展 各肽鍵平面之 間折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu) 側(cè)鏈 R 基團(tuán)交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上下方 兩條以上肽鍵或一條肽鍵 內(nèi)的若干肽段平行排列 靠肽鍵羰基氧和亞氨基氫形成氫鍵維系 使構(gòu)象穩(wěn)定 兩條肽鍵走 向相同或相反 3 轉(zhuǎn)角 在球狀蛋白質(zhì)分子中 肽鏈主鏈常常會(huì)出現(xiàn) 180 回折 回折 部分成為 轉(zhuǎn)角 在 轉(zhuǎn)角中第一個(gè)殘基的 C O 與第四個(gè)殘基的 N H 形成氫鍵 使 轉(zhuǎn)角成 為比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) 5 蛋白質(zhì)變性后 氫鍵等次級(jí)鍵被破壞 蛋白質(zhì)分子就從原來(lái)有秩序卷曲的緊密結(jié)構(gòu)變 為無(wú)秩序的松散伸展?fàn)罱Y(jié)構(gòu) 即二 三級(jí)以上的高級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)生改變或破壞 但一級(jí)結(jié)構(gòu)沒(méi) 有破壞 變性后 蛋白質(zhì)的溶解