生化參考資料上課后答案

1、第一章轄類提要糖類是四大類生物分子之一，廣泛存在于生物界，特別是植物界。糖類在生物體內(nèi)不僅作為結構成分 和主要能源，復合糖中的糖鏈作為細胞識別的信息分子參與許多生命過程，并因此出現(xiàn)一門新的學科，糖 生物學。多數(shù)糖類具有(ClLO)n的實驗式，其化學本質(zhì)是多疑醛、多疑酮及其衍生物。糖類按其聚合度分為單 糖，1個單體：寡糖，含2-20個單體；多糖，含20個以上單體。同多糖是指僅含一種單糖或單糖衍生物 的多糖，雜多糖指含一種以上單糖或加單糖衍生物的多糖。糖類與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)共價結合形成的結合物稱 復合糖或糖復合物。單糖，除二疑丙酮外，都含有不對稱碳原子(C*)或稱手性碳原子，含C*的單糖都是不對稱分子

2、，當然 也是手性分子，因而都具有旋光性，一個C*有兩種構型D-和L-型或R-和S-型。因此含n個C*的單糖有 2個旋光異構體，組成2刊對不同的對映體。任一旋光異構體只有一個對映體，其他旋光異構體是它的非 對映體，僅有一個C*的構型不同的兩個旋光異構體稱為差向異構體。單糖的構型是指離竣基碳最遠的那個C*的構型，如果與D-甘油醛構型相同，則屬D系糖，反之屬L 系糖，大多數(shù)天然糖是D系糖Fischer E論證了己醛糖旋光異構體的立體化學，并提岀了在紙而上表示單 糖鏈狀立體結構的Fischer投影式。許多單糖在水溶液中有變旋現(xiàn)象，這是因為開漣的單糖分子內(nèi)醇基與 醛基或酮基發(fā)生可逆親核加成形成環(huán)狀半縮醛

3、或半縮酮的緣故。這種反應經(jīng)常發(fā)生在C5疑基和C1醛基之 間，而形成六元環(huán)砒喃糖(如砒喃葡糖)或C5經(jīng)基和C2酮基之間形成五元環(huán)咲喃糖(如咲喃果糖)。成環(huán)時 由于按基碳成為新的不對稱中心，出現(xiàn)兩個異頭差向異構體，稱和B異頭物，它們通過開鏈形式發(fā)生互 變并處于平衡中。在標準左位的Hsworth式中D-單糖異頭碳的疑基在氧環(huán)而下方的為“異頭物，上方的為 B異頭物，實際上不像Haworth式所示的那樣氧環(huán)面上的所有原子都處在同一個平而，毗喃糖環(huán)一般采取 椅式構象，咲喃糖環(huán)采取信封式構象。單糖可以發(fā)生很多化學反應。醛基或伯醇基或兩者氧化成撥酸，煤基還原成醇：一般的疑基參與成脂、 成瞇、氨基化和脫氧等反應

4、：異頭疑基能通過糖昔鍵與醇和胺連接，形成糖昏化合物。例如，在寡糖和多 糖中單糖與另一單糖通過0-糖昔鍵相連，在核昔酸和核酸中戊糖經(jīng)N-糖昔鍵與心喘嚨或嚓吟堿相連。生物學上重要的單糖及其衍生物有 Glc, Gal, Man, Fru, GlcNAc, GalNAc, L-Fuc, NeuNAc (Sia),GlcUA 等它們是寡糖和多糖的組分，許多單糖衍生物參與復合糖聚糖鏈的組成，此外單糖的磷酸脂，如6-磷酸匍 糖，是重要的代謝中間物。蔗糖、乳糖和麥芽糖是常見的二糖。蔗糖是由 -Gia和B - Fru在兩個異頭碳之間通過糖昔鍵連接而 成，它已無潛在的自由醛基，因而失去還原，成臊、變旋等性質(zhì)，并稱

5、它為非還原糖。乳糖的結構是Gal B (l-4)Glc,麥芽糖是Glcu (1-4)Glc,它們的末端葡萄搪殘基仍有潛在的自由醛基，屬還原糖。環(huán)糊精由 環(huán)糊精匍糖基轉移酶作用于直鏈淀粉生成含6, 7或8個匍萄糖殘基，通過a-1,4糖昔鍵連接成環(huán)，屬非還 原糖，由于它的特殊結構被用作穩(wěn)定劑、抗氧化劑和增溶劑等。淀粉、糖原和纖維素是最常見的多糖，都是匍萄糖的聚合物。淀粉是植物的貯存養(yǎng)料，屬貯能多糖， 是人類食物的主要成分之一。糖原是人和動物體內(nèi)的貯能多糖。淀粉可分直鏈淀粉和支鏈淀粉。直鏈淀粉 分子只有-1,4連鍵，支鏈淀粉和糖原除a-1,4連鍵外尚有-1,6連鍵形成分支，糖原的分支程度比支 鏈淀粉

6、高。纖維素與淀粉、糖原不同，它是由匍萄糖通過B-1.4糖昔鍵連接而成的，這一結構特點使纖維 素具有適于作為結構成分的物理特性，它屬于結構多糖。肽聚糖是細菌細胞壁的成分，也屬結構多糖。它可看成由一種稱胞壁肽的基本結構單位重復排列構成。 胞壁肽是一個含四有序側鏈的二糖單位，GlcNAcP (l-4)MurNAc,二糖單位問通過8-1,4連接成多糖，鏈 相鄰的多糖鏈通過轉肽作用交聯(lián)成一個大的妻狀分子。青霊素就是通過抑制轉肽干擾新的細胞壁形成而起 抑菌作用的。磷壁酸是革蘭氏陽性細菌細胞壁的特有成分;脂多糖是陰性細菌細胞壁的特有成分。糖蛋白是一類復合糖或一類綴合蛋白質(zhì)。許多膜內(nèi)在蛋白質(zhì)加分泌蛋白質(zhì)都是糖

7、蛋白糖蛋白和糖脂中 的寡糖鏈，序列多變，結構信息豐富，甚至超過核酸和蛋白質(zhì)。一個寡搪鏈中單糖種類、連接位宜、異頭碳構型和糖環(huán)類型的可能排列組介數(shù)目是一個天文數(shù)字。糖蛋白中寡糖鏈的還原端殘基與多肽鏈氨基酸殘 基之間的連接方式有：N-糖太鍵，如0-GlcNAc-Asn和0-糖肽鏈，如a -GalNAc-Thr/Ser, 0-Gal-Hyl, B -L-Araf-Hyp,N-連接的寡糖鏈(N-糖鏈)都含有一個共同的結構花式稱核心五糖或三甘壺糖基核心，N-糖鏈 可分為復雜型、高甘需糖型和雜合型三類，它們的區(qū)別王要在外周鏈,0-糖鏈的結構比N-糖鏈簡單，但連 接形式比N-糖鏈的多。糖蛋白中的寡糖鏈在細胞

8、識別包括細胞粘著、淋巴細胞歸巢和精卵識別等生物學過程中起重要作用。在人紅細胞表而上存在很多血型抗原決左簇，其中多數(shù)是寡糖鏈。在ABO血型系統(tǒng)中A, B, 0 (H)三 個抗原決泄簇只差一個單糖殘基,A型在寡糖基的非還原端有一個GalNAc, B型有一個Gal, 0型這兩個殘基 均無。凝集素是一類非抗體的能與糖類專一結合的蛋白質(zhì)或糖蛋白，伴刀豆凝集素A (ConA),花生凝集素等屬 植物凝集素;細菌和病毒也有凝集素，如流感病毒含紅細胞凝集素。作為各類白細胞CAM的選擇蛋白家族 也屬于凝集素。此家族中已知有L、E、P三種選擇蛋白，它們通過細胞粘著產(chǎn)生多種生物學效應，如免疫 應答、炎癥反應、腫瘤轉移

9、等。糖胺聚糖和蛋白聚糖是動物細胞外基質(zhì)的重要成分。糖胺聚糖是由己糖醛酸和己糖胺組成的二糖單位 重復構成。多數(shù)糖胺聚糖都不同程度地被硫酸化如4-硫酸軟計素、硫酸角質(zhì)素等。糖胺聚檐多以蛋白聚糖 形式存在，但透明質(zhì)酸是例外。蛋白聚糖是一類特殊的糖蛋白，由一條或多條糖胺聚糖鏈和一個核心蛋 白共價連接而成。有的蛋白聚糖以聚集體(透明質(zhì)酸分子為核心)形式存在。它們是髙度親水的多價陰離子, 在維持皮膚、關節(jié)、軟竹等結締組織的形態(tài)和功能方面起重要作用。寡糖鏈結構分析的一般步驟是:分離提純待測定的完整糖鏈，對獲得的均一樣品用GLC法測泄單糖組 成，根據(jù)髙碘酸氧化或甲基化分析確左糖苜鍵的位宜，用專一性糖苜酶確左糖

10、昔鍵的構型。糖鏈序列可采 用外切糖昔酶連續(xù)斷裂或FAB - MS等方法加以測定。習題環(huán)狀己醛糖有多少個可能的旋光異構體，為什么？ 2二32解:考慮到Cl、C2、C3、C4、C5各有兩種構象,故總的旋光異構體為2匚32個。含D-毗喃半乳糖和D-毗喃匍萄糖的雙糖可能有多少個異構體(不包括異頭物)？含同樣殘基的糖蛋白上 的二糖鏈將有多少個異構體?20； 32解:一個單糖的C1可以與另一單糖的Cl、C2、C3、C4、C6形成糖昔鍵，于是a-D-毗喃半乳基-D-毗喃葡 萄糖昔、B-D-毗喃半乳基-D-毗喃匍萄糖昔、a -D-Ult喃匍萄糖基-D-毗喃半乳糖昔、B-D-毗喃痢萄糖基 -D-毗喃半乳糖昔各有

11、5種，共5X4=20個異構體。糖蛋白上的二糖鏈英中一個單糖的C1用于連接多肽，C2、C3、C4、C6用于和另一單糖的C1形成糖昔 鍵，算法同上，共有4X4=16個，考慮到二糖與多肽相連時的異頭構象，異構體數(shù)目為16X2=32個。寫出B-D-脫氧核糖、-D-半乳糖、B- L-山梨糖和P -D-N-乙酰神經(jīng)氨酸(唾液酸)的F ischer投影 式，Haworth式和構象式。寫出下面所示的(A).兩個單糖的正規(guī)名稱(D/L, u/B, f/p),指出(C). (D)兩個結構用RS系統(tǒng)表示 的構型(R/S)A、 3 - D-f-Fru；a -L- p-Glc； C、 R； D、 SL7-匍萄糖的a和B

12、異頭物的比旋a 分別為+112.2和+18.70。當a-D-毗喃葡糖晶體樣品溶于水 時，比旋將由+112.2降至平衡值+52.70。計算平衡混合液中a和B異頭物的比率。假設開鏈形式和咲 喃形式可忽略。a異頭物的比率為36. 5%, B異頭物為63. 5%解：設 a 異頭物的比率為 x,則有 112. 2x+18.7(l-x)=52. 7,解得 x 二 36. 5%,于是(1 一 x)二 63.5%。將500 mg糖原樣品用放射性氛化鉀(K叱N)處理，被結合的叱N正好是0. 193 u mol,另一 500 mg同 一糖原樣品，用含3% HC1的無水甲醇處理，使之形成還原末端的甲基匍糖昔。然后用

13、髙碘酸處理這個還 原端成為甲基葡糖昔的糖原，新產(chǎn)生的甲酸準確值是347 umoK計算(a)糖原的平均相對分子質(zhì)量.(b)分 支的程度(分支點%)(a)2. 59X 106; (b)ll. 24%解：(a)Mr=0. 5/(0. 193X10_*)= 2. 59X106347XIOX 163/0. 5=11.3%D-匍萄糖在31C水中平衡時，u-毗喃匍糖和BT比喃葡糖的相對摩爾含量分別為37.3%和62.理。計 算D-匍萄糖在31C時由異頭物轉變?yōu)锽異頭物的標準自由能變化。氣體常數(shù)R為8. 314J /molKo AG= -1. 3lkJ /mol解：AG= -RTln(c2/cl)=-8. 3

14、14 X 300 X In (62. 7/37. 3)=-l. 30 kJ /mol竹子系熱帶禾本科植物，在最適條件下竹子生長的速度達0.3m/d高，假泄竹莖幾乎完全由纖維素纖 維組成，纖維沿生長方向定位。訃算每秒鐘酶促加入生長著的纖維素鏈的單糖殘基數(shù)目。纖維素分子中每 一葡萄糖單位約長0.45 nm。7800殘基/s解：0. 3/(24X3600)1/0. 45X10_,=7800 殘基/s經(jīng)還原可生成山梨醇(D-匍萄醇)的單糖有哪些？L-山梨糖;D-匍萄糖;L-古洛糖：D-果糖寫出麥芽糖d型)、纖維二糖(B型)、龍膽糖和水蘇糖的正規(guī)(系統(tǒng))名稱的簡單形式，并指出其中哪 些(個)是還原糖，哪

15、些(個)是非還原糖。解:麥芽糖(a 型):Glca (l-4)Glc纖維二糖(B 型)：Glc3 (l-*4)Glc龍膽糖：GlcP (l-6)Glc水蘇糖:Gala (l-*6)Gala (l-6)Glc(a 1- p2)Fru纖維素和糖原雖然在物理性質(zhì)上有很大的不同，但這兩種多糖都是1-4連接的D-匍萄糖聚合物，相對 分子質(zhì)疑也相當，是什么結構特點造成它們在物理性質(zhì)上的如此差別?解釋它們各自性質(zhì)的生物學優(yōu)點。革蘭氏陽性細菌和陰性細菌的細胞壁在化學組成上有什么異同？肽聚糖中的糖肽鍵和糖蛋白中的糖肽 鍵是否有區(qū)別？答：肽聚糖：革蘭氏陽性細菌和陰性細菌共有：磷壁酸：革蘭氏陽性細菌特有；脂多糖：革

16、蘭氏陰性 細菌特有。兩種糖肽鍵有區(qū)別：肽聚糖中為NAM的C3疑基與D-Ala竣基相連：糖蛋白中是糖的C1疑基與 多肽Asn 丫 -氨基N或Thr/Ser/旳1/Hyp疑基0相連。假設一個細胞表面糖蛋白的一個三糖單位在介導細胞與細胞粘著中起關鍵作用。試設汁一個簡單試驗 以檢驗這一假設。如果糖蛋白的這個三糖單位在細胞相互作用中是關鍵的，則此三糖本身應是細胞粘著 的競爭性抑制劑糖蛋白中N-連接的聚糖鏈有哪典類型?它們在結構上有什么共同點和不同點？答：(1)復雜型(complex type)這類N-糖鏈，除三甘壺糖基核心外，不含其他甘露糖殘基。還原端殘 基為GlcNAc B 1的外鏈與三甘露糖基核心的

17、兩個 -甘露糖殘基相連,在三類N-糖鏈中復雜型結構變化最 大。高甘壺糖型(high-mannose type)此型N-糖鏈除核心五糖外只含。-甘露糖殘基。雜合型(hybrid type )此型糖鏈具有復雜型和高甘蠢糖型這兩類糖鏈的結構元件。15舉出兩個例子說明糖蛋白媒糖鏈的生物學作用。 答：(1)糖鏈在糖蛋白新生肽鏈折疊和締合中的作用；(2)糖鏈影響糖蛋白的分泌和穩(wěn)左性。(例見教材P60P61)16.寫出人ABHlfll型抗原決宦簇的前體結構，指出A抗原、B抗原和0抗原(H物質(zhì))之間的結構關系，答 案見表1-9S 1-9人白BII和lais抗原決定後的結構血肝物質(zhì) 結 構I型前岸11型啊滋3G

18、kN& 刃RG 01 4（；cNAc RfRH物庾（O范璟）L-Pw l-*2Gal/3I-*A抗坤； B抗涼 w lebCtbINAc lys： Phe, Ser： Leu Vai Ala, : Vai Pro； GluAsp； Tyr AlaSerHisj解：根據(jù)P151圖3-25可得結果。將含有天冬氨酸（pl=2. 98）.甘氨酸（pl二5.97）、亮氨酸（pl二653）和賴氨酸（pl=5. 98）的檸掾酸緩沖液, 加到預先同樣緩沖液平衡過的強陽離交換樹脂中，隨后用愛緩沖液析脫此柱，并分別收集洗出液，這5種 氨基酸將按什么次序洗脫卜-來？ Asp, Thr, Gly, Leu, LysJ

19、解：在pH3左右，氨基酸與陽離子交換樹脂之間的靜電吸引的大小次序是減刑氨基酸（A）中性氨基酸 酸性氨基酸（A）。因此氨基酸的洗岀順序大體上是酸性氨基酸、中性氨基酸，最后是堿性氨基酸，由于氨 基酸和樹脂之間還存在疏水相互作用，所以其洗脫順序為：Asp, Thr, Gly, Leu, Lyso第四章備白質(zhì)的#價轉構提要蛋白質(zhì)分子是由一條或多條肽鏈構成的生物大分子。多肽鏈是由氨基酸通過肽鍵共價連接而成的，各 種多肽鏈都有自己特泄的氨基酸序列。蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量介于6000到1000000或更高。蛋白質(zhì)分為兩大類：單純蛋白質(zhì)和綴合蛋白質(zhì)。根據(jù)分子形狀可分為纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)和膜 蛋白質(zhì)。此外還

20、可按蛋白質(zhì)的生物學功能分類。為了表示蛋白質(zhì)結構的不同組織層次，經(jīng)常使用一級結構、二級結構、三級結構和四級結構這樣一些 專門術語。一級結構就是共價主鏈的氨基酸序列，有時也稱化學結構。二、三和四級結構又稱空間結構（即 三維結構）或髙級結構。蛋白質(zhì)的生物功能決左于它的高級結構，高級結構是由一級結構即氨基酸序列決泄的，二氨基酸序列 是由遺傳物質(zhì)DNA的核昔酸序列規(guī)定的。肽鍵（C0-NH）是連接多肽鏈主鏈中氨基酸殘缺的共價鍵，二硫鍵是使多肽鏈之間交聯(lián)或使多肽鏈成 環(huán)的共價鍵。多肽鏈或蛋白質(zhì)當發(fā)生部分水解時，可形成長短不一的肽段。除部分水解可以產(chǎn)生小肽之外，生物界 還存在許多游離的小肽，如谷胱甘肽等。小肽

21、晶體的熔點都很高，這說明短肽的晶體是離子晶格、在水溶 液中也是以偶極離子存在的。測泄蛋白質(zhì)一級結構的策略是：（1）測泄蛋白質(zhì)分子中多肽鏈數(shù)目；（2）拆分蛋白質(zhì)分子的多肽鏈:（3）斷開多肽鏈內(nèi)的二硫橋：（4）分析每一多肽鏈的氨基酸組成：（5）鑒左多肽鏈的N-末端和C-末端殘 基：（6）斷裂多肽鏈成較小的肽段,并將它們分離開來;（7）測定各肽段的氨基酸序列;（8）利用重疊肽 重建完整多肽鏈的一級結構；（9）確泄半胱氨酸殘基形成的S-S交聯(lián)橋的位置。序列分析中的重要方法和技術有：測左N-末端基的苯異硫魚酸酯（PITC）法，分析C-末端基的竣肽 酶法，用于多肽鏈局部斷裂的酶裂解和CNBr化學裂解，斷裂

22、二硫橋的兢基乙醇處理，測泄肽段氨基酸序 列的Edman化學降解和電噴射串聯(lián)質(zhì)譜技術，重建多肽鏈一級序列的重疊肽拼湊法以及用于二硫橋定位的 對角線電泳等。在不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)稱同源蛋白質(zhì)。同源蛋白質(zhì)具有明顯的序列相似性（稱 序列同源），兩個物種的同源蛋白質(zhì)，其序列間的氨基酸差異數(shù)目與這些物種間的系統(tǒng)發(fā)生差異是成比例 的。并根據(jù)同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列資料建立起進化樹。同源蛋白質(zhì)具有共同的進化起源。在生物體內(nèi)有些蛋白質(zhì)常以前體形試合成，只有按一泄方式裂解除去部分肽鏈之后才出現(xiàn)生物活性， 這一現(xiàn)象稱蛋白質(zhì)的激活。血液凝固是涉及氨基酸序列斷裂的一系列酶原被激活的結果，酶促激活的級聯(lián)

23、放大，使血凝塊迅速形成成為可能。凝血酶原和血淸蛋白原是兩個最重要的血凝因子。血纖蛋白蛋白原在 凝血斷的作用下轉變?yōu)檠獪[蛋白凝塊（血塊的主要成分）。我國在20世紀60年代首次在世界上人工合成了蛋白質(zhì)一一結晶牛胰島素。近二、三十年發(fā)展起來的 固相肽合成是控制合成技術上的一個巨大進步，它對分子生物學和基因工程也就具有重要影響和意義。至 今利用Merrifield固相肽合成儀已成功地合成了許多肽和蛋白質(zhì)。習題1、如果一個相對分子質(zhì)量為12000的蛋白質(zhì)，含10種氨基酸，并假設每種氨基酸在該蛋白質(zhì)分子中的數(shù) 目相等，問這種蛋白質(zhì)有多少種可能的排列順序？ 10100解:I。,沁叫I。泅2、有一個A肽，經(jīng)酸

24、解分析得知為Lys、His、Asp. Glu2、Ala以及Vai、Tyr和兩個鞏分子組成當A 肽與FDNB試劑反應后得DNP-Asp：當用竣肽酶處理后得游離煩氨酸。如果我們在實驗中將A肽用胰蛋白酶 降解時，得到兩種肽，英中一種(Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr)在pH6. 4時，凈電荷為零，另一種(His、 Glu以及Vai)可給除DNP-His,在pH6.4時，帶正電荷。此外，A肽用糜蛋白酶降解時，也得到兩種肽， 其中一種(Asp、Ala、Tyr)在pH6. 4時全中性，另一種(Lys、His、Glu2以及Vai)在pH6. 4時帶正電 荷。問 A 肽的氨基酸序列如何？ Asn-Ala

25、-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val解：1、N-末端分析：FDNB法得：Asp-：2、C-末端分析：竣肽酶法得：-Vai；3、胰蛋白酶只斷裂賴氨酸或精氨酸殘基的竣基形成的肽鍵，得到的是以Arg和Lys為C-末端殘基的肽斷。酸水解使Asn -* Asp+ NHi* ,由已知條件(Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr )可得： Asn-( )-() -()-Lys-()-( )-Val；4、FDNB法分析N-末端得DNP-His,酸水解使Gln-Glu+NH/由已知條件(His、Glu、Vai)可得： Asn-( )-( )-( )-Lys-Hi s-Gln-Val:5、糜蛋白酶斷裂

26、Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸殘基的竣基端肽鍵。由題，得到的一條肽(Asp、Ala、 Tyr)結合(3) (4)可得該肽的氨基酸序列為：Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val3、某多肽的氨基酸序列如下：Glu-Val-Lys-Asn-Cys-Phe-Arg-Trp-Asp-Leu-Gly-Ser-Leu-Glu- Ala-Thr-Cys-Arg-His-Met-Asp-Gln-Cys-Tyr-Pro-Gly-Glu_Glu-Lyso (1)如用胰蛋白酶處理，此多肽將 產(chǎn)生幾個肽？并解釋原因(假設沒有二硫鍵存在)：(2)在pH7.5時，此多肽的凈電荷是多少單位？說明

27、理由(假設 pKa 值：u -C00H4. 0： a_NH/6.0： Glu 和 Asp 側鏈基 4. 0； Lys 和 Arg側鏈基 11. 0： His 側鏈 基7. 5： Cys側鏈基9.0： Tyr側鏈基11.0)： (3)如何判斷此多肽是否含有二硫鍵？假如有二硫鍵存在， 請設計實驗確左5, 17和23位上的Cys哪兩個參與形成？ (1) 4個肽：(2) -2.5單位：(3)如果多肽 中無二硫鍵存在，經(jīng)胰蛋白酶水解后應得4個肽段：如果存在一個二硫鍵應得3個肽段并且個肽段所帶電 荷不同，因此可用離子交換層析、電泳等方法將肽段分開，鑒左岀含二硫鍵的肽段，測泄其氨基酸順序， 便可確宦二硫鍵的

28、位置4、今有一個七肽，經(jīng)分析它的氨基酸組成是：Lys、Pro、Arg、Phe、Ala、Tyr和Ser。此肽未經(jīng)糜蛋白 酶處理時，與FDNB反應不產(chǎn)生 -DNP-氨基酸。經(jīng)糜蛋白酶作用后，此肽斷裂城兩個肽段，其氨基酸組成 分別為Ala、Tyr、Ser和Pro、Phe、Lys、Arg。這兩個肽段分別與FDNB反應，可分別產(chǎn)生DNP-Ser和DNP-Lys 此肽與胰蛋白酚反應能生成兩個肽段，它們的氨基酸組成分別是Arg、Pro和Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala。 試問此七肽的一級結構怎樣？它是一個環(huán)肽，序列為：-Phe-Ser-Ala-Tyr-Lys-Pro-Arg-解：(1)此肽未經(jīng)糜蛋白酶

29、處理時，與FDNB反應不產(chǎn)生a -DNP-氨基酸，說明此肽不含游離末端視，即 此肽為一環(huán)肽：糜蛋白酶斷裂Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸殘基的竣基端肽鍵，由已知兩肽段氨基酸組成(Ala、 Tyr Ser 和 Pro、Phe、Lys、Arg)可得：-()-()-Tyr-和_( )-( )-( )-Phe-：由(2)得的兩肽段分別與FDNB反應，分別產(chǎn)生DNP-Ser和DNP-Lys可知該兩肽段的N-末端分 別為-Ser-和-Lys-,結合(2)可得：-Ser-Ala-Tyr-和-Lys-( )-( )-Phe-：胰蛋白酶專一斷裂Arg或Lys殘基的竣基參與形成的肽鍵，由題生成的兩肽段氨基酸組成

30、(Arg、 Pro 和 Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala)可得：-Pro-Arg-和-()-()-()-()-Lys:綜合(2)、(3) (4)可得此肽一級結構為：-Lys-Pro-Arg-Phe-Ser-Ala-Tyr-5、三肽Lys- Lys- Lys的pl值必定大于它的任何一個個別基團的pKa值，這種說法是否正確？為什么？ 正確，因為此三肽處于等電點時，七解離集團所處的狀態(tài)是C-末端COO- （pKa二3.0）, N末端NH= （pKa旦 8.0）, 3 個側鏈 3 （1/3NHJ） （pKa=10. 53），因此 pl最大的 pKa 值（10.53）6、一個多肽可還原為兩個肽段，

31、它們的序列如下：鏈1為Ala-Cys-Phe-Pro-Lys-Arg-Trp-Cys-Arg- Arg- Val-Cys；鏈2為Cys-Tyr-Cys-Phe-Cyso當用嗜熱菌蛋白酶消化原多肽（具有完整的二硫鍵）時可用下列 各肽：（1） （Ala、Cys2、Vai）： （2） （Arg、Lys、Phe Pro）： （3） （Arg2、Cys2、Trp Tyr） ： （4） （Cys2、 Phe）o試指出在該天然多肽中二硫鍵的位程。（結構如下圖）I S-S 1Ala-Cys-Phe-Pro-Lys-Arg-Trp-C5rs-Arg-Arg-Val_Cys解：嗜熱菌蛋白酶作用專一性較差，根拯題中

32、已知條件：（1）消化原多肽得到（Ala、Cys2. Vai ）,說明鏈1在2位Cys后及11位Vai前發(fā)生斷裂，2位Cys 與12位Cys之間有二硫鍵；（2）由鏈1序列可得該肽段序列為：-Phe-Pro-Lys-Arg-：（3）由（1） （2）可知該肽段（Arg2. Cys2、Trp. Tyr）中必有一 Cys來自鏈2,另一 Cys為鏈1中8 位Cys,即鏈1中8位Cys與鏈2中的一個Cys有二硫鍵：（4）嗜熱菌蛋白酶能水解Tyr、Phe等疏水氨基酸殘基，故此肽（Cys2. Phe）來自鏈2,結合（3） 中含Tyr,可知（3）中形成的二硫鍵為鏈1 8位Cys與鏈2中3位Cys與鏈2中3位Cys

33、之間：（4）中（Cys2、 Phe）說明鏈2中1位Cys與5位Cys中有二硫鍵。綜合（1）、（3）、（4）可得結果。7、一個十肽的氨基酸分析表明其水解液中存在下列產(chǎn)物：Asp Glu Tyr ArgMet Pro Lys Ser Phe并觀察下列事實：（l）用撥肽酶A和B處理該十肽無效；（2）胰蛋白酶處理產(chǎn)生兩個四肽和游離的Lys； （3）梭菌蛋白酶處理產(chǎn)生一個四肽和一個六肽：（4）浪化氫處理產(chǎn)生一個八肽和一個二肽，用單字母符 號表示其序列為NP： （5）胰凝乳蛋白酶處理產(chǎn)生兩個三肽和一個四肽，N-末端的胰凝乳蛋白酶水解肽段在 中性pH時攜帶-1凈電荷，在pH12時攜帶-3凈電荷:（6） 一輪

34、Edman降解給出下而的PTH衍生物：0. HCH20H寫出該十肽的氨基酸序列。Ser-Glu-Tyr-Arg-Lys-Lys-Phe-Met-Asn-Pro解:（1）用竣肽酶A和B處理十肽無效說明該十肽C-末端殘基為-Pro；（2）胰蛋白酶專一斷裂Lys或Arg殘基的竣基參與形成的肽鍵，該十肽在胰蛋白酶處理后產(chǎn)生了兩個 四肽和有利的Lys,說明十肽中含Lys-或-ArgLys-Lys-*或-Arg-Lys-Lys Arg-Lys-四種可 能的肽段，且水解位置在4與5、5與6或4與5、8與9、9與10之間；（3）梭菌蛋白酶專一裂解Arg殘基的竣基端肽鍵，處理該十肽后，產(chǎn)生一個四肽和一個六肽，則

35、可知 該十肽第四位為-Arg-；（4）澳化輒只斷裂由Met殘基的竣基參加形成的肽鍵，處理該十肽后產(chǎn)生一個八肽和一個二肽，說明 該十肽第八位或第二位為-Met-；用單字母表示二肽為NP,即-Asn-Pro-,故該十肽第八位為-Met-：（5）胰凝乳蛋白酶斷裂Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸殘基的竣基端肽鍵，處理該十肽后，產(chǎn)生兩個 三肽和一個四肽，說明該十肽第三位、第六位或第七位為Trp或Phe：（6）-輪Edman降解分析N-末端，根據(jù)其反應規(guī)律，可得N-末端氨基酸殘疾結構式為：-NH-CH（-CH：0H）-C（=0）-,還原為-NH-CH（-CH：0H）-C00H-,可知此為 Ser；結合（

36、1）、（2）、（3）、（5）、（6）可知該十肽的氨基酸序列為: Ser-Glu-Tyr-Arg-Lys-Lys-Phe-Met-Asn-Pro& 一個四肽，經(jīng)胰蛋白酶水解得兩個片段，一個片段在280nm附近有強的光吸收，并且Pauly反應和坂 口反應（檢測脈基的）呈陽性。另一片段用浪化徹處理釋放出一個與苗三酗反應呈黃色的氨基酸。寫出此 四肽的氨基酸序列。YRMP解:胰蛋白酶酶專一水解Lys和Arg殘基的竣基參與形成的肽鍵，故該四肽中含Lys或Arg： 肽段在280nm 附近有強光吸收且Pauly反應和坂口反應（檢測脈基的）呈陽性，說明該肽段含Tyr和Arg：浪化氛專一 斷裂Met殘基的撥基參加

37、形成的肽鍵，又因生成了與苗三酮反應呈黃色的氨基酸，故該肽段為-Met-Pro-； 所以該四肽的氨基酸組成為Tyr-Arg-Met-Pro,即YRMP.9、蜂毒明肽（apamin）是存在蜜蜂毒液中的一個十八肽，其序列為CNCKAPETALCARRCQQH,已知蜂毒明肽 形成二硫鍵，不與碘乙酸發(fā)生反應，（1）問此肽中存在多少個二硫鍵？（2）請設計確泄這些（個）二硫 鍵位置的策略。（1）兩個：（2）二硫鍵的位置可能是1-3和11-15或1-11和3-15或1-15和3-11,第一種情況，用胰 蛋白酶斷裂將產(chǎn)生兩個肽加Arg：第二種情況和第三種，將產(chǎn)生一個肽加Arg，通過二硫鍵部分氧化可以 把后兩種情

38、況區(qū)別開來。10、敘述用Mernfield固相化學方法合成二肽Lys-Alao如果你打算向Lys-Ala加入一個亮氨酸殘基使成 三肽，可能會掉進什么樣的“陷坑” ？解：（1）用B0C保護Ala氨基端，然后將英竣基掛接在樹脂上：（2）除去N端保護，將用B0C保護的Arg用縮合劑DDC與Ala相連；（3）將把樹脂懸浮在無水三氟乙酸中，通人干燥的HBr,使肽與樹脂脫離，同時保護基也被切除。 若打算向Lys-Ala加入一個亮氨酸殘基使成三肽，可能的坑為：Leu可能接在Arg的非 -氨基上。第五章 妥白質(zhì)的三條轉構提要每一種蛋白質(zhì)至少都有一種構像在生理條件下是穩(wěn)定的，并具有生物活性，這種構像稱為蛋白質(zhì)的

39、天 然構像。研究蛋白質(zhì)構像的主要方法是X射線晶體結構分析。此外紫外差光譜、熒光和熒光偏振、圓二色 性、核磁共振和重氫交換等被用于研究溶液中的蛋白質(zhì)構像。穩(wěn)泄蛋白質(zhì)構像的作用有氫鍵、范徳華力、疏水相互作用和離子鍵。此外二硫鍵在穩(wěn)泄某些蛋白質(zhì)的 構像種也起重要作用。多肽鏈折疊成特泄的構像受到空間上的許多限制。就其主鏈而言，由于肽鏈是由多個相鄰的肽平而構 成的，主鏈上只有u-碳的二平面角e和屮能自由旋轉，但也受到很大限制。某些和屮值是立體化學所 允許的，其他值則不被允許。并因此提出了拉氏構像，它表明蛋白質(zhì)主鏈構象在圖上所占的位苣是很有限 的（7. 7%-20. 3%）蛋白質(zhì)主鏈的折疊形成由氫鍵維系的

40、重復性結構稱為二級結構。最常見的二級結構元件有。螺旋、B 轉角等?！奥菪堑鞍踪|(zhì)中最典型、含量最豐富的二級結構。u螺旋結構中每個肽平而上的按氧和酰氨氫 都參與氫鍵的形成，因此這種構象是相當穩(wěn)泄的。氫鍵大體上與螺旋軸平行，每圈螺旋占3. 6個氨基酸殘 基，每個殘基繞軸旋轉100 ,螺距為0.54nm。u-角蛋白是毛、發(fā)、甲、蹄中的纖維狀蛋白質(zhì)，它幾乎 完全由“螺旋構成的多肽鏈構成。B折疊片中肽鏈主鏈處于較伸展的曲折（鋸齒）形式，肽鏈之間或一條 肽鏈的肽段之間借助氫鍵彼此連接成片狀結構，故稱為B折疊片，每條肽鏈或肽段稱為B折疊股或B股。 肽鏈的走向可以有平行和反平行兩種形式。平行折疊片構象的伸展程

41、度略小于反平行折疊片，它們的重復 周期分別為0. 65nm和0.大多數(shù)P折疊股和B折疊片都有右手扭曲的傾向，以緩解側鏈之間的空間應力（steric strain）。蠶絲心蛋白幾乎完全由扭曲的反平行B折疊片構成。膠原蛋白是動物結締組織中 最豐富的結構蛋白，有若干原膠原分子組成。原膠原是一種右手超螺旋結構，稱三股螺旋。彈性蛋白是結 締組織中另一主要的結構蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)按其外形和溶解度可分為纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)和膜蛋白。u-角蛋白、統(tǒng)心蛋白（B-角 蛋白）、膠原蛋白和彈性蛋白是不溶性纖維狀蛋白質(zhì)：肌球蛋白和原肌球蛋白是可溶性纖維狀蛋白質(zhì)，是 肌纖維中最豐富的蛋白質(zhì)。球狀蛋白質(zhì)是一類可溶性的功能蛋

42、白，如酶、抗體、轉運蛋白、蛋白質(zhì)激素等, 膜蛋白是一類與膜結構和功能緊密相關的蛋白質(zhì)，它們又可分為膜內(nèi)在蛋白質(zhì)、脂錨左蛋白質(zhì)以及膜周邊 蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)結構一般被分為4個組織層次（折疊層次），一級、二級、三級和四級結構。細分時可在二、 三級和四級結構。細分時可在二、三級之間增加超二級結構和結構域兩個層次。超二級結構是指在一級序 列上相鄰的二級結構在三維折疊中彼此靠近并相互作用形成的組合體超二級結構有3種基本形式：（】 （螺旋束）、（如Rossman折疊）、B曲折和希臘鑰匙拓撲結構）。結構域是在二級結構和超 二級結構的基礎上形成并相對獨立的三級結構局部折疊區(qū)。結構域常常也就是功能域。結構域的基本類

43、型 有：全平行螺旋結構域、平行或混合型B折疊片結構域、反平行B折疊片結構域和富含金屬或二硫鍵結 構域等4類。球狀蛋白質(zhì)可根據(jù)它們的結構分為全a -結構蛋白質(zhì)、B-結構蛋白質(zhì)、全結構蛋白質(zhì)和富含 金屬或二硫鍵蛋白質(zhì)等。球狀蛋白質(zhì)有些是單亞基的，稱單體蛋白質(zhì)，有些是多亞基的，稱寡聚或多聚蛋 白質(zhì)。亞基一般是一條多肽鏈。亞基（包括單體蛋白質(zhì)）的總三維結構稱三級結構。球狀蛋白質(zhì)種類很多， 結構也很復雜，各有自己獨特的三維結構。但球狀蛋白質(zhì)分子仍有某些共同的結構特征：一種分子可含 多種二級結構元件，具有明顯的折疊層次，緊密折疊成球狀或橢球狀結構，疏水測鏈埋藏在分子內(nèi) 部，親水基團暴霸在分子表而，分子表面

44、往往有一個空穴（活性部位）。蛋白質(zhì)受到某些物理或化學因素作用時，引起生物活性丟失，溶解度降低以及其他的物理化學常數(shù)的 改變，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)變性。變性實質(zhì)是非共價鍵破裂，天然構象解體，但共價鍵未遭破裂。有些變 性是可逆的。蛋白質(zhì)變性和復性實驗表明，一級結構規(guī)左它的三維結構。蛋白質(zhì)的生物學功能是蛋白質(zhì)天 然構象所具有的性質(zhì)。天然構象是在生理條件下熱力學上最穩(wěn)左的即自由能最低的三維結構。蛋白質(zhì)折疊不是通過隨機搜索找到自由能最低構象的。折疊動力學研究表明，多肽鏈折疊過程中存在 熔球態(tài)的中間體，并有異構酶和伴侶蛋白質(zhì)等參加。寡聚蛋白是由兩個或多個亞基通過非共價相互作用締合而成的聚集體。締合形成聚集體

45、的方式構成蛋 白質(zhì)的四級結構，它涉及.亞級在聚集體中的空間排列（對稱性）以及亞基之間的接觸位點（結構互補）和 作用力（非共價相互作用的類型）。習題（ 1）計算一個含有78個氨基酸的螺旋的軸長。（2）此多肽的a螺旋完全伸展時多長？ 11. 7nm； 2& 08nm 解：（1）考慮到a螺旋中每3. 6個氨基酸殘基上升0. 54nm,故該a螺旋的軸長為：78X0. 54/3. 6=11. 7nm（2）考慮到完全伸展時每個氨基酸殘基約占0. 36nm,故此時長為：78X0. 36二28. 08nm某一蛋白質(zhì)的多肽鏈除一些區(qū)段為“螺旋構想外，其他區(qū)段均為B折疊片構象。該蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量 為240000

46、,多肽鏈外形的長度為5. OexiOcm.試計算：a螺旋占該多肽鏈的百分數(shù)。(假設B折疊構象 中每氨基酸殘疾的長度為0.35nm) 59%解：一般來講氨基酸的平均分子量為120Da,此蛋白質(zhì)的分子量為240000Da,所以氨基酸殘基數(shù)為240000 + 120二2000個。設有X個氨基酸殘基呈a螺旋結構，貝9：X 0. 15+ (2000-X) X0. 35=5. 06X 10_5X 10:=506nm解之得X=970, 螺旋的長度為970X0. 15二145. 5,故“ -螺旋占該蛋白質(zhì)分子的百分比為：145. 5/536X100%二29%雖然在真空中氫鍵鍵能約為20kj/mol,但在折疊的

47、蛋白質(zhì)中它對蛋白質(zhì)的穩(wěn)左焰貢獻卻要小得多 (5kj/mol)0試解釋這種差別的原因。在伸展的蛋白質(zhì)中大多數(shù)氫鍵的供體和接納體都與水形成氫鍵。這就是氫鍵能量對穩(wěn)定焙貢獻小的原因。多聚甘氨酸是一個簡單的多肽，能形成一個具有“ =-80巾二+120的螺旋，根據(jù)拉氏構象圖(圖5-13), 描述該螺旋的(a)手性：(b)每圈的堿基數(shù)。(a)左手：(b) 3. 0解：據(jù)P206圖5-13拉氏構象圖，二80巾二+120時可知該螺旋為左手性，每圈殘基數(shù)為3. 0。a螺旋的穩(wěn)左性不僅取決于肽鏈間的氫鍵形成，而且還取決于肽鏈的氨基酸側鏈的性質(zhì)。試預測在室溫 下的溶液中下列多聚氨基酸那些種將形成(】螺旋，那些種形成

48、英他的有規(guī)則的結構，那些種不能形成有規(guī) 則的結構？并說明理由。(1)多聚亮氨酸,pH二7.0： (2)多聚異亮氨酸,pH二7.0： (3)多聚精氨酸,pH二7. 0；(4)多聚精氨酸,pH二13： (5)多聚谷氨酸,pH二1.5： (6)多聚蘇氨酸，pH二7. 0； (7)多聚脯氨酸,pH二7. 0； (1)(4)和(5)能形成a螺旋：(2) (3)和(6)不能形成有規(guī)則的結構：(7)有規(guī)則，但不是u螺旋多聚甘氨酸的右手或左手“螺旋中哪一個比較穩(wěn)立？為什么？因為甘氨酸是在a-碳原子上呈對稱的 特殊氨基酸，因此可以預料多聚甘氨酸的左右手a螺旋(他們是對映體)在能疑上是相當?shù)?，因而也是?等穩(wěn)定的

49、。考慮一個小的含101殘基的蛋白質(zhì)。該蛋白質(zhì)將有200個可旋轉的鍵。并假設對每個鍵e和W有兩個左 向。問：(a)這個蛋白質(zhì)可能有多種隨機構象(W) ? (b)根據(jù)(a)的答案計算在當使lmol該蛋白質(zhì)折 疊成只有一種構想的結構時構想爛的變化(AS仲)；(c)如果蛋白質(zhì)完全折疊成由H鍵作為穩(wěn)左焰的唯一 來源的a螺旋,并且每mol H鍵對焰的貢獻為-5kj/mol,試計算AH痕：(d)根據(jù)逆的(b)和(c)的答 案，計算25C時蛋白質(zhì)的4G折杠該蛋白質(zhì)的折疊形式在25C時是否穩(wěn)泄？(a) W二2209二 1.61X10： (b) AS=1. 15 kj/ (Kmol) (c) AH#100X (-

50、5 kj/mol) =-500 kj/mol； 注意，這里我們沒有考慮在螺旋末端處某些氫鍵不能形成這一事實，但考慮與否差別很小。(d) AG畑 =-157. 3 kj/mol.由于在25匸時厶G折整0,因此折疊的蛋白質(zhì)是穩(wěn)定的。兩個多肽鏈A和B,有著相似的三級結構。但是在正常情況下A是以單體形式存在的，而B是以四聚體 (B.)形式存在的，問A和B的氨基酸組成可能有什么差別。在亞基-亞基相互作用中疏水相互作用經(jīng)常起主要作用，參與四聚體弘的亞基-亞基相互作用的表而可能比單體A的對應表而具有較多的疏水殘基。下而的序列是一個球狀蛋白質(zhì)的一部分。利用表5-6中的數(shù)據(jù)和Chou-Faman的經(jīng)驗規(guī)則，預測

51、此區(qū)域 的二級結構。RRPWLMAACLRPVVFITYGDGGTYYHWYH殘基4-11是一個a螺旋，殘基14-19和24-30是B折疊片。殘基20-23很可能形成B轉角從熱力學考慮，完全眾需在水環(huán)境中和完全埋藏在蛋白質(zhì)分子非極性內(nèi)部的兩種多肽片段，哪一種更 容易形成“螺旋？為什么？埋藏在蛋白質(zhì)的非極性內(nèi)部時更容易形成螺旋。因為在水環(huán)境中多肽對穩(wěn) 定焙（AH折Q的貢獻要小些。一種酶相對分子質(zhì)量為300000,在酸性環(huán)境中可解離成兩個不同組分，苴中一個組分的相對分子質(zhì)量 為100000,另一個為50000。大的組分占總蛋白質(zhì)的三分之二，具有催化活性。用B-蔬基乙醇（能還原 二硫橋）處理時，大的

52、失去催化能力，并且它的沉降速度減小，但沉降圖案上只呈現(xiàn)一個峰（參見第7章）。 關于該酶的結構作出什么結論？此酶含4個亞基，兩個無活性亞基的相對分子質(zhì)量為50000,兩個催化亞 基的相對分子質(zhì)疑為100000,每個催化亞基是由兩條無活性的多肽鏈（相對分子質(zhì)量為50000）組成。彼 此間由二硫鍵交聯(lián)在一起。今有一種植物的毒素蛋白，直接用SDS凝膠電泳分析（見第7章）時，它的區(qū)帶位于肌紅蛋白（相對 分子質(zhì)量為16900）和B-乳球蛋白（相對分子質(zhì)量37100）兩種蛋白之間，當這個毒素蛋白用0-兢基乙 醇和碘乙酸處理后，在SDS凝膠電泳中仍得到一條區(qū)帶，但苴位置靠近標記蛋白細胞素（相對分子質(zhì)量為 13

53、370）,進一步實驗表明，該毒素蛋白與FDB反應并酸水解后，釋放出游離的DNP-Gly和DNP-Tyr。關于 此蛋白的結構，你能做出什么結論？該毒素蛋白由兩條不同的多肽鏈通過鏈間二硫鍵交聯(lián)而成，每條多 肽鏈的相對分子質(zhì)量各在13000左右。種蛋白質(zhì)是由相同亞基組成的四聚體。（a）對該分子說出兩各種可能的對稱性。穩(wěn)定締合的是哪種 類型的相互作用（同種或異種）？ （b）假設四聚體，如血紅蛋白，是由兩個相同的單位（每個單位含u 和B兩種鏈）組成的。問它的最高對稱性是什么？ （a） C4和D2, C4是通過異種相互作用締合在一起， D2是通過同種相互作用締合在一起，（b） C2因為每個a B二聚體是一

54、個不對稱的原聚體證明一個多階段裝配過程比一個單階段裝配過程更容易控制蛋白質(zhì)的質(zhì)疑。考慮一個多聚體酶復合物 的合成，此復合物含6個相同的二聚體，每個二聚體由一個多肽A和一個B組成，多肽A和B的長度分別 為300個和700個氨基酸殘基。假設從氨基酸合成多肽鏈，多肽鏈組成二聚體，再從二聚體聚集成多聚體 酶，在這一建造過程中每次操作的錯誤頻率為103假設氨基酸序列沒有錯誤的話，多肽的折疊總是正確 的，并假設在每一裝配階段剔除有缺陷的亞結構效率為1004試比較在下列情況下有缺陷復合物的頻率:（1）該復合物以一條6000個氨基酸連續(xù)的多肽鏈一步合成，鏈內(nèi)含有6個多肽A和6個多肽B。（2）該 復合物分3個階

55、段形成：第一階段，多肽A和B的合成：第二階段，AB二聚體的形成：第三階段，6個AB 二聚體裝配成復合物。（1）有缺陷復合物的平均頻率是6000X10s=6X105（2）由于有缺陷的二聚體可被剔除，因此有缺陷復合物的平均率只是最后階段的操作次數(shù)（5次操作裝 配6個亞基）乘以錯誤頻率，即：5X10因此它比一步合成所產(chǎn)生的缺陷頻率約低1000倍。第氏章 蛋白質(zhì)穡杓與功飩的關系提要肌紅蛋白（Mb）和血紅蛋白（Hb）是脊椎動物中的載氧蛋白質(zhì)。肌紅蛋白便于氧在肌肉中轉運，并作 為氧的可逆性貯庫。而血紅蛋白是血液中的氧載體。這些蛋白質(zhì)含有一個結合得很緊的血紅素輔基。它是 一個取代的嚇咻，在其中央有一個鐵原子

56、。亞鐵（Fe）態(tài)的血紅素能結合氧，但髙鐵（+3）態(tài)的不能結 合氧。紅血素中的鐵原子還能結合其他小分子如CO、NO等。肌紅蛋白是一個單一的多肽鏈，含153個殘基，外形緊湊。Mb內(nèi)部幾乎都是非極性殘基。多肽鏈中約 75%是u螺旋，共分八個螺旋段。一個亞鐵血紅素即位于疏水的空穴內(nèi)，它可以保護鐵不被氧化成髙鐵。 血紅素鐵離子直接與一個His側鏈的氮原子結合。此近側His （H8）占據(jù)5個配位位置。第6個配位位置 是0：的結合部位。在此附近的遠側His （E7）降低在氧結合部位上CO的結合，并抑制血紅素氧化或髙鐵態(tài)。氧與Hb結合是可逆的。對單體蛋白質(zhì)如Mb來說，被配體（如）0：占據(jù)的結合部位的分數(shù)是配體

57、濃度 的雙曲線函數(shù)，如Mb的氧集合曲線。血紅蛋白由4個亞基（多肽鏈）組成，每個亞基都有一個血紅素基。 Hb A是成人中主要的血紅蛋白，具有SB：的亞基結構。四聚體血紅蛋白中岀現(xiàn)了單體血紅蛋白所不具有 的新性質(zhì)，Hb除運載氧外還能轉運H和C0：。血紅蛋白以兩種可以相互轉化的構象態(tài)存在，稱T （緊張） 和R （松弛）態(tài)。T態(tài)是通過幾個鹽橋穩(wěn)定的。無氧結合時達到最穩(wěn)泄。氧的結合促進T態(tài)轉變?yōu)镽態(tài)。氧與血紅蛋白的結合是別構結合行為的一個典型例證。T態(tài)和R態(tài)之間的構象變化是由亞基-亞基相互 作用所介導的，它導致血紅蛋白出現(xiàn)別構現(xiàn)象。Hb呈現(xiàn)3種別構效應。第一，血紅蛋白的氧結合曲線是S 形的，這以為著氧的

58、結合是協(xié)同性的。氧與一個血紅素結合有助于氧與同一分子中的其他血紅素結合。第 二，h和C0：促進0：從血紅蛋白中釋放，這是生理上的一個重要效應，它提高0：在代謝活躍的組織如肌肉 的釋放。相反的，0：促進氏和C0：在肺泡毛細血管中的釋放。H CCUIIO,的結合之間的別構聯(lián)系稱為Bohr 效應。第三，血紅蛋白對0=的親和力還受2、3-二磷酸甘油酸（BPG）調(diào)節(jié),BPG是一個負電荷密度很髙的 小分子。BPG能與去氧血紅蛋白結合，但不能與氧合血紅蛋白結合。因此，BPG是降低血紅蛋白對氧的親 和力的。胎兒血紅蛋白（a/J比成年人的血紅蛋白有較髙的氧親和力，就是因為它結合BPG較少。導致一個蛋白質(zhì)中氨基酸

59、改變的基因突變能產(chǎn)生所謂分子病，這是一種遺傳病。了解最淸楚的分子病 是鐮刀狀細胞貧血病。這種病人的步正常血紅蛋白稱為HbS,它只是在兩條B鏈第六位置上的Glu倍置換 乘Vai。這一改變在血紅蛋白表而上產(chǎn)生一個疏水小區(qū)，因而導致血紅蛋白聚集成不溶性的纖維朿，并引 起紅細胞鐮刀狀化和輸氧能力降低。純合子的病人出現(xiàn)慢性貧血而死亡。地中海貧血是由于缺失一個或多 個編碼血紅蛋白鏈的基因造成的。棉衣反映是由特化的白細胞一一淋巴細胞和巨噬細胞及其相關的蛋白質(zhì)之間的相互作用介導的。T淋 巴細胞產(chǎn)生T細胞受體，B淋巴細胞產(chǎn)生免疫球蛋白，即抗體。所有的細胞都能產(chǎn)生MHC蛋白，它們在細 胞表而展示宿主（自我）肽或抗

60、原（非自我）肽。助T細胞誘導那些產(chǎn)生免疫球蛋白的B細胞和產(chǎn)生T細 胞受體的胞毒T細胞增殖。免疫球蛋白或T細胞受體能與特異的抗原結合。一個特左的祖先細胞通過刺 激繁殖，產(chǎn)生一個具有同樣免疫能力的細胞群的過程稱為克隆選擇。人類具有5個類別的免疫球蛋白，每一類別的生物學功能都是不同的。最豐富的是IgG類，它由4條 多肽鏈組成，兩條重鏈，兩條輕鏈，通過二硫鍵連接成Y形結構的分子?？拷黋的兩“臂”頂端的結構域 是多變區(qū)，形成來年各個抗原結合部位。一個給頂?shù)拿庖咔虻鞍滓话阒唤Y合一個大抗原分子的一部分，稱 為表位。結合經(jīng)常涉及IgG的構象變化，以便與抗原誘導契合。由于抗體容易制取并具有高度特異性，它 成為許