生物化學(xué)課后題1章

生物化學(xué)課后題1章編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:第一章一。敘述L-α氨基酸的結(jié)構(gòu)特征，比較各種結(jié)構(gòu)異同并分析結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系？

，自然界氨基酸有300余種，但被生物體直接用于合成的蛋白質(zhì)僅有20中，且均屬L-α氨基酸（除甘氨酸外），結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：α氨基酸是羧酸分子中的α氫原子被氨基所代替直接形成的有機(jī)化合物、簡(jiǎn)單些說，當(dāng)氨基酸的氨基與羧基結(jié)合在同一碳原子上的，就稱為α-氨基酸。通式如下，R為側(cè)鏈，連接—COOH的碳為α-碳原子。為不對(duì)稱碳原子（甘氨酸除外），不同氨基酸起側(cè)臉R結(jié)構(gòu)各異。根據(jù)側(cè)鏈結(jié)構(gòu)可分為1.含烴鏈的。非極性脂肪族氨基酸如丙氨酸。2。含極性不帶電荷側(cè)鏈的極性中性氨基酸。如半胱氨酸。3.含芳香基的含芳香環(huán)氨基酸：如酪氨酸4.含負(fù)性解離基團(tuán)的酸性氨基酸。如谷氨酸5.含正性解離截團(tuán)的堿性氨基酸。如精氨酸。二。簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)，二級(jí)結(jié)構(gòu)，三級(jí)結(jié)構(gòu)，四級(jí)結(jié)構(gòu)基本概念及各結(jié)構(gòu)層次間的內(nèi)在關(guān)系？一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中從N端到C端，氨基酸分子的排列順序稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。（主要化學(xué)鍵是肽鍵也包括二硫鍵）二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中某一段氨基酸的局部空間構(gòu)象，也就是該段太鏈主鏈骨架原子的相對(duì)空間位置。（N氨基氮，Ca碳，Co（羰基碳））3個(gè)原子的依次重復(fù)排列。主要靠：氫鍵三級(jí)結(jié)構(gòu)：是指整條太鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置，也就是整條太鏈所有原子中三維空間的排布位置。（三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定性主要依靠次級(jí)鍵如：疏水鍵，鹽鍵，氫鍵，范德華力）四級(jí)結(jié)構(gòu)：（體內(nèi)許多功能性蛋白質(zhì)含有2條或2條以上多太鏈，每一條鏈多太鏈都有其完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱為亞基）四級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排布及亞基接觸部位的局部和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。主要靠：氫鍵和離子鍵。結(jié)構(gòu)層次之間的關(guān)系：一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。氨基酸殘基影響二級(jí)結(jié)構(gòu)的形成，二級(jí)結(jié)構(gòu)是以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的，氨基酸殘基社和形成a折或者貝塔折疊，就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。三。解釋蛋白質(zhì)分子中模體和結(jié)構(gòu)域與概念及其二/三級(jí)結(jié)構(gòu)的關(guān)系？

模體：是蛋白質(zhì)分子中特有的空間構(gòu)象和特定功能的結(jié)構(gòu)成分。其中一類是具有特殊功能的超二級(jí)體。常見的折疊有，a-b轉(zhuǎn)角-a,鏈-b轉(zhuǎn)角-鏈，鏈-b轉(zhuǎn)角-a-b轉(zhuǎn)角-鏈。其總有其特征性的氨基酸序列，發(fā)揮其特殊功能。結(jié)構(gòu)如鋅指結(jié)構(gòu)。（一個(gè)a，兩個(gè)反平行的貝塔折疊的三肽）。結(jié)構(gòu)域：分子量較大的蛋白質(zhì)?？烧郫B成多個(gè)結(jié)構(gòu)較為緊密且穩(wěn)定的區(qū)域，并各行其功能，稱為結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域可看作是秋裝蛋白質(zhì)的獨(dú)立折疊單位，有較為獨(dú)立的三維空間結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)域是三級(jí)結(jié)構(gòu)層次上的獨(dú)立功能區(qū)。四。舉例說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系？1.蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的一級(jí)機(jī)構(gòu)指:肽鏈中氨基酸殘基(包括二硫鍵的位置)的排列順序。一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ),包含分子所有的信息,且決定蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)與功能。1.1.一級(jí)結(jié)構(gòu)的變異與分子病蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),與蛋白質(zhì)的功能密切相關(guān),一級(jí)機(jī)構(gòu)的改變,往往引起蛋白質(zhì)功能的改變。例如:鐮刀形細(xì)胞貧血病鐮狀紅細(xì)胞貧血病的血紅蛋白(HbS)與正常人的血紅蛋白(HbA)相比,發(fā)現(xiàn),兩種血紅蛋白的差異僅僅來源于一個(gè)肽段的位置發(fā)生了變化,這個(gè)差異肽段是位于β鏈N端的一個(gè)八肽。在這個(gè)八肽中,β鏈N端第6位氨基酸發(fā)生了置換,HbA中的帶電荷的谷氨酸殘基在HbS中被置換成了非極性纈氨酸殘基,即蛋白質(zhì)的一級(jí)機(jī)構(gòu)發(fā)生了變化。1.2.序列的同源性不同生物中執(zhí)行相同或相似功能的蛋白質(zhì)稱為同源蛋白質(zhì),同源蛋白質(zhì)的一級(jí)機(jī)構(gòu)具有相似性,稱為序列的同源性。最為典型的例子,例如:細(xì)胞色素C(Cytc)Cytc是古老的蛋白質(zhì),是線粒體電子傳遞鏈中的組分,存在于從細(xì)菌到人的所有需氧生物中。通過比較Cytc的序列可以反映不同種屬生物的進(jìn)化關(guān)系。親緣越近的物種,Cytc中氨基酸殘基的差異越小。如人與黑猩猩的Cytc完全一致,人與綿羊的Cytc有10個(gè)殘基不同,與植物之間相差更多。蛋白質(zhì)的進(jìn)化反映了生物的進(jìn)化。2.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系天然狀態(tài)下,蛋白質(zhì)的多肽鏈緊密折疊形成蛋白質(zhì)特定的空間結(jié)構(gòu),稱為蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象或三維構(gòu)象。三維構(gòu)象與蛋白質(zhì)的功能密切相關(guān)。2.1.一級(jí)結(jié)構(gòu)與高級(jí)結(jié)構(gòu)的關(guān)系:一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)機(jī)構(gòu),當(dāng)特定構(gòu)象存在時(shí),蛋白質(zhì)表現(xiàn)出生物功能;當(dāng)特定構(gòu)象被破壞時(shí),即使一級(jí)構(gòu)象沒有發(fā)生改變,蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性喪失。例如:牛胰核糖核苷酸酶A(RNaseA)的變性與復(fù)性當(dāng)RNaseA處于天然構(gòu)象是,具有催化活性;當(dāng)RNaseA處于去折疊狀態(tài)時(shí),二硫鍵被還原不具有催化活性;當(dāng)RNaseA恢復(fù)天然構(gòu)象時(shí),二硫鍵重新形成,活性恢復(fù)。2.2.變構(gòu)效應(yīng)變構(gòu)效應(yīng):是寡聚蛋白質(zhì)分子中亞基之間存在相互作用,這種相互作用通過亞基構(gòu)象的改變來實(shí)現(xiàn)。蛋白質(zhì)在執(zhí)行功能是時(shí),構(gòu)象發(fā)生一定變化。例如:肌紅蛋白、血紅蛋白與氧的結(jié)合兩種蛋白質(zhì)有很多相同之處,結(jié)構(gòu)相似表現(xiàn)出相似功能。這兩鐘蛋白質(zhì)都含有血紅素輔基,都能與氧進(jìn)行可逆結(jié)合,因此存在著氧合與脫氧的兩種結(jié)構(gòu)形式。但是肌紅蛋白幾乎在任何氧分壓情況下都保持對(duì)氧分子的高親和性。血紅蛋白則不同,在氧分壓較高時(shí),血紅蛋白幾乎被氧完全飽和;而在氧分壓較低時(shí),血紅蛋白與氧的親和力降低,釋放出攜帶的氧并轉(zhuǎn)移給肌紅蛋白。原因是:在氧分壓高環(huán)境時(shí),血紅蛋白的一個(gè)亞基與氧分子結(jié)合后產(chǎn)生構(gòu)象改變,這種構(gòu)象改變通過亞基間的相互作用,引起其他亞基也發(fā)生構(gòu)象改變,是其他亞基轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣谘醴肿咏Y(jié)合的構(gòu)象,加速了其他亞基與氧分子結(jié)合。在氧分壓較低是,血紅蛋白中結(jié)合的氧分子可能脫去,當(dāng)分子中的一個(gè)亞基脫去氧后,也發(fā)生構(gòu)象改變,并通過亞基間相互作用虛實(shí)其他亞基改變?yōu)椴焕诮Y(jié)合氧分子的結(jié)構(gòu),從而迅速地脫去氧。2.3.朊病毒與構(gòu)象病構(gòu)象病:指的是由于蛋白質(zhì)構(gòu)象異常而產(chǎn)生的疾病。構(gòu)象病是由肽鏈的錯(cuò)誤折疊而引起的例如:動(dòng)物身上的:瘋牛病、羊瘙癢病等人類身上的:庫(kù)魯病、克-雅氏病、帕金森癥、阿茲海默癥等綜上所述:蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能。五。簡(jiǎn)要敘述蛋白質(zhì)理化性質(zhì)在蛋白質(zhì)分離，純化中的應(yīng)用？電荷Charge：

等電聚焦isoelectricfocussing

離子交換Ion-Exchange

等電點(diǎn)沉淀Isoelectricprecipitation疏水性Hydrophobicity：

反相層析Reversephasechromatography

疏水層析Hydrophobicinteractionchromatography

親和性Affinity：

染料配體層析Dyeligandchromatography

共價(jià)層析Covalentchromatography

生物特異層析Biologicalspecificchromatography

免疫吸附層析Immunoadsorptionchromatography

金屬鰲合層析MetalAffinityChromatography分子量MolecularWeight：

透析D