生化练习题专业知识讲座

练习题：1.1下列哪些化合物属α-氨基酸（a)鸟氨酸（b)β-丙氨酸（c)γ-氨基丁酸（d)羟脯氨酸答案：（a)鸟氨酸与（d)羟脯氨酸均为α-氨基酸，由于它们氨基与羧基均与同一种碳原子相连。虽然鸟氨酸在蛋白质组成中并不存在，但却是尿素循环中一种中间产物。严格地说脯氨酸是一种亚氨基酸，由于它氨基酸与侧链共价连接。（b)β-丙氨酸与（c)γ-氨基丁酸，它们氨基与羧基分别与不一样碳原子相连，分别属于β-及γ-氨基酸。CH2CHCOO-NH3+CH2CH2NH3+CH2CH2NH3+COO-CH2CH2NH3+COO-CH2C+

H2NH2CHCH2OHCHCOO-1/221.2通过温和水解释放氨后，那种氨基酸可转变成另一种不一样氨基酸？答案：谷氨酰胺与天冬酰胺都有酰胺侧链，酰胺水解后形成羧基与游离氨。CH2CH2NH2-COONH3+CO天冬酰胺+H2OCH2CH2O--COONH3+CO天冬氨酸+NH4+2/221.3为何苯丙氨酸很难溶于水，而丝氨酸则易溶于水？答案：Phe侧链为非极性侧链，且其水溶过程伴伴随熵减少，因此不易进行。而Ser侧链具有极性-OH，可与水形成氢键，故极易溶解。1.4许多蛋白质都在280nm紫外区有强光吸取，而白明胶却没有。请解释原因。答案：许多蛋白质在紫外区有光吸取是由于它们具有芳香族侧链氨基酸。而白明胶是一种胶原衍生物，其组成比较特殊，含芳香族氨基酸百分比很低。3/221.5写出天冬氨酸解离方程式，指出每种形式所带净电荷数，并计算等电点pI.pI=2.1+3.92=3.0pK1=2.1pK2=3.9pK3=9.84/221.6谷氨酸溶液pH值为多少时能成为良好缓冲液？答案：在pKα值附近，即pH为2.2，4.3和9.7附近时，用NaOH滴定谷氨酸溶液时，其pH值变化最为迟缓。1.7氨基酸在下列哪一pH值时为最佳缓冲液？（a)2.0,(b)6.0,(c)4.5,(d)9答案：(a)

所有氨基酸均具有一种pKα接近2.0羧基，因此在此pH范围内，所有氨基酸均为良好缓冲液；(b)组氨酸具有一pKα接近6侧链基团，故在此pH范围内有良好缓冲能力；(c)谷氨酸侧链pK值接近4.5,故谷氨酸在该pH区域具有缓冲能力.(d)所有氨基酸其α-氨基pKα值约为9,故所有氨基酸在此pH区域有良好缓冲能力.5/221.8预测肽：Lys-Gly-Ala-Glu在pH为6.0时电泳方向（移向阳极、阴极或是固定不甘落后动）？答案：肽中α-NH3+与α-COO-在形成肽键中即已失去，仅保存N端α-NH3+及C端α-COO-。Lys中两个氨基其pKα值均大于8，故在pH为6.0时，这两个氨基几乎完全质子化而带上正电荷。Glu两个羧基pKα值均在4.3下列,故在pH为6.0时这两个羧基几乎完全去质子化。因此，该肽可写成下列形式：H3N+—Lys—Gly—Ala—Glu—COO-NH3+COO-净电荷为0，该肽将静止不动。6/221.9磷酸丝氨酸可在酪蛋白——一种奶中存在蛋白质酶解产物中找到，然而该化合物并不属于编码蛋白质20种氨基酸之列，解释其原因。答案：合成酪蛋白时，Ser参与该蛋白质序列合成。然后，其中某些Ser残基通过磷酸化而形成磷酸丝氨酸。1.10列出对紫外光有强吸取氨基酸。答案：苯丙氨酸，酪氨酸，色氨酸。1.11蛋白质中哪种氨基酸没有旋光性？答案：甘氨酸。7/221.11在电场中下列蛋白质将向哪个方向泳动？（a)卵清蛋白（pI=4.6),溶液pH为5.0;(b)pH为4.0及7.0时β乳球蛋白(pI=5.2).答案：(a)对于卵清蛋白，溶液pH为5.0时高于其等电点，故蛋白质带有少许负电荷，向阳极移动。（b)对于β乳球蛋白：溶液pH4.0则低于其等电点，蛋白质带正电荷，向阴极泳动。溶液pH7.0则高于其等电点，蛋白质带负电荷，向阳极泳动。8/221.12具有乳清蛋白（pI=4.6),β乳球蛋白(pI=5.2)，以及胰凝乳蛋白酶原（pI=9.5)溶液用二乙胺乙基纤维素（DEAE-纤维素）pH为5.4时层析柱分离。然后用pH为5.4缓冲液洗脱，缓冲液中盐浓度逐渐增加，请预测三种待分离蛋白质组分洗脱次序。答案：

从前到后次序为胰凝乳蛋白酶原、β乳球蛋白、乳清蛋白。

在pH为5.4时，DEAE-纤维素带正电荷。在此pH条件下：胰凝乳蛋酶原也带有正电荷，故不与DEAE-纤维素结合，最先洗脱下来；β乳球蛋白带少许负电荷，与DEAE-纤维素结协力极弱，伴随洗脱缓冲液中盐浓度增加，它将被置换下来。而乳清蛋白带有大量负电荷，与DEAE-纤维素结合十分紧密，只有当缓冲液中盐浓度很高时才可被洗脱下来，或减少缓冲液pH值，使乳清蛋白所带负电荷量减少，才可被洗脱下来。9/22答案：从前到后次序为过氧化氢酶、血清白蛋白、胰凝乳蛋酶原、肌红蛋白、细胞色素C

。解释：在这一组混合物中过氧化氢酶相对分子量最大，则能够从Sephadex颗粒间完全排出（Sephadex颗粒孔径排出相对分子质量最高限大约为200，000）。即对过氧化氢酶分子来说，Sephadex颗粒仿佛是固体，而酶分子只能溶于凝胶颗粒外液体中（即无效体积中）。只要通过柱洗脱液体积等于该无效体积时，酶分子则被完全洗出。细胞色素C是这一组蛋白质中分子质量最小一种，它可自由扩散进入所有凝胶颗粒中。对于该蛋白质来说，有效柱体积增大，只有当流过柱洗脱液体积几乎等于所有有效体积时，细胞色素C才能被洗脱下来。

1.13下列蛋白质混合物用SephadexG-200凝胶过滤分离，将以何次序被分别洗脱下来：肌红蛋白（相对分子量=16，000）、过氧化氢酶（相对分子量=500，000）、细胞色素C（相对分子量=12，000）、胰凝乳蛋酶原（相对分子量=26，000）以及血清白蛋白（相对分子量=65，000）。10/221.14由于多肽链中每个-C=O与-N-H均可形成氢键（除了两端四个残基之外），故α-螺旋构象是非常稳定。然而对于某些氨基酸来说，由于其侧链之间互相作用能够减少α-螺旋稳定性，故多肽链α-螺旋构象中此类破坏螺旋稳定性氨基酸所占百分比较少。表1.倾向形成α-螺旋氨基酸残基及α-螺旋破坏者螺旋形成者GluAlaLeuHisMetGlnTrpValPheLysIle螺旋破坏者ProGlyTyrAsn中间类型残基AspThrSerArgCys11/221.15侧链相对较小氨基酸，如Ala及Gly，易形成β-折叠片层构造。若氨基酸残基侧链较大，则在蛋白质多肽链许多部分间都会产生空间位阻，影响构象稳定性。例题：下列两个多肽最也许形成规则、反复构造分别是什么？（a)多肽(Gly-Ala-Gly-Thr);(b)多肽（Glu-Ala-Leu-His).答案：多肽（a）大部分氨基酸残基侧链较小，除Ala外，其他残基均无形成螺旋构象趋势，且Gly为α-螺旋破坏者，故该多肽易形成β-折叠片层构造。多肽（b)是由许多侧链较大氨基酸残基组成，这些氨基酸均使β-折叠构造不易稳定。相反，这些氨基酸都是螺旋构造稳定者，故多肽（b)更易形成α-螺旋。12/221.16为何在α-螺旋片段中很少发觉Pro?答：Proα-氨基为亚氨基，当Pro通过其亚氨基与其他氨基酸形成肽键后，则没有多出酰胺氢原子来形成氢键以稳定α-螺旋构象。另外，由于Pro侧链与其α-氨基结合在一起，故其N-Cα键不能自由旋转，使得脯氨酸不能参与形成正确α-螺旋构象。虽然脯氨酸不能作为形成α-螺旋氨基酸残基，但只由脯氨酸组成多肽可形成一种不一样类型螺旋确实构象。这种多聚Pro螺旋不是靠形成氢键来稳定构象，而是靠Pro侧链彼此间空间排斥作用来稳定。多聚Pro螺旋比α-螺旋愈加伸展，相邻残基间轴距为0.31nm.13/221.17胶原蛋白多肽链序列大部分都是由Gly-Pro-X组成，其中X代表除Gly与Pro之外其他类型氨基酸残基，为何胶原蛋白可形成三股螺旋构造，而多聚脯氨酸则不能?答：在胶原三股螺旋中，每个排在第三位残基位置均朝向螺旋中心且与另外一条链紧密接触。只有Gly,因其侧链为单个氢原子，故才能适应这种狭小空间而形成三股螺旋构象。14/221.18胶原蛋白多肽链序列大部分都是由Gly-Pro-X组成，其中X代表除Gly与Pro之外其他类型氨基酸残基，为何胶原蛋白可形成三股螺旋构造，而多聚脯氨酸则不能?答：在胶原三股螺旋中，每个排在第三位残基位置均朝向螺旋中心且与另外一条链紧密接触。只有Gly,因其侧链为单个氢原子，故才能适应这种狭小空间而形成三股螺旋构象。15/221.19正常血红蛋白A（HbA)等电点是6.9,变异血红蛋白M（HbM)中α链第67位Glu残基取代了正常血红蛋白A该位置上Val残基。这种取代使得血红蛋白M在pH为7.5时电泳行为会发生如何变化?答：由于pH7.5高于HbA等电点，则HbA带负电向阳极移动；在pH7.5时，Glu残基带负电荷，而Val不带电，故在这一pH条件下，HbM所带负电荷增多，向阳极泳动速度会更加快。16/221.20一种Mr=24，000，pI=5.5酶被两种蛋白质所污染。一种蛋白质分子质量与酶相同，pI=7.0;另一种蛋白质Mr=100，000，pI=5.4。如何进行纯化？答：可用凝胶过滤法除去高分子质量污染蛋白。在剩下混合物中，可用离子交换层析法将低分子量蛋白质分离出来。1.21人工合成多肽：多聚L-谷氨酸，它可在pH=2溶液中形成α-螺旋，但在pH=7溶液中则不能，解释其原因。答：溶液pH=2时，多聚L-谷氨酸侧链大部分都不带电荷而处于质子化状态。在pH=7溶液中，则大部分侧链都带有负电荷。负电荷使氨基酸互相排斥而使α-螺旋构造不稳定。17/221.22下列给出一种肽部分序列组成：-Gly-Pro-Ser-Gly-Pro-Arg-Gly-Leu-Hyp-Gly-,请推断这个肽所组成蛋白质能形成何种构象？答：该序列象胶原蛋白一部分，尤其是它符合（Gly-Pro-X)模式，且具有胶原蛋白所特有羟脯氨酸。故该序列也许来自一种胶原蛋白。1.23胰岛素和血红蛋白均为由一种以上肽链所组成部分蛋白质。比较这两种蛋白质中肽链间作用形式。答：胰岛素最初合成时是作为胰岛素原形式存在，合成后肽链折叠，此时要有一部分分子（C肽）被切除，剩下A链和B链再通过二硫键连接。因此胰岛素中两条肽链，最初都起源于同一条肽链，这两条肽链间由共价二硫键相连。血红蛋白由四条多肽链组成，互相间只通过非共价作用互相结合在一起。18/221.24一种酶在pH为7缓冲液中凝胶过滤被确定表观分子质量为160，000；当用SDS凝胶电泳分析，只有一条带，该带表观分子质量为40,000。这如何解释？答：去污剂SDS可造成四级构造解离，使得所测定分子质量为组成亚单位相对分子质量。该数据提醒：该酶由四个相同亚单位（Mr=40,000)组成Mr=160,000一种四聚体。19/221.25下列氨基酸残基——蛋氨酸、组氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、谷氨酰胺和谷氨酸，哪个可存在于（a)蛋白质表面，哪个可存在于（b)蛋白质内部？答：(a)表面：组氨酸、精氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸；这些是极性或带有电荷氨基酸。（b)内部：蛋氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸。这些是非极性氨基酸。另外，谷氨酰胺和不带电荷组氨酸若形成氢键话也可存在于内部。20/221.26下列存在于不一样部位氨基酸残基功能是什么？（a)蛋白质表面苯丙氨酸；（b）蛋白质内部天冬氨酸。答：（a)表面非极性基团可组成与其他分子结合位点。（b）内部带电荷基团在某些酶催化机制方面是主要。21/221.27推测下列哪个聚氨基酸在室温溶液中将形成α-螺旋？哪个将形成无规则构造？

（a