《生物化学》期末复习试题及答案

生化作业（一）

1.写出下列氨基酸的单字母和三字母的缩写符号：精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰

胺、谷氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。（《生物化学》王镜岩，朱圣庚，徐长

法主编第三版上册,p.155）

答案：

Arg,Asn,Asp,Gin,Glu,Lys,Phe,Trp,Tyr.

R,N,D,Q,E,K,F,W,Y

2.计算赖氨酸的£-NH3+20%被解离时的溶液pH。（《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主

编第三版上册,p.155）

答案：

pKa3=10.53

+）

pH=pKa+log（8-NH2/E-NH3

=10.53+log（0.血8）

=9.927

3.计算谷氨酸的Y-COOH三分之二被解离时的溶液pH。（《生物化学》王镜岩，朱圣庚，徐

长法主编第三版上册,p.155）

答案：

pKa=4.25

pH=4.25+log(2/1)

=4.551

4.计算下列物质0.3mol/L溶液的pH：（a）亮氨酸盐酸盐，（b）亮氨酸钠盐，和©等电亮氨

酸.（《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第三版上册,p.155）

答案:

a/当0.3mol的氨基酸盐酸盐溶于1L水，离子键完全水解，生成0.3M氯负离子与0.3M

+

NH3-CHR-COOH.

的+会继续解离：

0.3MNH3-CHR-COOH

IW-CHR-C00H<-->IW-CHR-C00+H+pKal=2.36

++

NH3-CHR-COO-<-->NHz-CHR-COO+HpKa2=9.60

为了简化，上述的平衡可写为：

aa+<->aa+'+H+pKal=2.36

aa+-<->aa*+H+pKa2=9.60

将［H+］记为x

[aa+]*x/[aa+]=10236

[aa]*x/[aat]=10-960

[aa+]=10。.36*[aa+]/x

[aa]=IO960*[aa+]/x

=10236*IQ-9.60[aa*]/x2

=io1196*[aa+]/x2

因为[aa+]+[aa+]+[aa]=总亮氨酸浓度，即0.3M

[aa+]+IO-236*[aa+]/x+101196*[aa+]/x2=0.3

[aa+]=0.3/(l+IO-236/x+101196/x2)

=0.3X2/仅2+10-2.36x+10-11.96)

[aa+[=IO-236*0.3x/(x2+IO236x+io1196)

[aa]=10-11%*0.3/(x2+IO-236x+101196)

带正电的离子有：aa+,H+,

带负电的离子有：aa,OH,Cl

为了保持电荷平衡，

[aa+]+[H+]=[aa]+1.014/[H+]+[Cl]

0.3x2/(x2+IO236x+101196)+x=101196*0.3/(x2+IO236x+io1196)+1014/[H+]+0.3

解上述方程（你可以用牛顿数值解法，或用Excel中的Solver模块）

x=[H*]

=10146

pH=1.46

b/当0.3mol的氨基酸钠盐溶于1L水，离子键会完全水解，生成0.3M钠离子与0.3M

会在水溶液中与质子结合，达成如下平衡：

NH2-CHR-C00'.0.3MNH2-CHR-COO

+

NH3-CHR-COOH<->fW-CHR-COCr+H+pKal=2.36

++

NH3-CHR-COO<->NH2-CHR-COO+HpKa2=9.60

为了简化，以上的平衡可写为：

aa*<->aa+-+H*pKal=2.36

aa+-<->aa+H+pKa2=9.60

将[HI记作x

[aat]*x/[aat]=10-236

[aa]*x/[aa+]=IO'960

[aa+]=IO®*刷〃

[aa]=IO-=。*[aa*]/x

=10-2.36*10-9.6°[aa+]/x2

=io11-96*[aa+]/x2

因为[aa+]+[aa+]+[aa[=氨基酸总浓度，

[aa*]+10236*[aa+]/x+IO-1196*[aa+]/x2=0.3

[aa*]=0.3/(I+10236/x+10-n,96/x2)

=0,3x2/(x2+IO-236x+IO1196)

[aa+-]=10236*o,3x/(x2+IO236x+1011-96)

[aa]=101196*0.3/(x2+IO236x+IO-11-96)

溶液中带正电的离子有:aa+,H+,Na+

溶液中带负电的离子有:aa；OH

为保持电荷平衡，

[aa+]+[H+]+[Na+]=[aa]+1014/[H+]

0.3x2/(x2+IO236x+IO1196)+x+0.3=IO1196*0.3/(x2+IO-236x+IO1196)+1014/[H+]

解上述方程得x:

x=[HI

=2.9103xIO12

pH=11.53

c/与上述解法大同小异

[aa+]+[H+]=[aa]+1014/[H+]

0.3x2/(x2+10-2.36x+10-11.96)+x=io1196*0.3/(x2+IO236x+1011-96)+1014/[H+]

解上述方程得x

[H+]=0.000001039658

pH=5.983

5.根据表3-3中氨基酸的pKa值，计算下列氨基酸的pl值：丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和

精氨酸。（《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第三版上册,p.155）

答案：

pl(A⑶=(2.34+9.69)/2=6.02

pl(Cys)=(1.71+833)/2=5.02

pl(Glu)=(2.19+4.25)/2=3.22

pl(Arg)=(9.04+12.48)/2=10.76

6.向1LImol/L的处于等电点的甘氨酸溶液加入0.3molHCI,问所得溶液的pH是多少？

如果加人0.3molNaOH以代替HCI时，pH将是多少？(《生物化学》王镜岩，朱圣庚,

徐长法主编第三版上册,p.155)

答案：

a/+NH3-CH2-COO+HCI<->+NH3-CH2-COOH+CI-

t=01mol0.3mol

t=oo0.7mol0mol0.3mol0.3mol

pH=pKa+log(+NH3-CH2-COO/+NH3-CH2-COOH)

=2.34+log(0.加.3)

二2.71

++

b/NH3-CH2-COO+NaOH<->NH2-CH2-COO-+Na+H2O

t=01mol0.3mol

t=OO0.7mol0mol0.3mol

pH=pKa+log(NH2-CH2-COO/+NH3-CH2-COO)

=9.60+log(0.3/0.7)

=9.23

7.将丙氨酸溶液(400mL)调节到pH8.0,然后向该溶液中加入过量的甲醛。当所得溶液用

碱反滴定至pH8.0时，消耗0.2mol/LNaOH溶液250ml。问起始溶液中丙氨酸的含量

为多少克？(《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第三版上册,p.155)

答案：

在pH=8时，Ala的主要离子形式为+NH3-CH(CH3)-COO.加入甲醛HCOH后，Ala的主要

)

化学形式为(CH2OH)2N-CH(CH3-COO'.

因为滴定耗去了0.250L0.2MNaOH,Ala的摩尔数mol(Ala)=0.250LX0.2M=0.05mol,

Ala的质量为mass(Ala)=0.05mol*89.06g/mol=4.45g

8.计算0.25mol/L的组氨酸溶液在pH6.4时各种离子形式的浓度(mol/L)。(《生物化学》

王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第三版上册,p.155)

答案:

组氨酸的质子解离常数为pKal=1.82,pKa2=6.00,和pKa3=9.17

His(2+)<->His(+)+H+pKal=1.82

His(+)<->His(+/-)+H+pKa2=6.00

His(+/-)<->His(-)+H+pKa3=9.17

将［H+］记为x

His(+)=10A-pKal*His(2+)/x

His(+/-)=10A-pKa2*His(+)/x

=10A-pKa2*10A-pKal*His(2+)/xA2

His(-)=10A-pKa3*His(+/-)/x

=10A-pKa3*10A-pKa2*10A-pKal*His(2+)/xA3

因为His(2+)+His(+)+His(+/-)+His(-)=0.25mol/L

His(2+)+10A-pKal*His(2+)/x+10A-pKa2*10A-pKal*His(2+)/xA2+10A-pKa3*10A-pKa2

*10A-pKal*His(2+)/xA3=0.25mol/L

His(2+)(1+10A-pKal/x+10A-pKa2*10A-pKal/xA2+10A-pKa3*10A-pKa2*10A-pKal/

xA3)=0.25mol/L

His(2+)=0.25mol/L/(1+10A-pKal/x+10A-pKa2*10A-pKal/xA2+10A-pKa3*

10A-pKa2*10A-pKal/xA3)

=0.25mol/L/(1+10A-1.8?/10A-6.4+10A-1.82*10A-6.00/(10A-6.4)A2+

10A-1.82*10A-6.00*10A-9.1^(10A-6.4)A3)

=0.000001870118mol/L

His(+)=107.82*0,000001870118mol/L/10A-6.4

=0.0710999mol/L

His(+/-)=0.0710999*10A-6.00/10A-6.4

=0.178595mol/L

His(-)=0.033266mol/L*10A-9.1^10A-6.4

=0.00030329mol/L

另一个解题途径为:：

His(-)/His(+/-)=10A(-6.4+9.17)=588.84

His(+/-)/His(+)=10A(-6.4+6.00)=0.3981

His(+)/His(++)=10A(-6.4+1.82)=0.00002630

设His(-)=x,His(+/-)=588.84X,His(+)=588.84x*0.3981,His什+)=

588.84x*0.3981*0.00002630

因为x+588.84X+588.84x*0.3981+588.84x*0.3981*0.00002630=0.25mol/L

x=0.0003033

于是有

His(-)=0.00003033M

His(+/-)=0.1786M

His(+)=0.07110M

His(++)=0.000001870M

9.说明用含一个结晶水的固体组氨酸盐酸盐（相对分子质量=209.6;咪哇基pKa=6Q）和1

mol/LKOH配制1LpH=6.5的0.2mol/L组氨酸盐缓冲液的方法。（《生物化学》王镜岩，

朱圣庚，徐长法主编第三版上册,p.155）

答案：

pH=pKa+log(-N=/-*NH=)

6.5=6.0+log(-N=/-+NH=)

1005

3.1622

设侧链带质子的His摩尔数n（」NH=）=x,那么侧链不带质子的His摩尔数n（-N=）=3.1622

X.

x+3.1622x=0.2moles

n(-+NH=)=x

=0.048052moles

n(-N=)=0.15195moles

因为起始氨基酸是+需要使竣基解离,还需

Cl-NH3-C(H-R)-COOH,0.2moleKOH0.15195

molesKOH使侧链解离,所以，KOH的总量为0.2mole+0.15195moles=0.35195molesKOH.

0.35195moles=V*1mol/L

V=0.35195L

=352mL

HisHCI盐的重量=0.2*209.6g/mol

=41.92g

11.L-亮氨酸溶液(3.0g乃OmL,6mol/LHCI)在20cm旋光管中测得的旋光度为+1.81。计

算L-亮氨酸在6mol/LHCI中的比旋[a].(《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第

三版上册,p.155)

答案：

[a].?=100•a/(c•I)

上式中，a是实验测得的比旋值(1.81degree),c是每100g溶剂中的溶质克数(3gper50

mL=6gper100mL),L旋光测量仪的试管长度，以1dm作单位(20cm=2dm).

[a]?=100x1.81/(6g•2dm)

15.1°

12.标出异亮氨酸的4个光学异构体的(R,S)构型名称。(生物化学，王镜岩，朱圣庚,徐长法

主编第三版上册,p.155)

答案:

13.指出在正丁醇：醋酸：水的系统中进行纸层析时，下列混合物中氨基酸的相对迁移率(假

定水相的pH为4.5)：(l)lle,Lys;(2)Phe,Ser;(3)Ala,Vai,Leu;(4)Pro,Vai;(5)Glu,Asp;(6)Tyr,

Ala,Ser,His.(生物化学，王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第三版上册,p.156)

答案:

(1).LyscarriespositivechargeatpH=4.5,tendstostayinpolarlayer,therefore,lie>Lys;

⑵Serismorepolar,therefore,tendstostayinpolarlayer,Phe>Ser;

(3)Intermsofthelengthofthesidechain,Leu>Vai>Ala,therefore,Leuismorelikelyto

stayinnon-polarmobilephase,Leu>Vai>Ala;

(4)CompareVaiandPro,Vai'ssidechaindoesnotlinktothepolaramiogroup,soitismore

likelytostayinnon-polarphase,therefore,Vai>Pro;

(5)GluhasalongersidechaincomparetoAsp,therefore,Gluismorelikelytobeinnon-polar

phase,Glu>Asp;

(6)Tyr,Ala,Sei;HisTyrhasanaromaticring,soitstaysinmobilephase,Alaismore“non-polar”

thanSerandHis,thereforethemovingrateisTyr>Ala>Ser=His.

14.(思考题)

以下多肽由九个氨基酸组成。请指出它的N端，C端，氨基酸顺序，以及二硫键的位置。

15.（思考题）

二十种天然氨基酸中，色氨酸（Trp,W）的侧链是最大的。色氨酸侧链环中有一个氮原子,

是不是可以据此而认为色氨酸侧链是碱性的？是不是可以据此而认为色氨酸侧链是极性

的？侧链氨基上的氢原子能不能参与形成氢键？

16.（思考题）

组氨酸侧链的咪嚏基团质子解离常数为pKa=6.00,与生理pH=7.4十分接近，因而组氨酸

在与酸碱催化有关的酶中，常处于活心中心。在推测组氨酸与质子结合的化学结构时，有

人提出了如下图的两种可能，你认为哪一种是比较可信的？

CH;CHC^

NH

y

17.（思考题）

计算由5个赖氨酸组成的多肽，即Lys-Lys-Lys-Lys-Lys的等电点.

生化作业（二）

1.如果一个相对分子质量为12000的蛋白质，含10种氨基酸，并假设每种氨基酸在该蛋白质

分子中的数目相等，问这种蛋白质有多少种可能的排列顺序？（《生物化学》王镜岩，朱圣

庚,徐长法主编第三版上册，p.194）

解答：

此蛋白质有大约100个氨基酸组成,每种氨基酸10个，在数学上属于“有相同元素的总排列

数”问题.答案是100"（10!）'°=2.35x10”.

注：此答案与北大教科书答案不符.

2.有一个A肽：经酸解分析得知由Lys、His、Asp.Glu2.Ala以及Vai、Tyr和两个NH：,分子组

成。当A肽与FDNB试剂反应后，得DNP-Asp;当用竣肽酶处理后得游离缀氨酸。如果我们

在实验中将A肽用胰蛋白酶降解时，得到两种肽，其中一种（Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr）在

pH6.4时，净电荷为零，另一种（His、Glu以及Vai）可给出DNP-His,在pH6.4时，带正

电荷。此外，A肽用糜蛋白酶降解时，也得到两种肽，其中一种（Asp、Ala、Tyr）在pH6.4

时呈中性，另一种（Lys、His、GIUz以及Vai）在pH6.4时，带正电荷。问A肽的氨基酸序

列如何？（《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第三版上册，p.194-195）

解答：

/酸分解生成Lys,His,Asp,Glu2,Ala,Vai,Tyr,twoNH3表明A肽或者有两个Gin,

或者有一个Gin,一个Asn；

/与FDNB反应生成DNP-Asp：N-端为AsporAsn；

/与竣基酶反应生成Vai,证明竣基端为-Val-COO-；

/将A肽用胰蛋白酶降解时，得到两种肽，其中一种（Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr）在pH6.4

时，净电荷为零，证明这一段为Asn（Glu,Ala,Tyr）-Lys,gK#Asp（Gin,Ala,Tyr）-Lys;

/另一种（His、Glu以及Vai）可给出DNP-His,在pH6.4时，带正电荷：表明N-段为His,

Glu不在这个三肽中，而Gin在这三肽中。His-Gln-Val-COO-；

/A肽用糜蛋白酶降解时，也得到两种肽，其中一种（Asp、Ala、Tyr）在pH6.4时呈中性：

NHj-Asn-Ala-Tyr；

/A肽用糜蛋白酶降解时，另一种（Lys、His,GIL以及Vai）在pH6.4时，带正电荷：

Glu-Lys-His-Gln-Val-COO-

综上所述，结构为+NH3-Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val-C00-

3.某多肽的氨基酸序列如下：

G1u-Va1-Lys-Asn-Cys-Phe-Arg-Trp-Asp-Leu-Gly-Ser-Leu-Glu-A1a-Thr-Cys-Arg-His-M

et-Asp-Gln-Cys-Tyr-Pro-G1y-Glu-G1u-Lys1.（1）如用胰蛋白酶处理，此多肽将产生几个

肽？并解释原因（假设没有二硫键存在）；（2）在pH7.5时，此多肽的净电荷是多少单位？

说明理由（假设pKa值：一COOH4.0;及-NH3+6.0;Glu和Asp侧链基4.0;Lys和Arg侧

链基11.0;His侧链基7.5;Cys侧链基9.0;Tyr侧链基11.0）；（3）如何判断此多肽是否含

有二硫键？假如有二硫键存在，请设计实验确定5,17和23位上的Cys哪两个参与形成？

（《生物化学》王镜岩，朱圣庚，徐长法主编第三版上册，p.195）

解答：

Glu-Val-Lys-Asn-Cys-Phe-Arg-Trp-Asp-Leu-Gly-Ser-Leu-Glu-Ala-Thr-Cys-Arg-His-Met

-Asp-G1n-Cys-Tyr-Pro-G1y-G1u-G1u-Lys

1/用胰蛋白酶处理，此多肽将产生四个肽。

Glu-Val-Lys

Asn-Cys-Phe-Arg

Trp-Asp-Leu-G1y-Ser-Leu-Glu-Ala-Thr-Cys-Arg

His-Met-Asp-G1n-Cys-Tyr-Pro-Gly-Glu-Glu-Lys

2/(2)在pH7.5时，此多肽的净电荷是多少单位？说明理由(假设pKa值：一C00H4.0;

及-NH3+6.0;Glu和Asp侧链基4.0;Lys和Arg侧链基11.0;His侧链基7.5;Cys侧链

基9.0;Tyr侧链基11.0)

NH2(0)-Glu(-1)-Vai(0)-Lys(+1)-Asn(0)-Cys(0)-Phe(0)-Arg(+l)-Trp(0)-Asp(-1)-Leu(0

)

-Gly(O)-Ser(0)-Leu(0)-Glu(-l)-Ala(0)-Thr(0)-Cys(0)-Arg(+1)-His(0.5)-Met(0)-Asp(

-1)-Gin(0)-Cys(0)-Tyr(0)-Pro(0)-Gly(0)-Glu(-1)-Glu(-1)-Lys(+l)-COO-(-l)(注：

括号中的数字代表端基或侧链的电荷)

总电荷=-1+1+1-1-1+1+0.5-1-1-1+1-1

=-2.5

3/

如果没有-s-$-键，用胰蛋白酶处理此多肽将产生四个肽。

如果有-S-S-键，用胰蛋白酶处理此多肽将产生三个肽。进一步的分离和分析可以帮助确定

二硫键的位置。

4.今有一•个七肽，经分析它的氨基酸组成是：Lys,Pro、Arg、Phe、Ala、Tyr和Ser。此肽未

经糜蛋白酶处理时，与FDNB反应不产生DW-氨基酸。经糜蛋白酶作用后；此肽断裂成两个

肽段，其氨基酸组成分别为Ala、Tyr、$er和Pro、Phe、Lys、Arg。这两个肽段分别与FDNB

反应，可分别产生DNP-Ser和DNP-Lys。此肽与胰蛋白酶反应，同样能生成两个肽段，它

们的氨基酸组成分别是Arg、Pro和Phe、Tyr^Lys>$er、Ala«试问此七肽的一级结构是

怎样的？(《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第三版上册，p.195)

解答：

/与FDNB反应不产生DNP-氨基酸：环形结构。

/经糜蛋白酶作用后此肽断裂成两个肽段，其氨基酸组成分别为Ala、Tyr,Ser和Pro、Phe、

Lys、Arg：(Ala,Ser)-Tyr,和(Pro,lys,Arg)-Phe.

/这两个肽段分别与FDNB反应，可分别产生DNP-Ser和DNP-Lys:Ser-Ala-Tyrand

Lys-(Pro,Arg)-Phe

/此肽与胰蛋白酶反应，同样能生成两个肽段，它们的氨基酸组成分别是Arg、Pro和Phe、

Tyr、Lys、Ser、Ala:Pro-Arg;and(Phe,Ser,AlaTyr)-Lys

综上所述：-Lys-Pro-Arg-Phe-Ser-Ala-Tyr-成环状结构。

5.三肽Lys-Lys-Lys的pl值必定大于它的任何一个个别基团的pKa值。这种说法是否正确？

为什么？(《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第三版上册，p.195)

解答：

NH3-CH-CO—NH-CH-CO—NH-CH-COOH

(LHAHTAHUNH；,CJISNHB*

以下是几种带电荷的可能：

NHsC+l)Lys(+1)-Lys(+1)-Lys(+l)-C001l(0)-NH3(+1)-Lys(+1)-Lys(+1)-Lys(+l)-COO(-l)pKa=2.18

NHJ(+1)-Lys(+1)-Lys(+1)-Lys(+l)-COO(-l)-NH2(O)-Lys(+1)-Lys(+1)-Lys(+l)-COO(-i)pKa=8.95

NIL(O)-Lys(+1)-Lys(+1)-Lys(+1)-COO(-1)-*NIL(O)-Lys(0)-Lys(+1)-Lys(+1)-€00(-1)pKa=10.53

NH>(0)-Lys(0)-Lys(+I)-Lys(+l)-COO(-l)-NHz(O)-Lys(0)-Lys(O)-Lys(+1)-€00(-1)……pKa-10.53

Nlh(O)-Lys(0)-Lys(O)-Lys(+l)-COO(-l)-Nlk(O)-Lys(0)-Lys(O)-Lys(0)-C00(-1)pka=10.53

当NHz(O)-Lys(0)-Lys(O)-Lys(+1)-C00(-l)成为最主要的离子形式时,2/3的

侧链已解离了质子，1/3的侧链还未解离，此时的pH值为

pH=pKa+log[(2/3)/(1/3)]

=10.53+log2

=10.83

6.一个十肽的氨基酸分析表明其水解液中存在下列产物：NH4+AspGluTyrArgMetProLys

SerPhe并观察到下列事实：(1)用竣肽酶A和B处理该十肽无效；(2)胰蛋白酶处理产生两

个四肽和游离的Lys;(3)梭菌蛋白酶处理产生一个四肽和一个六肽；(4)溟化鼠处理产生一

个八肽和一个二肽，用单字母符号表示其序列为NP；(5)胰凝乳蛋白酶处理产生两个三肽和

一个四肽。N-末端的胰凝乳蛋白酶水解肽段在中性pH时携带-1净电荷，在pH12时携带-3

净电荷；(6)一轮Edman降解给出下面的PTH-Ser.写出该十肽的氨基酸序列。(《生物化

学》王镜岩,朱圣庚,徐长法主编第三版上册，p.195)

解答：

/用拔肽酶A和B处理该十肽无效：C-端是-Pro-COOH；

/胰蛋白醐处理产生两个四肽和游离的Lys：必有结构如XXX-Arg,或XXXLys,另加两个Lys；

--轮Edman降解给出下面的PTH-Ser：NH2-Ser-

/演化氟处理产生一个八肽和一个二肽，用单字母符号表示其序列为NP：-Met-Asn-Pro-COOH

/梭菌蛋白酶(Arg蛋白酶)处理产生一个四肽和一个六肽：Ser-(X,X)-Arg-Lys-Lys-X

-Met-Asn-Pro-COOH

/胰凝乳蛋白酶处理产生两个三肽和一个四肽。N-末端的胰凝乳蛋白酶水解肽段在中性pH时

携带T净电荷，在pH12时携带-3净电荷；：NH2-Ser-Glu-Tyr-Arg-Lys-Lys-Phe

-Met-Asn-Pro-COOH

7.一个四肽，经胰蛋白酶水解得两个片段，一个片段在280nm附近有强的光吸收，并且Pauly

反应和坂口反应（检测胭基的）呈阳性。另一片段用漠化氟处理释放出一个与黄三酮反应呈

黄色的氨基酸。写出此四肽的氨基酸序列。（《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第

三版上册，p.195）

解答：

/胰蛋白酶水解得两个片段，其中第一个片段的C-端为Lys或Arg,

/脏基测定呈阳性，证明C-端是Arg,

/280nm附近有强的光吸收,表明第一段的N-端是Tyr.

/漠化鼠处理可以切断另一个肽段,说明第二段有Met;

/与苛三酮反应呈黄色的氨基酸是Pro;

所以，四肽为Tyr-Arg-Met-Pro.

9.蜂毒明肽（apamin）是存在蜜蜂毒液中的一个十八肽，其序列为CNCKAPETALCARRCQQH。

己知蜂毒明肽形成二硫键，不与碘乙酸发生反应。（1）问此肽中存在多少个二硫键？（2）请设

计确定这些（个）二硫键位置的策略。（《生物化学》王镜岩，朱圣庚,徐长法主编第三版

上册，p.195）

解答：

Cys-Asn-Cys-Lys-Ala-Pro-G1u-Thr-A1a-Leu-Cys-A1a-Arg-Arg-Cys-Gln-Gln-His

十八肽中有四个Cys,有六种可能的双硫键。用胰蛋白酶水解（不破坏双硫键）可以得到肽

段，再具体分析可以为二硫键定位。

10.叙述用Merrifield固相化学方法合成二肽Lys-Ala»如果你打算向Lys-Ala加人一个

亮氨酸残基使成三肽，可能会掉进什么样的“陷坑”？（《生物化学》王镜岩，朱圣庚，徐

长法主编第三版上册，p.195）

解答：

Merrifield固相化学合成法从竣基端起始，先将氨基被保护的Ala接在固相载体上，脱保

护，然后接上氨基受保护的Lys.要接上第三个氨基酸lie,Lys氨基必须脱保护，但Lys

上有两个氨基，即a—氨基和侧链£-氨基，Leu会有可能与Lys的£-氨基起反应。

生物化学作业（三）

1.（1）计算一个含有78个氨基酸的a螺旋的轴长。（2）此多肽的a螺旋完全伸展时有多长？

（《生物化学》第三版，上册，王镜岩，朱圣庚，徐长法；p.249）

解答：

（1）每3.6个氨基酸形成一个螺旋，每个螺旋的轴向高度为0.54nm„

78/3.6*0.54nm=11.7nm

（2）78/3.6*0.50nm*n=34.0nm

（注：0.50nm为a螺旋直径）

2.某一蛋白质的多肽链除一些区段为a螺旋构象外，其他区段均为。折叠片构象。该蛋白质相

对分子质量为240000,多肽链外形的长度为5.06x10试计算，a螺旋占该多肽链的百

分数；（假设p折叠片构象中每氨基酸残基的长度为0.35nm）（《生物化学》第三版，上册，

王镜岩，朱圣庚，徐长法；p.249）

解答：

240000/110=2182aa

假设属于a螺旋构象的氨基酸占x,那么属于。折叠片构象的氨基酸占（1-x）

2182*x*0.15nm+2182*（l-x）*0.35nm=5.06x10*cm

x=0.59

=59%

注：此题的解答见华东理工大学生物化学学习与考研指津，但题中假设的。折叠片构象中每

氨基酸残基的长度为0.35nm与实际相差甚远，又，“多肽链外形的长度”本身是个很模糊

的概念，它没有指明B折叠片有多少次来回重叠，因而本题的结论是不可靠的。

3.虽然在真空中氢键键能约为20kJ/mol,但在折叠的蛋白质中它对蛋白质的稳定烙贡献却要

小得多（＜5kj/mol）。试解释这种差别的原因。（《生物化学》第三版，上册，王镜岩，朱圣

庚，徐长法；p.249）

解答：

水溶液中，极性水分子包围着蛋白质分子，蛋白质内大多数孤对电子供体和受体都和水分子

形成氢健，使氢键能对稳定培贡献减小。

4.多聚甘氨酸是一个简单的多肽，能形成一个具有巾=-80。，甲=+120。的螺旋，根据拉氏

构象图（图5T3）,描述该螺旋的（a）手性，（b）每圈的残基数。（《生物化学》第三版，上册，

王镜岩，朱圣庚，徐长法；p.249）

解答：

在拉氏构象图上，代表由=-80,w=+120的点位处左上方，相应标记的数字是-3,说明该

螺旋为左旋，每圈残基数为3。

5.a螺旋的稳定性不仅取决于肽链间的氢键形成，而且还取决于肽链的氨基酸侧链性质。试预

测在室温下的溶液中下列多聚氨基酸哪些种将形成a螺旋，哪些种形成其他的有规则的结

构，哪些种不能形成有规则的结构？并说明理由。(1)多聚亮氨酸，pH=7.0；(2)多聚异亮

氨酸，pH=7.0；⑶多聚精氨酸，pH=7.0；(4)多聚精氨酸,pH=13;⑸多聚谷氨酸，pH=1.5；

(6)多聚苏氨酸，pH=7.0；(7)多聚脯氨酸，pH=7.0。(《生物化学》第三版，上册，王镜岩，

朱圣庚，徐长法；p.249)

解答：

(1)多聚亮氨酸，pH=7.0:在pH=7的条件下，Pa=1.21,属Ha,可以形成a螺旋。

(2)多聚异亮氨酸，pl1=7.0：Pa=l.08,属ha,不能形成有规则的结构。

(3)多聚精氨酸，pH=7.0：Pa=0.98,属ia,不能形成有规则的结构。

(4)多聚精氨酸，pH=13:在pH=13的条件下，精氨酸侧链不带电荷，可以形成a螺旋。

(5)多聚谷氨酸，pH=1.5:在pH=L5的条件下，谷氨酸侧链不带电荷，可以形成a螺旋。

(6)多聚苏氨酸，pH=7.0：Pa=0.83,属ia,不能形成有规则的结构。

(7)多聚脯氨酸，pH=7.0：Pa=0.57,不能形成a螺旋。

6.多聚甘氨酸的右手或左手螺旋中，哪一个比较稳定？为什么？(《生物化学》第三版，上

册，王镜岩，朱圣庚，徐长法；p.249)

解答：

因为甘氨酸是在一碳原子上呈对称的特殊氨基酸，因此可以预料多聚甘氨酸的左右手。

螺旋(它们是对映体)在能量上是相当的，因而也是同等稳定的。

7.考虑一个小的含101残基的蛋白质。该蛋白质将有200个可旋转的键。并假设对每个键。和

W有两个定向。问：(a)这个蛋白质可能有多少种随机构象(w)?(b)根据(a)的答案计算在当

使1mol该蛋白折叠成只有一种构象的结构时构象焙的变化(c)如果蛋白质完全折叠

成由H键作为稳定熠的唯一来源的a螺旋，并且每molH键对焰的贡献为-5kj/mol,试计

算

AHWS；(d)根据你的(b)和(c)的答案，计算25℃时蛋白质的AG折击。该蛋白质的折叠形式在

25℃时是否稳定？(《生物化学》第三版，上册，王镜岩，朱圣庚，徐长法；p.249)

解答：

(a)W(微观构象数)=2200

(b)AS««=RIn1-RInW

=8.314J/molK*(In1-In2巧

=-1152J/molK

(c)AHwa=100*(-5000J/mol)

=-500000J/mol

(d)AG««=AH报我_TAS”淞

=-500000J/mol-298K*(-1152J/molK)

=-156kJ/mol

在室温条件下，蛋白体系的折叠为自发过程。

注:AG.我的值虽是负值，但它的绝对值并不很大。一个C-H键的化学键能大约是435kj/mol,

也就是说，将一个蛋白从稳定结构转变为无规线团所耗费的能量还不足以打破一个C-H化

学键。

当然，这儿给出的AG听"是极为粗略的。

8.两个多肽链A和B有着相似的三级结构。但是在正常情况下A是以单体形式存在的，而B

是以四聚体（B4）形式存在的。问A和B的氨基酸组成可能有什么差别。（《生物化学》第三

版，上册，王镜岩，朱圣庚，徐长法；p.250）

解答：

A蛋白的表面氨基酸以极性亲水侧链为主，B蛋白亚基相互接触的表面的氨基酸以非极性疏

水侧链为主。

9.下面的序列是一个球状蛋白质的一部分。利用表5-6中的数据和Chou-Fasman的经验规则

预测此区域的二级结构。RRPVVLMAACLRPVVFITYGDGGTYYHWYH（（《生物化学》第三版，上册，

王镜岩，朱圣庚，徐长法；p.250）

解答：

Arg-Arg-Pro-Vai-Val-Leu-Met-Ala-Ala-Cys-Leu-Arg-Pro-Val-Val-Phe-lle-Thr-Tyr-Gly-Asp-Gly-Gly-Thr-Tyr-Tyr-His-Trp-Tyr-His

0.98-0.98-0.57-1.06-1.06-1.21-1.45-1.42-1.42-1.16-1.21-0.98-0.57-1.06-1.06-1.13-1.08-0.83-0.69-0.57-1.01-0.57-0.57-0.83-0.69-0.69-1.00-1.08-0.69-1.00

0.93-0.93-0.55-1.70-1.70-1.30-1.05-0.83-0.83-1.19-1.30-0.93-0.55-1.70-1.70-1.38-1.60-1.19-1.47-0.75-0.54-0.75-0.75-1.19-1.47-1.47-0.87-1.37-1.47-0.87

0.95-0.95-1.52-0.50-0.50-0.59-0.60-0.66-0.66-1.19-0.59-0.95-1.52-0.50-0.50-0.60-0.47-0.96-1.14-1.56-1.46-1.56-1.56-0.96-1.14-1.14-0.95-0.96-1.14-0.95

残基4〜11是一个a螺旋（用红色数字标明P“值）。

残基14T9和24-30是0折叠片（用蓝色数字标明Pp值）。

残基20〜23很可能形成转角（用紫色数字标明P,值）。

10.从热力学考虑，完全暴露在水环境中和完全埋藏在蛋白质分子非极性内部的两种多肽片段,

哪一种更容易形成a螺旋？为什么？（《生物化学》第三版，上册，王镜岩，朱圣庚，徐长

法；p.250）

解答：

埋藏在蛋白质的非极性内部时，更容易形成螺旋。因为在水环境中的多肽对稳定焙AH.

的贡献要小些。

11.一种酶相对分子质量为300000,在酸性环境中可解离成两个不同组分，其中一个组分的相

对分子质量为100000,另一个为50000。大的组分占总蛋白的三分之二，具有催化活性；

小的组分无活性。用尸毓基乙醇（能还原二硫键）处理时，大的失去催化能力，并且它的

沉降速度减小，但沉降图案上只呈现一个峰（参见第7章）。关于该酶的结构可作出什么结

论？（《生物化学》第三版，上册，王镜岩，朱圣庚，徐长法；p.250）

解答：

此酶含4个亚基；两个无活性亚基的相对分子质量为50000,两个催化亚基的相对分子质

量为100000,每个催化亚基是由两条无活性的多肽链（相对分子质量为50000）组成，彼

此间由二硫键交联在一起。

（注：本题题目可能有误。在酸性环境中，二硫键未必能被打开.因此，更切合实际的提法

是：一种酶相对分子质量为300000,在酸性环境中可解离成两个不同组分，其中一个组分

的相对分子质量为200000,另一个为50000。大的组分具有催化活性；小的组分无活性。

用斤流基乙醇（能还原二硫键）处理时，大的失去催化能力，并且它的沉降速度减小，但沉

降图案上只呈现一个峰（参见第7章）。关于该酶的结构可作出什么结论？）

12.今有一种植物的毒素蛋白，直接用SDS凝胶电泳分析（见第7章）时，它的区带位于肌红

蛋白（相对分子质量为16900）和卜乳球蛋白（相对分子质量37100）两种蛋白之间，当

这个毒素蛋白用卜琉基乙醇和碘乙酸处理后，在SDS凝胶电泳中仍得到一条区带，但其位

置靠近标记蛋白细胞色素c（相对分子质量为13370）.进一步实验表明，该毒素蛋白与FDNB

反应并酸水解后，释放出游离的DNP-Gly和DNP-Tyr„关于此蛋白的结构，你能作出

什么结论？（《生物化学》第三版，上册，王镜岩，朱圣庚，徐长法；P.250）

解答：

该毒素蛋白由两条不同的多肽链通过链间二硫键交联而成，每条多肽链的相对分子质量各在

13000左右。这两条不同的多肽联，一条以Gly为N-端氨基酸，一条以Tyr为N-端氨基酸。

14.证明一个多阶段装配过程比一个单阶段装配过程更容易控制蛋白质的质量。考虑一个多聚

体酶复合物的合成，此复合物含6个相同的二聚体，每个二聚基由一个多肽A和一个多肽

B组成。多肽A和B的长度分别是300和700氨基酸残基。假设从氨基酸合成多肽

链，多肽链组成二聚体，再从二聚体聚集成多聚体酶，在这一建造过程中每次操作的错误

频率为10一，假设氨基酸序列没有错误的话，多肽的折叠总是正确的，并假设在每一装配

阶段剔除有缺陷的亚结构效率为100%,试比较在下列情况下有缺陷复合物的频率：（1）该复

合物以一条6000个氨基酸连续的多肽链一步合成，链内含有6个多肽A和6个多肽B«（2）

该复合物分3个阶段形成：第一阶段，多肽A和B的合成：第二阶段，AB二聚体的形成；

第三阶段，6个AB二聚体装配成复合物。

解答：

按第一种情形，不出错的概率为（1-108）6000=0.99994

出错的概率=1-0.99994=0.00006

按第二种情形，不出错的概率为（l-l（r）"2=0.99999995

出错的概率=1-0.99999995=0.00000005

生化作业（四）

1.蛋白质A和B各有一个配体X的结合部位，前者的解离常数L为106moi/L,后者的

心为10-9moi/L。（a）哪个蛋白质对配体X的亲和力更高？（b）将这两个蛋白质的L转换

为结合常数Ka。（《生物化学》王镜岩，朱圣庚，徐长法主编，第三版上册，p.287）

解答：

（a）

AX---►A+X^=106

BX--B+X冗=10-9

因为1（T<IO6,BX比AX更难以解离，所以B对X的亲和力更大。

（b）

A+X---►AXK=106

B+X-BXK=109

注：关于平衡常数K的单位问题，不同的教科书有不同的处理。这儿我们采用的处理是

平衡常数无单位。

2.下列变化对肌红蛋白和血红蛋白的包亲和力有什么影响？（a）血浆的pH从7.4降到7.2；

（b）肺中CO2分压从45torr（屏息）降到15torr（正常）；（c）BPG水平从4.5mmol/L（海

平面）增至7,5mmol/L（高空）。（《生物化学》王镜岩，朱圣庚，徐长法主编，第三版

上册，p.288）

解答：

a/血浆的pH从7.4降到7.2,对肌红蛋白和&的亲和力没有影响，但使血红蛋白和

02的亲和力降低（HbO2+H-=-HbH'+02,血浆的pH值下降,H'增高，导致血红蛋

白释放。2）。

b/肺中CO2分压从45torr（屏息）降到15torr（正常），对肌红蛋白和02的亲和力没有

影响，但使血红蛋白和Oz的亲和力增加（C02分压减小,H'降低，导致血红蛋白和仇

的亲和力增加）。

c/BPG（2,3-二磷酸甘油酸）水平从4.5mmol/L（海平面）增至7.5mmol/L（高空），对肌

红蛋白和0?的亲和力没有影响，但使血红蛋白和02的亲和力降低。

3.在37℃,pH7.4,C02分压40torr和BPG正