生物化学 第2章 蛋白质化学

第二章 蛋白质化学

一、填空题：

1、不同蛋白质的含 量颇为相近，平均含量为____%。

2、蛋白质中存在 种氨基酸，除了 氨基酸外，其余氨基酸的α-碳原子上都有一个自由的 基及一个自由的 基。

3、能形成二硫键的氨基酸是 ，分子量最小的氨基酸是 。

4、蛋白质具有两性电离性质，大多数在酸性溶液中带 电荷，在碱性溶液中带负电荷。当蛋白质处在某一pH值溶液中时，它所带的正负电荷数相等，此时的蛋白质成为 ，该溶液的pH值称为蛋白质的________。

5、蛋白质的一级结构是指 在蛋白质多肽链中的 。

6、在蛋白质分子中，一个氨基酸的α碳原子上的 与另一个氨基酸α碳原子上的_______脱去一分子水形成的键叫 ，它是蛋白质分子中的基本结构键。

7、一个四肽Lys-Val-His-Arg在pH=7溶液中进行电泳，它将向 极方向移动。

8、蛋白质在280nm处有最大吸收峰，这是由于蛋白质分子中存在 、 和 残基的缘故。

9、α—螺旋和β—折叠结构属于蛋白质的 级结构，稳定其结构的作用力是 。 10、丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的极性是由侧链基团的 基提供的；天冬酰胺和谷氨酰胺的极性是由其 引起的，而半胱氨酸的极性则是因为含 的缘故。

11、蛋白质颗粒表面的 和 是蛋白质亲水胶体稳定的两个因素。 12、蛋白质变性主要是因为破坏了维持和稳定其空间构象的各种 键，使天然蛋白质原有的 与 性质改变。

13、.蛋白质分子二级结构常见的两种类型是 和 。 14、天然蛋白质分子中的α—螺旋都属于 手螺旋。 15、已知下列肽段：

(1)-Ala-Phe-Tyr-Ala-Arg-Ser-Glu— (2)-Lys-Glu-Arg-Gln-His-Ala-Ala— (3)-Gln-Cys-Leu-Ala-Ser-Cys-Ala— (4)-Gly-Leu-Ser-Pro-Ala-Phe-Val—

其中在pH=7条件下向负极移动快的多肽是 ；在280nm有最大光吸收的是 ；可能形成二硫键桥的是 ；α—螺旋中断的是 。 二、选择题(只有一个最佳答案)：

1、在寡聚蛋白质中，亚基间的立体排布、相互作用以及接触部位间的空间结构称之谓( )

A、三级结构 B、缔合现象 C、四级结构 D、变构现象

2、形成稳定的肽链空间结构，非常重要的一点是肽键中的四个原子以及和它相邻的两个α-碳原子处于( )

A、不断绕动状态 B、可以相对自由旋转

C、同一平面 D、随不同外界环境而变化的状态 3、甘氨酸的解离常数是pK1=2.34, pK2=9.60，它的等电点（pI）是( )

A、7.26 B、5.97 C、7.14 D、10.77

4、肽链中的肽键是：( )

A、顺式结构 B、顺式和反式共存 C、反式结构 5、维持蛋白质二级结构稳定的主要因素是：( )

A、静电作用力 B、氢键 C、疏水键 D、范德华作用力 6、蛋白质变性是由于（ ）

A、一级结构改变 B、空间构象破坏 C、辅基脱落 D、蛋白质水解 7、必需氨基酸是对（ ）而言的。

A、植物 B、动物 C、动物和植物 D、人和动物 8、在下列所有氨基酸溶液中，不引起偏振光旋转的氨基酸是（ ）

A、丙氨酸 B、亮氨酸 C、甘氨酸 D、丝氨酸 9、天然蛋白质中含有的20种氨基酸的结构（ ）

A、全部是L－型 B、全部是D型 C、部分是L－型，部分是D－型 D、除甘氨酸外都是L－型

10、谷氨酸的pK’1(-COOH)为2.19，pK’2(-NH+3)为9.67，pK’3r(-COOH)为4.25，其pI是（ ） A、4.25 B、3.22 C、6.96 D、5.93 11、在生理pH情况下，下列氨基酸中哪个带净负电荷？（ ） A、Pro B、Lys C、His D、Glu 12、天然蛋白质中不存在的氨基酸是（ ）

A、半胱氨酸 B、瓜氨酸 C、丝氨酸 D、蛋氨酸 13、破坏α－螺旋结构的氨基酸残基之一是：（ ）

A、亮氨酸 B、丙氨酸 C、脯氨酸 D、谷氨酸 14、当蛋白质处于等电点时，可使蛋白质分子的（ ）

A、稳定性增加 B、表面净电荷不变 C、表面净电荷增加 D、溶解度最小 15、蛋白质分子中-S-S-断裂的方法是（ ）

A、加尿素 B、透析法 C、加过甲酸 D、加重金属盐 16、下列氨基酸中除( )外都是极性氨基酸：

A、Ile B、Cys C、Asn D、Ser 17、与茚三酮反应不呈兰紫色的氨基酸是( )

A、Phe B、Pro C、Glu D、Met 18、下面几种氨基酸中除哪一种外其溶液均能引起偏振光旋转( ) A、丙氨酸 B、甘氨酸 C、亮氨酸 D、丝氨酸 19、在生理pH下，下列哪一种是带正电荷的氨基酸：( )

A、谷氨酸 B、赖氨酸 C、色氨酸 D、缬氨酸 20、蛋白质的二级结构单元包括下列内容，例外的是( )

A、α—螺旋 B、β—折叠 C、β—转角 D、氨基酸残基的排列顺序

三、是非题（在题后括号内打√或×）：

1、一氨基一羧基氨基酸的pI为中性，因为-COOH和-NH+

3的解离度相等。（ ）

2、构型的改变必须有旧的共价健的破坏和新的共价键的形成，而构象的改变则不发生此变化。（3、生物体内只有蛋白质才含有氨基酸。（ ）

） 4、所有的蛋白质都具有一、二、三、四级结构。（ ）

5、用羧肽酶A水解一个肽，发现释放最快的是Leu，其次是Gly，据此可断定，此肽的C端序列是Gly-Leu。

（ ）

6、蛋白质分子中个别氨基酸的取代未必会引起蛋白质活性的改变。（ ）

7、镰刀型红细胞贫血病是一种先天遗传性的分子病，其病因是由于正常血红蛋白分子中的一个谷氨酸残基被缬氨酸残基所置换。（ ）

8、镰刀型红细胞贫血病是一种先天性遗传病，其病因是由于血红蛋白的代谢发生障碍。（ ） 9、在蛋白质和多肽中，只有一种连接氨基酸残基的共价键，即肽键。（ ） 10、从热力学上讲蛋白质分子最稳定的构象是自由能最低时的构象。（ ） 11、蛋白质变性是蛋白质立体结构的破坏，涉及肽键的断裂。（ ） 12、所有的蛋白质都具有一、二、三、四级结构。（ ） 13、天然氨基酸都有一个不对称α-碳原子。（ ） 14、变性后的蛋白质其分子量也发生改变。（ ） 15、蛋白质在等电点时净电荷为零，溶解度最小。（ ）

16、当氨基酸处于等电点状态时，由于静电引力的作用，氨基酸的溶解度最小，容易发生沉淀。（ ） 17、蛋白质变性后，一级结构发生变化，二级结构也变化。（ ）

18、蛋白质分子由于带有电荷，并且在与水接触时，极易吸附水分子形成水膜，因此在水溶液中能形成

稳定的亲水胶体。（ ）

19、蛋白质沉淀就是发生了变性。（ ）

20、蛋白质的氨基酸残基排列顺序很大程度上决定了它的空间构象。（ ）

四、问答题和计算题：

1、 为什么说蛋白质是生命活动最重要的物质基础？

2、试比较Gly、Pro与其它常见氨基酸结构的异同，它们对多肽链二级结构的形成有何影响？ 3、对蛋白质中自然发生的氨基酸替换的研究有以下结果：

①Lys→Arg和Ile→Leu这样的替换一般对蛋白质的功能基本无影响。 ②色氨酸的替换最易改变蛋白质的功能。 试解释此种现象。

4、为什么说蛋白质水溶液是一种稳定的亲水胶体？

5、一种蛋白质按其重量含有1.65％亮氨酸和2.48％异亮氨酸．计算该蛋白质的最低分子量。 6、试举例说明蛋白质结构与功能的关系（包括一级结构、高级结构与功能的关系）。 7、什么是蛋白质的变性？变性的机制是什么？举例说明蛋白质变性在实践中的应用。 8、简述血红蛋白结构与功能的关系?

9、多肽链片段是在疏水环境中还是在亲水环境中更有利于α-螺旋的形成，为什么？

10、已知某蛋白质的多肽链的一些节段是?-螺旋，而另一些节段是?-折叠。该蛋白质的分子量为240 000，其分子长5.06?10,求分子中?-螺旋和?-折叠的百分率。(蛋白质中一个氨基酸的平均分子量为120，每个氨基酸残基在?-螺旋中的长度0.15nm，在?-折叠中的长度为0.36nm)

11、丙氨酸在pH4.34的溶液中主要以哪种离子形成存在？ (已知丙氨酸解离基因的pK值分别如下：(a-COOH=2.34，a-NH3+=9.69)

-5

五、名词解释：

等电点（pI） 肽键和肽链 肽平面及二面角 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 超二级结构 结构域 蛋白质变性与复性 分子病 盐析与盐溶

参考答案：

第二章 蛋白质化学

一、填空题：

1、不同蛋白质的含 氮 量颇为相近，平均含量为 16 %。

2、蛋白质中存在 20 种氨基酸，除了 脯 氨基酸外，其余氨基酸的α-碳原子上都有一个自由的 羧 基及一个自由的 氨 基。

3、能形成二硫键的氨基酸是 半胱氨酸 ，分子量最小的氨基酸是 甘氨酸 。

4、蛋白质具有两性电离性质，大多数在酸性溶液中带 正 电荷，在碱性溶液中带负电荷。当蛋白质处在某一pH值溶液中时，它所带的正负电荷数相等，此时的蛋白质成为 两性离子（兼性离子），该溶液的pH值称为蛋白质的 等电点 。

5、蛋白质的一级结构是指 氨基酸 在蛋白质多肽链中的 排列顺序 。

6、在蛋白质分子中，一个氨基酸的α碳原子上的 氨基 与另一个氨基酸α碳原子上的 羧基 脱去一分子水形成的键叫 肽键 ，它是蛋白质分子中的基本结构键。

7、一个四肽Lys-Val-His-Arg在pH=7溶液中进行电泳，它将向 阴 极方向移动。

8、蛋白质在280nm处有最大吸收峰，这是由于蛋白质分子中存在 Tyr 、 Phe 和 Try 残基的缘故。 9、α—螺旋和β—折叠结构属于蛋白质的 二 级结构，稳定其结构的作用力是 氢键 。

10、丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的极性是由侧链基团的 羟基 基提供的；天冬酰胺和谷氨酰胺的极性是由其 酰胺基 引起的，而半胱氨酸的极性则是因为含 巯基 的缘故。 11、蛋白质颗粒表面的 电荷层 和 水化膜 是蛋白质亲水胶体稳定的两个因素。

12、蛋白质变性主要是因为破坏了维持和稳定其空间构象的各种 次级键 键，使天然蛋白质原有的 物理化学 与 生物学 性质改变。

13、.蛋白质分子二级结构常见的两种类型是 α－螺旋 和 β－折叠 。 14、天然蛋白质分子中的α—螺旋都属于 右 手螺旋。 15、已知下列肽段：

(1)-Ala-Phe-Tyr-Ala-Arg-Ser-Glu— (2)-Lys-Glu-Arg-Gln-His-Ala-Ala— (3)-Gln-Cys-Leu-Ala-Ser-Cys-Ala— (4)-Gly-Leu-Ser-Pro-Ala-Phe-Val—

其中在pH=7条件下向负极移动快的多肽是 ② ；在280nm有最大光吸收的是 ① ；可能形成二硫键桥的是 ③ ；α—螺旋中断的是 ④ 。 二、选择题：

1. C 2.C 3.B 4.C 5.B 6.B 7.D 8.C 9.D 10.B 11.D 12.B 13.C 14.D 15.C 16. A 17.B 18.B 19.B 20.D 三、是非题：

1.× 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.√ 7.√ 8.× 9.× 10.√ 11.× 12.× 13.× 14.× 15.√ 16.√ 17.× 18.√ 19.× 20. √ 四、部分问答题参考答案：

1、一种蛋白质按其重量含有1.65％亮氨酸和2.48％异亮氨酸．计算该蛋白质的最低分子量。 解：亮氨酸和异亮氨酸的分子量都是131，根据两种氨基酸的含量来看，异亮氨酸：亮氨酸＝2.48％：1.65％＝1.5：1＝3：2。所以在此蛋白质中的亮氨酸至少有两个，异亮氨酸至少有三个，那么： 1.65％＝2×(131-18)／蛋白质MW 蛋白质MW＝226／1.65％＝13697 答：此蛋白质最低分子量是13697。

2、简述血红蛋白结构与功能的关系?

答：蛋白质是功能性大分子。每一种蛋白质都有特定的一级结构和空间结构，这些特定的结构是蛋白质行使蛋白质功能的物质基础，蛋白质的各种功能又是其结构的表现。蛋白质的任何功能都是通过其肽链上各种氨基酸残基的不同功能基团来实现的，所以蛋白质的一级结构一旦确定，蛋白质的可能功能也就确定了。如血红蛋白的β—链中的N—末端第六位上的谷氨酸被缬氨酸取代，就会产生镰刀型红细胞贫血症，使血红蛋白不能正常携带氧。蛋白质的三级结构比一级结构与功能的关系更大。血红蛋白的亚基本身具有与氧结合的高亲和力，而当四个亚基组成血红蛋白后，其结合氧的能力就会随着氧分压及其它因素的改变而改变。这是由于血红蛋白分子的构象可以发生一定程度的变化，从而影响了血红蛋白与氧的亲和力。这同时也是具有变构作用蛋白质的共同机制。

3、对蛋白质中自然发生的氨基酸替换的研究有以下结果：

①Lys→Arg和Ile→Leu这样的替换一般对蛋白质的功能基本无影响。 ②色氨酸的替换最易改变蛋白质的功能。 试解释此种现象。

答：Lys→Arg和Ile→Leu这样的替换一般对蛋白质的功能基本无影响的原因：Lys和Arg都具有一个带正电荷的侧链（Lys的pKα =10.5；Arg的pkα =12.5）且长度也相似；Ile和Leu大小相似且都疏水。在这两种情况下，以一个残基取代另一个残基导致立体结构上仅发生小的变化，而蛋白质整体的构象几乎不发生变化。

色氨酸的替换最易改变蛋白质的功能（同学自己结合氨基酸的结构和特点试着回答解释）

4、试举例说明蛋白质结构与功能的关系（包括一级结构、高级结构与功能的关系）。 答：（1）结构决定功能，结构发生变化功能也发生变化。

（2）一级结构：例如镰刀型贫血病就是由于血红蛋白一级结构的变化而引起的一种分子病。正常人血红蛋白的(Hb-A)β链的第6位是谷氨酸，而病人血红蛋白(Hb-S) β链的第6位是缬氨酸，由于这一细微的差别，使病人的红细胞呈镰刀形，易胀破发生溶血，运氧能力降低，引起头昏、胸闷等贫血症状。 （3）高级结构：血红蛋白与肌红蛋白在三级结构上极为相似，在功能上也有相似性都是氧的载体，但是血红蛋白是四聚体，四个亚基彼此相互作用给予单链肌红蛋白所不具有的特殊功能。血红蛋白除运输氧外，还能将代谢的废物CO2运到肺部排出体外，能与H结合，维持体内生理pH。 （4）变性和复性