2023年生物化学的习题及解答.pdf

学习必备 欢迎下载 生物化学（第三版）课后习题详细解答 第三章 氨基酸 习题 1.写出下列氨基酸的单字母和三字母的缩写符号：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。见表 3-1 表 3-1 氨基酸的简写符号 名称 三字母符号 单字母符号 名称 三字母符号 单字母符号 丙氨酸(alanine)Ala A 亮氨酸(leucine)Leu L 精氨酸(arginine)Arg R 赖氨酸(lysine)Lys K 天冬酰氨(asparagines)Asn N 甲硫氨酸(蛋氨酸)(methionine)Met M 天冬氨酸(aspartic acid)Asp D 苯丙氨酸(phenylalanine)Phe F Asn 和/或 Asp Asx B 半胱氨酸(cysteine)Cys C 脯氨酸(praline)Pro P 谷氨酰氨(glutamine)Gln Q 丝氨酸(serine)Ser S 谷氨酸(glutamic acid)Glu E 苏氨酸(threonine)Thr T Gln 和/或 Glu Gls Z 甘氨酸(glycine)Gly G 色氨酸(tryptophan)Trp W 组氨酸(histidine)His H 酪氨酸(tyrosine)Tyr Y 异亮氨酸(isoleucine)Ile I 缬氨酸(valine)Val V 2、计算赖氨酸的-NH3+20%被解离时的溶液 PH。9.9 解：pH=pKa+lg20%pKa=10.53(见表 3-3，P133)pH=10.53+lg20%=9.83 3、计算谷氨酸的-COOH 三分之二被解离时的溶液 pH。4.6 解：pH=pKa+lg2/3%pKa=4.25 pH=4.25+0.176=4.426 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；(c)等电亮氨酸。(a)约 1.46,(b)约 11.5,(c)约 6.05 5、根据表 3-3 中氨基酸的 pKa 值，计算下列氨基酸的 pI 值：丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和精氨酸。pI:6.02;5.02;3.22;10.76 解：pI=1/2（pKa1+pKa2）pI(Ala)=1/2（2.34+9.69）=6.02 pI(Cys)=1/2（1.71+10.78）=5.02 pI(Glu)=1/2（2.19+4.25）=3.22 pI(Ala)=1/2（9.04+12.48）=10.76 6、向 1L1mol/L 的处于等电点的甘氨酸溶液加入 0.3molHCl，问所得溶液的 pH 是多少？如果加入 0.3mol NaOH 以代替 HCl 时，pH 将是多少？pH：2.71；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/L NaOH 溶液 250ml。问起始溶液中丙氨酸的含量为多少克？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）。His2+为 1.7810-4，His+为 0.071，His0为 2.810-4 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；咪唑基 pKa=6.0）和 1mol/L KOH 配学习必备 欢迎下载 制 1LpH6.5 的 0.2mol/L 组氨酸盐缓冲液的方法取组氨酸盐酸盐 41.92g(0.2mol)，加入 352ml 1mol/L KOH，用水稀释至 1L 10、为什么氨基酸的茚三酮反映液能用测压法定量氨基酸？解：茚三酮在弱酸性溶液中与-氨基酸共热，引起氨基酸氧化脱氨脱羧反映，（其反应化学式见 P139），其中，定量释放的 CO2可用测压法测量，从而计算出参加反应的氨基酸量。11、L-亮氨酸溶液（3.0g/50ml 6mol/L HCl）在 20cm 旋光管中测得的旋光度为+1.81。计算 L-亮氨酸在 6mol/L HCl 中的比旋（a）。a=+15.1 12、标出异亮氨酸的 4 个光学异构体的（R，S）构型名称。参考图 3-15 13、甘氨酸在溶剂 A 中的溶解度为在溶剂 B 中的 4 倍，苯丙氨酸在溶剂 A 中的溶解度为溶剂 B 中的两倍。利用在溶剂 A 和 B 之间的逆流分溶方法将甘氨酸和苯丙氨酸分开。在起始溶液中甘氨酸含量为 100mg，苯丙氨酸为 81mg，试回答下列问题：(1)利用由 4 个分溶管组成的逆流分溶系统时，甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一号分溶管中含量最高？（2）在这样的管中每种氨基酸各为多少毫克？（1）第 4 管和第 3 管；（2）51.2mg Gly+24mg Phe 和 38.4mgGly+36mg Phe 解：根据逆流分溶原理，可得：对于 Gly：Kd=CA/CB=4=q(动相)/p（静相）p+q=1=(1/5+4/5)4 个分溶管分溶 3 次：（1/5+4/5）3=1/125+2/125+48/125+64/125 对于 Phe：Kd=CA/CB=2=q(动相)/p（静相）p+q=1=(1/3+2/3)4 个分溶管分溶 3 次：（1/3+2/3）3=1/27+6/27+12/27+8/27 故利用 4 个分溶管组成的分溶系统中，甘氨酸和苯丙氨酸各在 4 管和第 3 管中含量最高，其中：第 4 管：Gly：64/125100=51.2 mg Phe：8/2781=24 mg 第 3 管：Gly：48/125100=38.4 mg Phe：12/2781=36 mg 14、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）：(1)Ile,Lys;(2)Phe,Ser(3)Ala,Val,Leu;(4)Pro,Val (5)Glu,Asp;(6)Tyr,Ala,Ser,His.Ile lys；Phe,Ser；Leu Val Ala,；Val Pro；GluAsp；Tyr AlaSer His 解：根据 P151 图 3-25可得结果。15将含有天冬氨酸(pI=2.98)、甘氨酸(pI=5.97)、亮氨酸(pI=6.53)和赖氨酸(pI=5.98)的柠檬酸缓冲液，加到预先同样缓冲液平衡过的强阳离交换树脂中，随后用爱缓冲液析脱此柱，并分别收集洗出液，这 5 种氨基酸将按什么次序洗脱下来？Asp,Thr,Gly,Leu,Lys 解：在 pH3 左右，氨基酸与阳离子交换树脂之间的静电吸引的大小次序是减刑氨基酸(A2+)中性氨基酸(A+)酸性氨基酸(A0)。因此氨基酸的洗出顺序大体上是酸性氨基酸、中性氨基酸，最后是碱性氨基酸，由于氨基酸和树脂之间还存在疏水相互作用，所以其洗脱顺序为：Asp,Thr,Gly,Leu,Lys。第四章 蛋白质的共价结构 习题 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？10100 解：1012000/120=10100 2、有一个 A 肽，经酸解分析得知为 Lys、His、Asp、Glu2、Ala 以及 Val、Tyr 忽然两个 NH3分子组成。名称单字母符号三字母符号脯氨酸丝氨酸苏氨酸亮氨酸赖氨酸甲硫氨酸见表计算谷氨酸的三分之二被解离时的溶液解计算下列物质溶液的亮氨液的是多少如果加入以代替时将是多少将丙氨酸溶液调节到然后向该溶学习必备 欢迎下载 当 A 肽与 FDNB 试剂反应后得 DNP-Asp；当用羧肽酶处理后得游离缬氨酸。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 Val）可给除 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 时全中性，另一种（Lys、His、Glu2 以及 Val）在 pH6.4 时带正电荷。问 A 肽的氨基酸序列如何？Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val 解：1、N-末端分析：FDNB 法得：Asp-；2、C-末端分析：羧肽酶法得：-Val；3、胰蛋白酶只断裂赖氨酸或精氨酸残基的羧基形成的肽键，得到的是以 Arg 和 Lys 为 C-末端残基的肽 断。酸 水 解 使 Asn Asp+NH4+，由 已 知 条 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 GlnGlu+NH4+由已知条件（His、Glu、Val）可得：Asn-()-()-()-Lys-His-Gln-Val；5、糜蛋白酶断裂 Phe、Trp 和 Tyr 等疏水氨基酸残基的羧基端肽键。由题，得到的一条肽（Asp、Ala、Tyr）结合（3）、（4）可得该肽的氨基酸序列为：Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val 3、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-Lys。（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：-COOH4.0；-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？（1）4 个肽；（2）-2.5单位；（3）如果多肽中无二硫键存在，经胰蛋白酶水解后应得 4 个肽段；如果存在一个二硫键应得 3 个肽段并且个肽段所带电荷不同，因此可用离子交换层析、电泳等方法将肽段分开，鉴定出含二硫键的肽段，测定其氨基酸顺序，便可确定二硫键的位置 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-DNP-氨基酸。经糜蛋白酶作用后，此肽断裂城两个肽段，其氨基酸组成分别为 Ala、Tyr、Ser 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。试问此七肽的一级结构怎样？它是一个环肽，序列为：-Phe-Ser-Ala-Tyr-Lys-Pro-Arg-解：（1）此肽未经糜蛋白酶处理时，与 FDNB 反应不产生-DNP-氨基酸，说明此肽不含游离末端 NH2，即此肽为一环肽；（2）糜蛋白酶断裂 Phe、Trp 和 Tyr 等疏水氨基酸残基的羧基端肽键，由已知两肽段氨基酸组成（Ala、Tyr、Ser 和 Pro、Phe、Lys、Arg）可得：-()-()-Tyr-和-()-()-()-Phe-；（3）由（2）得的两肽段分别与 FDNB 反应，分别产生 DNP-Ser 和 DNP-Lys 可知该两肽段的 N-末端分别为-Ser-和-Lys-，结合（2）可得：-Ser-Ala-Tyr-和-Lys-()-()-Phe-；（4）胰蛋白酶专一断裂 Arg 或 Lys 残基的羧基参与形成的肽键，由题生成的两肽段氨基酸组成（Arg、Pro 和 Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala）可得：-Pro-Arg-和-()-()-()-()-Lys；综合（2）、（3）、（4）可得此肽一级结构为：-Lys-Pro-Arg-Phe-Ser-Ala-Tyr-5、三肽 Lys-Lys-Lys的 pI 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？正确，因为此三肽处于等电点时，七解离集团所处的状态是 C-末端 COO-（pKa=3.0），N 末端 NH2（pKa8.0），3 个侧链 3（1/3-NH3+）（pKa=10.53）(pKa=10.53),因此 pI最大的 pKa 值（10.53）6、一个多肽可还原为两个肽段，它们的序列如下：链 1 为 Ala-Cys-Phe-Pro-Lys-Arg-Trp-Cys-Arg-Arg-Val-Cys；链 2 为 Cys-Tyr-Cys-Phe-Cys。当用嗜热菌蛋白酶消化原多肽（具有完整的二硫键）时可用下列各肽：（1）（Ala、Cys2、Val）；（2）（Arg、Lys、Phe、Pro）；（3）(Arg2、Cys2、Trp、Tyr)；（4）(Cys2、Phe)。名称单字母符号三字母符号脯氨酸丝氨酸苏氨酸亮氨酸赖氨酸甲硫氨酸见表计算谷氨酸的三分之二被解离时的溶液解计算下列物质溶液的亮氨液的是多少如果加入以代替时将是多少将丙氨酸溶液调节到然后向该溶学习必备 欢迎下载 试指出在该天然多肽中二硫键的位置。（结构如下图）S-S Ala-Cys-Phe-Pro-Lys-Arg-Trp-Cys-Arg-Arg-Val_Cys S S Cys-Tyr-Cys-Phe-Cys 解：嗜热菌蛋白酶作用专一性较差，根据题中已知条件：（1）消化原多肽得到（Ala、Cys2、Val），说明链 1 在 2 位 Cys 后及 11 位 Val 前发生断裂，2 位 Cys与 12 位 Cys 之间有二硫键；（2）由链 1 序列可得该肽段序列为：-Phe-Pro-Lys-Arg-；（3）由（1）（2）可知该肽段(Arg2、Cys2、Trp、Tyr)中必有一 Cys 来自链 2，另一 Cys 为链 1 中 8位 Cys，即链 1 中 8 位 Cys 与链 2 中的一个 Cys 有二硫键；（4）嗜热菌蛋白酶能水解 Tyr、Phe 等疏水氨基酸残基，故此肽（Cys2、Phe）来自链 2，结合（3）中含 Tyr，可知（3）中形成的二硫键为链 1 8 位 Cys 与链 2 中 3 位 Cys 与链 2 中 3 位 Cys 之间；（4）中（Cys2、Phe）说明链 2 中 1 位 Cys 与 5 位 Cys 中有二硫键。综合（1）、（2）、（3）、（4）可得结果。7、一个十肽的氨基酸分析表明其水解液中存在下列产物：NH4+Asp Glu Tyr Arg Met Pro Lys Ser Phe 并观察下列事实：（1）用羧肽酶 A 和 B 处理该十肽无效；（2）胰蛋白酶处理产生两各四肽和游离的 Lys；（3）梭菌蛋白酶处理产生一个四肽和一个六肽；（4）溴化氢处理产生一个八肽和一个二肽，用单字母符号表示其序列位 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 衍生物：（图略）写出该十肽的氨基酸序列。Ser-Glu-Tyr-Arg-Lys-Lys-Phe-Met-Asn-Pro 解：（1）用羧肽酶 A 和 B 处理十肽无效说明该十肽 C-末端残基为-Pro；（2）胰蛋白酶专一断裂 Lys 或 Arg 残基的羧基参与形成的肽键，该十肽在胰蛋白酶处理后产生了两个四肽和有利的 Lys，说明十肽中含 Lys-或-Arg-Lys-Lys-或-Arg-Lys-Lys-Arg-Lys-四种可能的肽段，且水解位置在 4 与 5、5 与 6 或 4 与 5、8 与 9、9 与 10 之间；（3）梭菌蛋白酶专一裂解 Arg 残基的羧基端肽键，处理该十肽后，产生一个四肽和一个六肽，则可知该十肽第四位为-Arg-；（4）溴化氰只断裂由 Met 残基的羧基参加形成的肽键，处理该十肽后产生一个八肽和一个二肽，说明该十肽第八位或第二位为-Met-；用单字母表示二肽为 NP，即-Asn-Pro-，故该十肽第八位为-Met-；（5）胰凝乳蛋白酶断裂 Phe、Trp 和 Tyr 等疏水氨基酸残基的羧基端肽键，处理该十肽后，产生两个三肽和一个四肽，说明该十肽第三位、第六位或第七位为 Trp 或 Phe；（6）一轮 Edman 降解分析 N-末端，根据其反应规律，可得 N-末端氨基酸残疾结构式为：-NH-CH(-CH2OH)-C(=O)-，还原为-NH-CH(-CH2OH)-COOH-，可知此为 Ser；结合（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）可知该十肽的氨基酸序列为：Ser-Glu-Tyr-Arg-Lys-Lys-Phe-Met-Asn-Pro 8、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（检测胍基的）呈阳性。另一片段用溴化氰处理释放出一个与茚三酮反应呈黄色的氨基酸。写出此四肽的氨基酸序列。YRMP 名称单字母符号三字母符号脯氨酸丝氨酸苏氨酸亮氨酸赖氨酸甲硫氨酸见表计算谷氨酸的三分之二被解离时的溶液解计算下列物质溶液的亮氨液的是多少如果加入以代替时将是多少将丙氨酸溶液调节到然后向该溶学习必备 欢迎下载 解：胰蛋白酶酶专一水解 Lys 和 Arg 残基的羧基参与形成的肽键，故该四肽中含 Lys 或 Arg；一肽段在 280nm附近有强光吸收且 Pauly 反应和坂口反应（检测胍基的）呈阳性，说明该肽段含 Tyr 和 Arg；溴化氰专一断裂 Met 残基的羧基参加形成的肽键，又因生成了与茚三酮反应呈黄色的氨基酸，故该肽段为-Met-Pro-；所以该四肽的氨基酸组成为 Tyr-Arg-Met-Pro，即 YRMP。9 蜂毒明肽（apamin）是存在蜜蜂毒液中的一个十八肽，其序列为 CNVRAPETALCARRCOOH，已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。（1）两个；（2）二硫键的位置可能是 1-3和 11-15或 1-11和 3-15或 1-15和 3-11，第一种情况，用胰蛋白酶断裂将产生两个肽加 Arg；第二种情况和第三种，将产生一个肽加 Arg，通过二硫键部分氧化可以把后两种情况区别开来。10、叙述用 Mernfield 固相化学方法合成二肽 Lys-Ala。如果你打算向 Lys-Ala 加入一个亮氨酸残基使成三肽，可能会掉进什么样的“陷坑”？第五章 蛋白质的三维结构 习题 1.（1）计算一个含有78个氨基酸的螺旋的轴长。（2）此多肽的螺旋完全伸展时多长？11.7nm；28.08nm 解：（1）螺旋中每个残基绕轴旋转 100，沿轴上升 0.15nm，故该螺旋的轴长为：780.15nm=11.7nm (2)螺旋每圈螺旋占 3.6 个氨基酸残基，故该螺旋圈数为：783.6 圈；螺旋的直径约为 0.5nm，故每圈轴长为 0.5 nm。完全伸展的螺旋长度约为：0.5（783.6）34.01nm。2.某一蛋白质的多肽链除一些区段为螺旋构想外，其他区段均为折叠片构象。该蛋白质相对分子质量为 240000，多肽链外姓的长度为 5.06 10-5cm。试计算：螺旋占该多肽链的百分数。（假设折叠构象中每氨基酸残疾的长度为 0.35nm）59%解：一般来讲氨基酸的平均分子量为 120Da，此蛋白质的分子量为 240000Da，所以氨基酸残基数为 240000120=2000 个。设有 X个氨基酸残基呈螺旋结构，则：X0.15+（2000-X）0.35=5.06 10-5107=506nm 解之得 X=970，螺旋的长度为 9700.15=145.5，故-螺旋占该蛋白质分子的百分比为：145.5/536 100%=29%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桅顶焓贡献却要小得多（5kj/mol）。试解释这种差别的原因。在伸展的蛋白质中大多数氢键的共体和接纳体都与水形成氢键。折旧时氢键能量对稳定焓贡献小的原因。4.多聚甘氨酸是一个简单的多肽，能形成一个具有=-80=+120的螺旋，根据拉氏构象图（图 5-13），描述该螺旋的（a）手性；（b）每圈的碱基数。（a）左手；（b）3.0 解：据 P206 图 5-13 拉氏构象图，=-80=+120时可知该螺旋为左手性，每圈残基数为 3.0。5.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的性质。试预测在室温下的溶液中下列多聚氨基酸那些种将形成螺旋，那些种形成其他的有规则的结构，那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；（3）多聚精氨酸，pH=7.0；（4）多聚精氨酸，pH=13；（5）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；（1）（4）和（5）能形成螺旋；（2）（3）和（6）不能形成有规则的结构；（7）有规则，但不是螺旋 名称单字母符号三字母符号脯氨酸丝氨酸苏氨酸亮氨酸赖氨酸甲硫氨酸见表计算谷氨酸的三分之二被解离时的溶液解计算下列物质溶液的亮氨液的是多少如果加入以代替时将是多少将丙氨酸溶液调节到然后向该溶学习必备 欢迎下载 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？因为甘氨酸是在-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（他们是对映体）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。并假设对每个键和有亮个定向。问：（a）这个蛋白质可能有多种随机构象（W）？（b）根据（a）的答案计算在当使 1mol 该蛋白质折叠成只有一种构想的结构时构想熵的变化（S折叠）；（c）如果蛋白质完全折叠成由 H键作为稳定焓的唯一来源的螺旋，并且每 mol H 键对焓的贡献为-5kj/mol，试计算H折叠；（d）根据逆的（b）和（c）的答案，计算 25时蛋白质的G折叠。该蛋白质的折叠形式在 25时是否稳定？（a）W=2200=1.61 1060；（b）S折叠=1.15 kj/（Kmol）（c）H折叠100（-5 kj/mol）=-500 kj/mol；注意，这里我们没有考虑在螺旋末端处某些氢键不能形成这一事实，但考虑与否差别很小。（d）G折叠=-157.3 kj/mol.由于在 25时G折叠0，因此折叠的蛋白质是稳定的。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是以单体相识存在的，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。在亚基-亚基相互作用中疏水相互作用经常起主要作用，参与四聚体 B4的亚基-亚基相互作用的表面可能比单体 A的对应表面具有较多的疏水残基。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-Faman的经验规则，预测此区域的二级结构。RRPVVLMAACLRPVVFITYGDGGTYYHWYH 残基 4-11 是一个螺旋，残基 14-19 和 24-30 是折叠片。残基 20-23 很可能形成转角 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，哪一种更容易形成螺旋？为什么？埋藏在蛋白质的非极性内部时更容易形成螺旋。因为在水环境中多肽对稳定焓（H折叠）的贡献要小些。11.一种酶相对分子质量为 300000，在酸性环境中可解理成两个不同组分，其中一个组分的相对分子质量为 100000，另一个为 50000。大的组分占总蛋白质的三分之二，具有催化活性。用-巯基乙醇（能还原二硫桥）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）。关于该酶的结构作出什么结论？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。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-乳球蛋白（相对分子质量 37100）良种蛋白之间，当这个毒素蛋白用-巯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素（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，你能做出什么结论？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。13.一种蛋白质是由相同亚基组成的四聚体。（a）对该分子说出来年各种可能的对称性。稳定缔合的是哪种类型的相互作用（同种或异种）？（b）假设四聚体，如血红蛋白，是由两个相同的单位（每个单位含和两种链）组成的。问它的最高对称性是什么？（a）C4和 D2，C4是通过异种相互作用缔合在一起，D2是通过同种相互作用缔合在一起，（b）C2因为每个二聚体是一个不对称的原聚体 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名称单字母符号三字母符号脯氨酸丝氨酸苏氨酸亮氨酸赖氨酸甲硫氨酸见表计算谷氨酸的三分之二被解离时的溶液解计算下列物质溶液的亮氨液的是多少如果加入以代替时将是多少将丙氨酸溶液调节到然后向该溶学习必备 欢迎下载 的合成，此复合物含 6 个相同的二聚体，每个二聚体由一个多肽 A和一个 B组成，多肽 A和 B的长度分别为 300 个和 700 个氨基酸残基。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 10-8，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。（1）有缺陷复合物的平均频率是 600010-8=610-5 （2）由于有缺陷的二聚体可被剔除，因此有缺陷复合物的平均率只是最后阶段的操作次数（5 此操作装配 6 个亚基）乘以错误频率，即：510-8。因此它比一步合成所产生的缺陷频率约低 1000 倍。第六章 蛋白质结构与功能的关系 习题 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 Kd为 10-6mol/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Kd转换为结合常数Ka。（a）蛋白质B；（b）蛋白质 A的Ka=106(mol/L)-1，蛋白质 B的 Ka=10-9(mol/L)-1 2.下列变化对肌红蛋白和血红蛋白的 O2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（高空）。对肌红蛋白：（a）无；（b）无；（c）无。对血红蛋白：（a）降低；（b）增加；（c）降低 3.在 37，pH7.4，CO2分压 40 torr和 BPG正常胜利水平（4.5mmol/L 血）条件下，人全血的氧结合测定给出下列数据：p（O2）%饱和度（=100Y）10.6 10 19.5 30 27.4 50 37.5 70 50.4 85 77.3 96 92.3 98（a）根据这些数据，绘制氧结合曲线；估算在（1）100torr p（O2）(肺中)和（2）30 torr p（O2）（静脉血中）下血的氧百分饱和度。（b）肺中100 torr p（O2）结合的氧有百分之多少输送给组织30 torr p（O2）？（c）如果在毛细血管中 pH 降到 7.0，利用图 6-17数据重新估算（b）部分。（a）（1）98%，（2）58%；（b）约 40%；（c）约 50%解：（a）图略，从图中克知分别为 98%和 58%；（b）98%-58%=40%，故约 40%；（c）当 pH 降到 7.0 时，据图 6-17可知：96%-46%=50%。4.如果已知 P50和 n，可利用方程（6-15）Y/（1-Y）=p（O2）/P50n计算 Y（血红蛋白氧分数饱和度）。设 P50=26 torr，n=2.8，计算肺（这里 p（O2）=100 torr）中的 Y和毛细血管（这里 p（O2）=40 torr）中的 Y。在这些条件下输氧效率（Y肺-Y毛细血管=Y）是多少？除 n=1.0 外，重复上面计算。比较 n=2.8和 n=1.0 时的Y值。并说出协同氧结合对血红蛋白输氧效率的影响。n=2.8 时，Y肺=0.98，Y毛细血管=0.77，所以，Y=0.21，n=1.0 时，Y肺=0.79，Y毛细血管=0.61，所以，Y=0.18，两Y之差0.21-0.18=0.03，名称单字母符号三字母符号脯氨酸丝氨酸苏氨酸亮氨酸赖氨酸甲硫氨酸见表计算谷氨酸的三分之二被解离时的溶液解计算下列物质溶液的亮氨液的是多少如果加入以代替时将是多少将丙氨酸溶液调节到然后向该溶学习必备 欢迎下载 差值似乎不大，但在代谢活跃的组织中 p（O2）4.6 带负电，向正极移动；（2）-乳球蛋白 pI=5.2，pH=5.05.2 带负电，向正极移动；（3）胰凝乳蛋白酶原 pI=9.1，pH=5.09.1 带负电，向正极移动；8.（1）当 Ala、Ser、Phe、Leu、Arg、Asp 和 His 的混合物在 pH3.9 进行纸电泳时，哪些氨基酸移向正极？名称单字母符号三字母符号脯氨酸丝氨酸苏氨酸亮氨酸赖氨酸甲硫氨酸见表计算谷氨酸的三分之二被解离时的溶液解计算下列物质溶液的亮氨液的是多少如果加入以代替时将是多少将丙氨酸溶液调节到然后向该溶学习必备 欢迎下载 哪些氨基酸移向负极？（2）纸电泳时，带有相同电荷的氨基酸常有少许分开，例如 Gly 可与 Leu 分开，试说明为什么？（3）设 Ala、Val、Glu、Lys 和 Thr 的混合物 pH为 6.0，试指出纸电泳后氨基酸的分离情况。PI 值：Ala：6.02 Ser：5.68 Phe：5.48 Leu：5.98 Arg：10.76 Asp：2.97 His：7.59 （1）Ala、Ser、Phe 和 Leu 以及 Arg 和 His 向负极，Asp 移向正极；（2）电泳时，具有相同电荷的较大分子比较小分子移动得慢，因为电荷/质量之比较小，因而引起每单位质量迁移的驱动力也较小。（3）Glu移向正极，Lys 移向负极,Val、Ala 和 Thr 则留在原点。9.凝胶过滤层析和凝胶电泳中的分子筛效应有什么不同？为什么？10.配制一系列牛血清清蛋白（BSA）稀释液，每一种溶液取 0.1ml 进行 Bradford法测定。对适当的空白测定 595nm波长处的光吸收（A595）。结果如下表所示：BSA浓度（mgL-1）A595 1.5 1.4 1.0 0.97 0.8 0.79 0.6 0.59 0.4 0.37 0.2 0.17 BSA 浓度对 A595作图得标准曲线。E.coli 的蛋白质提取液样品（0.1ml）测得的 A595为 0.84。根据标准曲线算出 E.coli 提取液中的蛋白质浓度。0.85mg/ml 解：标准曲线略。由标准曲线可知，当 A595为 0.84 时，BSA 浓度为 0.85mg/ml。第八章 酶通论 习题 1.酶作为生物催化剂有哪些特点？答：酶是细胞所产生的，受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂，与一般非生物催化剂相比较有以下几个特点：1、酶易失活；2、具有很高的催化效率；3、具有高度专一性；4、酶活性受到调节和控制。2.何谓酶的专一性？酶的专一性有哪些？如何解释酶作用的专一性？研究酶的专一性有何意义？答：酶的专一性是指酶对催化的反应和反映物有严格的选择性。酶的专一性分为两种类型：1、结构专一性，包括绝对专一性、相对专一性（族专一性或基团专一性、键专一性）；2、立体异构专一性，包括旋光异构专一性、几何异构专一性。通过对酶结构与功能的研究，确信酶与底物作用的专一性是由于酶与底物分子的结构互补，诱导契合，通过分子的相互识别而产生的。对酶的专一性研究具有重要的生物学意义。它有利于阐明生物体内有序的代谢过程，酶的作用机制等。3.酶的活性受那些因素调节，试说明之。答：酶的调节和控制有多种方式，主要有：（1）调节酶的浓度：主要有 2 种方式：诱导或抑制酶的合成；调节酶的降解；（2）通过激素调节酶活性、激素通过与细胞膜或细胞内受体相结合而引起一系列生物学效应，以此来调节酶活性；（3）反馈抑制调节酶活性：许多小分子物质的合成是由一连串的反应组成的，催化此物质合成的第一步的酶，往往被他们终端产物抑制；名称单字母符号三字母符号脯氨酸丝氨酸苏氨酸亮氨酸赖氨酸甲硫氨酸见表计算谷氨酸的三分之二被解离时的溶液解计算下列物质溶液的亮氨液的是多少如果加入以代替时将是多少将丙氨酸溶液调节到然后向该溶学习必备 欢迎下载（4）抑制剂和激活剂对酶活性的调节：酶受大分子抑制剂或小分子物质抑制，从而影响酶活性；（5）其他调节方式：通过别构酶、酶原的激活、酶的可逆共价修饰和同工酶来调节酶活性。.辅基和辅酶有何不同？在酶催化反应种起什么作用？答：辅酶通常指与脱辅酶结合比较松弛的小分子有机物质。通过透析方法可以除去，如辅酶和辅酶等。辅基是以共价键和脱辅酶结合，不能通过透析除去，需要经过一定的化学处理才能与蛋白分开，如细胞色素氧化酶中的铁卟啉，丙酮氧化酶中的黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）都属于辅基。它们的区别只在于它们与脱辅酶结合的牢固程度不同。辅酶、辅基在酶催化反应中通常是起着电子、原子或某些化学基团的传递作用。.酶分哪几大类？举例说明酶的国际系统命名法及酶的编号。答：国际酶学委员会根据酶所催化反应的类型，把酶分为大类：即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类。分别利用 1、2、3、4、5、6 来表示。例如：1.1.3 表示氧化还原酶，作用于 CHOH 基团，受体是分子氧。根据底物中别所用的基团或键的特点将每一大类分为若干亚类，每一个亚类又按顺序变成 1、2、3等数字；每一个亚基可再分亚亚类，仍用 1、2、3编号，每一个每的分类编号由 4 个数字组成，数字间由由“”隔开。第一个数字指明该酶属于哪一个亚类；第三个数字指出该酶属于一个亚亚类；第四个数字则表明该酶在亚亚类中的排号。编号之间冠以 EC（Enzyme Commision）。6.什么叫酶的活力和比活力？测定酶活力应注意什么？为什么测定酶活力时以测定初速率为宜，并且底物浓度远远大于酶浓度？答：酶活力指酶催化某一化学反应的能力，其大小可用在一定条件下所催化的某一化学反应的反应速率来表示；酶的比活力代表酶的纯度，根据国际酶学委员会的规定比活力用每 mg 蛋白质所含的酶活力单位数表示。酶的催化作用受测定环境的影响，因此测定酶活力要在最适条件下进行，即最适温度、最适 pH、最适底物浓度和最适缓冲离子强度等。只有在最适条件下测定才能真实反映酶活力的大小。随时间的延长，酶促反应中底物浓度降低，产物浓度增加，加速逆反应的进行，产物对酶抑制或激活作用以及随时间的延长引起酶本身部分分子失活等，酶促反应速率降低，因此测定活力，应测定酶促反应的初速率，从而避免上述种种复杂因素对反应速率的影响。底物浓度太低时，5%以下的底物浓度变化实验上不易测准，所以在测定酶的活力时，往往使第五浓度足够大，这样整个酶反应对底物来说是零级反应，而对酶来说却是