生化习题及大纲.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流生化习题及大纲.精品文档.习题 21图21的滴定曲线描述了谷氨酸的电离。请回答下列问题：指出三个pKa的位置；指出Glu和Giu各一半时的pH；指出谷氨酸总是带净正电荷的pH范围；指出Glu和Glu能作为一种缓冲液的共轭酸碱对的pH范围. 图2-1 谷氨酸的酸-碱滴定曲线 22为什么甘氨酸处在等电点时是以偶极离子的形式存在，而不是以完全不带电荷的形式存在？处在等电点时，其完全不带电荷的形式是多少? 23甘氨酸是乙酸甲基上的氢被氨基取代生成的，但是，甘氨酸羧基的pKa值比乙酸羧基 pKa低。为什么? 24在pH9.0时，计算赖氨酸的两性离子、阳

2、离子以及阴离子所占的比例。已知赖氨酸三个可电离基团-COOH，NH3+和- NH3+的pKa值分别为2.18、8.95和10.53。 25用强酸型阳离子交换树脂分离下述每对氨基酸，当用pH7.0的缓冲液洗脱时，下述每对中先从柱上洗脱下来的是哪种氨基酸? 天冬氨酸和赖氨酸；精氨酸和甲硫氨酸；谷氨酸和缬氨酸;甘氨酸和亮氨酸；丝氨酸和丙氨酸。 26计算出由Ala、Gly、His、Lys和Val所构成的可能的五肽数目。 27在大多数氨基酸中，COOH的pKa值都接近2.0，NH3的pKa值都接近9.0。但是，在肽中，COOH的pKa值为3.8，而NH3的pKa比值为7.8。你能解释这种差别吗? 28某

3、蛋白质用凝胶过滤法测定的表观分子量是90kD；用SDS-PAGE测定时，它的表观分子量是60kD，无论2-巯基乙醇是否存在。哪种测定方法更准确？为什么？ 29一种分子量为24,000、pI为5.5的酶被一种分子量类似、但pI为7.0的蛋白质和另外一种分子量为100,000、pI为5.4的蛋白质污染。提出一种纯化该酶的方案。 210下面的数据是从一个八肽降解和分析得到的，其组成是：Ala、Gly2、Lys、Met、Ser，Thr、Tyr。该八肽 用CNBr处理，得到：Ala、Gly、Lys、Thr； Gly、Met、Ser、Tyr 用胰蛋白酶处理，得到：Ala、Gly； Gly、Lys、Met、

4、Ser、Thr、Tyr 用糜蛋白酶处理，得到：Gly、Tyr； Ala、Gly、Lys、Met、Ser、Thr 经分析，N末端残基是：Gly C末端残基是：Gly 请确定该肽的氨基酸顺序。解答： 21解答: 三个pKa的位置如图24所示 图24 谷氨酸的酸-碱滴定曲线显示出它的三个 pKa的位置以及它在不同pH下的电离状态 Glu和Glu各一半的pH值为967。 当pH小于3.22时，谷氨酸总是带净正电荷。 Glu和Glu作为一种缓冲液的共轭酸碱对的pH范围是pH4.25左右 22解答：因为羧基的酸性(pKa=2.36)比质子化的氨基的酸性强得多(pKa=9.60)。因此，羧基将倾向于供出质子

5、使氨基质子化，并且其平衡常数是107。这表明平衡状态非常强烈地偏向右边： 因甘氨酸的等电点是5.97，首先我们需要测定甘氨酸处在等电点时COO/COOH和H3+N/NH2的比例。如果我们单独处理每个功能基团，并利用HendersonHass- elbalch方程，就会得到： 两者合并起来考虑时，两性离子与完全不带电荷的比例是： 因此，甘氨酸处在等电点时，大约1107以不带电荷的形式存在的。 23解答：甘氨酸羧基的pKa值为2.34，乙酸羧基的pKa值是4.7。当甘氨酸溶液的pH值低于6.0时，氨基以正电荷的形式存在。这种正电荷通过静电相互作用使带负电荷的羧基离子稳定。这就意味着甘氨酸的羧基将比

6、较容易失去它的质子，因而它是一种更强的酸(具有更低的 pKa值)。 24解答：赖氨酸有三个可电离的质子： Lys1.12Lys1.1246.4552 由此可见，在pH9.0时，Lys含量甚微，可以忽略不计，Lys占46.45，Lys为52，Lys为1.53，整个分子带部分正电荷。 25解答：氨基酸从离子交换柱上被洗脱下来的速度主要受两种因素的影响：带负电荷的树脂磺酸基和氨基酸带正电荷的功能基团之间的离子吸附，吸附力大的在树脂上停滞的时间长，从柱上洗脱下来的速度慢；氨基酸的侧链基团与树脂强非极性的骨架之间的疏水相互作用。非极性大的侧链R基氨基酸与树脂骨架间的疏水作用力强，从树脂柱上洗脱下来的速度

7、慢。 根据氨基酸可电离基团的pKa值，我们可以确定题中每组氨基酸的结构以及在pH7时它们的平均净电荷。如果平均净电荷相同，则取决于它们侧链基团的疏水性。 天冬氨酸净电荷为l，赖氨酸净电荷为+1；赖氨酸与树脂磺酸基相反离子吸附力大。因此，天冬氨酸先被洗脱下来。 精氨酸净电荷为+1，甲硫氨酸净电荷接近零。因此，甲硫氨酸先被洗脱下来。 谷氨酸净电荷为1，缬氨酸净电荷接近零，谷氨酸的负电荷与树脂荷负电的磺酸基之间相互排斥，减小了谷氨酸与树脂的附着力，故先被洗脱下来。 甘氨酸和亮氨酸的净电荷都接近零，但亮氨酸庞大的非极性侧链与树脂骨架之间的非极性相互作用力大。故甘氨酸先被洗脱下来。 丝氨酸和丙氨酸的净电

8、荷都接近零，但丝氨酸的侧链非极性小，故先被洗脱下来。 26解答：五肽的第一个残基是五个残基中的一个，第二个残基是余下四个残基中的一个，余此类推。因此，可能形成的五肽数目是：54321120 27解答：在游离的氨基酸中，邻近的电荷影响每个基团的pKa值。带正电荷的NH3+的存在，使带负电荷的COO稳定，使羧基成为一种更强的酸相反地，带负电荷的羧酸使NH3+稳定，使它成为一种更弱的酸，因而使它的pKa升高当肽形成时，游离的-氨基和-羧基分开的距离增大，相互影响降低，从而使它们的pKa值发生变化 28解答：蛋白质的分子形状影响它在凝胶过滤时的行为。分子形状较长的蛋白质在凝胶过滤时具有类似于分子较大的

9、蛋白的行为。用SDS-PAGE测定的蛋白质分子量应该是比较准确的，因为变形后的蛋白质的迁移速度只取决于它的分子大小。 29解答：用凝胶过滤(即分子排阻层析)法先除去分子量为100,000、pI为5.4的蛋白质，余留下来的低分子量的含酶的混合物再用离子交换层析法分离，于是就能获得所需要的纯酶。 210解答： 根据CNBr、胰蛋白酶、糜蛋白酶水解该肽的结果，并结合组成及末端分析 CNBr： Gly-(Tyr、Ser)-Met (Thr、Lys、Ala)-Gly 胰蛋白酶： Gly-(Tyr、Ser、Met、Thr)-Lys Ala-Gly 糜蛋白酶： Gly-Tyr (Ser、Met、Thr、Ly

10、s、Ala)-Gly 根据片段重叠,推测该肽的顺序是:Gly-Tyr-Ser-Met-Thr-Lys-Ala-Gly 、酶和它的底物分子、激素与受体、以及抗体与抗原等。习题： 3-1构象(conformation)指的是，一个由多个碳原子组成的分子，因单键的旋转而形成的不同碳原子上各取代基或原子的空间排列，只需单键的旋转即可造成新的构象。多肽链主链在形式上都是单键。因此，可以设想一条多肽主链可能有无限多种构象。然而，一种蛋白质的多肽链在生物体正常的温度和pH下只有一种或很少几种构象，并为生物功能所必需。这种天然的构象是什么样的因素促成的? 3-2假若一条多肽链完全由丙氨酸构成，什么样的环境促使

11、它很可能形成螺旋，是疏水环境还是亲水环境? 3-3以nm为单位计算-角蛋白卷曲螺旋（coiled coil）的长度。假定肽链是由100个残基构成。 3-4一种叫做Schistosoma mansoni 寄生虫的幼虫能感染侵入人的皮肤。这种幼虫分泌出能裂解的-Gly-Pro-X-Y-（X和Y可能是几种氨基酸中的任何一种）顺序中的X和Y之间肽键的酶。为什么该酶活性对这种寄生虫侵入是重要的。 3-5是Trp还是Gln更有可能出现在蛋白质分子表面？是Ser还是Val更有可能出现在蛋白质分子的内部？是Leu还是Ile更少可能出现在-螺旋的中间？是Cys还是Ser更有可能出现在-折叠中？ 3-6下面的多肽

12、哪种最有可能形成-螺旋？哪种多肽最难以形成-折叠？ CRAGNRKIVLETY；SEDNFGAPKSILW；QKASVEMAVRNSG 3-7胰岛素是由A、B两条链组成的，两条肽通过二硫键连接。在变性条件下使二硫 键还原，胰岛索的活性完全丧失。当巯基被重新氧化后，胰岛素恢复的活性不到天然活性的10%请予以解释。 3-8对于密度均一的球状蛋白质来说，随着蛋白质分子增大，其表面积体积(AV)的比例是增大还是减小？随着蛋白质分子增大，其亲水侧链氨基酸残基与疏水侧链氨基酸残基的比例是增大还是减小? 3-9胎儿血红蛋白（Hb F）在相当于成年人血红蛋白（Hb A）链143残基位置含有Ser，而成年人链的

13、这个位置是具阳离子的His残基。残基143面向亚基之间的中央空隙。为什么2,3-二磷酸甘油酸（2,3-BPG）同脱氧Hb A的结合比同脱氧Hb F更紧？Hb F对2,3-BPG的低亲和力如何影响到Hb F对氧的亲和力？Hb F的P50是18托(torr)，Hb A的P50是26托。基于这两个数值如何解释氧从母亲血液有效转运到胎儿。 3-10在生理条件下，多聚赖氨酸呈随机卷曲的构象。在什么条件下它可以形成-螺旋？ 3-11某蛋白质用凝胶过滤法测定的表观分子量是90kD；用SDS-PAGE测定时，它的表观分子量是60kD，无论2-巯基乙醇是否存在。哪种测定方法更准确？为什么？ 3-12请根据下面的

14、信息确定蛋白质的亚基组成： 用凝胶过滤测定，分子量是200kD；用SDS-PAGE测定，分子量是100kD；在2-巯基乙醇存在下用SDS-PAGE测定，分子量是40kD和60kD。 3-13每分子人细胞色素c含有18分子的赖氨酸。100克细胞色素c完全水解得到187克的赖氨酸。求细胞色c的分子量。 3-14有一种混合液含有五种多肽(P1、P2、P3、P4和P5)，在pH8.5的条件下进行电泳分离，染色后揭示出如图26a的迁移图谱。已知这五种多肽的 pI是：P1为9.0，P2为5.5，P3为10.2，P4为8.2， P5为7.2。并且已知它们的分子量都接近1200。请在图上鉴定出每条带相应的多肽

15、；现有一种pI为10.2的多肽(P6)，它的分子量大约为600。该肽若与上述五肽一起在pH8.5下电泳，请你指出它的位置。3-15一种纯净的蛋白质样品用普通的聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)在pH8.2条件下进行分析鉴定，得到如图27(A)的结果。该蛋白质样品在用SDS处理后，接着用SDS-PAGE进行分析，得到如图27(B)的结果。通过对上述两种电泳结果的比较，关于该蛋白质的结构你将得出什么样的结论？该蛋白质的等电点是低于pH8.2还是高于pH8.2？ 3-16一个蛋白质混合物含有下面几种不同的组分： a Mr12，000 pI=10； b Mr=62，000 pI=4 c Mr28，000

16、pI=7； d Mr=9，000 pI5 不考虑其他因素，分别指出在下述情况下被洗脱的顺序。 该混合物用DEAE-纤维素柱层折时，以逐渐增高洗脱液的盐浓度方式进行洗脱。 该混合物用SephadexG-50凝胶柱层析分析。 3-17一种分子量为24,000、pI为5.5的酶被一种分子量类似、但pI为7.0的蛋白质和另外一种分子量为100,000、pI为5.4的蛋白质污染。提出一种纯化该酶的方案。解答： 3-1解答：由于肽键因共振结构而使CN键具有部分双键的性质，不能自由旋转，因而使得一条多肽主链构象的数目受到了极大限制。与位于相邻刚性平面交线上的C相连接的侧链基团的结构、大小和性质对于主链构象的

17、形成及稳定有很大的影响，使多肽链主链构象数目又受到很大的限制。因为C与两个刚性平面连接的单键的旋转度不同程度受到侧链的限制。各种侧链基团相互作用所形成的各种力使蛋白质在热力学上达到了一种最稳定的构象。 3-2解答；一条多肽链呈-螺旋构象的推动力是所有肽键上的酰胺氢和羰基氧之间形成的链内氢键。在水环境中，肽键上的酰胺氢和羰基氧既能形成内部(-螺旋内)的氢键，也能与水分子形成氢键。如果后者发生，多肽链呈现类似变性蛋白质那样的伸展构象。疏水环境对于氢键的形成不能提供任何竞争，因此，更可能促进-螺旋结构的形成。 3-3解答：-角蛋白的每条肽链呈-螺旋构象，而每个-螺旋含3.6个残基。在-角蛋白中，每轮

18、螺旋的长度为0.51nm。因此, -角蛋白卷曲螺旋（coiled coil）的长度是：（100残基3.6个残基/轮）0.51/轮14.2nm 3-4解答：-Gly-Pro-X-Y-顺序频繁出现在胶原蛋白分子中，在身体的各部位都存在，包括皮肤。由于该幼虫酶能催化胶原蛋白多肽链裂解，故该寄生虫能进入宿主皮肤而生存。 3-5解答：蛋白质氨基酸残基在蛋白质结构中出现的位置与这些氨基酸残基的亲水性或疏水性相关。亲水性残基（极性残基）通常位于蛋白质分子的表面，而疏水性残基（非极性残基）通常位于蛋白质分子疏水的内部。Gln是亲水性残基，它比Trp更有可能出现在蛋白质分子表面。Val是非极性残基，它比Ser更

19、有可能位于蛋白质分子的内部。Ile在它的碳位上有分支，不利于-螺旋的形成，因此它通常不出现在-螺旋中。侧链小的氨基酸残基常出现在-折叠中，因为这有利于片层的形成。所以Ser更有可能出现在-折叠中。 3-6解答：多肽最有可能形成-螺旋，因为它的三个带电荷的残基(Lys,Glu,Arg)在该螺旋的一侧相间排成一行。一个有邻近碱性残基(Arg和Lys)的多肽会使螺旋去稳定。多肽含有Gly和Pro，这两种氨基酸是螺旋的强破坏者。Gly和Pro的存在也会阻止-折叠的形成。所以多肽最难以形成-折叠。3-7解答：胰岛素是以前体的形式合成的。前体分于是一条单一的肽链。在前体合成及折叠后，切除前体分子的一部分(

20、包括连接肽C肽)，留下由二硫键连接的A和B两条肽链。这样，天然的胰岛素由于缺少C肽，因而也就缺乏指导肽链折叠的某些所必需的信息。所以当胰岛素变性和还原，随之复性，二硫键的形成是随机的。在这种情况下是不能完全恢复到天然活性的。这并不与氨基酸顺序指导蛋白质折叠的基本原则相矛盾。 3-8解答：对于密度均一的球状蛋白质来说，随着分子量(即分子大小)增大，其半径(r)也增大。由于表面积4r2，体积=4/3r3，因此 从这个表达式来看，随着蛋白质分子量的增大，它的表面积体积的比例减小了。即随着蛋白质分子的增大，体积的增大比表面积增大更快。 由于极性基团的亲水性，大多数分布在球状分子的表面，非极性侧链基团的

21、疏水性，大多数聚集在球状分子的内部由于随着分子量增大而体积增大，内部空间也增大。因此内部就可以容纳更多的具疏水侧链基团的氨基酸残基。所以随着球状蛋白质分子量的增大，亲水侧链氮基酸残基与疏水侧链氨基酸残基的比例将减小。 3-9解答：由于2,3-BPG是同脱氧Hb A中心空隙带正电荷的侧链结合，而脱氧Hb F缺少带正电荷的侧链（链143位的His残基），因此2,3-BPG是同脱氧Hb A的结合比同脱氧Hb F的结合更紧。2,3-BPG稳定血红蛋白的脱氧形式，增高脱氧血红蛋白的份数。由于Hb F同2,3-BPG亲和力比Hb A低，Hb F受血液中2,3-BPG影响小，分子的氧合形式的份数较大，因此H

22、b F在任何氧分压下对氧的亲和力都比Hb A大。在2040氧分压下，Hb F对氧的亲和力比Hb A大，亲和力的这种差别允许氧从母亲血向胎儿有效转移。 3-10解答：在生理条件下，赖氨酸残基的带增电荷的侧链彼此排斥，不能形成-螺旋。当它所处环境的pH上升超过它的侧链可界离基团的pK（10.5）时才能形成-螺旋。 3-11解答：蛋白质的分子形状影响它在凝胶过滤时的行为。分子形状较长的蛋白质在凝胶过滤时具有类似于分子较大的蛋白的行为。用SDS-PAGE测定的蛋白质分子量应该是比较准确的，因为变形后的蛋白质的迁移速度只取决于它的分子大小。3-12解答：凝胶过滤分离的蛋白质是处在未变性的状态，如果被测定

23、的蛋白质的分子形状是相同的或者是相似的，所测定的分子量应该是较准确的。SDS-PAGE测定蛋白质的分子量只是根据它们的大小。但这种方法能破坏寡聚蛋白质亚基间的非共价作用力，使亚基解离。在这种情况下，所测定的是亚基的分子量。如果有2-巯基乙醇存在，则能破坏肽链内或肽链间的二硫键。在这种情况下进行SDS-PAGE，所测定的分子量是亚基的分子量（如果亚基间没有二硫键）或者是肽链的分子量（如果亚基是由二硫键连接的几个肽链组成）。根据题中给出的信息，该蛋白质的分子量是200kD，由两个大小相同的亚基（100kD）组成，每个亚基由两条肽链（40kD和60kD）借二硫键连接而成。 3-13解答: 根据组分的

24、百分含量求蛋白质的最低分子量可按下式计算：细胞色素c的真实分子量=最小分子量某氨基酸数=6841812300. 这一结果与用物理方法测定的结果很接近。 3-14解答：根据它们的等电点以及它们在pH8.5条件下所带净电荷的多少，很容易鉴定出它们在电泳图谱上的位置(图2-6b)。 P6与P3具有相同的pI，即是说，在pH85的条件下，它们带有等量的净电荷。但P6的分子量仅是P3的一半，它的迁移率是P3的2倍，电泳后它在支持物上位置应比P3更接近于负极(如图2-6b所示)。 (在一定粘度的介质中，在恒压下，带电颗粒的迁移率由电荷与颗粒大小的比例决定，即：（迁移率）（Q（电荷）/r（大小）。为了在Qr

25、基础上估计出相对迁移率，可用物质的分子量去除pIpH，pIpH视为Q值的一种量度。) 3-15解答：普通聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质时主要是根据各组分的pI的差别。图2-7(A)的结果只呈现单一的带，表明该蛋白质是纯净的。由于SDS是一种带负电荷的阴离子去垢剂，并且具有长长的疏水性碳氢链。它的这种性质不仅使寡聚蛋白质的亚基拆离，而且还能拆开肽链的折叠结构，并且沿伸展的肽链吸附在上面。这样，吸附在肽链上的带负电荷的SDS分子使肽链带净负电荷，并且吸附的SDS的量与肽链的大小成正比。结果是，不同大小的肽链将含有相同或几乎相同的Qr值。由于聚丙烯酰胺凝胶基质具有筛分效应，所以，分子较小的肽链将比较大

26、的、但具有相同的Qr值的肽链迁移得更快。若蛋白质是由单一肽链或共价交联的几条肽链构成，那么在用SDS处理后进行SDS-PAGE，其结果仍是单一的一条带。若蛋白质是由几条肽链非共价结合在一起，在用SDS处理后进行SDS-PAGE，则可能出现两种情况：一种仍是一条带，但其位置发生了变化(迁移得更快)，表明该蛋白质是由几条相同的肽链构成，另一种可能出现几条带，则可以认为该蛋白质是由大小不同的几条肽链构成 图27蛋白质的鉴定 图2-7(B)的结果表明该蛋白质是由两种大小不同的肽链借非共 价键结合在一起的寡聚体蛋白质。从图27的电泳结果我们可以断定该蛋白质的等电点低于pH8.2。 3-16解答：DEAE

27、-纤维素是一种常用于蛋白质分离的阴离子交换剂。在分离蛋白质 样品之前，DEAE-纤维素先用较低的离子强度和pH为8的缓冲液平衡，蛋白质样品也溶于同样的缓冲液中。在这样的条件下，DEAE-纤维素大部分解离，并且带固定的正电荷。在这种pH下，蛋白质样品中各组分带净正电荷（但有差异，或带相反性质的电荷），这些带不同电荷的组分与DEAE-纤维素的结合力不同。洗脱液的离子强度影响带电颗粒与交换剂间的结合力。当升高洗脱液的离子强度时，会降低交换剂与被分离组分的静电吸引力。由上所述，该蛋白质混合物各组分被洗脱下来的先后顺序是:acdb。 Sephadex是葡聚糖凝胶，它是具有不同交联度的网状结构，其颗粒内部

28、的孔径大小可以通过控制交联剂与葡聚糖的比例来达到因此它具有筛分效应用它作为填充料制成层析柱，可以根据被分离物质的大小进行分离。已有不同型号的葡聚糖凝胶用于不同物质的分离。当蛋白质混合样品随洗脱液向下流动时，比凝胶颗粒孔径大的蛋白质分子不能进入凝胶网格内，被排阻在凝胶颗粒的外部；比凝胶颗粒孔径小的蛋白质分子则能进入到网格内部。其结果是，分子大的蛋白质则随着洗脱液直接从柱上流出，分子比较小的蛋白质则因走了许多弯路”而被后洗脱下来。分子愈小，“弯路”走得愈多，洗出的速度愈慢。根据这一原则，上述蛋白质混合物从SephadexG50洗脱出的顺序是：bcad。 3-17解答：用凝胶过滤(即分子排阻层析)法

29、先除去分子量为100,000、pI为5.4的蛋白质，余留下来的低分子量的含酶的混合物再用离子交换层析法分离，于是就能获得所需要的纯酶。习题: 1延胡索酸酶催化延胡索酸水合形成苹果酸，其逆反应苹果酸脱水转变成延胡索酸也能被该酶催化吗？为什么? 2G0和G两者与化学反应的关系是怎样的？ 3借助米-曼氏方程VmaxS/(KmS)研究底物浓度对酶反应速度影响的一种有用的方法是，在规定的实验条件下检验这个方程。在下述条件下，方程呈什么形式？当S=Km时；当SKm时；当SKm时，KmS可以近似地等于S。那么此时Vmax。因此，在底物浓度很高的情况下，初速度变成了零级反应，即初速度不依赖于底物浓度，并表现为

30、最大反应速度。 当SKm时，KmS可以近似地等于Km。米氏方程改写成VmaxS/Km。因此，在底物浓度很低的情况下，初速度呈一级反应，即它与底物浓度成正比，并且具有VmaxKm的斜率。 4解答： kcat / Km比值是酶专一性常数或对不同底物的优先权的一种衡量。当两种底物以相同浓度竞争同一种酶的活性部位时，它们转变成产物的速度比值是与它们的kcat / Km比值相等的。由于对每种底物来说，反应速度（kcat / Km）ES，而E和S又是相同的，所以kcat / Km比值大者的底物是酶优先选择的对象。 (S1)/(S2)（kcat / Km）1ES /（kcat / Km）2ES kcat /

31、 Km上限大约是108109 s1。这是两个不带电荷的分子在生理温度下通过扩散相遇的最快速度。 一种酶的催化效率不能超过E和S形成ES复合物的速度，最有效率的酶的kcat / Km值接近它通过扩散与底物相遇的速度。在接近这个极限速度下，酶催化反应的速度是最快的，因而可以成为有效的催化剂。 5解答：(a)先计算酶的摩尔浓度，再计算Vmax E0.2gL1(1 mol/21500g)9.3106 molL1 VmaxkcatET1000 s1(9.3106M)9.3103 molL1 s1 (b)由于在抑制剂存在下Vmax不变，因此这是一种竞争性抑制。由于该抑制剂在结构上与底物相似，它与底物竞争同

32、酶活性部位结合，因而降低酶的催化活性。 6解答：由题中给出的数据所作的图如下图所示。图解表明，当底物浓度升高到1103molL1以上时，初速度不再升高。因此断定，底物浓度超过1103molL1时，酶被底物饱和，已达到最大反应速度，即对于该酶量的Vmax是0.50molmin1。认识到Vmax取决于酶量是重要的，即如果该酶浓度增加，Vmax亦增大。 米氏方程可以改写： 那么在不同的底物浓度下，我们可以得到如下表的数据。重要的结论是，Km是这个具有特定底物的酶的特征性常数，它不取决于底物浓度。我们也能从图43获得该Km的值。Km是酶半饱和所需要的底物浓度，并且在半饱和下，初速度是最大反应速度的一半

33、(Vmax /2)，这发生在5106 molL1的浓度下。 当S1102molL-1时，反应初速度是0.50molmin1（即Vmax）。那么在两分钟内产物的生成量是0.50molmin-12min=lmol。由于100ml反应混合物含有： 由于在2分钟后只有0.1的底物被转化，S仍然大大地大于Km，因此反应初速度仍是 0.50molmin-1。 7解答：在酶促反应中，游离酶，底物以及酶底物复合物都可能受到环境pH的改变而影响它们的解离状态。在最适pH范围内，酶活性中心有关基团的解离与底物的解离可能处于最佳结合状态，酶活性中心有关基团的解离能最有效地发挥酸、碱催化效率或增强它们的亲核性或亲电性

34、。 例如胰凝乳蛋白酶的活性中心的“电荷转接系统”，当环境处于中性时，16位的Ile的-氨基质子化，有利于电荷转接系统的形成，使195位的Ser残基的侧链具有更大的亲核性，有利于对底物的攻击。而在碱性pH下，16位的Ile的-氨基去质子化，破坏了电荷转接系统，降低了195位Ser残基的亲核性，酶的活性就会降低。 又例如，精氨酸酶的最适pH为9.59.9，在该pH范围内，底物精氨酸解离带正电荷，而精氨酸酶的活性部位则解离成带负电荷。这样有利于酶与底物的结合。 - 8解答：应用双倒数作图法先将题中的数据换算成倒数，得到如下表的结果。 以1对1S作图得到如下图的曲线。 从图可以看出，在该抑制剂存在下，

35、Vmax没有改变，而Km增大。表明该抑制剂是竞争性抑制剂。 在无制剂存在时，量取纵轴上的截距是1 (Lminmol1)。根据 纵轴截距1/Vmax 所以，Vmax=1/纵轴截距1/11molL1min1 量取横轴的截距是10 (Lmmol1)。根据 横轴截距1/Km 所以，Km=1/横轴截距1/100.1mmolL1 由于该抑制剂是属于竞争性的，因此在该抑制剂存在时，Vmax不改变，仍然是1molL1min1。但是Km因竞争性抑制剂的存在而增大，这种增大还随抑制剂浓度的增加而不断增大。在I为0.5mmolL1时，Km为0.188mmolL1；在I为1.0mmolL1时，Km为0.30 mmol

36、L1。 在有竞争性抑制剂存在的情况下， 无论I是0.5、还是1.0mmolL1，在量取相应的横截距后代入上式，都可求出相同的Ki值。例如，当I0.5mmolL-1，横轴(X轴)截距为5.0，根据上式， 9解答：几乎在所有情况下，竞争性抑制剂都结合在酶的活性部位上。十烷双胺是一种可逆抑制剂，表明它没有同酶共价结合。过量的乙酰胆碱（底物）通过使平衡向右移动而有效地从酶的活性部位取代了十烷双胺（竞争性抑制剂）： 其净效应是无活性的EI复合物转变成ES复合物，后者然后转变成产物并释放出酶。 10解答：二异丙基氟磷酸需要与乙酰胆碱酯酶活性部位的丝氨酸残基接近并共价结合才能使其失活。当有十烷双胺在酶的活性

37、部位结合时，二异丙基氟磷酸与丝氨酸残基的接近受到限制。但是，十烷双胺的结合是可逆的，处在一种动态状态中；当它从活性部位释放出来时，或是底物（乙酰胆碱）结合到活性部位上，表现出催化活性，或是二异丙基氟磷酸结合到活性部位上而使其失活。在这种情况下，二异丙基氟磷酸迟早会使所有的酶分子失活。因此，十烷双胺只能降低酶失活时速度，即延缓酶的失活。 11解答：酶-底物（ES）复合物以及酶-转换态（ES）的主要结合力包括电荷与电荷的相互作用、氢键、疏水相互作用和范德华力等。底物同酶的紧密结合形成的ES复合物处于热力学陷阱，导致活化能增高，使应速度降低。酶同转换态的紧密结合降低了ES复合物的能量，减少活化能，从

38、而使反应速度增高。 12解答：当胰蛋白酶进行催化反应时，Asp与His的咪唑基之间形成低能障的氢键。由于Asn缺少与His的咪唑基形成氢键的羧基，因此，当Asp定点突变成Asn后，酶的活性会显著降低。 习题：1用阳离子交换树脂分离核苷酸时，核苷酸被洗脱的先后顺序是UMPGMPCMPAMP而不是UMPGMPAMPCMP。为什么?2在中性pH下，ApGpUpC应带什么电荷?为什么?其净电荷数是多少?3一段由1000bp构成的双股DNA，它含有58%（GC）。该DNA嘧啶残基含量是多少？4DNA双螺旋模型的主要特征是，一条链上的碱基与另一条链上的碱基在同一个平面上配对。Watson和Crick提出，

39、腺嘌呤只与胸嘧啶配对，鸟嘌呤只与胞嘧啶配对。出于什么样的结构考虑，使他们确定这样的配对方案?5从某种细菌细胞中分离到一种能切断双螺旋DNA的脱氧核糖C-2C-3键的酶。该酶对超螺旋DNA有什么影响？6假定一闭合环状双股DNA由100个C和G交替出现的碱基对组成，当把它转移到高盐溶液中时，经受有B-型向Z-型转换。它的缠绕数、连环数以及超螺旋数会发生什么样的变化？7噬菌体T4在E.coil B株的培养物中很容易繁殖，但在E.coil K株的培养物中很难生存，为什么?8蛋白质的每个氨基酸是由三个连续的碱基规定的。编码一个50kD的蛋白质的B-DNA片段的外形长度是多少？假定该片段呈A-DNA形式，计算编码同一蛋白质的基因的外形长度。9胰核糖核酸酶的基因最小核苷酸对数是多少?为什么它的基因可能比你回答的核苷酸对数大得多？由于什么原因不能确定它的大小?