参考答案
一、选择题
l．D 2．B 3．C 4．A 5．C 6．A 7．D 8．E 9．A 10．C 11．D 12．C 13．C 14．B 15．C 16．A 17．C 18．C 19．E 20．E 21．A 22．C 23．E 24．A 25．E 26．C 27．E 28．A 29．E 30．B 31．D 32．C 33．D 34．E 35．C 36．C 37．D 38．E 39．C 40．D 41．D 42．A 43．D 44．C 45．B 46．A 47．C 48．D 49．A 50．D 51．A 52．C
二、填空题 1． 盐溶，盐析 2． 等电点
3． Arg，Lys，His
4． 肽键，肽键， ?-羧基，?-氨基，共价键 5． 共价键，单链，非共价键 6． 空间结构
7． ?-螺旋，?-结构，?-转角，无规则卷曲
8． 疏水作用，氢键，盐键，Cys，–SH，二硫键
9． 种类，空间排布，相互作用，接触部位疏水作用，氢键，盐键 10．溶解度，pI，pH，离子强度
11．肽链中的氨基酸排列顺序，基因上遗传信息 12．一级结构
13．理化性质，生物活性
14．C?-C，C?-N，平面，平面，构象 15．>C=0，>NH，链内氢链
16．>C=0， 17．R基团的大小，荷电状态，形状，Pro，Gly 18．>C=0，>N-H，上方，下方 19．4个，第一个，>C=0，第四个，>NH 20．?-螺旋，反平行的?结构，Cys，His，配介，?-螺旋 21．结构，功能，相对松弛，无规则卷曲，相对运动，运动 22．疏水基因，烃基，苯环，亲合力，亲水基因，羟基，羧基，酰胺基，氨基，胍基，咪唑 基，亲合力 23．疏水侧链，亲水侧链，极性侧链 24．立体排布，相互作用，接触部位，空间结构 25．功能，特殊功能，活性，空间构象，空间构象，一级结构 26．蛋白质变性，蛋白质变构 27．构象，构象，生物活性，功能，活性 28．生物活性，溶解度，物理化学 29．卷曲，伸展，共价键，弱的非共价键，构象，生物活性 30．构象的破坏，生物活性的丧失 31．热振荡，氢键，不可逆 10 32．亚基，生物活性 33．氨基酸，折叠，盘曲，空间，特定构象 34．亲缘，差异数，种属差异，结构，亲缘 35．氨基，羧基，Glu，Asp，Arg，Lys，His 36．H+，H+，正电荷，H+，负电荷 37．正电荷，负极，正极 38．所带电荷的性质，数目，大小，形状 39．16%，L-?-氨基酸，20 40．肽键，?-羟基，?-氨基 41．?-NH2，?-COOH，氨基酸残基 42．多肽键中氨基酸排列顺序，肽键 43．侧链基因的相互作用，氢键，盐键，疏水作用，二硫键 44．亚基 45．离子，负电荷，正电荷，兼性离子 46．水化层，电荷 47．盐析，有机溶剂法，调节溶液pH至蛋白质的pI 48．酪氨酸，色氨酸，测定溶液中蛋白质含量 49．别构，4，?链，?链 50．清蛋白，?1球蛋白，?2球蛋白，?球蛋白，?球蛋白 三、简答题 1． 蛋白质分子中的多个氨基酸是通过肽键相连接的，形成链状分子称多肽链。肽键是一分 子氨基酸的??羧基与另一分子氨基酸的??氨基脱水缩合形成的酰胺键(一CO—NH一)，属共价键。肽键是蛋白质结构中的主要化学键，此共价键较稳定，不易受破坏。多肽链有两端，有自由??氨基的一端称氨基末端或??N—端；有自由??羧基的一端称为羧基末端或??C—端。 2． 各种天然蛋白质分子的多肽链是在一级结构的基础上通过分子中若干单键的旋转、盘 曲、折叠形成特定的空间三维结构，又称为蛋白质的空间构象。构象是指在三维空间中分子中各个原子相互之间的关系，构象改变时只涉及稳定原构象的非共价键断裂及再形成，而不涉及共价键的改变。各种蛋白质的理化性质和生物学活性主要取决于它的特定空间构象。蛋白质的构象包括主链构象和侧链构象。包括：蛋白质的二级结构;三级结构;四级结构。 3． 蛋白质的变性：蛋白质在某些理化因素的作用下，蛋白质严格的空间构象受到破坏，从 而改变其理化性质，并失去其生物活性，称为蛋白质的变性。蛋白质变性具有可逆性，当蛋白质变性程度较轻，可在消除变性因素条件下使蛋白质恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为复性。但是许多蛋白质或结构复杂或变性后空间构象严重破坏，不可能发生复性，称为不可逆性变性。 4． 在蛋白质分子中特别是球形蛋白质分子中，经常有若干个相邻的二级结构元件组合在一 起，彼此相互作用形成种类不多的、有规律的二级结构组合或二级结构串，在多种蛋白质中充当三级结构的构件，称为超二级结构或模序。如螺旋－环－螺旋、锌指结构等。 5． 变构效应：由于蛋白质分子构象改变而导致蛋白质分子功能发生改变的现象称为变构效 应。引起变构效应的小分子称变构效应剂。协同效应：一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一亚基与配体的结合能力，称为协同效应。如果是促进作用则称为正协 11 同效应；反之则为负协同效应。 6． 蛋白质在某些理化因素的作用下，蛋白质严格的空间构象受到破坏，从而改变其理化性 质，并失去其生物活性，称为蛋白质的变性。变性后由于肽链松散，面向内部的疏水基团暴露于分子表面，蛋白质分子溶解度降低并互相凝聚而易于沉淀，其活性随之丧失。蛋白质的沉淀和凝固：蛋白质分子相互聚集而从溶液中析出的现象称为沉淀。变性后的蛋白质由于疏水基团的暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋白质不一定都是变性后的蛋白质。加热使蛋白质变性时使其变成比较坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中，这种现象称为蛋白质的凝固，凡凝固的蛋白质一定发生变性。 四、问答题 1. 肽链近于充分伸展的结构，各个肽单元以C??为旋转点，依次折叠，侧面看成锯齿状结 构。肽链成平行排列，相邻肽段的肽链相互交替形成氢键，这是维持β—折叠构象稳定的主要因素。肽链中的氨基酸残基的R侧链垂直于相邻的两个肽平面的交线，交替地分布于β—折叠的两侧。就丝心蛋白而论，由Gly和Ala交替构成的多肽链在一面都是H，而在另一面都是甲基，而且位于同一面的R基因相互邻近。只有当氨基酸侧链很小时，它们才能契入到?-结构中，使β—折叠稳定。 2． 本步骤有： ⑴ 蛋白质样品的准备 ①测定蛋白质分子中多肽链的数目 根据蛋白质N—末端或C—末端残基的摩尔数和蛋白质的相对分子质量可以确定蛋白质分子中的多肽链数目。 ②拆分蛋白质分子的多肽链 如果蛋白质分子是由一条以上多肽链构成的，则这些链必须加以拆分。可用变性剂如8mol／L尿素，6mol／L,盐酸胍或高浓度盐处理打开共价键，就能使寡聚蛋白质中的亚基拆开；用氧化剂或还原剂将二硫键断裂。 ③用相应的方法分离纯化各亚基 ⑵ 分析每一多肽链（亚基）的氨基酸组成 ①裂解多肽链成较小的片段 用两种或几种不同的断裂方法(指断裂点不一样)将每条多肽链样品降解成两套或几套重叠的肽段或称肽碎片。 ②每套肽段进行分离、纯化，鉴定多肽链的N—末端和C—末端残基。以便建立两个重要的氨基酸序列参考点。 ③测定各肽段的氨基酸序列 目前最常用的肽段测序方法是Edman降解法，并有自动序列分析仪可供利用。此外尚有酶解法和质谱法等。 ⑶ 排列成完整的氨基酸序列结构 ①重建完整多肽链的一级结构 利用两套或多套肽段的氨基酸序列彼此间有交错重叠可以拼凑出原来的完整多肽链的氨基酸序列。 ②确定半胱氨酸残基间形成的S--S交联桥的位置。 应该指出，氨基酸序列测定中不包括辅基成分分析，但是它应属于蛋白质化学结构 3．⑴ 各肽链以C?原子为转折点，以肽链平面为单位，形成稳固的右手螺旋。 ⑵ 每螺旋有3．6个氨基酸残基，螺距约0．54nm，每个氨基酸残基绕螺旋中心轴放置100?，上升0．15nm ⑶ 相邻两螺旋之间借螺旋上段肽键的?－C=0和下段?－NH形成链内氢键而稳定，即主链中螺旋段的第一个肽链平面的?－NH与后面第四个肽键平面的?－C=0构成氢键。 ⑷ 各氨基酸残基的侧链R基因均伸向螺旋外侧。R基团的大小、电荷状态及形状对?- 12 螺旋的形成及稳定有影响 4. 氨基酸具有氨基和羧基，均可游离成带正电荷或负电荷的离子，此外有些氨基酸的侧链 液能解离成带电荷的基团，当氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等时，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH值为该氨基酸的等电点。精氨酸由三个可解离的基团，根据精氨酸的电离时产生的兼性离子，其两边的pK值分别为12．48和9．04，所以pI＝（12．48＋9．04）/＝10．76 5． 基缔合形成四级结构的蛋白质分子能够产生极其重要的功能效果，亚基与亚基通过接触 或通过解聚或聚合沟通了单个亚基之间的信息联系，一个配基或底物分子与蛋白质分子中某一亚基结构产生的效果会传递，影响其它亚基进一步作用的过程。这种亚基间的相互作用为生化过程中的调节控制提供了一种作用模式，因而具有普遍的重要性，使得具有四级结构的蛋白质分子在表达功能时可被调节，接受信息，这样就在更高的层次上，更完善地表达蛋白质的功能，适应机体的需要。 6． 白质二级结构是指多肽链主链原子的局部空间排布，不包括侧链的构象。它主要有 α －螺旋、 β－折叠、β －转角和无规卷曲四种。在 α－螺旋结构中，多肽链主链围绕中心轴以右手螺旋方式旋转上升，每隔3．6个氨基酸残基上升一圈。氨基酸残基的侧链伸向螺旋外侧。每个氨基酸残基的亚氨基上的氢与第四个氨基酸残基羰基上的氧形成氢键，以维持 α－螺旋稳定。在 β－折叠结构中，多肽链的肽键平面折叠成锯齿状结构，侧链交错位于锯齿状结构的上下方。两条以上肽链或一条肽链内的若干肽段平行排列，通过链间羰基氧和亚氨基氢形成氢键，维持 β－折叠构象稳定。在球状蛋白质分子中，肽链主链常出现1800回折，回折部分称为 β－转角。 β－转角通常有4个氨基酸残基组成，第二个残基常为辅氨酸。无规卷曲是指肽链中没有确定规律的结构。 7． 引起蛋白质变性的因素很多，物理因素如：热、光等，化学因素如酸、碱、有机溶剂、 三氯乙酸和去垢剂等，它们的作用机制分别如下： ⑴ 热变性主要是肽段受过分的热振荡而引起氢链破坏，热变性一般是不可逆的，在溶 液中则出现凝固沉淀现象，冷却后就难以再溶液，凝固沉淀的形式可能为松散伸展肽链的交织。 ⑵ 酸碱作用是破坏盐键，因极高的[H+]可使-COO–基变成-COOH基，而极低的[H+]又可 使一NH3+基变成-NH2，这样就破坏了盐键，影响到分子的构象，从而导致变性。 ⑶ 高浓度亲水的有机溶剂如乙醇、丙酮等的变性作用可能与降低蛋白质的介电常数有 关。 ⑷ 促溶剂的变性作用是与它的破坏蛋白质结构中非极性侧链之间的疏水相互作用有 关，有四级结构的也可解离开来。 ⑸ 去垢剂：能破坏蛋白质分子结构中非极性侧链间的疏水相互作用，在很低浓度就能 使亚基解聚，并能使亚基变性。 ⑹ 三氯乙酸：为酸性物质，能使蛋白质正电荷，与三氯乙酸的负离子结合，使蛋白质 变性、沉淀。 8． 蛋白质是亲水胶体，维持蛋白质胶体溶液稳定的重要因素有两个，一个是蛋白质颗粒表 面大多为亲水基团，可吸引水分子，形成颗粒表面水化膜，使其溶解在水溶液中；另一个是同种蛋白质胶粒表面带有同种电荷，电荷的相互排斥作用使蛋白胶体颗粒最大限度分散在溶液中。以上两个原因可起到胶粒稳定的作用，使蛋白质颗粒难以相互聚集从溶液中沉淀析出。如去除蛋白质胶粒的上述两个稳定因素时，可使蛋白质易从溶液中析出，在蛋白质分离中的盐析和丙酮沉淀直接依据这一原理。蛋白质分子可呈两性解离，其电离过程和带电状态决定于其等电点和溶液的pH值。蛋白质在等电点的溶液中溶解度最 13 小。盐析：在蛋白质溶液中加入大量中性盐，可破坏蛋白质在水溶液中的稳定性因素(水化膜和电荷)，使蛋白质从溶液中沉淀析出。调溶液的pH值为蛋白质等电点更有利于盐析。 14