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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date生物化学-习题11第一章蛋 白 质一、知识要点（一）氨基酸的结构蛋白质是重要的生物大分子，组成单位是氨基酸,组成元素C、H、O、N （16%,凯氏定氮系数6.25），少数含有P、S、Fe。组成蛋白质的氨基酸有20 种，均为-氨基酸。每个氨基酸的-碳上连接一个羧基，一个氨基，一个氢原子和一个侧链R 基团。20 种氨基酸结构的差别就在于它们的R 基团结构的不同。根据20
2、种氨基酸侧链R 基团的极性，可将其分为四大类：非极性R 基氨基酸Met、Pro、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp（8种）；不带电荷的极性R 基氨基酸Ser、Thr、Asn、Gln、Cys、Gly、Tyr（7 种）带负电荷的R 基氨基酸Asp、Glu（2 种）；带正电荷的R 基氨基酸Lys、Arg、His（3 种）。苯环氨基酸：Phe、Tyr，杂环氨基酸：His（咪唑环）、Pro（吲哚环）、Trp(吡咯环），含硫氨基酸Met、Cys（能成二硫键）必需氨基酸（essential amino acid）指人体（和其它哺乳动物）自身不能合成，机体需，需要从饮食中获得的氨基酸。（二）氨基酸
3、的性质氨基酸是两性电解质。由于氨基酸含有酸性的羧基和碱性的氨基，所以既是酸又是碱，是两性电解质，当氨基酸溶液在某一PH值时，AA所带正负电荷数相等，两性离子（在电场中既不向阳极移动也不向阴极移动）这时候的PH值叫等电点PI。利用等电点时可以通过沉淀制备氨基酸，利用不同氨基酸的电泳分离氨基酸。对氨基酸分析常用离子交换层析（阳离子交换树脂、阴离子交换树脂）。除甘氨酸外，其它都有不对称碳原子，所以具有D-型和L-型2 种构型，具有旋光性，天然蛋白质中存在的氨基酸都是L-型的。酪氨酸Tyr、苯丙氨酸Phe和色氨酸Trp具有紫外吸收特性（TrpPheTyr），在280nm 处有最大吸收值，大多数蛋白质都
4、具有这些氨基酸，所以蛋白质在280nm 处也有特征吸收，这是紫外吸收法定量测定蛋白质的基础。氨基酸的-羧基和-氨基具有化学反应性，另外，许多氨基酸的侧链还含有羟基、氨基、羧基等可解离基团，也具有化学反应性。较重要的化学反应有：（1）茚三酮反应，除脯氨酸外，所有的-氨基酸都能与茚三酮发生颜色反应，生成蓝紫色化合物，脯氨酸与茚三酮生成黄色化合物。（2）Sanger 反应，-NH2 与2,4-二硝基氟苯作用产生相应的DNB-氨基酸。（3）Edman 反应，-NH2 与苯异硫氰酸酯作用产生相应的氨基酸的苯氨基硫甲酰衍生物（PIT-氨基酸）。Sanger 反应和Edmen 反应均可用于蛋白质多肽链N 端
5、氨基酸的测定。氨基酸通过肽键相互连接而成的化合物称为肽，由2 个氨基酸组成的肽称为二肽，由3 个氨基酸组成的肽称为三肽，少于10 个氨基酸肽称为寡肽，由10 个以上氨基酸组成的肽称为多肽。天然存在的活性肽谷胱甘肽（抗氧化剂，辅酶）。（三）蛋白质的结构蛋白质是具有特定构象的大分子，为研究方便，将蛋白质结构分为四个结构水平，包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。一般将二级结构、三级结构和四级结构称为三维构象或高级结构。一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。肽键是蛋白质中氨基酸之间的主要连接方式。由于肽键是指由一个氨基酸的-氨基和另一个氨基酸的-羧基之间脱去一分子水形成的相互连接，肽键具有
6、部分双键的性质，使得肽键两侧的6个原子位于一个刚性平面，这个平面叫肽平面。在多肽链的含有游离氨基的一端称为肽链的氨基端或N 端，而另一端含有一个游离羧基的一端称为肽链的羧基端或C 端。肽链中的氨基酸由于形成肽键失去一份子水式的按键算成为不完整的分子形式，这种不完整的氨基酸叫氨基酸残基。肽单元是指肽键中的4个原子及相邻的2个-C原子相连所形成的长链结构。二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠所形成的有规律性的结构。最基本的二级结构类型有-螺旋结构和-折叠结构，此外还有-转角和自由回转。右手-螺旋结构（天然蛋白质）是在纤维蛋白和球蛋白中发现的最常见的二级结构,每3.6 个氨基酸残基上升一圈，每圈高度为0.
7、54nm,每个氨基酸残基上升0.15nm，沿轴旋转100，螺旋直径为0.5nm。螺旋中的每个肽键均参与氢键的形成以维持螺旋的稳定。-折叠结构也是一种常见的二级结构，在此结构中，多肽链以较伸展的曲折形式存在，肽链（或肽段）的排列可以有平行和反平行两种方式。氨基酸之间的轴心距为0.35nm,相邻肽链之间借助氢键彼此连成片层结构。二级结构中，两个相邻平面之间，可以以共同的-C旋转，绕-C和N轴旋转形成的角为角，绕-C和-C之间旋转的角为角，这两个旋转角度叫做二面角。结构域是介于二级结构和三级结构之间的一种结构层次，是指是指在较大的球状蛋白质中，蛋白质亚基形成明显分开的紧密的球状结构区域。超二级结构是
8、指蛋白质分子中的多肽链在三维折叠中形成有规则的三级结构聚集体。三级结构是是整个多肽链的三维构象，它是在二级结的基础上，多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构。具有三级结构的蛋白质一般都是球蛋白，这类蛋白质的多肽链在三维空间中沿多个方向进行盘绕折叠，形成十分紧密的近似球形的结构，分子内部的空间只能容纳少数水分子，几乎所有的极性R 基都分布在分子外表面，形成亲水的分子外壳，而非极性的基团则被埋在分子内部，不与水接触。蛋白质分子中侧链R 基团的相互作用对稳定球状蛋白质的三级结构起着重要作用。四级结构指指数条具有独立的三级结构的多肽链通非共价键相互连接而成的聚合体结构。在具有四级结构的蛋白质中，每
9、一条具有三级结构的皑链/多肽链称为蛋白质亚基或亚单位，缺少一个亚基或亚基单独存在都不具有活性。四级结构涉及亚基在整个分子中的空间排布以及亚基之间的相互关系。维持蛋白质空间结构的作用力主要是氢键、离子键、疏水作用力和范德华力等非共价键，又称次级键。此外，在某些蛋白质中还有二硫键，二硫键在维持蛋白质构象方面也起着重要作用。蛋白质的空间结构取决于它的一级结构，多肽离岸主链上的氨基酸排列顺序包含了形成复杂的三维结构（即正确的空间结构）所需要的全部信息。（四）蛋白质结构与功能的关系不同的蛋白质，由于结构不同而具有不同的生物学功能。蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的性质，功能与结构密切相关。
10、1一级结构与功能的关系蛋白质的一级结构与蛋白质功能有相适应性和统一性，可从以下几个方面说明：（1）一级结构的变异与分子病（2）一级结构与生物进化（3）蛋白质的激活作用2蛋白质空间结构与功能的关系蛋白质的空间结构与功能之间有密切相关性，其特定的空间结构是行使生物功能的基础。以下两方面均可说明这种相关性。（1）.核糖核酸酶的变性与复性及其功能的丧失与恢复（2）血红蛋白的变构现象别构效应由于一个亚基构象的改变而引起其余亚基以及整个分子构象、性质和功能的变化的现象。波尔效应质子和二氧化碳促进氧合血红蛋白释放氧的现象。协同效应指一个亚基与其配体结合后，能够影响此寡聚体中的另一个亚基与其配体的结合能力的现
11、象。血红蛋白是一个四聚体蛋白质，具有以上效应，曲线为S形，具有氧合功能，可在血液中运输氧。肌红蛋白不是别构蛋白质，氧合曲线为双曲线。存氧。（五）蛋白质的重要性质蛋白质是两性电解质，它的酸碱性质取决于肽链上的可解离的R 基团。不同蛋白质所含有的氨基酸的种类、数目不同，所以具有不同的等电点。当蛋白质所处环境的pH大于pI 时，蛋白质分子带负电荷，pH 小于pI 时，蛋白质带正电荷，pH 等于pI 时，蛋白质所带净电荷为零，此时溶解度最小。蛋白质分子表面带有许多亲水基团，使蛋白质成为亲水的胶体溶液。蛋白质颗粒周围的水化膜（水化层）以及非等电状态时蛋白质颗粒所带的同性电荷的互相排斥是使蛋白质胶体系统稳
12、定的主要因素。在外界因素影响下，蛋白质分子失去水化膜或被中和所带电荷，导致溶解度降低从而使蛋白质变得不稳定而沉淀的现象称为蛋白质的沉淀作用。高浓度中性盐可使蛋白质分子脱水并中和其所带电荷，从而降低蛋白质的溶解度并沉淀析出，即盐析。但这种作用并不引起蛋白质的变性。这个性质可用于蛋白质的分离。蛋白质受到某些物理或化学因素作用时，引起生物活性的丧失，溶解度的降低，易被酶消化以及其它性质的改变，这种现象称为蛋白质的变性作用。变性作用的实质是由于维持蛋白质高级结构的次级键遭到破坏而造成天然构象的解体，但未涉及共价键的断裂。有些变性是可逆的，有些变性是不可逆的。当变性条件不剧烈时，变性是可逆的，除去变性因
13、素后，变性蛋白又可从新回复到原有的天然构象，恢复或部分恢复其原有的生物活性，这种现象称为蛋白质的复性。变性不一定沉淀，沉淀不一定变性，变性不一定凝固，凝固一定变性。（六）测定蛋白质分子量的方法1凝胶过滤法凝胶过滤法分离蛋白质的原理是根据蛋白质分子量的大小。由于不同排阻范围的葡聚糖凝胶有一特定的蛋白质分子量范围，在此范围内，分子量的对数和洗脱体积之间成线性关系。因此，用几种已知分子量的蛋白质为标准，进行凝胶层析，以每种蛋白质的洗脱体积对它们的分子量的对数作图，绘制出标准洗脱曲线。未知蛋白质在同样的条件下进行凝胶层析，根据其所用的洗脱体积，从标准洗脱曲线上可求出此未知蛋白质对应的分子量。2SDS-
14、聚丙烯酰胺凝胶电泳法蛋白质在普通聚丙烯酰胺凝胶中的电泳速度取决于蛋白质分子的大小、分子形状和所带电荷的多少。SDS（十二烷基磺酸钠）是一种去污剂，可使蛋白质变性并解离成亚基。当蛋白质样品中加入SDS 后，SDS 与蛋白质分子结合，使蛋白质分子带上大量的强负电荷，并且使蛋白质分子的形状都变成短棒状，从而消除了蛋白质分子之间原有的带电荷量和分子形状的差异。这样电泳的速度只取决于蛋白质分子量的大小，蛋白质分子在电泳中的相对迁移率和分子质量的对数成直线关系。以标准蛋白质分子质量的对数和其相对迁移率作图，得到标准曲线，根据所测样品的相对迁移率，从标准曲线上便可查出其分子质量。3沉降法（超速离心法）沉降系
15、数（S）是指单位离心场强度溶质的沉降速度。S 也常用于近似地描述生物大分子的大小。蛋白质溶液经高速离心分离时，由于比重关系，蛋白质分子趋于下沉，沉降速度与蛋白质颗粒大小成正比，应用光学方法观察离心过程中蛋白质颗粒的沉降行为，可判断出蛋白质的沉降速度。根据沉降速度可求出沉降系数，将S 带入公式，即可计算出蛋白质的分子质量。 凝胶电泳（gel electrophoresis）以凝胶为介质，在电场作用下分离蛋白质或核酸等分的分离纯化技术。(二) 填空题1蛋白质多肽链中的肽键是通过一个氨基酸的氨基和另一氨基酸的羧基连接而形成的。2大多数蛋白质中氮的含量较恒定，平均为16%，如测得1 克样品含氮量为10
16、mg,则蛋白质含量为62.5%。3在20 种氨基酸中，酸性氨基酸有谷氨酸；天冬氨酸 种，具有羟基的氨基酸是丝氨酸和苏氨酸，能形成二硫键的氨基酸是半胱氨酸。4蛋白质中的苯丙氨酸；酪氨酸；色氨酸3 种氨基酸具有紫外吸收特性，因而使蛋白质280nm 处有最大吸收值。三者的吸收能力依次减小。5精氨酸的pI 值为10.76,将其溶于pH7 的缓冲液中，并置于电场中，则精氨酸应向电场的负方向移动。6组成蛋白质的20 种氨基酸中，含有咪唑环的氨基酸是组氨酸，含硫的氨基酸有半胱氨酸；蛋氨酸。7蛋白质的二级结构最基本的有两种类型，它们是-螺旋结构；-折叠结构。8-螺旋结构是由同一肽链的C=O和N-H间的氢键维持
17、的，螺距为0.54nm,每圈螺旋含3.6个氨基酸残基，每个氨基酸残基沿轴上升高度为0.15nm。天然蛋白质分子中的-螺旋大多属于右手螺旋。9在蛋白质的-螺旋结构中，在环状氨基酸脯氨酸；羟脯氨酸存在处局部螺旋结构中断。10球状蛋白质中有极性侧链的氨基酸残基常位于分子表面而与水结合，而有疏水性侧链的氨基酸位于分子的内部。11氨基酸与茚三酮发生氧化脱羧脱氨反应生成蓝紫色色化合物，而脯氨酸与茚三酮反应生成黄色化合物。12维持蛋白质的一级结构的化学键有肽键；二硫键；维持二级结构靠氢键键；维持三级结构和四级结构靠次级键键，其中包括氢键；离子键；疏水键；范德华力。13稳定蛋白质胶体的因素是表面的水化膜；同性
18、电荷。14GSH 的中文名称是谷胱甘肽，它的活性基团是巯基，它的生化功能是抗氧化功能以及作为某些酶的辅酶因子。15加入高浓度的中性盐，当达到一定的盐饱和度时，可使蛋白质的溶解度减小并沉淀析出这种现象称为盐析,蛋白质的这种性质常用于蛋白质分离。16用电泳方法分离蛋白质的原理，是在一定的pH 条件下，不同蛋白质的带电荷量；分大小；分子形状不同，因而在电场中移动的方向；速率不同，从而使蛋白质得到分离。17氨基酸处于等电状态时，主要是以两性离子形式存在，此时它的溶解度最小。18鉴定蛋白质多肽链氨基末端常用的方法有FDNB 法（2,4-二硝基氟苯法）；Edman 解法（苯异硫氢酸酯法）。19测定蛋白质分
19、子量的方法有沉降法；凝胶过滤法；SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE 法）。20今有甲、乙、丙三种蛋白质，它们的等电点分别为8.0、4.5 和10.0,当在pH8.0 缓冲液中，它们在电场中电泳的情况为：甲不动，乙向正极移动，丙向负极移动。21当氨基酸溶液的pH=pI 时，氨基酸以两性离子离子形式存在，当pHpI 时，氨基酸以负离子形式存在。23天然蛋白质中的螺旋结构，其主链上所有的羰基氧与亚氨基氢都参与了链内氢键的形成，因此构象相当稳定。24将分子量分别为a（90 000）、b（45 000）、c（110 000）的三种蛋白质混合溶液进行凝胶过滤层析，它们被洗脱下来的先后顺序是C；a
20、；b。26一个-螺旋片段含有180 个氨基酸残基，该片段中有50圈螺旋？该-螺旋片段的轴长为27nm.(三) 选择题1在生理pH 条件下，下列哪种氨基酸带正电荷？A丙氨酸B酪氨酸C赖氨酸D蛋氨酸E异亮氨酸5 种氨基酸中只有赖氨酸为碱性氨基酸，其等电点为9.74,大于生理pH 值，所以带正电荷。2 下列氨基酸中哪一种是非必需氨基酸？ A亮氨酸B酪氨酸C赖氨酸D蛋氨酸E苏氨酸3蛋白质的组成成分中，在280nm 处有最大吸收值的最主要成分是：A酪氨酸的酚环B半胱氨酸的硫原子C肽键D苯丙氨酸A：酪氨酸和苯丙氨酸在280nm 处的克分子消光系数分别为540 何120,所以酪氨酸比苯丙氨酸有较大吸收4下列
21、4 种氨基酸中哪个有碱性侧链？A脯氨酸B苯丙氨酸C异亮氨酸D赖氨酸D：在此4 种氨基酸中，只有赖氨酸的R 基团可接受氢质子，作为碱，而其它3 种氨基酸均无可解离的R 侧链。5下列哪种氨基酸属于亚氨基酸？A丝氨酸B脯氨酸C亮氨酸D组氨酸B：氨基酸的-碳上连接的是亚氨基而不是氨基，所以实际上属于一种亚氨基酸，而其它氨基酸的-碳上都连接有氨基，是氨基酸。6下列哪一项不是蛋白质-螺旋结构的特点？A天然蛋白质多为右手螺旋B肽链平面充分伸展C每隔3.6 个氨基酸螺旋上升一圈。D每个氨基酸残基上升高度为0.15nm.B：天然蛋白质的-螺旋结构的特点是，肽链围绕中心轴旋转形成螺旋结构，而不是充分伸展的结构。另
22、外在每个螺旋中含有3.6 个氨基酸残基，螺距为0.54nm,每个氨基酸残基上升高度为0.15nm,所以B 不是-螺旋结构的特点。7下列哪一项不是蛋白质的性质之一？A处于等电状态时溶解度最小B加入少量中性盐溶解度增加C变性蛋白质的溶解度增加D有紫外吸收特性C：蛋白质处于等电点时，净电荷为零，失去蛋白质分子表面的同性电荷互相排斥的稳定因素，此时溶解度最小。8下列氨基酸中哪一种不具有旋光性？ALeu BAla CGly DSer EValC：甘氨酸的-碳原子连接的4 个原子和基团中有2 个是氢原子，所以不是不对称碳原子，没有立体异构体，所以不具有旋光性。9在下列检测蛋白质的方法中，哪一种取决于完整的
23、肽链？A凯氏定氮法B双缩尿反应C紫外吸收法D茚三酮法B：双缩脲反应是指含有两个或两个以上肽键的化合物（肽及蛋白质）与稀硫酸铜的碱性溶液反应生成紫色（或青紫色）化合物的反应，产生颜色的深浅与蛋白质的含量成正比，所以可用于蛋白质的定量测定。茚三酮反应是氨基酸的游离的-NH 与茚三酮之间的反应；凯氏定氮法是测定蛋白质消化后产生的氨；紫外吸收法是通过测定蛋白质的紫外消光值定量测定蛋白质的方法，因为大多数蛋白质都含有酪氨酸，有些还含有色氨酸或苯丙氨酸，这三种氨基酸具有紫外吸收特性，所以紫外吸收值与蛋白质含量成正比。11下列有关蛋白质的叙述哪项是正确的？A蛋白质分子的净电荷为零时的pH 值是它的等电点B大
24、多数蛋白质在含有中性盐的溶液中会沉淀析出C由于蛋白质在等电点时溶解度最大，所以沉淀蛋白质时应远离等电点D以上各项均不正确A：蛋白质的等电点是指蛋白质分子内的正电荷桌能总数与负电荷总数相等时的pH值。蛋白质盐析的条件是加入足量的中性盐，如果加入少量中性盐不但不会使蛋白质沉淀析出反而会增加其溶解度，即盐溶。在等电点时，蛋白质的净电荷为零，分子间的净电斥力最小，所以溶解度最小，在溶液中易于沉淀，所以通常沉淀蛋白质应调pH 至等电点。12下列关于蛋白质结构的叙述，哪一项是错误的？A氨基酸的疏水侧链很少埋在分子的中心部位B电荷的氨基酸侧链常在分子的外侧，面向水相C蛋白质的一级结构在决定高级结构方面是重要
25、因素之一D蛋白质的空间结构主要靠次级键维持A：在蛋白质的空间结构中，通常是疏水性氨基酸的侧链存在于分子的内部，因为疏水性基团避开水相而聚集在一起，而亲水侧链分布在分子的表面以充分地与水作用；蛋白质的一级结构是多肽链中氨基酸的排列顺序，此顺序即决定了肽链形成二级结构的类型以及更高层次的结构；维持蛋白质空间结构的作用力主要是次级键。13列哪些因素妨碍蛋白质形成-螺旋结构？A脯氨酸的存在B氨基酸残基的大的支链C性氨基酸的相邻存在D性氨基酸的相邻存在E以上各项都是E：脯氨酸是亚氨基酸,参与形成肽键后不能再与C=O 氧形成氢键，因此不能形成-螺旋结构;氨基酸残基的支链大时，空间位阻大，妨碍螺旋结构的形成
26、；连续出现多个酸性氨基酸或碱性氨基酸时，同性电荷会互相排斥，所以不能形成稳定的螺旋结构。15持蛋白质二级结构稳定的主要作用力是： CA盐键B疏水键C氢键D二硫键16维持蛋白质三级结构稳定的因素是：EA肽键B二硫键C离子键D氢键E次级键17凝胶过滤法分离蛋白质时，从层析柱上先被洗脱下来的是：AA分子量大的B分子量小的C电荷多的D带电荷少的18. 下列哪项与蛋白质的变性无关？AA. 肽键断裂B氢键被破坏C离子键被破坏D疏水键被破坏19蛋白质空间构象的特征主要取决于下列哪一项？A多肽链中氨基酸的排列顺序B次级键C链内及链间的二硫键D温度及pHA：蛋白质的一级结构即蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序决定蛋
27、白质的空间构象20下列哪个性质是氨基酸和蛋白质所共有的？BA胶体性质B两性性质C沉淀反应D变性性质E双缩脲反应胶体性质是蛋白质所具有的性质，沉淀反应是蛋白质的胶体性质被破坏产生的现象；变性是蛋白质的空间结构被破坏后性质发生改变并丧失生物活性的现象，这三种现象均与氨基酸无关。21氨基酸在等电点时具有的特点是：A不带正电荷B不带负电荷CA 和B D溶解度最大E在电场中不泳动E： 氨基酸分子上的正电荷数和负电荷数相等时的pH 值是其等电点，即净电荷为零，此时在电场中不泳动。由于净电荷为零，分子间的净电斥力最小，所以溶解度最小。22蛋白质的一级结构是指：BA蛋白质氨基酸的种类和数目B蛋白质中氨基酸的排
28、列顺序C蛋白质分子中多肽链的折叠和盘绕D包括A,B 和C(四) 是非判断题( ) 1氨基酸与茚三酮反应都产生蓝紫色化合物。错：脯氨酸与茚三酮反应产生黄色化合物( ) 2因为羧基碳和亚氨基氮之间的部分双键性质，所以肽键不能自由旋转。对：在肽平面中，羧基碳和亚氨基氮之间的键长为0.132nm，介于CN 单键和CN 双键之间，具有部分双键的性质，不能自由旋转。( ) 3所有的蛋白质都有酶活性。错( ) 5多数氨基酸有D-和L-两种不同构型，而构型的改变涉及共价键的破裂。对( ) 6所有氨基酸都具有旋光性。错( ) 7构成蛋白质的20 种氨基酸都是必需氨基酸。错：必需氨基酸是指人（或哺乳动物）自身不能
29、合成机体又必需的氨基酸，包括8种氨基酸。其它氨基酸人体自身可以合成，称为非必需氨基酸。( ) 8蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序在很大程度上决定了它的构象。对( ) 10蛋白质的变性是蛋白质立体结构的破坏，因此涉及肽键的断裂。错( ) 11蛋白质是生物大分子，但并不都具有四级结构。对：有些蛋白质是由一条多肽链成的，只具有三级结构，不具有四级结构，如肌红蛋白。( ) 12血红蛋白和肌红蛋白都是氧的载体，前者是一个典型的变构蛋白，在与氧结合过程中呈现变构效应，而后者却不是。对( ) 13.用FDNB 法和Edman 降解法测定蛋白质多肽链N-端氨基酸的原理是相同的。错( ) 14并非所有构成蛋白质的
30、20 种氨基酸的-碳原子上都有一个自由羧基和一个自由氨基。对：大多数氨基酸的-碳原子上都有一个自由氨基和一个自由羧基，但脯氨酸和羟脯氨酸的-碳原子上连接的氨基氮与侧链的末端碳共价结合形成环式结构，所以不是自由氨基。( ) 15蛋白质是两性电解质，它的酸碱性质主要取决于肽链上可解离的R 基团。对( ) 16在具有四级结构的蛋白质分子中，每个具有三级结构的多肽链是一个亚基。对( ) 19盐析法可使蛋白质沉淀，但不引起变性，所以盐析法常用于蛋白质的分离制备。对：盐析引起的蛋白质沉淀是由于大量的中性盐破坏了蛋白质胶体的稳定因素（蛋白质分子表面的水化膜及所带同性电荷互相排斥），从而使蛋白质溶解度降低并沉
31、淀，但并未破坏蛋白质的空间结构，所以不引起变性。根据不同蛋白质盐析所需的盐饱和度分段盐析可将蛋白质进行分离和纯化。( ) 20蛋白质的空间结构就是它的三级结构。错( ) 21维持蛋白质三级结构最重要的作用力是氢键。错( )22具有四级结构的蛋白质，它的每个亚基单独存在时仍能保存蛋白质原有的生物活性。错：具有四级结构的蛋白质，只有所有的亚基以特定的适当方式组装在一起时才具有生物活性，缺少一个亚基或单独一个亚基存在时都不具有生物活性。( )23变性蛋白质的溶解度降低，是由于中和了蛋白质分子表面的电荷及破坏了外层的水膜所引起的。错：蛋白质变性是由于维持蛋白质构象稳定的作用力（次级键和二硫键）被破坏从
32、而使蛋白质空间结构被破坏并山个丧失生物活性的现象。( )24蛋白质二级结构的稳定性是靠链内氢键维持的，肽链上每个肽键都参与氢键的形成。错，但并非肽链中所有的肽键都参与氢键的形成，如脯氨酸与相邻氨基酸形成的肽键，以及自由回转中的有些肽键不能形成链内氢键。（五）问答题1什么是蛋白质的一级结构？为什么说蛋白质的一级结构决定其空间结构？答：蛋白质一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。因为蛋白质分子肽链的排列顺序包含了自动形成复杂的三维结构（即正确的空间构象）所需要的全部信息，所以一级结构决定其高级结构。2 什么是蛋白质的空间结构？蛋白质的空间结构与其生物功能有何关系？答：蛋白质的空间结构是指蛋
33、白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链走向。蛋白质的空间结构决定蛋白质的功能。空间结构与蛋白质各自的功能是相适应的。蛋白质的螺旋结构有何特点？答：（1）多肽链主链绕中心轴旋转，形成棒状螺旋结构，每个螺旋含有3.6 个氨基酸残基，螺距为0.54nm,氨基酸之间的轴心距为0.15nm.。（2）-螺旋结构的稳定主要靠链内氢键，每个氨基酸的NH 与前面第四个氨基酸的CO 形成氢键。（3）天然蛋白质的-螺旋结构大都为右手螺旋。5 举例说明蛋白质的结构与其功能之间的关系。答：蛋白质的生物学功能从根本上来说取决于它的一级结构。蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的属性或所表现的性质。一
34、级结构相同的蛋白质，其功能也相同，二者之间有统一性和相适应性。6 什么是蛋白质的变性作用和复性作用？蛋白质变性后哪些性质会发生改变？答：蛋白质变性作用是指在某些因素的影响下，蛋白质分子的空间构象被破坏，并导致其性质和生物活性改变的现象。蛋白质变性后会发生以下几方面的变化：（1）生物活性丧失；（2）理化性质的改变，包括：溶解度降低，因为疏水侧链基团暴露；结晶能力丧失；分子形状改变，由球状分子变成松散结构，分子不对称性加大；粘度增加；光学性质发生改变，如旋光性、紫外吸收光谱等均有所改变。（3）生物化学性质的改变，分子结构伸展松散，易被蛋白酶分解。7 简述蛋白质变性作用的机制。答：维持蛋白质空间构象
35、稳定的作用力是次级键，此外，二硫键也起一定的作用。当某些因素破坏了这些作用力时，蛋白质的空间构象即遭到破坏，引起变性。8 蛋白质有哪些重要功能答：蛋白质的重要作用主要有以下几方面：（1）生物催化作用酶是蛋白质，具有催化能力，新陈代谢的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。（2）结构蛋白有些蛋白质的功能是参与细胞和组织的建成。（3）运输功能如血红蛋白具有运输氧的功能。19（4）收缩运动收缩蛋白（如肌动蛋白和肌球蛋白）与肌肉收缩和细胞运动密切相关。（5）激素功能动物体内的激素许多是蛋白质或多肽，是调节新陈代谢的生理活性物质。（6）免疫保护功能抗体是蛋白质，能与特异抗原结合以清除抗原的作用，具有免
36、疫功能。（7）贮藏蛋白有些蛋白质具有贮藏功能，如植物种子的谷蛋白可供种子萌发时利用。（8）接受和传递信息生物体中的受体蛋白能专一地接受和传递外界的信息。（9）控制生长与分化有些蛋白参与细胞生长与分化的调控。（10）毒蛋白能引起机体中毒症状和死亡的异体蛋白，如细菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。第二章 核 酸一、知识要点核酸分两大类：DNA 和RNA。所有生物细胞都含有这两类核酸。但病毒不同，DNA病毒只含有DNA，RNA 病毒只含RNA。组成元素C、H、O、N 、P。核酸的基本结构单位是核苷酸。核苷酸由一个含氮碱基（嘌呤或嘧啶），一个戊糖（核糖或脱氧核糖）和一个或几个磷酸组成。核酸是一种多聚核苷
37、酸，核苷酸靠磷酸二酯键彼此连接在一起。核酸中还有少量的稀有碱基。RNA 中的核苷酸残基含有核糖，其嘧啶碱基一般是尿嘧啶和胞嘧啶，而DNA 中其核苷酸含有2-脱氧核糖，其嘧啶碱基一般是胸腺嘧啶和胞嘧啶。在RNA和DNA中所含的嘌呤基本上都是鸟嘌呤和腺嘌呤。核苷酸在细胞内有许多重要功能：它们用于合成核酸以携带遗传信息，是核酸的合成单位；它们还是细胞中主要的化学能载体；是许多种酶的辅因子的结构成分，而且有些（如cAMP、cGMP）还是细胞的第二信使。DNA 的空间结构模型是在1953 年由Watson 和Crick 两个人提出的。建立DNA 空间结构模型的依据主要有两方面：一是由Chargaff 发
38、现的DNA 中碱基的等价性，提示A=T、GC 间碱基互补的可能性；二是DNA 纤维的X-射线衍射分析资料，提示了双螺旋结。DNA 是由两条反向直线型多核苷酸组成的双螺旋分子。单链多核苷酸中两个核苷酸之间的唯一连键是3 ,5-磷酸二酯键。按Watson-Crick 模型，DNA的结构特点有：两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕；碱基位于结构的内侧，而亲水的糖磷酸主链位于螺旋的外侧，通过磷酸二酯键相连，形成核酸的骨架；碱基平面与轴垂直，糖环平面则与轴平行。两条链皆为右手螺旋；双螺旋的直径为2nm，碱基堆积距离为0.34nm，两核酸之间的夹角是36，每对螺旋由10 对碱基组成，每转高度为3.4
39、nm；碱基按A=T，GC 配对互补，彼此以氢键（水平）相连系。离子键屏蔽磷酸基间的静电力。维持DNA 结构稳定的力量主要是碱基堆积力（纵向）；双螺旋结构表面有两条螺形凹沟，一大一小。DNA 能够以几种不同的结构形式存在。从B 型DNA（天然DNA)转变而来的两种结构A 型和Z型结构巳在结晶研究中得到证实。在顺序相同的情况下A 型螺旋较B 型更短，具有稍大的直径。DNA 中的一些特殊顺序能引起DNA 弯曲。带有同一条链自身互补的颠倒重复能形成发卡或十字架结构，以镜影排列的多嘧啶序列可以通过分子内折叠形成三股螺旋，被称为H -DNA 的三链螺旋结构。核小体由核酸和组蛋白构成，以高密度状态可以装入核
40、中，满足功能需要。由于它存在于基因调控区，因而有重要的生物学意义：揭示了DNA作为遗传物质稳定性的结构特征；确认了碱基互补配对原则，为DNA的复制、转录和反转录提供分子基础，也是遗传信息传递和表达的分子基础；奠定了生物化学和分子生物学以及整个生命科学的基石。不同类型的RNA 分子可自身回折形成发卡、局部双螺旋区，形成二级结构，并折叠产生三级结构，RNA 与蛋白质复合物则是四级结构，RNA含有稀有碱基。在真核生物中,最初转录生成的RNA称为hnRNA（不均一核RNA)。mRNA作为蛋白质合成的模板，则是把遗传信息从DNA 转移到核糖体以进行蛋白质合成的载体，在真核生物中含有5帽子结构（防止mRN
41、A被核酸酶降解，mRNA翻译活性，蛋白质合成正确起始的识别等），3polyA结构（保护mRNA免受核酸外切酶作用，mRNA翻译活性，细胞衰老，mRNA的转移），单顺反子；原核生物中无或少有5帽子结构，3polyA结构，多顺反子。tRNA 的二级结构为三叶草形，三级结构为倒L 形，则作为运输氨基酸的工具转运氨基酸，（1）tRNA 的二级结构由四臂、四环组成。已配对的片断称为臂，未配对的片断称为环。（2）叶柄是氨基酸臂。其上含有CCA-OH3，此结构是接受氨基酸的位置。（3）氨基酸臂对面是反密码子环。在它的中部含有三个相邻碱基组成的反密码子，可与mRNA 上的密码子相互识别。（4）左环是二氢尿嘧啶
42、环（D 环），它与氨基酰-tRNA 合成酶的结合有关。（5）右环是假尿嘧啶环（TC 环），它与核糖体的结合有关。（6）在反密码子与假尿嘧啶环之间的是可变环，它的大小决定着tRNA 分子大小。rRNA是蛋白质合成核糖体物质。核酸的糖苷键和磷酸二酯键可被酸、碱和酶水解，产生碱基、核苷、核苷酸和寡核苷酸。酸水解时，糖苷键比磷酸酯键易于水解；嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键易于水解；嘌呤碱与脱氧核糖的糖苷键最不稳定。RNA 易被稀碱水解，产生2-和3-核苷酸，DNA 对碱比较稳定。细胞内有各种核酸酶可以分解核酸。其中限制性内切酶是基因工程的重要工具酶。核酸的碱基和磷酸基均能解离，因此核酸具有酸碱性。碱基
43、杂环中的氮具有结合和释放质子的能力。核苷和核苷酸的碱基与游离碱基的解离性质相近，它们是兼性离子。核酸的碱基具有共轭双键，因而有紫外吸收的性质。各种碱基、核苷和核苷酸的吸收光谱略有区别。核酸的紫外吸收峰在260nm 附近，可用于测定核酸。根据260nm 与280nm 的吸收光度（A260）可判断核酸纯度：DNA OD260/280=1.8，RNAOD260/280=2.0。变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏，双链解开，但共价键并未断裂。引起变性的因素很多，升高温度、过酸、过碱、纯水以及加入变性剂等都能造成核酸变性。在适宜的温度下，分散开的两条DNA 链可以完全重新结合成和原来一样的双股螺旋。这个D
44、NA 螺旋的重组过程称为“复性”。针对热变性的复性称为退火。核酸变性时，物理化学性质将发生改变，表现出OD260值变大，即增色效应。热变性一半时的温度称为熔点或变性温度，以Tm 来表示。DNA 的G+C 含量影响Tm 值。由于GC 比AT 碱基对更稳定，因此富含GC 的DNA 比富含AT 的DNA 具有更高的熔解温度。根据经验公式xG+C =（Tm - 69.3） 2.44 可以由DNA 的Tm 值计算G+C 含量，或由G+C 含量计算Tm值。变性DNA 在适当条件下可以复性，物化性质得到恢复，表现出OD260值变小，即减色效应。根据变性复性原理，用不同来源的DNA 进行退火，若异源DNA间在
45、某些区段有相同序列便可得到杂交分子，这一过程即为核酸杂交。DNADNA杂交分子、RNARNA杂交分子，也可以由DNA 链与互补RNA 链得到杂交分子。Southern印迹法DNA，Northern印迹法RNA，Western印迹法蛋白质。PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成：模板DNA的变性：模板DNA经加热至93左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温
46、度降至55左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；引物的延伸：DNA模板-引物结合物在耐热DNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链，重复循环变性-退火-延伸三过程就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需24分钟，23小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。Sanger法测序的原理就是利用一种DNA聚合酶来延伸结合在待定序列模板上的引物。直到掺入一种链终止核苷酸为止。每一次序列测定由一套四个单独的反应构成，每个反应含有所有四种脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)
47、，并混入限量的一种不同的双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)。由于ddNTP缺乏延伸所需要的3-OH基团，使延长的寡聚核苷酸选择性地在G、A、T或C处终止。终止点由反应中相应的双脱氧而定。每一种dNTPs和ddNTPs的相对浓度可以调整，使反应得到一组长几百至几千碱基的链终止产物。它们具有共同的起始点，但终止在不同的的核苷酸上，可通过高分辨率变性凝胶电泳分离大小不同的片段，凝胶处理后可用X-光胶片放射自显影或非同位素标记进行检测。二、习题(一)名词解释6顺反子（cistron）:基因功能的单位；一段染色体，它是一种多肽链的密码；一种结构基因。（二）填空题1DNA 双螺旋结构模型是_Watson-Crick;