蛋白质化学作业-答案

蛋白质化学作业

一：名词解释：

等电点：在某一种特定PH的溶液中，某物质以两性离子形式存在，所带的正负电荷总数相等，静电荷数为零，在电场中它即不向正极移动也不向负极移动，此时的PH值为该物质的等电点。

盐析和盐溶：蛋白质溶液中加入中性盐后，因盐的浓度不同可产生不同的反应。低盐浓度时，随盐浓度的增加，蛋白质溶解度增加的现象，称为盐溶。而高浓度中性盐可使蛋白质分子脱水并中和其电荷，从而使蛋白质从溶液中沉淀出来，称为盐析。

蛋白质变性：天然蛋白质分子由于受到物理或化学因素的影响使次级键断裂，引起天然构象的改变，导致其生物活性的丧失及一些理化性质的改变，但未引起肽键的断裂，这种现象称为蛋白质的变性。

结合蛋白：由简单蛋白质即只有氨基酸成分的蛋白质与非蛋白质组分结合而成，其非蛋白质组分通常称为辅基。

蛋白质亚基：是组成蛋白质四级结构最小的共价单位。在具有四级机构的蛋白质中有三级机构的球蛋白称为亚基。它可由一条肽链组成，也可由几条肽链通过二硫键和次级键连接在一起组成。

酰胺平面：肽键中C-N具有双键的性质，因而C-N不能自由旋转，这样使得与它相连的原子都固定在一个平面，这个平面就称为酰胺平面。

诱导契合：酶分子活性中心的结构原来并非和底物的结构互相吻合，但酶的活性中心是亲性的而非刚性的，当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生相应的变化，其上有关的各个集团达到正确的排列和定向，因而使酶和底物契合而结合成中间络合物，并引起底物发生反应。反应结束当产物从原酶上脱落下来后，酶的活性中心有恢复了原来的构象。

二：判断题：2题对，其余错

三：填空题：

1. 色氨酸、酪氨酸

2. ①二硫键 ②疏水键 ③范得华力

3. ①协同 ②变构

4. ①α--氨基 ②α-羧基 ③侧链可解离基团

四：选择题：

（1）：1； （2）：3； （3）：2

五：问答题：

1， 什么叫蛋白质的一级、二级、三级、四级结构？维持以上各层次结构的作用力有哪些？

蛋白质一级结构：由氨基酸在多肽链中的数目、类型和顺序所描述的多肽链的基本结构。它排除了氨基酸a-碳原子的构型以外的原子空间排列，同样也排除了二硫键，所以不等于分子的共价结构。维系的作用力氨基和羧基缩合形成的共价键。 蛋白质二级结构：多肽链主链在以及结构的基础上进一步的盘旋或折叠，从而形成有规律的构象，如a-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲等，这些结构又称为主链构象的结构单元。维系的作用力是氢键。二级结构不涉及氨基酸残疾的侧链构象。

蛋白质三级结构：指一条多肽链在二级结构（超二级结构及结构域）的基础上，进一步地盘绕、折叠，从而产生特定的空间结构或者说三级结构是指多肽链中所有原子的空间排布。维系作用力有疏水作用力、氢键、范德华力、盐键（静电作用力），另外二硫键在某些蛋白质中也起非常重要的作用。

蛋白质四级结构：有许多蛋白质有两个或两个以上的具有独立三级结构的亚基通过一些非共价键结合成为多聚体，这些亚基的结构是可以相同的，也可以是不同的。四级结构指亚基的种类数目及各个亚基在寡聚蛋白中的空间排布和亚基之间的相互作用。维系作用力有疏水作用力、氢键、范德华力、盐键（静电作用力）。

2, 蛋白质溶液作为亲水胶体，其稳定因素有哪些？它们是怎样起稳定作用的？

①蛋白质分子小(直径在1?100nm之间)。介质(水)分子的布朗运动对蛋白质分子(因小)碰撞的合力不等于零，因此它具有动力学上的稳定性；

②蛋白质分子携带同种电荷。一种蛋白质在一定的pH环境下(等电pH除外)带有同种电荷,因相互排斥而不易聚集沉淀；

③球状蛋白质分子表面具有亲水基团。它们使蛋白质分子表面形成水化层。因而阻碍分子相互靠拢。（5分）

3, 什么是蛋白质的变性作用？引起蛋白质变性的因素有哪些？

蛋白质的变性作用，是指蛋白质立体结构被破坏，使按特定方式折叠卷曲的多肽链由有序状态成为伸展松散的无规则排列状态，变性一般不涉及肽键的断裂，而主要是次级键断裂，破坏了维持蛋白质立体结构条件，使蛋白质构象被破坏。（2分）变性后的蛋白质，溶解度降低，粘度增加，失去活性，失去结晶能力，易于被酶水解。

引起蛋白质变性的因素有两大类：

①物理因素：加热变性使蛋白质沉淀、紫外光、X-射线、超声波、高压„；

②化学因素：

A: 有机溶剂：丙酮、乙醇等有机溶剂有较强的亲水能力，能破坏蛋白质分子周围的水化层，导致蛋白质沉淀析出。 B:重金属盐：Hg2+ 、 Ag+ 、Pb2+等重金属离子可与蛋白质中带负电荷的集团形成不易溶解而沉淀。

C:生物碱试剂：可与蛋白质中带正电荷的集团形成不溶性盐析出。

其中 强酸、强碱、脲、去垢剂、重金属盐、生物碱试剂及有机溶剂等化学因素可引起蛋白质变性。

4, 蛋白质有哪些重要的理化性质？分别举例说明这些重要性质在轻工业中的应用。

1）蛋白质的两性电离及等电点：蛋白质两端的氨基和羧基及侧链中的某些基团，在一定的溶液PH条件下可解离成负电荷或正电荷的基团。如等电聚焦电泳分离蛋白质。

2）蛋白质的沉淀：在适当的条件下，蛋白质从溶液中析出的现象如：丙酮沉淀，破坏水化层。也可用乙醇。盐析，将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液，破坏在水溶液中的稳定因素电荷而沉淀。如抢救误服重金属盐中毒的病人。

3）蛋白质变性与复性：在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性子的改变和生物活性的丧失，主要为二硫键和非共价键的破坏，不涉及一级结构的改变。变性后，其溶解度降低，粘度增加，结晶能力消失，生物活性丧失，易被蛋白酶水解。如工业上消毒杀菌及蛋白质的分析分离。

4）蛋白质的紫外吸收：由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm处有特征性吸收峰，可用蛋白质含量测定。

5）蛋白质的呈色反应：对生物材料中蛋白质含量测定。

茚三酮反应：经水解后产生的氨基酸，其氨基与茚三酮水合物反应可生成蓝紫色化合物，此化合物最大吸收峰在570nm波长处。

双缩脲反应：蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈紫色或红色。氨基酸不出现此反应。蛋白质水解加强，氨基酸浓度升高，双缩脲呈色深度下降，可检测蛋白质水解程度。

5, 举例说明“蛋白质在生活细胞中含量丰富，功能繁多，是生命活动的体现者。”

1）酶是以蛋白质为主要成分的生物催化剂，代谢反应几乎都是在酶的催化作用下进行的。

2）结构蛋白参与细胞和组织的建成

3）某些动物激素是蛋白质，如胰岛素、促甲状腺激素等，在代谢调节中具有十分重要的作用

4）运动蛋白如肌肉中的肌动蛋白，肌球蛋白等与肌肉收缩和细胞运动有关

5）高等动物的抗体、补体、干扰素等蛋白质具有防御功能

6）某些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白和肌红蛋白运输氧，脂蛋白运输脂累、细胞色素和铁氧还原蛋白传递电子等

7）激素和神经质的受体蛋白有接受和传递信息的功能，如细胞表面抗原参与免疫反应和细胞识别

8）染色质蛋白、阻遏蛋白转录因子等参与基因表达的调控，细胞周期蛋白等具有调控细胞分裂、增值、生长、分化的功能 9）贮藏蛋白、卵有蛋白等具有贮藏氨基酸和蛋白质的功能。

如此看来，蛋白质在生活细胞中含量丰富，功能繁多，是生命活动的体现者。

(以上举例其中3项即可)

6, 简述sephadex-25凝胶层析的原理。

凝胶层析又称凝胶过滤，是种按分子量大小分离物质的层析方法。该方法是把样品加到充满着凝胶颗粒的层析柱中，然后用缓冲溶液洗脱，大分子无法进入凝胶颗粒的静止相中，只能存在于凝胶颗粒之间的流动相中，因而以较快的速度首先流出层析柱，而小分子则能够自由出入凝胶颗粒中，并很快在流动相和静止相中达到动态平衡，所以要花费很长时间流经柱床，使得不同大小的分子得以分离。

四：实验题：

1，有一种由溶菌酶和血清白蛋白组成的混合样品，已知溶菌酶的分子量是13930，pI=11，血清白蛋白分子量是68500，pI=4.8写出将他们分离的两种方法（要求只写出分离原理）。

1）凝胶层析法：将样品加加到充满着凝胶颗粒的层析柱中，然后用缓冲溶液洗脱，大分子无法进入凝胶颗粒的静止相中，只能存在于凝胶颗粒之间的流动相中，因而以较快的速度首先流出层析柱，而小分子则能够自由出入凝胶颗粒中，并很快在流动相和静止相中达到动态平衡，所以要花费很长时间流经柱床，使得不同大小的分子得以分离。

2）电泳法：把溶液调到中性，因溶菌酶和血清蛋白两个等电点各不相同，使得混合液中溶菌酶和血清蛋白带上正负不同的电荷，利用电泳法使它们分离到正负不同的两级而达到分离的目的。

2，有两种二肽化合物Gly-Ala和Lys-Ala，现将他们在pH=8的缓冲液中进行电泳，请画出这两种二肽在电场中的泳动方向。

Gly-Ala的等电点PIPH=8 带正电荷

如图示：

思考题：

1. 在体外，用下列方法处理，对血红蛋白与氧的亲和力有什么影响？

①pH从7.0增加到7.4； Gly-Ala

+← ← _

+ _

+ _

Lys-Ala

PH=8 → →

②CO2分压从10torr增加到40torr；

③O2分压从60torr下降到20torr；

④2，3-二磷酸甘油酸(DPG)的浓度从8×10-4mol/L下降到2×10-4mol/L；

⑤α2β2解聚成单个亚基

①pH增加，Hb与氧的亲和力增加。（1分）

②CO2分压增加，Hb与氧的亲和力下降。（1分）

③O2分压下降，Hb与氧的亲和力下降。（1分）

④DPG浓度下降，Hb与氧的亲和力提高。（1分）

⑤α2β2解聚成单个亚基，与氧的亲和力提高。（1分）

2.血红蛋白(Hb)是由两个α-亚基和两个β-亚基组成的四聚体，它的α-和β-亚基的三级结构类似于肌红蛋白(Mb)。但是Mb中许多亲水残基在Hb中却被疏水残基取代。

问:(1)这种现象怎样与疏水残基应折叠到分子内部的原则相一致？

(2)在维持Hb四级结构的作用力方面，你能得出什么结论？

①疏水侧链在血红蛋白亚基表面的某些区域形成疏水面，这样α-亚基和β-亚基能相互紧密的结合在一起形成一定的空间结构。它们的疏水侧链虽然分布在血红蛋白亚基的表面，但就整个血红蛋白分子来看，依然是在血红蛋白分子的内部。（4分）

②疏水作用是维持血红蛋白四级结构的主要作用力。（1分）