1、第二部分各章节习题及答案蛋白质和氨基酸的一级结构1、氨基酸的侧链对多肽或蛋白质的结构和生物学功能非常重要。用三字母和单字母缩写形式列出其侧链为如下要求的氨基酸：（a）含有一个羟基。（b）含有一个氨基。（c）含有一个具有芳香族性质的基团。（d）含有分支的脂肪族烃链。（e）含有硫。（f）含有一个在 pH 710 范围内可作为亲核体的基团或原子，指出该亲核基团或原子。答:（a）Ser（S）, Thr（T）,Tyr（Y）（b）Asn（N）, Gln（Q） ，Arg（R） ，Lys（K）（c）Phe（F）, Trp（W）, Tyr（Y）,（d）Ile（I）, Leu（L）, Val（V）（e）Cys（C
2、）, Met（M）（f）可以作为亲核试剂的侧链基团或原子有位于 Ser（S）,Thr（T）和 Tyr（Y）中的-OH；位于 Cys（C）和 Met（M）中的硫原子，位于 Asp（D）和 Glu（E）中的-COO-；以及位于 His（H）和 Lys（k）中的氮原子。2、一种氨基酸的可解离基团可以带电或中性状态存在，这取决于它的 pK 值和溶液的 pH。（a）组氨酸有 3 种可解离基团，写出相应于每个 pK 值的 3 种解离状态的平衡方程式。每种解离状态下的组氨酸分子的净电荷是多少？（b）在 pH1、4、8 和 12 时，组氨酸的净电荷分别是多少？将每一 pH 下的组氨酸置于电场中，它们将向阴极还
3、是阳极迁移？答: （a） 、 （b） 见图3、某种溶液中含有三种三肽：Tyr - Arg - Ser , Glu - Met - Phe 和 Asp - Pro - Lys , - COOH 基团的 pKa 为 3.8; -NH3 基团的 pKa为 8.5。在哪种 pH（2.0,6.0 或 13.0）下，通过电泳分离这三种多肽的效果最好？答：pH=6.0 比 pH=2.0 或 pH=13.0 时电泳能提供更好的分辨率。因为在 pH6.0 的条件下每种肽都带有不同的净电荷(+1，-1，和 0)，而在 pH2.0 的条件下净电荷分别为+2，+1 和+2，在 pH13.0 的条件下净电荷分别为-2，
4、-2 和-2。4、利用阳离子交换层析分离下列每一对氨基酸，哪一种氨基酸首先被 pH7 缓冲液从离子交换柱上洗脱出来。 （a）Asp 和 Lys（b）Arg 和Met（c）Glu 和 Val（d）Gly 和 Leu（e）Ser和 Ala答：（a）Asp（b）Met（c）Glu（d）Gly（e）Ser5、氨基酸的定量分析表明牛血清白蛋白含有0.58的色氨酸（色氨酸的分子量为 204） 。（a）试计算牛血清白蛋白的最小分子量（假设每个蛋白分子只含有一个色氨酸残基） 。（b）凝胶过滤测得的牛血清白蛋白的分子量为70，000，试问血清白蛋白分子含有几个色氨酸残基？答：（a）32,100g/mol（b）2
5、6、胃液（pH1.5）的胃蛋白酶的等电点约为 1，远比其它蛋白质低。试问等电点如此低的胃蛋白酶必须存在有大量的什么样的官能团？什么样的氨基酸才能提供这样的基团？答：COO; Asp, Glu7、已知某蛋白是由一定数量的链内二硫键连接的两个多肽链组成的。1.00g 该蛋白样品可以与25.0mg 还原型谷胱甘肽（GSH，MW307）反应。（a）该蛋白的最小分子量是多少？（b）如果该蛋白的真实分子量为 98240，那么每分子中含有几个二硫键？（c）多少 mg 的巯基乙醇（MW78.0）可以与起始的 1.00g 该蛋白完全反应？答：（a）MW24560；（b）4 个二硫键；（c）6.35mg8、一个含
6、有 13 个氨基酸残基的十三肽的氨基酸组成为：Ala, Arg,2 Asp, 2Glu, 3Gly, Leu, 3Val。部分酸水解后得到以下肽段，其序列由Edman 降解确定，试推断原始寡肽的序列。（a）Asp - Glu - Val - Gly - Gly - Glu - Ala（b）Val - Asp - Val - Asp - Glu（c）Val - Asp - Val（d）Glu - Ala -Leu - Gly -Arg（e）Val - Gly - Gly - Glu - Ala - Leu （f）Leu - Gly Arg答：该肽链的序列可以通过将肽片段的相同序列重叠排列起来获得
7、整个序列。见图9、下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中： CNBr 异硫氰酸苯酯 丹黄酰氯 脲 6mol/LHCl -巯基乙醇 水合茚三酮 过甲酸 胰蛋白酶 胰凝乳蛋白酶，其中哪一个最适合完成以下各项任务？（a）测定小肽的氨基酸序列。（b）鉴定肽的氨基末端残基。（c）不含二硫键的蛋白质的可逆变性。若有二硫键存在时还需加什么试剂？（d）在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。（e）在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键。（f）在赖氨酸和精氨酸残基侧水解肽键。答：（a）异硫氰酸苯酯。 （b）丹黄酰氯。（c）脲；-巯基乙醇还原二硫键。 （d）胰凝乳蛋白酶。 （e）CNBr。 （f）胰蛋白酶10、由下列信息求八肽的序列
8、。（a）酸水解得 Ala，Arg，Leu，Met，Phe，Thr，2Val（b）Sanger 试剂处理得 DNP-Ala。（c）胰蛋白酶处理得 Ala，Arg，Thr 和 Leu，Met，Phe，2Val。当以 Sanger 试剂处理时分别得到 DNP-Ala 和 DNP-Val。（d）溴化氰处理得 Ala，Arg，高丝氨酸内酯，Thr，2Val，和 Leu，Phe，当用 Sanger 试剂处理时，分别得 DNP-Ala 和 DNP-Leu。答：Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe蛋白质的三维结构和功能1、在结晶肽的 X-射线研究中，Linus Pauling 和Ro
9、bert corey 发现肽链中的肽键（C-N）长度（1.32A）介于典型的 C-N 单键（1.49A）和 C=N双键（1.27A）之间。他们也发现肽键呈平面状（与肽键相连接的 4 个原子位于同一个平面）以及两个碳原子彼此呈反式（位于肽键的两侧）与肽键连接。（a）肽键的长度与它的键的强度和键级（是单键、双键或三键）有什么关系？（b）从 Pauling 等人的观察，就肽键旋转能得出什么看法？答:（a）键越短其强度越高，而且其键级越高（在单键以上） 。肽键的强度比单键强，键的特性介于单键和双键之间。 （b）在生理温度下，肽键旋转比较困难，因为它有部分双键特性。2、羊毛衫等羊毛制品在热水中洗后在电干
10、燥器内干燥，则收缩。但丝制品进行同样处理，却不收缩。如何解释这两种现象？答: 羊毛纤维多肽链的主要结构单位是连续的 -螺旋圈，其螺距为 5.4A。当处于热水（或蒸汽）环境下，使纤维伸展为具有 -折叠构象的多肽链。在 -折叠构象中相邻 R 基团之间的距离是7.0A。当干燥后，多肽链重新由 折叠转化为 螺旋构象，所以羊毛收缩了。而丝制品中的主要成分是丝心蛋白，它主要是由呈现 折叠构象的多肽链组成的，丝中的 -折叠含有一些小的、包装紧密的氨基酸侧链，所以比羊毛中的 -螺旋更稳定，水洗和干燥其构象基本不变。3、人的头发每年以 15 至 20cm 的速度生长，头发主要是 角蛋白纤维，是在表皮细胞的里面合
11、成和组装成“绳子“。 角蛋白的基本结构单元是 -螺旋。如果 -螺旋的生物合成是头发生长的限速因素，计算 -螺旋链的肽键以什么样的速度（每秒钟）合成才能解释头发每年的生长长度？答：每秒钟大约需合成 43 个肽键。 （要考虑到 -螺旋的每一圈含有 3.6 个氨基酸残基，螺距为0.54nm） 。4、合成的多肽多聚谷氨酸（Glu）n ） ，当处在pH3.0 以下时，在水溶液中形成 螺旋，而在pH5.0 以上时却为伸展的形态。（a）试解释该现象。（b）在哪种 PH 条件下多聚赖氨酸（Lys）会形成 -螺旋？答：（a）由可离子化侧链的氨基酸残基构成的-螺旋对 pH 值的变化非常敏感，因为溶液的pH 值决定
12、了侧链是否带有电荷，由单一一种氨基酸构成的聚合物只有当侧链不带电荷时才能形成 -螺旋，相邻残基的侧链上带有同种电荷会产生静电排斥力从而阻止多肽链堆积成 -螺旋构象。Glu 侧链的 pKa 约为 4.1，当 pH 值远远低于 4.1（大约 3 左右）时，几乎所有的多聚谷氨酸侧链为不带电荷的状态，多肽链能够形成 -螺旋。在 pH 值为 5 或更高时，几乎所有的侧链都带负电荷，邻近电荷之间的静电排斥力阻止螺旋的形成，因此使同聚物呈现出一种伸展的构象。（b）Lys 侧链的 pK 为 10.5，当 pH 值远远高于10.5 时，多聚赖氨酸大多数侧链为不带电荷的状态，该多肽可能形成一种 -螺旋构象，在较低
13、的 pH 值时带有许多正电荷的分子可能会呈现出一种伸展的构象。5、一个 -螺旋片段含有 180 个氨基酸残基，该片段中有多少圈螺旋？计算该 -螺旋片段的轴长。答：该片段中含有 50 圈螺旋，其轴长为27nm。6、如何用二氧化碳与水的反应来解释 Bohr 效应？（a）写出由二氧化碳和水形成碳酸氢根的方程式，并解释 H和 CO2在血红蛋白氧合中的作用。（b）解释向休克病人静脉注射碳酸氢根的生理学依据。答：二氧化碳与水的反应说明了为什么当 CO2的浓度增加时，同时会引起 pH 值下降，迅速进行新陈代谢的组织所产生的 CO2pI 时，氨基酸以_离子形式存在。22谷氨酸的 pK1(-COOH)2.19,
14、 pK2 (-NH+3 ) = 9.67, pKR(R 基)= 4.25,谷氨酸的等电点为_。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_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_。25肌红蛋白的含铁量为 0.34%，其最小分子量是_.血红蛋白的含铁量也是 0.34%，但每分子含有 4 个铁原子，血红蛋白的分子量是_.26一个 -螺旋片段含有 180 个氨基酸残基，该片段中有_圈螺旋？该 -螺旋片段的轴长为_.二选择题1在生理 p
15、H 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4下列 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 0.1
16、5nm.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8下列氨基酸中哪一种不具有旋光性？ALeu BAla CGly DSer EVal9在下列检测蛋白质的方法中，哪一种取决于完整的肽链？A凯氏定氮法 B双缩尿反应 C紫外吸收法 D茚三酮法10下列哪种酶作用于由碱性氨基酸的羧基形成的肽键？A糜蛋白酶 B羧肽酶 C氨肽酶 D胰蛋白酶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
17、应远离等电点 D以上各项均不正确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白质的一级结构在决定高级结构方面是重要因素之一 D白质的空间结构主要靠次级键维持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14于 -折叠片的叙述，下列哪项是错误的？A-折叠片的肽链处于曲折的伸展状态 B的结构是借助于链内氢键稳定的C有的 -折叠片结构都是通过几段肽链平行排列而形成的 D基酸之间的轴距为 0.35nm15持蛋白质二级结构稳
18、定的主要作用力是：A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：A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：A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？A. 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 pH20下列哪个性质是氨基酸和蛋白质所共有的？A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21氨基酸在等电点时具有的特点是：A不带正电
19、荷 B不带负电荷 CA 和 B D溶解度最大E在电场中不泳动22蛋白质的一级结构是指：A蛋白质氨基酸的种类和数目 B蛋白质中氨基酸的排列顺序C蛋白质分子中多肽链的折叠和盘绕 D包括 A,B 和 C三是非判断题( ) 1氨基酸与茚三酮反应都产生蓝紫色化合物。( ) 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。( ) 3所有的蛋白质都有酶活性。( ) 4-碳和羧基碳之间的键不能自由旋转。( ) 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。( ) 6所有氨基酸都具有旋光性。( ) 7构成蛋白质的 20 种氨基酸都是必需氨基酸。( ) 8蛋白质多肽链中氨
20、基酸的排列顺序在很大程度上决定了它的构象。( ) 9一氨基一羧基氨基酸的 pI 为中性，因为-COOH 和-NH2 的解离度相同。( ) 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。( ) 11蛋白质是生物大分子，但并不都具有四级结构。( ) 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。( ) 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。( ) 14并非所有构成蛋白质的 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。( ) 15蛋白质是两性电解质，它的酸碱性质
21、主要取决于肽链上可解离的 R 基团。( ) 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。( ) 17所有的肽和蛋白质都能和硫酸铜的碱性溶液发生双缩尿反应。( ) 18一个蛋白质分子中有两个半胱氨酸存在时，它们之间可以形成两个二硫键。( ) 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。( ) 20蛋白质的空间结构就是它的三级结构。( ) 21维持蛋白质三级结构最重要的作用力是氢键。( )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。( )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
22、层的水膜所引起的。( )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。四问答题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？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？3蛋白质的 螺旋结构有何特点？4蛋白质的 折叠结构有何特点？5举例说明蛋白质的结构与其功能之间的关系。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？7简述蛋白质变性作用的机制。8蛋白质有哪些重要功能9下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中：CNBr、异硫氰酸苯酯、丹黄酰氯、脲、6mol/L HCl、-巯基乙醇、水合茚三酮、过甲酸、胰蛋白酶
23、、胰凝乳蛋白酶。其中哪一个最适合完成以下各项任务？（1）测定小肽的氨基酸序列。（2）鉴定肽的氨基末端残基。（3）不含二硫键的蛋白质的可逆变性；如有二硫键存在时还需加什么试剂？（4）在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。（4）在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键。（5）在赖氨酸和精氨酸残基羧基侧水解肽键。10根据蛋白质一级氨基酸序列可以预测蛋白质的空间结构。假设有下列氨基酸序列（如图）：1 5 10 15 Ile-Ala-His-Thr-Tyr-Gly-Pro-Glu-Ala-Ala-Met-Cys-Lys-Try-Glu-Ala-Gln-20 25 27Pro-Asp-Gly-Met-Glu-Cys-Ala
24、-Phe-His-Arg（1）预测在该序列的哪一部位可能会出弯或 -转角。（2）何处可能形成链内二硫键？（3）假设该序列只是大的球蛋白的一部分，下面氨基酸残基中哪些可能分布在蛋白的外表面，哪些分布在内部？天冬氨酸；异亮氨酸；苏氨酸；缬氨酸；谷氨酰胺；赖氨酸参考答案：（一）名词解释1两性离子：指在同一氨基酸分子上含有等量的正负两种电荷，又称兼性离子或偶极离子。2必需氨基酸：指人体（和其它哺乳动物）自身不能合成，机体又必需，需要从饮食中获得的氨基酸。3. 氨基酸的等电点：指氨基酸的正离子浓度和负离子浓度相等时的 pH 值，用符号 pI 表示。4稀有氨基酸：指存在于蛋白质中的 20 种常见氨基酸以外
25、的其它罕见氨基酸，它们是正常氨基酸的衍生物。5非蛋白质氨基酸：指不存在于蛋白质分子中而以游离状态和结合状态存在于生物体的各种组织和细胞的氨基酸。6构型：指在立体异构体中不对称碳原子上相连的各原子或取代基团的空间排布。构型的转变伴随着共价键的断裂和重新形成。7蛋白质的一级结构：指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，以及二硫键的位置。8构象：指有机分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不涉及共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。 9蛋白质的二级结构：指在蛋白质分子中的局部区域内，多肽链沿一定方向盘绕和折叠的方式。10结构域：
26、指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。11蛋白质的三级结构：指蛋白质在二级结构的基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的构象。12氢键：指负电性很强的氧原子或氮原子与 N-H或 O-H 的氢原子间的相互吸引力。13蛋白质的四级结构：指多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链以适当方式聚合所呈现的三维结构。14离子键：带相反电荷的基团之间的静电引力，也称为静电键或盐键。15超二级结构：指蛋白质分子中相邻的二级结构单位组合在一起所形成的有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。16疏水键：非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作用。如蛋白质分子
27、中的疏水侧链避开水相而相互聚集而形成的作用力。17范德华力：中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分子间的力。当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之和时，范德华力最强。18盐析：在蛋白质溶液中加入一定量的高浓度中性盐（如硫酸氨） ，使蛋白质溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析。19盐溶：在蛋白质溶液中加入少量中性盐使蛋白质溶解度增加的现象。20蛋白质的变性作用：蛋白质分子的天然构象遭到破坏导致其生物活性丧失的现象。蛋白质在受到光照、热、有机溶剂以及一些变性剂的作用时，次级键遭到破坏导致天然构象的破坏，但其一级结构不发生改变。21蛋白质的复性：指在一定条件下，变性的蛋白质分子恢复其原有的
28、天然构象并恢复生物活性的现象。22蛋白质的沉淀作用：在外界因素影响下，蛋白质分子失去水化膜或被中和其所带电荷，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。23凝胶电泳：以凝胶为介质，在电场作用下分离蛋白质或核酸等分子的分离纯化技术。24层析：按照在移动相（可以是气体或液体）和固定相（可以是液体或固体）之间的分配比例将混合成分分开的技术。（二）填空题1 氨；羧基； 2 16 ；6.25 3 谷氨酸；天冬氨酸；丝氨酸；苏氨酸4 苯丙氨酸；酪氨酸；色氨酸；紫外吸收 5 负极 6 组氨酸；半胱氨酸；蛋氨酸 7 -螺旋结构；-折叠结构8 C=O；N=H；氢；0.54nm； 3.
29、6；0.15nm；右9 脯氨酸；羟脯氨酸 10极性；疏水性 11蓝紫色；脯氨酸12肽键；二硫键；氢键；次级键；氢键；离子键；疏水键；范德华力13表面的水化膜；同性电荷 14谷胱甘肽；巯基15增加；盐溶；减小；沉淀析出；盐析；蛋白质分离16带电荷量；分子大小；分子形状；方向；速率 17两性离子；最小 18FDNB 法（2,4-二硝基氟苯法） ；Edman 降解法（苯异硫氢酸酯法）19沉降法；凝胶过滤法；SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法（SDS-PAGE 法）20不动；向正极移动；向负极移动； 21两性离子；负；223.2223氢键；24C；a；b 2516 672； 66 687； 2650 圈；2
30、7nm（三） 选择题1D：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。2B：人（或哺乳动物）的必需氨基酸包括赖氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸 8 种，酪氨酸不是必需氨基酸。3A：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，而且大多数蛋白质中都含有酪氨酸。肽键的最大吸收在 215nm,半胱氨酸的硫原子在280nm 和 215nm 均无明显吸收。4D：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
31、 R 侧链。5B：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。6B：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。7C：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；加入少量中性盐可增加蛋白质的溶解度，即盐溶现象；因为蛋白质中含有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸，所以具有紫外吸收特性；变性蛋白质的溶解度减
32、小而不是增加，因为蛋白质变性后，近似于球状的空间构象被破坏，变成松散的结构，原来处于分子内部的疏水性氨基酸侧链暴露于分子表面，减小了与水分子的作用，从而使蛋白质溶解度减小并沉淀。8C：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。9B：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
33、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。10D：靡蛋白酶即胰凝乳蛋白酶作用于酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸的羧基参与形成的肽键；羧肽酶是从肽链的羧基端开始水解肽键的外肽酶；氨肽酶是从肽链的氨基端开始水解肽键的外肽酶；胰蛋白酶可以专一地水解碱性氨基酸的羧基参与形成的肽键。11A：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
34、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。12A：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。13E：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；连续出现多个酸性氨基酸或碱性氨基酸时，同性电荷会互
35、相排斥，所以不能形成稳定的螺旋结构。14C：-折叠结构是一种常见的蛋白质二级结构的类型，分为平行和反平行两种排列方式，所以题中 C 项的说法是错误的。在 -折叠结构中肽链处于曲折的伸展状态，氨基酸残基之间的轴心距离为 0.35nm, 相邻肽链（或同一肽链中的几个肽段）之间形成氢键而使结构稳定。15C：蛋白质二级结构的两种主要类型是 -螺旋结构和 -折叠结构。在 -螺旋结构中肽链上的所有氨基酸残基均参与氢键的形成以维持螺旋结构的稳定。在 -折叠结构中，相邻肽链或肽段之间形成氢键以维持结构的稳定，所以氢键是维持蛋白质二级结构稳定的主要作用力。离子键、疏水键和范德华力在维持蛋白质的三级结构和四级结构
36、中起重要作用，而二硫键在稳定蛋白质的三级结构中起一定作用。16E：肽键是连接氨基酸的共价键，它是维持蛋白质一级结构的作用力；而硫键是 2 分子半胱氨酸的巯基脱氢氧化形成的共价键，它可以存在于2 条肽链之间也可以由存在于同一条肽链的 2 个不相邻的半胱氨酸之间，它在维持蛋白质三级结构中起一定作用，但不是最主要的。离子键和氢键都是维持蛋白质三级结构稳定的因素之一，但此项选择不全面，也不确切。次级键包括氢键、离子键、疏水键和范德华力，所以次项选择最全面、确切。17A：用凝胶过滤柱层析分离蛋白质是根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法，与蛋白质分子的带电状况无关。在进行凝胶过滤柱层析过程中，比凝胶网眼大
37、的分子不能进入网眼内，被排阻在凝胶颗粒之外。比凝胶网眼小的颗粒可以进入网眼内，分子越小进入网眼的机会越多，因此不同大小的分子通过凝胶层析柱时所经的路程距离不同，大分子物质经过的距离短而先被洗出，小分子物质经过的距离长，后被洗脱，从而使蛋白质得到分离。18A：蛋白质的变性是其空间结构被破坏，从而引起理化性质的改变以及生物活性的丧失，但其一级结构不发生改变，所以肽键没有断裂。蛋白质变性的机理是维持其空间结构稳定的作用力被破坏，氢键、离子键和疏水键都是维持蛋白质空间结构的作用力，当这些作用力被破坏时空间结构就被破坏并引起变性，所以与变性有关。 19A：蛋白质的一级结构即蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序
38、决定蛋白质的空间构象，因为一级结构中包含着形成空间结构所需要的所有信息，氨基酸残基的结构和化学性质决定了所组成的蛋白质的二级结构的类型以及三级、四级结构的构象；二硫键和次级键都是维持蛋白质空间构象稳定的作用力，但不决定蛋白质的构象；温度及 pH影响蛋白质的溶解度、解离状态、生物活性等性质，但不决定蛋白质的构象。20B：氨基酸即有羧基又有氨基，可以提供氢质子也可以接受氢质子，所以即是酸又是碱，是两性电解质。由氨基酸组成的蛋白质分子上也有可解离基团，如谷氨酸和天冬氨酸侧链基团的羧基以及赖氨酸的侧链氨基，所以也是两性电解质，这是氨基酸和蛋白质所共有的性质；胶体性质是蛋白质所具有的性质，沉淀反应是蛋白
39、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。21E： 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。22B：蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，蛋白质中所含氨基酸的种类和数目相同但排列顺序不同时，其一级结构以及在此基础上形成的空间结构均有很大不同。蛋白质分子中多肽链的折叠和盘绕是蛋白质二级结构的内容，所以 B 项是正确的。（四）是非判断题1错：脯氨酸与茚三酮反应产生黄色化合物，其它氨基酸与茚三酮反应产
40、生蓝色化合物。2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错：蛋白质具有重要的生物功能，有些蛋白质是酶，可催化特定的生化反应，有些蛋白质则具有其它的生物功能而不具有催化活性，所以不是所有的蛋白质都具有酶的活性。4错：-碳和羧基碳之间的键是 CC 单键，可以自由旋转。5对：在 20 种氨基酸中，除甘氨酸外都具有不对称碳原子，所以具有 L-型和 D-型 2 种不同构型，这两种不同构型的转变涉及到共价键的断裂和从新形成。6错：由于甘氨酸的 -碳上连接有 2 个氢原子，所以不是不对称碳原子，没有 2 种不同的立
41、体异构体，所以不具有旋光性。其它常见的氨基酸都具有不对称碳原子，因此具有旋光性。7错：必需氨基酸是指人（或哺乳动物）自身不能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对：蛋白质的一级结构是蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，不同氨基酸的结构和化学性质不同，因而决定了多肽链形成二级结构的类型以及不同类型之间的比例以及在此基础上形成的更高层次的空间结构。如在脯氨酸存在的地方 -螺旋中断，R 侧链具有大的支链的氨基酸聚集的地方妨碍螺旋结构的形成，所以一级结构在很大程度上决定了蛋白质的空间构象。9错：一氨基一羧基氨基酸为中性氨基酸，其等电点为中性或接近中性
42、，但氨基和羧基的解离度，即 pK 值不同。10错：蛋白质的变性是蛋白质空间结构的破坏，这是由于维持蛋白质构象稳定的作用力次级键被破坏所造成的，但变性不引起多肽链的降解，即肽链不断裂。11对：有些蛋白质是由一条多肽链构成的，只具有三级结构，不具有四级结构，如肌红蛋白。12对：血红蛋白是由 4 个亚基组成的具有 4 级结构的蛋白质，当血红蛋白的一个亚基与氧结合后可加速其它亚基与氧的结合，所以具有变构效应。肌红蛋白是仅有一条多肽链的蛋白质，具有三级结构，不具有四级结构，所以在与氧的结合过程中不表现出变构效应。13错：Edman 降解法是多肽链 N 端氨基酸残基被苯异硫氢酸酯修饰，然后从多肽链上切下修
43、饰的残基，经层析鉴定可知 N 端氨基酸的种类，而余下的多肽链仍为一条完整的多肽链，被回收后可继续进行下一轮 Edman 反应，测定 N 末端第二个氨基酸。反应重复多次就可连续测出多肽链的氨基酸顺序。FDNB 法（Sanger 反应）是多肽链 N 末端氨基酸与 FDNB（2,4-二硝基氟苯）反应生成二硝基苯衍生物（DNP-蛋白） ，然后将其进行酸水解，打断所有肽键，N 末端氨基酸与二硝基苯基结合牢固，不易被酸水解。水解产物为黄色的 N 端 DNP-氨基酸和各种游离氨基酸。将 DNP-氨基酸抽提出来并进行鉴定可知 N 端氨基酸的种类，但不能测出其后氨基酸的序列。14对：大多数氨基酸的 -碳原子上都
44、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对：蛋白质是由氨基酸组成的大分子，有些氨基酸的 R 侧链具有可解离基团，如羧基、氨基、咪唑基等等。这些基团有的可释放 H+ ,有的可接受 H+ ,所以使得蛋白质分子即是酸又是碱，是两性电解质。蛋白质分子中可解离 R 基团的种类和数量决定了蛋白质提供和接受 H+ 的能力，即决定了它的酸碱性质。16对：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。17错：具有两个或两个以上肽键的物质才具有类似于双缩脲的结构，具有双缩脲反应，而二肽只具有一个肽键，所以
45、不具有双缩脲反应。18错：二硫键是由两个半胱氨酸的巯基脱氢氧化而形成的，所以两个半胱氨酸只能形成一个二硫键。19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错：蛋白质的空间结构包括二级结构、三级结构和四级结构三个层次，三级结构只是其中一个层次。21错：维持蛋白质三级结构的作用力有氢键、离子键、疏水键、范德华力以及二硫键，其中最重要的是疏水键。22错：具有四级结构的蛋白质，只有所
46、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（次级键和而硫键）被破坏从而使蛋白质空间结构被破坏并山个丧失生物活性的现象。次级键被破坏以后，蛋白质结构松散，原来聚集在分子内部的疏水性氨基酸侧链伸向外部，减弱了蛋白质分子与水分子的相互作用，因而使溶解度将低。24错：蛋白质二级结构的稳定性是由链内氢键维持的，如 -螺旋结构和 -折叠结构中的氢键均起到稳定结构的作用。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（
47、解题要点）1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答：蛋白质的空间结构是指蛋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。3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。4答：-折叠结构又称为 -片层结构，它是肽链主链或某一肽段的一种相当伸展的结构，多肽链呈扇面状折叠。（1）两条或多条几乎完全伸展的多肽链（或肽段）侧向聚集在一起，通过相邻肽链主链上的氨基和羰基之间形成的氢键连接成片层结构并维持结构的稳定。（2）氨基酸之间的轴心距为 0.35nm（反平行式）和 0.325nm（平行式） 。（3）-折叠结构有平行排列和反平行排列两种。5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
