1、第一章 蛋白质化学1何谓蛋白质的等电点？其大小和什么有关系？ 2经氨基酸分析测知 1mg 某蛋白中含有 45ug 的亮氨酸（MW1312），23.2ug 的酪氨酸(MW204.2)，问该蛋白质的最低分子量是多少？ 3一四肽与 FDNB 反应后，用 6mol/L 盐酸水解得 DNPVal及三种其他氨基酸。当这种四肽用胰蛋白酶水解，可得到两个二肽，其中一个肽可发生坂口反应，另一个肽用 LiBH4还原后再进行水解，水解液中发现有氨基乙醇和一种与茚三酮反应生成棕褐色产物的氨基酸，试问在原来的四肽中可能存在哪几种氨基酸，它们的排列顺序如何？ 4一大肠杆菌细胞中含 10 个蛋白质分子，每个蛋白质分子的平均
2、分子量为 40 000，假定所有的分子都处于 a 螺旋构象。计算其所含的多肽链长度？ 5某蛋白质分子中有一 40 个氨基酸残基组成的肽段，折叠形成了由 2 条肽段组成的反平行?折叠结构，并含有一?转角结构，后者由 4个氨基酸残基组成。问此结构花式的长度约是多少？ 6某一蛋白样品在聚丙烯酸胺凝胶电泳（PAGE）上呈现一条分离带，用十二烷基硫酸钠(SDS)和硫基乙醇处理后再进行 SDSPAGE 电泳时得到等浓度的两条分离带，问该蛋白质样品是否纯？ 7“一 GlyProLysGlyProProGlyAlaSerGlyLysAsn 一”是新合成的胶原蛋白多肽链的一部分结构，问： 1）哪个脯氨酸残基可被
3、羟化为 4 一羟基脯氨酸？ 2）哪个脯氨酸残基可被羟化为 3 一羟基脯氨酸？ 3）哪个赖氨酸残基可被羟化？ 4）哪个氨基酸残基可与糖残基连接？ 8一五肽用胰蛋白酶水解得到两个肽段和一个游离的氨基酸，其中一个肽段在 280nm 有吸收，且 Panly 反应、坂口反应都呈阳性；另一肽段用汉化氰处理释放出一个可与茚三酮反应产生棕褐色产物的氨基酸，此肽的氨基酸排列顺序如何？ 9研究发现，多聚一 LLys 在 pH7.0 呈随机螺旋结构，但在 pH10 为 a 螺旋构象，为什么？预测多聚一 LGlu 在什么 pH 条件下为随机螺旋，在什么 pH 下为 a 螺旋构象？为什么？ 10Tropomyosin
4、是由两条 a 螺旋肽链相互缠绕构成的超螺旋结构。其分子量为 70 000，假设氨基酸残基的平均分子量为 110，问其分子的长度是多少？ 11某肽经 CNBr 水解得到三个肽段，这三个肽的结构分别是：AsnTrpGly-Met，Gly-AlaLeu，AlaArgTyrAsnMet；用胰凝乳蛋白酶水解此肽也得到三个肽段，其中一个为四肽，用 6mol/L 盐酸水解此四肽只得到（Asp） 2和 Met 三个氨基酸，问此肽的氨基酸排列顺序如何？ 12列举蛋白质主链构象的单元及它们的主要结构特征。 13试比较蛋白质的变性作用与沉淀作用。 14将一小肽（pI=8.5）和 Asp 溶于 pH70 的缓冲液中，
5、通过阴离子交换树脂柱后，再进行分子排阻层析，那么 Asp 和小肽哪一个先从凝胶柱上被洗脱下来，为什么？ 15从理论和应用上说明有机溶剂、盐类、SDS、有机酸等对蛋白质的影响。 16血红蛋白和肌红蛋白都具有氧合功能，但它们的氧合曲线不同，为什么？ 17为什么无水肼可用于鉴定 C-端氨基酸？ 18Anfinsen 用核糖核酸酶进行的变性一复性实验，在蛋白质结构方面得出的重要结论是什么？ 19蛋白质分离纯化技术中哪些与它的等电点有关？试述这些技术分离提纯蛋白质的原理。 20根据下列资料推出某肽的氨基酸排列顺序。 1）完全酸水解得到 Phe、Pro、Glu、（Lys） 2、Met 和 NH32）用 F
6、DNB 试剂处理得到 DNPPhe 3）用澳化氰水解此肽得到一个以高丝氨酸内酯结尾的二肽和一个四肽4）用胰蛋白酶水解可产生两个三肽 5）用羧肽酶 A 或羧肽酶 B 处理都不能得到阳性结果 21高致病的厌氧细菌与气性坏疽（gas gangrene）病有关。它使动物组织的结构破坏。因该菌体内有胶原酶（collagenase），它可催化一 XGly-ProY 一（X、Y 是任一氨基酸）结构中一 X 一 Gly 之间的肽键断裂，问该酶使动物组织结构破坏的机理是什么？为什么它对细菌自身没有破坏作用？ 22一血红蛋白的电泳迁移率异常，用胰蛋白酶水解结合指纹图谱分析发现它的 链 N-端的胰蛋白酶肽段只有 6
7、 个氨基酸组成，而正常血红蛋白 链 N-端的胰蛋白酶肽段为 Val-His-Leu-Thr-Asp-Glu-Glu-Lys，问： 1）导致上述结果的原因是什么？2）请比较 HbA、HbS 及这个异常血红蛋白在 pH80 条件下电泳时的电泳迁移率。 23细菌视紫红质（Bacteriorhodopsin）是嗜盐细菌盐生盐杆菌紫色质膜的惟一蛋白质组分，所以称为细菌视紫红质。因为它含有视黄醛辅基（retinal，故是紫色的），犹如动物的视紫红质。细菌视紫红质的分于量为 26 000，X 一射线分析揭示出其分子中由 7 个平行排列的 a 螺旋肽段，且每一螺旋肽段都横跨细胞膜（膜厚度为 45 nrn，即该
8、蛋白横穿质 膜 7 次之多，每一跨膜片段为一 a 螺旋）。其功能是作为光驱动的跨膜泵（质子泵），为细胞提供能量。 1）计算每一螺旋肽段要完全横跨细胞膜最少要有多少个氨基酸残基组成此段螺旋？2）估计此蛋白的跨膜螺旋部分占全部分子的百分数。 24某五肽完全水解后得到等摩尔的丙、半胱、赖、苯丙和丝氨酸。用 PITC 分析得到 PTHSer；用胰蛋白酶水解得到一个 N 一端为CySH 的三肽和一个 N 一端为丝的二肽；靡蛋白酶水解上述三肽生成丙和另一个二肽，该五肽的结构如何？ 26原肌球蛋白（tropomyosin）的分子量为 93 000，而血红蛋白的分子量为 65 000，为什么原肌球蛋白的沉降系
9、数比血红蛋白的小？ 27 1）为制备柠檬酸合成酶（CS），将牛心组织匀浆后，为什么先经差速离心法分离出线粒体后再进行下一步的纯化？ 2）将线粒体裂解，向裂解液中加人硫酸胺到一定的浓度，然后离心保留上清液；向上清液中再加人硫酸胺粉末至所需要的浓度，离心，倒掉上清保留沉淀，这些操作的目的是什么？ 3）接着，将盐析所得到的柠檬酸合成酶粗制品对 pH72 的缓冲液透析，为什么不用水？透析的目的是什么？ 4）将上述处理所获得的 CS 粗制品进行分子排阻层析，在 280nm 下检测是否有蛋白被洗出；实验者保留第一个洗脱峰进行下一步的纯化，为什么？ 5） 实验者将经分子筛层析所得到的 CS 样品又选用阳离子
10、交换剂进行分离，上样平衡后，改用高 pH 的缓冲液洗脱，为什么？ 28许多蛋白质富含二硫键，它们的抗张强度，黏性，硬度等都与它们的二硫键含量有关。 1）蛋白质的抗张强度、硬度等性质与二硫键含量之间关系的分子基础是什么？ 2）多数球蛋日被加热到 650C 即变性丧失活性，但富含二硫键的蛋白质如牛胰腺蛋白酶抑制剂（BPTI）需在高温下长时间加热才变性。该抑制剂含 58 个氨基酸、一条肽链、有三对二硫键。热变性的 BPTI 在冷却的条件下可以恢复其活性，为什么？ 29何谓疏水的相互作用？为什么说非极性溶剂、去污剂可使蛋白质变性？ 30为什么二磷酸甘油酸（BPG）可降低血红蛋白与氧的亲和力？ 31将含
11、有 Asp（pI298）、Gly（pI597）、Thr（pI653）、Leu（pI598）、Lys（pI974）的 pH 为 30 的柠檬酸缓冲液，加到预先用同样缓冲液平衡过的阳离子交换树脂柱上，随后用该缓冲液洗脱此柱，问这五种氨基酸将按何种顺序被洗脱？ 32从下列资料推出一肽的氨基酸排列顺序。 l）含有 Phe，Pro，Glu，（Lys） 2； 2）Edman 试剂处理生成 PTHGlu 3）用胰蛋白酶、羧肽酶 A 和 B 处理都不能得到任何较小的肽和氨基酸 33多聚 LLeu 肽段在二氧杂环己烷（dioxane）存在时可形成 a 螺旋结构，但多聚 LIle 不能，为什么？ 34一次突变，某
12、蛋白质分子内的一个丙氨酸转变为缬氨酸导致该蛋白质生物活性的丢失；然而在另一次突变时，由于一个异亮氨酸转变为甘氨酸而使该蛋白质的活性恢复了，请分析可能的原因是什么？ 35甘氨酸是蛋白质进化中高度保守的氨基酸残基吗？为什么？ 36在 pH70 时蛋白质分子中能与精氨酸侧链形成氢键或静电的相互吸引的侧链基团是哪些？ 37多数蛋白质分子中蛋氨酸和色氨酸的含量较低，而亮氨酸和丝氨酸等的含量较高；有趣的是：蛋氨酸和色氨酸都只有一个密码子与之对应，而亮和丝等有多个密码子。请分析：一个氨基酸密码子的数目与它在蛋白质中出现的频率之间的关系及这种关系的生物学意义是什么？ 38从蛋白质的一级结构可预测它的高级结构。
13、下面是一段肽链的氨基酸排列顺序：“LAHTYGPFZ（Q）AAMCKWEAZ（Q）PDGMECAFHR”，问： 1）你认为此段肽链的何处会出现在 转角结构？ 2）何处可形成链内（intra）二硫键？ 3）假定上述顺序是一个大的球蛋白分子中的一部分结构，指出 D、I、T、A、Z（Q）、K 氨基酸残基可能在蛋白质分子的表面还是内部？ 39以丙氨酸为例说明为什么等电状态的氨基酸应以两性离子而不是中性分子的形式存在？ 40从下列资料推出一个肽的氨基酸排列顺序： l）用 6mol/L 盐酸完全水解此肽结合氨基酸，分析可知，此肽含有甘、亮、苯丙和酪四种氨基酸，且甘：亮：苯丙：酪2：1：1：1 2）用 2，
14、4 一二硝基氟苯（FDNP）试剂处理此肽得到了 DNP 一酪氨酸，无自由的酪氨酸产生。 3）用胃蛋白酶水解此肽得到两个肽段，一个二肽含苯丙氨酸和亮氨酸，一个三肽含酪氨酸及 2 个甘氨酸。1蛋白质是两性电解质，既可与酸，又可与碱相互作用。溶液中蛋白质的带电情况，与它所处环境的 pH 值有关。调节溶液的 pH 值，可以使一个蛋白质带正电或带负电或不带电；在某一 pH 时，蛋白质分子中所带的正电荷数目与负电荷数相等，即静电荷为零，在电场中不移动，此时溶液的 p H 值即为该种蛋白质的等电点。 蛋白质的等电点主要取决于该蛋白质的氨基酸组成。含碱性氨基酸多的蛋白质其等电点要比含酸性氨基酸多的蛋白质的等电
15、点高（大）；此外，蛋白质的解离情况与所处环境的 pH 值、离子强度、离子的种类等有关所以蛋白质的等电点不是一个精确的固定值，与测定时所用的缓冲液的性质、pH、离子强度等有关。 2根据亮氨酸含量计算的最低分子量为：1X10 3 g / 45X106 g 最低分子量 / 131.2 最低分子量=2915.6 根据色氨酸含量计算的最低分子量为：1X10 3 g / 23.2X106 g 最低分子量 / 204.2 最低分子量=8 8017 根据氨基酸残基计算最低分子量的原理，一般是假定在一个蛋白质分子中只有一个该氨基酸残基存在。 亮和色的摩尔数比率是： (45/131.2) / (23.2/204.
16、2) = 0.343 / 0.114 = 3 因此，该蛋白质的最小分子量应是每分子中含有 3 个亮氨酸残基，l 个色氨酸残基时的分子量。即：2 9156 X 3=8 746.8 或 8 8017 X1 3ValArgGln（或 Asn）Gly LiBH 4。是一个特殊的还原剂，能使孩酸直接还原为醇而不经醛中间物。 4. (40000 / 110) X0.15nmX10546nm 5构成?折叠结构的氨基酸残基数为 36 个，每条应有 18 个氨基酸残基。在?折叠结构中每两个相邻的氨基酸残基的轴心距为 035nrn，故 18 X 035nm 等于 63nm（至少为 63nm）。 6该蛋白质样品是均
17、一的。PAGE 电泳法的分辨率很高，在这种电泳中只得到一条分离带，说明纯度很好。在 SDS-PAGE 电泳中得到等浓度的两条分离带，证实该蛋白含有两个亚基，而不含有杂质。 7. 1）和 2）脯氨酸羟化酶不能使游离的脯氨酸进行羟基化。在胶原分子中，甘氨酸氨基端的脯氨酸可被羟化为个羟基脯氨酸，甘羧基端的脯氨酸可被羟化为 3 一羟基脯氨酸。 3）在甘氨酸氨基端的赖氨酸（3 位的赖）可被羟基化为羟赖氨酸，在甘氨酸羧基端的赖氨酸 （11 位的赖）可被羟基化为 3 一羟赖氨酸。 4）3 一羟赖氨酸可连接糖残基。 8TyrArgLysMetGln（Asn） 9在 pH70 时赖氨酸侧链上的 氨基带正电荷，它
18、们之间的静电排斥作用阻止了 a 螺旋的形成。在 pH10 时，由于接近赖氨酸的等电点，侧链是非质子化的状态，允许 a 螺旋的形成。对多聚一 LGlu 来说，在 pH70 时，由于侧链羧基都带负电荷，它们之间的静电排斥，将干扰 a 螺旋的形成，应呈随机螺旋状态，在接近谷氨酸侧链的 pK 值为 42540 时，因谷氨酸的侧链羟基是非质子化的，应呈螺旋构象。 10由于是两条链构成的超螺旋结构，每条链的分子量为 35 000。而氨基酸残基的平均分子量为 110，故每条肽链应含有 318 个氨基酸残基 （35 000110），318 X 015um，等于 477nrn 长。 11根据条件 1，该肽的可能
19、顺序为： AlaArgTyrAsnMetAsnTrpGlyMetGlyAlaLeu； 由于胰凝乳蛋白酶专一性水解芳香组氨基酸的核基所形成的肽键，所得到的三个肽段的可能结构为： AlaArgTyr AsnMetAsnTrp GlyMetGlyAlaLeu 由于在酸水解时，色氨酸易被破坏，Asn Asp，推知其中的一个肽段为： AsnMetAsnTrp 综上所述，某肽的氨基酸顺序为： AlaArgTyrAsnMetAsnTrpGlyMetGlyAlaLeu 121 ) a 螺旋（ahelix）结构，其结构特征为： （1）从外观看，a 螺旋结构是一个类似棒状的结构。紧密卷曲的多肽链构成了棒的中心部分
20、，侧链 R 伸出到螺旋排布的外面。完成一个螺旋需 36 个氨基酸残基。螺旋每上升一圈相当于向上平移 054nm，即螺旋的螺距为 054nm。相邻两个氨基酸残基之间的轴心距为 015nm。 （2）a 螺旋结构的稳定主要靠链内的氢键。氢键形成于第一个氨基酸的羟基与线性顺序中第五个氨基酸的氨基之间。氢键环内包含 13 个原子，因此称这种螺旋为 36（13）螺旋。 （3）大多数蛋白质中存在的 a 螺旋均为右手螺旋。 a 螺旋的国际表示法，以 ns表示。n 指每个螺旋中所包含的氨基酸残基数；s指氢键环内共价键所连接的原子数。 2） 折叠结构（Pleated sheet）的结构特征 折叠结构又称为 折叠片
21、层结构， 结构等。 折叠结构的形成一般需要两条或两条以上的肽段共同参与，即两条或多条几乎完全伸展的多肽链侧向聚集在一起，相邻肽链主链上的氨基和羰基之间形成有规则的氢键，维持这种片层结构的稳定。这样的多肽链构象就是 折叠结构。 折叠结构的特点是： （1）在这种结构中，所有的肽键都参与了链间氢键的形成，氢键与肽链的长轴近于垂直。 （2）在 折叠中，多肽主链是比较伸展的，取锯齿状折叠构象；相邻的两个氨基酸之间的轴心距为 035nm。侧链 R 交替地分布在片层平面的上方和下方，以避免相邻侧链 R 之间的空间障碍。 （3） 折叠结构有平行和反平行两种。在反平行的 折叠结构中，相邻肽链的走向相反，但氢键近
22、于平行。在平行的 折叠结构中，相邻肽链的走向相同，氢键不平行。 3） 转角结构，其结构特征是： 也称为 弯曲， 回折，发夹结构，U 型转折等。蛋白质分子的多肽链在形成空间构象时，经常会出现 180o的回折（转折），回折处的结构就称为 转角结构。一般有四个连续的氨基酸组成。在构成该种结构的四个氨基酸残基中，第一个氨基酸的验基和第四个氨基酸的氨基之间形成氢键。甘氨酸和脯氨酸易出现在这种结构中；在某些蛋白质，如嗜热菌蛋白酶中有三个连续的氨基酸形成的 转角结构。氢键形成于第一个氨基酸磷基氧和第三个氨基酸亚氨基的氢之间。 13 l）蛋白质的变性作用：蛋白质因受某些物理的或化学的因素的影响，分子的空间构象
23、破坏，从而导致其理化性质，生物学活性改变的现象称为蛋白质的变性作用。强酸，强碱，剧烈搅拌，重金属盐类，有机溶剂，脉，肌类，超声波等都可使蛋白质变性。 2）蛋白质的沉淀作用：由于水化层和双电层的存在，蛋白质溶液是一种稳定的胶体溶液。如果向蛋白质溶液中加入某种电解质，以破坏其颗粒表面的双电层或调节溶液的 pH，使其达到等电点，蛋白质颗粒因失去电荷变得不稳定而将沉淀析出。这种由于受到某些因素的影响，蛋白质从溶液中析出的作用称为蛋白质的沉淀作用。 如重金属盐类、有机溶剂、生物碱试剂等都可使蛋白质发生沉淀，且不能用透析等方法除去沉淀剂而使蛋白质重新溶解于原来的溶剂中，这种沉淀作用称为不可逆的沉淀作用。如
24、果向蛋白质溶液中加入大量的盐类，如硫酸铰，蛋白质的溶解度逐渐下降，以致从溶液中沉淀出来，若用透析等方法除去使蛋白质沉淀的因素后，可使蛋白质恢复原来的溶解状态。此种沉淀作用称为可逆的沉淀作用。沉淀的蛋白质不一定变性失活，但变性后的蛋白质一般失去活性。 14小肽。 15在有机酸如 TCA、磺基水杨酸等存在下，绝大多数蛋白质带正电荷；可与酸根负离子形成不溶性复合物而沉淀析出，在临床上，预分析血液中的游离氨基酸的量，向血液中加入 TCA，使蛋白质沉淀，离心取上清液即可用于氨基酸的分析。 有机溶剂如丙酮、乙醇等，可使蛋白质沉淀。因有机溶剂使蛋白质脱水，介电常数降低。应用：制备有活性的酶或蛋白质性质的激素
25、等常用丙酮将材料制成于粉以便于保存；用乙醇抽提制备某些醇溶性蛋白。 SDS：十二烷基硫酸钠，是一种阴离子去污剂，表面带大量的负电荷。可与蛋白质的疏水性基团结合使蛋白质变性。蛋白质分子愈大，结合的 SDS 量愈多；负电性愈大。因而在电场中的迁移速度不同。SDSPAGE 电泳法测定蛋白质的分子量即根据此原理。在核酸制备中用 SDS 破坏膜结构，除蛋白、核酸酶等。 盐类：在低盐溶液中，大多数蛋白质的溶解度增加；在高盐溶液中，由于蛋白质分子表面的电荷被中和，破坏了双电层，蛋白质将沉淀析出。不同蛋白质氨基酸组成不同，在不同盐浓度的溶液中溶解行为不同，可用盐析法沉淀蛋白质。 重金属盐类：在碱性条件下，蛋白
26、质带负电，可与重金属离子如汞离子，铅离子结合，形成不溶性的重金属蛋白盐沉淀。因此，长期从事重金属作业的人，应吃高蛋白食物，以防止重金属离子被机体吸收。临床上，常用醋酸铅或硫酸铜沉淀体液中的蛋白质，以分析体液中的氨基酸或其他小分子化合物。 生物碱是植物组织中具有显著生理作用的一类含氮的碱性物质。能够沉淀生物碱的试剂称为生物碱试剂。如单宁酸、苦味酸、三氯乙酸等都能沉淀生物碱，故称它们为生物碱试剂。在酸性条件下，蛋白质带正电荷，可与生物碱试剂，如三氯乙酸的酸根离子结合成为溶解度较小的盐类而沉淀。 “柿石症” 的产生就是由于空腹吃了大量的柿子，柿子中含有单宁酸，使肠胃中的蛋白质凝固变性而成为不能被消化
27、的“柿石”。16.血红蛋白有两条 a 链和两条 链组成。血红蛋白的 a 链和 链与肌红蛋白的构象十分相似，尤其是 链。它们所含的氨基酸种类、数目、氨基酸的排列顺序都有较大的差异，但它们的三级结构十分相似。使它们都具有基本的氧合功能。但血红蛋白是一个四聚体，它的分子结构要比肌红蛋白复杂得多；因此除了运输氧以外，还有肌红蛋白所没有的功能。如运输质子和二氧化碳。 血红蛋白的氧合曲线为 S 形，而肌红蛋白的氧合曲线为双曲线，S 形曲线说明血红蛋白与氧的结合具有协同性。 脱氧血红蛋白分子中，它的四条多肽链的 C 端都参与了盐桥的形成。由于多个盐桥的存在，使它处于受约束的强制状态。当一个氧分子冲破了某种阻
28、力和血红蛋白的一个亚基结合后，这些盐桥被打断，使得亚基的构象发生改变，从而引起邻近亚基的构象也发生改变，这种构象的变化就更易于和氧的结合；并继续影响第三个、第四个亚基与氧的结合，故表现出 S 型的氧合曲线。 17在无水肼存在下，除 C 端氨基酸外，其他氨基酸均转变为氨基酸酸肼的衍生物，加入苯甲醛，后者又转变为二苯基衍生物，不溶于水。经离心分离，C 一端氨基酸在水相，向水相中加入 2，4 一二硝基氟苯与其反应，可得到相应的 2，4 一二硝基苯氨基酸，经色谱分析可鉴定之。 18蛋白质的一级结构决定其高级结构。核糖核酸酶，一条肽链经不规则折叠而形成一个近似于球形的分子。构象的稳定除了氢键等非共价键外
29、，还有 4 个二硫键。CAnfinsen 发现，在 8mol 脲素和少量流基乙醇存在下，酶分子中的二硫键全部还原，酶的三维结构破坏，活性丧失。当用透析方法慢慢除去变性剂和疏基乙醇后，发现酶的大部分活性恢复；因为二硫键重新形成。这说明完全伸展的多肽链能自动折叠成其活性形式；若将还原后的核糖核酸酶在 8mol 脲素中重新氧化，产物只有 1的活性，因为硫氨基没有正确的配对。变性核糖核酸酶的 8 个硫氢基相互配对形成二硫键的几率是随机的（1/7X1/5X1/3=1105 种可能的配对方式，但只有一种是正确的），实验发现，复性过程中 RNase 接与天然 RNase 相同的连接方式形成二硫键，这是由于蛋
30、白质的高级结构，包括二硫键的形成都是由一级结构决定的。 以上实验说明，蛋白质的变性是可逆的，变性蛋白在一定的条件下之所以能自动折叠成天然的构象，是由于形成复杂的三维结构所需要的全部信息都包含在它的氨基酸排列顺序上，蛋白质分子多肽链的氨基酸排列顺序包含了自动形成正确的空间构象所需要的全部信息，即一级结构决定其高级结构。由于蛋白质特定的高级结构的形成，出现了它特有的生物活性。 19 1）等电点沉淀法，蛋白质是两性化合物，在等电点时其溶解度最小。不同蛋白质氨基酸组成不同，等电点不同，调节蛋白质混合溶液的 pH 值，可使他们分次沉淀出。 2）离子交换纤维素层析，常用的纤维素衍生物有 CM 一纤维素（分
31、子中带有羧甲基基团，一 0 一 CH2一 C00H）和 DEAE纤维素（阴离子交换剂，带有二乙氨基乙基基团）。 蛋白质与离子交换纤维素的结合能力取决于彼此间相反电荷基团的静电吸引，在某一 pH 条件下，不同蛋白质氨基酸组成不同，pI 不同，所带的静电荷性质、数量不同，与离子交换纤维素的吸附能力不同。通过改变洗脱液的 pH 和离子强度，可把不同的蛋白质依次洗脱下来。 3）电泳法（聚丙烯酞胺凝胶电泳、等电聚焦）。 20Phe-Met-Lys-Gln-Lys-Pro。 21因细菌含有胶原酶，该酶专一性水解动物的结缔组织，因结缔组织中的主要蛋白质是胶原蛋白，其一级结构中存在一XGlyProY 一顺序，
32、允许细菌入侵宿主细胞，而细菌本身无胶原蛋白。 22 1）赖氨酸或精氨酸取代了正常血红蛋白 链的第六位谷氨酸。导致用胰蛋白酶水解时产生了只有 6 个氨基酸组成的肽段。 2）在 pH80 时，血红蛋白都带负电荷，应向正极移动。由于异常血红蛋白分子中的第六位变成了一个碱性氨基酸（HbA 第六位是 Glu，HbS 第六位是 Val）；因此，在 pH8 时，HbA 所带的净电荷数最多，HbS 次之，异常 Hb 所带的净电荷数最少，向正极移动的速度为： 异常血红蛋白 4）的线形糖原的直接能量消耗作比较。根据你的计算，合成蛋白质比起糖原多消耗多少能量？除了合成蛋白时直接的能量消耗，还有非直接的能量消耗，细胞
33、必须合成蛋白质合成所需的各种酶。根据酶法机制比较真核细胞生物合成 l 4 直链糖原和生物合成多肽链的非直接能量消耗的数量差别。 8甘氨酸的 4 个密码子是 GGUGGCGGA 和 GGG，请写出它们所有可能的反密码子。 （a）根据你的答案决定甘氨酸密码子特异性是密码子的哪几个位置？ （b）这些密码子反密码子配对中哪个配对中有摆动碱基？ （c）哪些密码子一反密码子配对所有三个位置都是 WatsonCrick 配对？ 9遗传密码最重要的肯定性证据来自突变蛋白氨基酸顺序单个残基取代。下列哪些个氨基酸的取代来自于遗传密码的单个碱基改变？哪些取代需得改变两个或三个碱基？为什么？ （a）Phe Leu （
34、b）Lys Ala （c）Ala Thr （d）Phe Lys （e）Ile Leu （f）His Gin （g）Pro Ser 10镰刀型细胞贫血症是由正常血红蛋白 A 的 珠蛋白的链 6 位发生 Val 取代 Glu 残基造成的，你能估计 DNA 密码发生什么改变才造成撷氨酸残基取代谷氨酸残基？ 11一些氨酰一 tRNA 合成酶不识别它的对应 tRNA 的反密码子而识别 tRNA 的其他结构以表达特异性，丙氨酸一 tRNA 明显属于这种类型。（a）丙氨酸一 tRNA 合成酶是靠什么机制识别 tRNAAla？ （b）描述 tRNAAla反密码子第三位由 CG 突变的影响。 （c）什么类型的其
35、他突变会造成同样后果？ （d）从未发现这种类型的突变在生物界天然发生，为什么？ 12DNA 聚合酶合成 DNA 时依靠 3一 5外切酶切去错配核着酸残基进行校对，但肽链合成时核糖体实际上无法识别附着于 tRNA 的氨基酸的身分。不正确氨基酸插人后再水解切除在实践上是不可能的，为什么？（提示，考虑生长中的肽链是如何与 mRNA 保持联系的。） 13一个为 300 氨基酸残基编码的真核基因发生突变，使它在氨基末端有 SRP 识别的信号顺序，在内部 150 氨基酸残基开始有一核定位顺序（NLS）。这个蛋白最后可能存在于细胞的哪一个位置？ 14细菌分泌蛋白 OrnpA 的前体 ProOmpA 有分泌过
36、程所需的氨基末端信号顺序。如果纯化的 ProOmpA 前体用 8molL 尿素变性后除去尿素（可把蛋白溶液迅速通过凝胶过滤色谱柱）。这种蛋白前体在体外实验中能在分离的细菌内膜中穿膜转位，但是如果这个蛋白在无尿素的情况下保温几个小时，转位就不可能的了。但是，如果在另一种被称为“触发因子”的细菌蛋白存在下这个蛋白的转位能力可以得到维持。叙述这种因子可能的功能。 16举例说明一些蛋白的激活过程中，肽链的局部断裂对其活性的影响？ 17为什么遗传密码是三联体的（三个碱基一组）而不是二联体或四联体的？ 18174 基因组是含有 5386 个核苷酸的单链 DNA，问： 1）如果基因组中只有一个 AUG 存在
37、并用于翻译的起始，该基因组编码的蛋白质应含有多少个氨基酸？假定氨基酸残基的平均分子量为112，所编码的蛋白质的最大分子量是多少？ 2）研究发现，174 基因组所编码的蛋白质的数量比预期的要多，为什么？ 19在原核细胞的蛋白质合成中，四氢叶酸和起始因子蛋白的作用是什么？ 20在体外进行的蛋白质合成实验中发现，CystRNA Cys可转变为 AlatRNA Cys，问： 1）用 14C 标记 AlatRNA Cys中的丙氨酸进行蛋白质合成实验，标记的丙氨酸能掺入多肽链中丙氨酸的位置吗？ 2）氨酰一 tRNA 合成酶在蛋白质合成中的重要性是什么？ 21亮氨酸有 6 个密码子（UUA、UUG、CUU、
38、CUC、CUA 和 CUG），根据摆动理论，它至少需要几个 tRNA 以识别这些密码子？ 22用放射性标记的氨基酸进行蛋白质的体外合成实验，并与不同的反应时间取样分析得到 如下的结果。注：“”代表没有标记的氨基酸，“X”代表标记的氨基酸，A 和 B 代表新合成的肽链的末端。 时间 1（反应开始） AX.XB 时间 2 A X.X.X.X.XB 时间 3 AX.X.X.X.X.X.X.X.XB 时间 4 A X.X.X.X.X.X.X.X.X.X.X.X.X.X.X.X.X.B 注：“”代表没有标记的氨基酸，“X”代表标记的氨基酸，A 和 B 分别代表新合成的肽链的氨基末端和羧基末端。 问：1）
39、多肽链合成的方向如何？从 A 向 B 还是从 B 向 A 方向延伸？2）哪是它的氨基末端和按基末端？ 23已知为 Ecoli 细胞中某个蛋白质氨基末端的氨基酸顺序编码的 DNA 模板链的核苷酸排列顺序为：“GTAGCGTTCCATCAGATTT”，请写出刚合成出的多肽链氨基末端的前 4 个氨基酸的排列顺序（参看密码子表）或前 4 个氨基酸密码子的排列顺序。 24假定为哺乳类某个蛋白质氨基末端的氨基酸顺序编码的 DNA 有意义链的核苷酸顺序如下：5CCTGTGGATGCTCATGTTT? 3，参照密码子表，新合成出的蛋白质氨基末端的氨基酸顺序是什么？ 25为 Ecoli 某蛋白质多肽链 C 端编
40、码的 DNA 有意义链的核着酸顺序如下： CCATGCAAAGTAATAGGT，参看密码子表，问产生的蛋白质 C 端的氨基酸顺序如何？ 26信号顺序氨基酸组成上的特点是什么？1 （a）GlyGlnSerLeuLeuIle （b）LeuAspAlaPro （c）HisAspAlaCysLysTyr （d）MetAspGln 或 fMetAspGln（原核） 2编码 LeuMetTyr 三肽的 mRNA 序列可以是 12 种。 UUAAUGUAU，UUGAUGUAU，CUUAUGUAU， CUCAUGUAU，CUAAUGUAU，CUGAUGUAU UUAAUGUAC，UUGAUGUAC，CUUAU
41、GUAC， CUCAUGUAC，CUAAUGUAC，CUGAUGUAC 这个答案表明，一个三肽对应的 mRNA 序列多达 12 种，用肽链氨基酸序列很难预测其 mRNA 的序列。 3不能，因为大部分氨基都有多于一个的密码子。因此，一个给定多肽链有很多不同的碱基顺序为它编码。但是，由于一些氨基酸只有一个密码，而有些氨基酸的密码子通常有两个位置有相同的核苷酸。因此，一条肽链其相应的 mRNA 的许多位置的碱基是很肯定的。 4 （a）其转录产生的 mRNA 序列为： 5CGACGGCGCGAAGUCAGGGGUGUUAAC? 3 （b）其编码的肽链为： ArgArgArgGluValArgGlyVa
42、lLys （c）如果是这条 DNA 链的互补链转录和翻译，产生的肽链的氨基酸顺序不一样。因为反平行的互补链没有相同的碱基顺序。这种情况的重要生物学意义在于同一段 DNA 双 螺旋可以用不同互补链为不同基因编码。提高 DNA 信息量。 5在大肠杆菌细胞中有两类 tRNA 都能携带蛋氨酸，即 tRNA Met和 tRNA fMet。可以形成 MettRNA Met和 MettRNA fMet。MettRNA Met可识别 mRNA 中间部分的 AUG 密码把甲硫氨酸插入多肽链的中间位置；而 MettRNA fMet可被特异于此 tRNA 的转甲酰基酶甲酰形成 fMettRNA fMet，在起始因子
43、 IF2 的帮助下进入核糖体的 P 位。并使其反密码子与 起始密码子 AUG 相配对。一般氨基酸的 tRNA 不能进入 P 位，因而肽链起始氨基酸 N甲酰甲硫氨酸与内部的甲硫氨酸相区别。 6可以用多核苷酸磷酸化酶在 UDP 和 CDP 参与下合成多核苷酸，并使 UDP 的浓度是 CDP 的 5 倍，这样合成的多核苷酸具有最多的 UUU 密码（为苯丙氨酸编码）。有较少的 UUC（为苯丙编码）UCU（为丝氨酸编码）CUU（为亮氨酸编码），只有极少数的密码为：UCC（为Ser 编码）CUC（为 Leu 编码）CCU（为 Pro 编码）。 7需消耗 583 个高能磷酸键。以每加接 1 个消耗 4 个高
44、能磷酸键计，因共有 145 个转肽步骤，l 个起始步骤；以上不计矫正氨基酸错误插入所消耗的能量。合成 一珠蛋白每个消耗的能量约比合成相应长度（含 146 个葡萄糖残基）线性糖原（292 个高能磷酸键）要大 1倍。这反映了保证信息正确传递给蛋白质要消耗更多的能量。 8甘氨酸的密码子是：GGU，GGC，GGA，GGG 相应的反密码子是：ACC，GCC，UCC，CCC，GCC，ICC，ICC，UCC，ICC （a) 反密码子中 3一末端第一个碱基和中间位碱基决定密码的特异性。 （b) 与 GGC 配对的 GCC、ICC，与 GGC 配对的 ICC，与 GGA 配对的 ICC，与 CCC 配对的 UC
45、C 含有摆动碱基。 （c）密码子 GGU 对反密码 ACC，GGC 对 GCC，GGA 对 UCC，GGG 对 CCC，均为三个位置都是 WatsonCrick 碱基配对。 9单一残基（碱基）改变造成氨基酸替换的是：（a）、（c）、（e）、（g）；而（b）、（d）、(f)不可能是单一碱基的改变；(b)和(f) 需改变两个碱基；(d) 需要取代所有三个碱基。 10在密码表中，谷氨酸有两个密码子，GAA 和 GAG。而颉氨酸有 4 个密码子：GUU、 GUC、GUA 和 GUG。GAA 变成 GUA 及 GAG 变成 GUG的单一碱基改变都可导致珠蛋白中的谷氨酸残基变成颗氨酸残基。这种镰刀型贫血病
46、病变，而不太可能是由 GAA 变成 GUG、GUU 变成 GUC或从 GAG 变成 GUA、GUU 或 GUC 的双碱基突变。 11 （a）丙氨酸一 tRNA 合成酶依靠识别 tRNAAla氨基酸臂上的 G3一 U70碱基对识别 tRNA。 （b)这种突变会导致 mRNA 上编码脯氨酸的位置插入丙氨酸残基。 （c）可能导致相同结果的突变是改变 tRNAPro使它能被丙氨酸 tRNA 合成酶所识别。 （d) 因此这种突变会使所有蛋白质中的脯氨酸被丙氨酸所取代，因此导致所突变体的死亡。这表明自然选择压力对保持遗传密码有极重要的作用。 12最新补加到生长中的肽链的氨基酸残基是新生肽链和 tRNA 之
47、间的惟一共价连系。也是肽链和模板 mRNA 的惟一连系。如果有一个类似于 DNA 合成的外切酶校对活性，会切断这种连系，因而阻断肽链的继续合成。使它从 mRNA 上释放下来。因此，这种校对过程不可能存在。 13这个蛋白会被导入内质网膜。因为它存在着 SRP 识别的信号顺序。在这个顺序为 SRP 结合并把新肽链导入内质网腔，在那里完成肽链合成并完成修饰。因此这个蛋白被输入内质网膜腔，它的输接信号 NLS 被参加核投递的蛋白所接触和识别。因此，它最后将不能到达细胞核内。 14这种触发因子是一种分子伴侣，它能稳定未折叠的处于转位感受性的前 OmpA 的构象。 16蛋白质分子中多肽链的修饰和局部断裂，
48、是生物活性蛋白质的形成并执行特定的生物学功能所必须的过程，在生物机体中普遍存在。如前胰岛素原，含 110 个氨基酸残基。进入内质网腔后被信号肽酶作用切去信号肽转变为胰岛素原。再经特异性酶的作用，切下一段 C 肽后才转变为有活性的胰岛素。为什么先以胰岛素原的形式存在？可能是为了更好地折叠成活性形式。研究发现，除去 C 肽的胰岛素原，两条链不能很好地组装成有活性的胰岛素。有一种糖尿病人，其血液中胰岛素原样肽的水平很高。分析其原因是该病人的胰岛素原分子中的第 63 位精氨酸突变为非碱性氨基酸。因此，在胰岛素原转变为胰岛素时，63 位（此位必须是碱性氨基酸）一 64 位之间的肽键不能被酶切开，不能形成正常的胰岛素分子。所以 C 肽仍挂在 A 链的 N 端，这样的分子称为胰岛素原样肽。 17若以每两个为一组，DNA 的四种核苷酸仅能产生 4 216 种不同的组合，不足以编码蛋白质中的 20 种氨基酸。但是，若以每三个一组，则四种碱基就可产生 4364 种不同的组合。早期的遗传学实验不仅证明氨基酸的密码子是核普酸三联体，而且证明密码子是不交盖的，
