动物生物化学课后题我学习卡片

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1、1 1 第 一 章1 21 31 4为什么用紫外法可以测定 Tyr、Phe、Trp 的含量？解：Tyr、Phe、Trp 是含有共轭双键的氨基酸，其溶液在近紫外区 有光吸收，吸收峰在 280 nm。 根据 Lambert-Beer 定律(A=c)， 一个样品的吸光值 A 与浓度 c 为线性关系。 已知比色杯光径=1cm， 并且这三种氨基酸有自己特定的摩尔消光 系数，因此，如果测出光吸收度 A，便可求出浓度 c。2用阳离子交换柱分离氨基酸，在 pH=2 时，碱性氨基酸和酸性氨 基酸相比，哪一个先被洗脱？为什么？ 9解：酸性氨基酸先于碱性氨基酸被洗脱。 阳离子交换柱层析是一种用阳离子交换树脂作支持剂

2、的层析法。 阳离子交换树脂上含有的酸性或弱酸性基团可以解离出氢离子， 与 溶液中的阳离子发生交换。 在 pH=2 时，氨基酸的羧基不发生解离，而氨基会发生质子化，因此氨基酸主要以阳离子形式存在。 碱性氨基酸带有两个氨基、一个羧基；酸性氨基酸带有两个羧基，一个 氨基。发生质子化后，碱性氨基酸所带正电荷明显多于酸性氨基酸。 氨基酸与树脂的亲和力主要取决于它们之间的静电吸引， 因此， 碱性氨基酸与树脂上的阳离子发生交换而被“挂”在树脂上机会多，结合 力强；相反，酸性氨基酸则结合力弱。因此当用缓冲液 洗脱氨基酸时，酸性氨基酸将先于碱性氨基酸被洗出。蛋白质的水解产物是什么？ 10解： 蛋白质是由氨基酸残

3、基靠肽键连接起来的， 其完全水解产物是氨基酸。 实际上，蛋白质水解方法不同，所得到的水解产物是有区别的： 蛋白质经酸水解（如 6 mol/L HCl，煮沸 20 h），产生的氨基酸为 L-氨基酸，但色氨酸被破坏，羟基氨基酸部分分解，酰胺类氨基酸的酰胺基团也会遭到破坏。 蛋白质经碱水解（如 5 mol/L NaOH，煮沸 10 h）后的产物中，除 色氨酸稳定外，大多数氨基酸被不同程度破坏。蛋白质的蛋白酶水解往往是不完全水解，产物是不同大小的肽段。 不同蛋白酶水解位点专一性不同， 对同一种蛋白质水解产生的肽段 大小也不同。组氨酸各基团的 pK 值分别为：羧基为 1.8(pK1)氨基为 9.3(pK

4、2)， 侧链为 6（pKR）。 赖氨酸各基团的 pK 值分别为：羧基为 2.2(pK1)氨基为 9.l(pK2)， 侧链为 10.5(pKR)。 请分析这两种氨基酸中哪种更适合作为细胞的缓冲剂？为什么？解：组氨酸。 因为赖氨酸的 pK1、pK2 和 pKR 都远离生理 pH，这三个基因在生理 pH 下都处于带电状态（羧基带负电、氨基和侧链均带正电），不 具备缓冲能力。 而组氨酸，虽然其 pK1、pK2 远离 pH 7，但 pKR 为 6，因此在生理 pH 下，咪唑基几乎有一半为质子化的，一半没有质子化。 此时它既能从环境中获取质子， 又能释放出质子， 因而更适合作为 细胞的缓冲剂。2 12 2

5、2 32 4五、实验题 1有两种氨基酸的水溶液：酪氨酸，谷氨酸。请问如何快速区分 这两种氨基酸？并说明原因。 10解：用蒸馏水作空白对照，利用紫外分光光度计在 280 nm 分别测 定两种溶液的吸光值。 有吸光值的为酪氨酸，没有读数或吸光值很低的样品即为谷氨酸。 因为酪氨酸侧链含有共轭双键， 在近紫外区有吸收峰； 而谷氨酸不 含共轭双键，在 280 nm 光吸收很低。2.一个氨基酸混合样品，经过常规纸层析有效分离后，需要用试剂 显色出氨基酸位点。 1011 请问：(1)常用显色试剂是什么？显色原理是什么？ (1)如何设计对照才能使氨基酸得到定性？ (2)(4)如果有一个氨基酸点呈黄色，请说出该

6、氨基酸的特征。解：(1)水合茚三酮。 (2)在弱酸性条件下，-氨基酸与水合茚三酮共热，氨基氧化脱氨， 羧基发生脱羧反应，生成紫色化合物；脯氨酸为亚氨基酸，显色特殊， 为黄色。 (3)用标准氨基酸（已知氨基酸）为对照，在同样条件下进行纸层析 分离、显色反应，比较未知样品和对照样品位点的 Rf 值，则可确定未知 氨基酸的种类。 (4)为脯氨酸，属于-亚氨基酸，没有自由的-氨基，侧链为杂环 结构。3如何证明氨基酸的酸碱性？解：对氨基酸进行酸碱滴定。 在一组相同氨基酸溶液中分别加入等量增加的碱， 测定溶液 pH;同 样，在另一组氨基酸溶液中分别加入等量增加的酸，测定溶液 pH。 以 pH 为纵坐标，以

7、酸、碱加入量为横坐标，绘出滴定曲线。 从滴定曲线可以看出，氨基酸溶液 pH 的变化并不随酸的等量加入 呈线性降低，也不随碱的等量加入成线性增加，而是出现多个拐点，说 明氨基酸有获得质子和解离质子的能力来缓冲因酸碱加入引起的 pH 的 变化，也就是说氨基酸具有酸碱两性性质。(1)从该图可以得出什么结论？ (2)如果用 pK1 表示羧基解离常数，用 pK2 表示氨基解离常数， 请在图上标出 pK1、pK2、pI 的位置，并阐述其含义和三者的关系。 (3)当溶液 pH 大于、等于、小于氨基酸 pI 时，Gly 分子分别带 什么电荷？解：(1)结论有两个：Gly(甘氨酸)具有酸碱性质，在溶液中可以 发

8、生两性解离； 甘氨酸的解离状态（带电情况）是 pH 的一个函数（随溶液 pH 而变化）。(2) pK1 是甘氨酸的羧基解离一半时溶液的 pH; pK2 是甘氨酸氨基解离一半时溶液的 pH; pI 为氨基酸分子净电荷为零时的溶液 pH。三者的关系是： pI=l/2(pK1+pK2)。 (3)pH 小于 pI 时，甘氨酸带正电；pH 大于 pI 时，甘氨酸带负电；pH 等于 pI 时，甘氨酸不带电。3 1 2 章3 23 33 43什么是蛋白质辅基？以肌红蛋白为例，阐述辅基与蛋白质结构、功 能的关系。解：蛋白质辅基是缀合蛋白质分子中的非蛋白部分。 辅基与蛋白质结合紧密， 以共价键相连， 用普通透析

9、技术不能除去。辅基是整个分子的一部分， 是蛋白质实现功能所必需的， 脱辅基蛋白会 部分甚至完全丧失活性。 肌红蛋白的辅基是血红素。 血红素位于肌红蛋白分子表面裂缝的疏 水微环境中，它由有机分子和 Fe 原子两部分组成。 Fe 原子除了与原卟啉环上的 4 个 N 原子分别形成 4 个配位键外， 在环一侧与附近多肽链上的 His 形成 1 个配位键， 在环另一侧与氧形成 1 个配位键。 可见没有肌红蛋白多肽链折叠成合适的微环境， 血红素就不能与蛋 白质亚基结合，肌红蛋白也就没有结合氧的能力。4还原性谷胱甘肽分子中的肽键有何特点？还原性与氧化性谷胱甘 肽的结构有何不同？ 2930（这道题曾经出现在

10、2010 年研究生统考题中）。 解：典型的肽键是一个氨基酸的-羧基和另一个氨基酸的一氨 基脱水形成的。而还原性谷胱甘肽分子中的肽键为-肽键，即谷氨酸 的-羧基和半胱氨酸的-氨基脱水所形成的肽键。 还原性与氧化性谷胱甘肽的结构区别主要有两点： 还原性谷胱甘肽含有自由巯基(-SH)，氧化性谷胱甘肽含有二硫 键。 还原性谷胱甘肽由 3 个氨基酸残基组成；谷氨酸、半胱氨酸、甘 氨酸各 1 个； 氧化性谷胱甘肽由 6 个氨基酸残基组成：谷氨酸、半胱氨酸、甘氨 酸各 2 个。什么是蛋白质变性？指出三种常见蛋白质的变性剂。 变性后的蛋白质能 否复性？解： 天然蛋白质分子受到某些物理因素或化学因素的影响时，

11、次级键 被破坏， 天然构象解体， 生物活性丧失， 这种作用称为蛋白质变性作用。 蛋白质变性后，理化性质也会有明显改变，如溶解度降低，黏度增 加，扩散系数降低。蛋白质研究中常用的变性剂有脲（尿素）、盐酸胍、SDS 等。 变性后的蛋白质有的可以复性， 有的不能， 这既取决于蛋白质本身 的结构、组成，也与变性条件强度有关。 蛋白质结构、 组成越简单， 变性条件越温和， 复性的可能性就越大。4 14 24 34 4六、实验题 下图是 Anfinsen 的核糖核酸酶变性、 复性实验。 请对图进行分析。 指出尿素和巯基乙醇 的作用， 并说明复性过程中保持微量巯基乙醇的意义。 从该实验结果能 得出什么重要结

12、论？Anfinsen 的核糖核酸酶 A 的变性复性试验如下图： 解：天然的核糖核酸酶 A 是单链蛋白质，具有三维特异结构，含有 4 对二硫键。 尿素是蛋白质变性剂， 巯基乙醇是一种巯基还原剂。 在巯基乙醇和 尿素存在下，核糖核酸酶 A 会发生变性作用，多肽链伸展开来，4 对二 硫键被还原打断，半胱氨酸侧链出现自由巯基，高级结构发生变化，失 去生物活性。1举例说明蛋白质结构与功能的关系。对于这样的大题，应首先明确观点，然后列举实例加以阐述。 要点分析： (1)蛋白质的一级结构决定高级结构； (2)蛋白质的高级结构决定生物功能。举例： 镰刀状细胞贫血病。 其本质是血红蛋白分子亚基一级结构 的 N-

13、末端第 6 位 Glu 变成了 Val。Glu 在生理条件下带负电荷，而 Val 的侧链是一个非极性基团，因 此 Val 对 Glu 的替代不仅导致亚基三维结构表面电荷性质发生变化， 而且多了一个疏水尾巴，创造了一个“黏性”突起，促使血红蛋白亚基 在脱氧（注意是脱氧，因为在氧合状态不受影响）情况下相互粘连形成 纤维状多聚体。血红蛋白这种高级结构的变化， 致使红细胞变形成镰刀状而失去原 有的平滑与弹性，在毛细血管处发生堵塞，导致细胞缺血受伤，引起炎 症和疼痛，甚至镰刀状细胞本身碎裂溶血，从而引起贫血症状。 可见，蛋白质结构决定蛋白质的生物功能。 蛋白质一级结构的变化， 有时甚至是一个氨基酸残基的

14、改变都有可 能引起蛋白分子构象的改变，从而失去正常功能。如果用透析法将巯基乙醇和尿素除去， 半胱氨酸被空气中的氧气 氧化，不同的半胱氨酸巯基之间会配对再形成二硫键。 由于半胱氨酸之间的两两配对有多种选择， 可能是原配， 也可能 是错配。 当透析除去变性剂， 但微量巯基乙醇存在下， 会保持溶液的还原 条件，允许错配者“反悔”，最后趋向于热力学上更稳定的配对，使 多肽链自发折叠成天然构象。 该实验说明： 变性的蛋白质在一定条件可以自发折叠为天然形式； 蛋白质三维结构的信息储存在蛋白质氨基酸序列中 （或一级结 构决定高级结构）。5 15 25 33 章5 42下图是以氧分压为横坐标、以氧结合量为纵坐

15、标所作的血红蛋白 与肌红蛋白氧合曲线。 请对血红蛋白与肌红蛋白的氧合特点进行分析，并讨论其生物学意义要点分析： (1)肌红蛋白有可逆结合氧的能力。 肌红蛋白的氧合曲线为双曲线， 在低氧分压下与氧仍有很强亲和力。 (2)血红蛋白也有可逆结合氧的能力。 血红蛋白的氧合曲线为 S 形， 低 02 分压时，血红蛋白与 O2 亲和力较低；到一定 O2 浓度时， 02 结 合量出现线性增加，表明血红蛋白亚基与 02 的结合在亚基间有协同效 应。 (3)血红蛋白氧结合饱和度达最大一半时需要氧分压为 26 torr， 明显高于肌红蛋白(2.8torr)，表明在代谢组织的氧分压下，血红蛋白 的可逆氧结合能力能非

16、常敏感地得到调控。肌红蛋白和血红蛋白在氧结合上的区别， 与它们各自的生物学功能 相一致。 肌红蛋白是在肌肉组织中储存和供氧，它在低 O2 分压下仍能结合 大量 O2，这样便可以保证在肌肉代谢时能持续供 O2。 血红蛋白的功能是在血液中运输 O2，主要是通过长距离运输将 O2 从肺部运到各组织。 这就要求它在低 O2 分压时（组织中）与氧的亲和性低，从而有利 于 O2 的及时释放，满足组织代谢需要；在氧分压高时（肺部），血红 蛋白对 O2 的高亲和性有利于它在肺部高效地结合氧。四、简答题 45 1什么是 western blot?指出 2-3 种用途。解：western blot 就是蛋白质免疫印迹。 简要叙述如下： 将经过凝胶电泳分离的蛋白质条带， 原位电转移至 能吸附蛋白质且有一定机械性能的薄膜（如硝酸纤维素膜），然后分别 与目标蛋白的特异抗体以及酶标二抗进行孵育结合， 最后加入酶底物进 行反应， 使与抗体特异结合的蛋白质条带显色， 从而使目标蛋白得到鉴 定。 此法有多种用途： (1)鉴定蛋白质样品中某种目标蛋白的存