3 蛋白质化学 生物化学习题汇编 sqh

22、用下列哪种试剂最适合完成以下工作：溴化氰、尿素、β-巯基乙醇、胰蛋白酶、过甲酸、丹磺酰氯(DNS-Cl)、6mol/L 盐酸、茚三酮、苯异硫氰酸(异硫氰酸苯酯)、胰凝乳蛋白酶。 (1)测定一段小肽的氨基酸序列。 (2)鉴定小于10-7g 肽的N端氨基酸。

(3)使没有二硫键的蛋白质可逆变性。如有二硫键，应加何种试剂？ (4)水解由芳香族氨基酸羧基形成的肽键。 (5)水解由甲硫氨酸羧基形成的肽键。 (6)水解由碱性氨基酸羧基形成的肽键。[1]

23、有一球状蛋白质，在 pH 7 的水溶液中能折叠成一定的空间结构，通常非极性氨基酸侧链位于分子内部形成疏水核，极性氨基酸侧链位于分子外部形成亲水面。

问：(1)Val, Pro, Asp, Lys, Ile和His中哪些氨基酸侧链位于分子内部?哪些氨基酸侧链位于分子外部?

(2)为什么球状蛋白质分子内部和外部都可发现Gly和ALa？

(3)虽然Ser、Thr、Asn和Gln是极性的，为什么它们位于球状蛋白质的分子内部? (4)在球状蛋白质分子的内部还是外部能找到Cys(半胱氨酸)，为什么？[2]

24、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亚基的结构很类似于肌红蛋白(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? [3]

位氨基酸之间有一对二硫键。

(2)根据肽段(3)与链1、链2的重叠情况，可知链1的第8位氨基酸与链2的第3位氨基酸之间有一对二硫键。

(3)根据肽段(4)与链2的重叠情况，可知链2的第1位氨基酸与链2的第5位氨基酸之间有一对二硫键。

综上所述，天然肽中二硫键的位置如下：

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22、(1)苯异硫氰酸；(2)丹磺酰氯；(3)尿素，如有二硫键应加β巯基乙醇使二硫键还原；(4)胰凝乳蛋白酶；(5)溴化氰；(6)胰蛋白酶

23、(1)因为Val、Pro、Phe和Ile是非极性氨基酸，所以它们的侧链位于分子内部。因为Asp、Lys和His是极性氨基酸，所以它们的侧链位于分子外部。

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(2)因为Gly的侧链是 -H ，Ala的侧链是 -CH3，它们的侧链都比较小，疏水性不强，所以它们既能在球状蛋白质的分子内部，也能在外部。

(3)因为Ser、Thr、Asn和Gln在 pH 7 时有不带电荷的极性侧链，它们能参与内部氢键的形成，氢键中和了它们的极性，所以它们位于球状蛋白质分子内部。

(4)在球状蛋白质的内部找到Cys，因为两个Cys时常形成二硫键，这样就中和了Cys的极性。

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24、(1)疏水侧链在血红蛋白亚基的外面，这样α-亚基和β-亚基能互相紧密地结合在一起，形成一定的空

25、一系列球状的单体蛋白质，相对分子质量从10000到100000，随着相对分子质量的增加，亲水残基与疏水残基的比率将会发生什么变化？[1]

26、人血浆中有三种相对分子质量相近的蛋白质，已用物理方法知道了它们的天然状态。一种是单体，分子呈雪茄形；另一种也是单体，分子接近球状；还有一种是由相同亚基组成的四聚体中的一个亚基；它们的氨基酸组成如表3-1所示。你能根据氨基酸组成推断哪种氨耳酸组成对应于哪种形状的蛋白质吗？为什么? [2]

表3-1 三种血浆蛋白质的氨基酸组成

氨基酸 极性残基 Arg Asn Asp Cys Gln Glu His Lys Ser Thr Trp Tyr 每分子的残基数 蛋白质1 蛋白质2 蛋白质3 12 9 14 7 8 11 4 22 20 15 2 7 4 6 5 2 7 4 2 6 8 5 3 7 7 5 9 6 6 6 4 15 21 11 3 6 氨基酸 非极性残基 Ala Gly Ile Leu Met PH e Pro Val 每分子的残基数 蛋白质1 蛋白质2 蛋白质3 14 9 5 3 7 9 8 16 28 9 16 19 11 15 13 29 25 8 9 7 9 11 10 21 27、有三种未知的蛋白质A、B、C。一种蛋白质主要是α螺旋构象。另一种主要是β折叠构象。还有一种是三股螺旋的胶原蛋白。用氨基酸分析仪测定了每种蛋白质的氨基酸组成。

间结构。这些疏水侧链在血红蛋白亚基的外面，但就整个血红蛋白分子来看，它们在血红蛋白分子的内部。

(2)疏水作用在维持血红蛋白的四级结构中起了重要作用。

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25、随着蛋白质相对分子质量(Mr)的增加，表面积与体积的比率也就是亲水残基与疏水残基的比率必定减少。为了解释这一点，假设这些蛋白质是半径为r的球状蛋白质，由于蛋白质Mr的增加，表面积随 r2 的增加而增加，体积随 r3 的增加而增加，体积的增加比表面积的增加更快，所以表面积与体积的比率减少，因此亲水残基与疏水残基的比率也就减少。

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26、能根据氨基酸的组成推断。因为在可溶性蛋白质中，大多数极性残基在分子表面，而几乎所有的非极性残基折叠到分子内部，极性残基与非极性残基之比决定了表面积与体积之比，也就决定了蛋白质的大概的形状。对于已知相对分子质量的任何蛋白质，极性残基与非极性残基的某个比率是和球状一致的。若相对分子质量不变，如果这个比率增加，表面积与体积的比率就会增加，导致不对称的构象，例如棒状或扁平状。如果极性残基与非极性残基的比率减少，则蛋白质以多聚体的形式存在。

现计算一下三种蛋白质中极性残基与非极性残基的比。蛋白质1为131：71≈65：35，蛋白质2为59：140≈30：70，蛋白质3为99：100≈50：50。因此表面积与体积的比率为：蛋白质l＞蛋白质3＞蛋白质2，所以第一种蛋白质是雪茄形，第三种蛋白质是球形，第二种蛋白质是四聚体中的一个亚基。

结果如表3-2所示．你能指出哪种蛋白质相应于哪种构象吗？为什么？[1]

表3-2 三种蛋白质的氨基酸组成(摩尔百分数)

蛋白质 Ala Arg Asp Cys Glu Gly His Hypro Ile

A 29.4 0.5 1.3 - 1.0 44.6 0.2 - 0.7

B 5.0 7.2 6.0 11.2 12.1 8.1 0.7 - 2.8

C 10.7 5.0 4.5 - 7.1 33.0 0.4 9.4 0.9

蛋白质 Leu Lys Met PH e Pro Ser Trp Tyr Val

A 0.5 0.3 - 0.5 0.3 12.2 0.2 5.2 2.2

B 6.9 2.3 0.5 2.5 7.5 10.2 1.2 4.2 5.1

C 2.4 3.4 0.8 1.2 12.2 4.3 - 0.4 2.3

28、从热力学上考虑，一个多肽的片段在什么情况下容易形成α螺旋，是完全暴露在水的环境中还是完全埋藏在蛋白质的非极性内部？为什么？[2]

29、α螺旋的稳定性不仅取决于肽链内部的氢键、而且还与氨基酸侧链的性质有关。室温下，在溶液中下列多聚氨基酸哪些能形成α螺旋?哪些能形成其他有规则的结构?哪些能形成无规则的结构？并说明其理由。

(1)多聚亮氨酸 pH =7 (2) 多聚异亮氨酸 pH =7 (3) 多聚精氨酸 pH ＝7.0 (4) 多聚精氨酸 pH ＝13.0 (5) 多聚谷氨酸 pH ＝1.5 (6) 多聚苏氨酸 pH ＝7.0 (7) 多聚羟脯氨酸 pH ＝7.0[3]

30、假定蛋白质是在 pH 7.0 低离子强度的溶液中，下述蛋白质的哪些氨基酸残基能形 成：(1)α螺旋；(2)β折叠；(3)无规则卷曲；(4)二硫键。[4] 1

27、蛋白质A中含小侧链的氨基酸多，Gly、Ala和Ser共占86.2％，所以蛋白质A是丝蛋白，是β-折叠构象。蛋白质B中半胱氨酸的含量高，占11.2％，所以蛋白质B是羊毛纤维，是α螺旋构象。蛋白质C中，G1y占33％，Pro占12.2％，Hypro占9.4％，所以蛋白质C是三股螺旋的胶原蛋白。

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28、当多肽片段完全埋藏在蛋白质的非极性内部时，容易形成氢键，因为在水的环境中，肽键的 C=O 和 N-H 基团能和水形成氢键，亦能彼此之间形成氢键，这两种情况在自由能上没有差别。因此相对地说，形成α螺旋的可能性较小。而当多肽片段在蛋白质的非极性内部时，这些极性基团除了彼此之间形成氢键外，不再和其他基团形成氢键，因此有利于α螺旋的形成。

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29、(1)多聚亮氨酸的R基团不带电荷，适合于形成α螺旋。

(2)异亮氨酸的β碳位上有分支，所以形成无规则结构。

(3)在 pH 7.0 时，所有精氨酸 R 的基团都带正电荷，正电荷彼此相斥，使氢键不能形成，所以形成无规则结构。

(4)在 pH 13.0 时，精氨酸的R基团不带电荷，并且β碳位上没有分支，所以形成α螺旋。 (5)在 pH l.5 时，谷氨酸的R基团不带电荷，并且β碳位上没有分支，所以形成α螺旋。 (6)因为苏氨酸β碳位上有分支，所以不能形成α螺旋。

(7)脯氨酸和羟脯氨酸折叠成脯氨酸螺旋，这脯氨酸螺旋是不同于α螺旋的有规则结构。

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30、(1)α螺旋：4~14，29~40

(2)β折叠：20~28和58~50形成反平行的β折叠。 (3)无规卷曲：15~19，41~49(带电荷的残基)，59~65。 (4)二硫键：2位或11位的Cys可以和47位Cys形成二硫键。

31、不同 pH 值时测定二种多聚氨基酸的旋光度，结果如图3-3所示。(1)解释旋光度急剧

变化的原因。(2)旋光度和二级结构有什么关系? [1]

32、假设某蛋白质含有羧基和氨基各10个，pK1的平均值为2.5。pK2的平均值为8.5。假设10个羧基和10个氨基都能生成盐键，用图表 pH 值和盐键的关系。[2

]

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31、(1)随着pH值的升高，谷氨酸羧基离子化，多聚谷氨酸从α螺旋转变成无规线团，而赖氨酸氨基去质子化，多聚赖氨酸从无规线团转变成α螺旋。

(2)当多肽链形成α螺旋时，旋光度向较正值方向改变(即右旋增加)。

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32、根据溶液pH值和pK值的关系，可知蛋白质分子中各基团的解离情况，从而可知形成的盐键数，结果如图3-8所示。

pH值 盐键（个数） 1 0 2.5 5 5.5 10 8.5 5 10.0 0