蛋白质考题及答案解析

蛋白质结构与功能试题

一、问答题：

1.影响蛋白质二级结构改变的因素有哪些？

参考答案：

温度；pH；邻近氨基酸残基的二级结构倾向；肽链中远程肽段的影响；肽段是处于分子表面还是被包埋在分子内部

2.如下图所示。多聚谷氨酸poly (Glu) 是由多个L-Glu聚合形成的多肽链，在pH为3的溶液中能

形成a-螺旋构象，当pH升高到7时，则由a-螺旋变为无规卷曲，旋光率陡然下降。同样，多聚赖氨酸poly (Lys) 在pH为10的溶液中具有a-螺旋结构，当pH降低至7时，旋光率也发生陡然下降，由a-螺旋结构变为无规卷曲。请解释pH对poly (Glu) 和poly (Lys) 构象变化的影响。

答案要点：pH=3接近Glu g-COOH的p K R (4.07)，侧链基团为质子化不带电荷状态，可形成a-螺旋结构。其余情况按此思路分析。Lys e-NH2 p K R 为10.54。

3.胶原蛋白的结构特点（原胶原分子的一级结构和高级结构）

1)在体内，胶原蛋白以胶原纤维的形式存在，胶原纤维的基本结构单位是原胶原分子

2)每个原胶原分子由三条左手螺旋的a链（a-肽链）组成右手超螺旋结构，每条a链约含

1000个氨基酸残基

3)a链间靠H-键和范得华力维系，胶原纤维可以通过分子内和分子间的进一步交联增强稳定

性

4)a链一级结构序列96%遵守(Gly-X-Y)n。x多为脯氨酸Pro；y多为羟基脯氨酸Hyp或羟基

赖氨酸Hly

5)胶原蛋白是糖蛋白，少量糖与5-羟赖氨酸(Hyl)残基的碳羟基共价连接

6)具有较好的弹性和抗张强度

4.形成结构域的意义是什么？

参考答案：

1)各结构域分别折叠，其动力学上更有利

2)结构域自身紧密装配，结构域之间的柔性连接使每个结构域间可以作较大幅度的相对运

动

3)多个结构域形成的间隙部位往往是蛋白质的功能部位，结构域的相互作用有利于蛋白质

分子产生别构效应

5.简述三种浓缩蛋白质溶液的方法及原理

1)超滤法：将蛋白质样品装入适当的超滤管中，经一定时间离心，溶剂穿过超滤管滤膜流出而

使蛋白质溶液得以浓缩

2)硫酸铵沉淀法：通过盐析作用使蛋白质在高浓度中性盐中析出而浓缩。

3)透析袋浓缩法：将蛋白质样品装入透析袋中，封闭透析袋两端，将透析袋包埋与蔗糖、甘油

或聚乙二醇8000中，放置于4°C，透析袋中溶剂将被吸出而达到浓缩的效果。

或者：

4)有机试剂沉淀法（如丙酮、聚乙二醇即PEG等）：破坏蛋白质的水化层及表面电荷而使蛋白

质沉淀

5)冷冻干燥法：将待干燥物快速冻结冰后，在高真空条件下将其中的冰升华为水蒸气而去除的

干燥方法。由于冰的升华带走热量使冻干整个过程保持低温冻结状态，有利于保留一些生物样品(如蛋白质)的活性。

6.某一溶液（20mmol/L NaCl，50mmol/L Tris·HCl，pH

7.5）中含有A、B、C、D四种蛋白质，

其等电点分别为A(p I 8.3)、B(p I 7.0)、C (p I 6.8)、和D (p I 6.2)。将该溶液经阴离子交换柱层析来对蛋白质进行分离纯化，将其上样、清洗，然后再逐渐提高盐浓度进行洗脱。从理论上判断哪种蛋白质会最先从层析柱中被洗脱出来？为什么？

提示：A蛋白质最先流出。

阴离子柱结合带负电荷的分子。当溶液pH >蛋白质p I时，蛋白质所带净电荷为“负”，能够结合在层析柱上。当溶液pH < p I，蛋白质所带净电荷为“正”，不能结合到层析柱上，而直接穿过层析柱而流出。

7.分子伴侣均采用的基本循环作用模式是什么？

结合底物（错误折叠的蛋白质或新生肽链）®去折叠化（或防止新生肽链折叠）®解聚聚集的多肽链并同时自发折叠成天然构象、或者若不能形成天然构象则进入蛋白酶体介导的降解途径。

8.蛋白质一级结构的比较可以获得哪些信息？

不同种属来源的同一蛋白质比较：揭示生物进化信息

功能相似的蛋白质比较：功能越相近的蛋白质，结构上的同源性越高，可划分蛋白质家族

功能相差较远的蛋白质一级结构比较：建立蛋白质超家族；发现蛋白质含有的新moti f或结构域，并揭示可能的新功能

9.为什么可以采用Ni-柱亲和层析（固定化金属螯合亲和层析，Immobilized Metal-chelate Affinity

Chromatography，IMAC）纯化His-tagged蛋白质？如何能够将His-tagged蛋白质从Ni-柱上洗脱下来？

参考答案：

1) His-tagged蛋白质通常在N端或者C端带有6´His标签，这些His能专一性地结合在螯合

有Ni2+（或Zn2+、Co2+）亲和柱上，杂蛋白则穿过亲和柱而与His-tagged蛋白质分离。

2) 增大洗脱液中的咪唑浓度。高浓度咪唑溶液中的咪唑可与His-tagged蛋白质竞争结合Ni-

柱中的Ni，从而将His-tagged蛋白质洗脱下来。

10. 蛋白质的分类方式主要有哪几种？（答出两种即可）

按化学组成分类：简单蛋白质、复合蛋白质（或结合蛋白质）

按分子形状和溶解性分类：球状蛋白质、纤维状蛋白质、膜蛋白

按功能分类：活性蛋白质、非活性蛋白质

按二级结构单元排列方式分类：全a域、全b域、交替的a/b域、非交替a+b域、不规则小蛋白

11. 丝心蛋白的主要结构特点有哪些？

反平行的b折叠片以平行的方式堆积成多层片层结构；

一级结构多为Gly-Ser/Ala的重复排列，Gly位于折叠片平面的一侧，Ser/Ala等排列在平面的另一侧。层与层间，Gly与Gly相对，Ser/Ala与Ser/Ala相对；

链间主要以氢键连接，层间主要靠范德华作用维系

12. 蛋白质翻译后修饰主要有哪些方式？这些修饰一般发生在哪些氨基酸的侧链上？

N-端乙酰化

蛋白质多肽链中Ser、Thr、Tyr侧链的磷酸化

蛋白质多肽链中Ser、Thr、Asn侧链糖基化

蛋白质多肽链中Lys侧链泛素化

13.凝胶过滤柱层析测定蛋白质分子量的原理

测定几种已知分子量的蛋白质中在凝胶过滤层析中的洗脱体积v e，v e(or v e/v0)与对应蛋白质分子量自然对数(logMr)成反比，以logMr为横坐标、v e为纵坐标做出标准曲线。测定目的蛋白质的v e，从标准曲线上查出蛋白质分子量的logMr，即可得到蛋白质的分子量。

14．Pro为什么既不利于a-螺旋的形成，也不利于b-折叠的形成？

Pro的a-NH2形成吡咯环成为亚氨基，在多肽链中形成肽键后，其N上无H，不能形成稳定a-螺旋和b-折叠结构中的氢键；此外，吡咯环的限制，二面角f不能满足a-螺旋所需的二面角角度，因此，Pro既不利于a-螺旋的形成，也不利于b-折叠的形成。

15. 蛋白质主要有哪些重要功能？请作简要说明。（答出4种即可）

参考答案：

1) 酶的催化作用（代谢过程中几乎每一步反应都有酶的催化）

2) 机械支持（细胞骨架蛋白等。如：微丝中的肌动蛋白，微管中的微管蛋白，中间纤维

中的角蛋白）

3) 运输（如血红蛋白对O2、CO2的运输，跨膜运输的通道蛋白、载体蛋白等）

4) 免疫保护（如抗体对机体的保护作用，凝血酶的凝血作用）

5) 生长和分化的控制（蛋白类激素如胰岛素，真核生物转录因子等）

6) 神经冲动的产生和传递（如乙酰胆碱受体蛋白）

7) 信号转导（G蛋白、受体蛋白）

8) 电子传递（呼吸链中的电子载体复合体）

9) 贮存（铁蛋白、肌红蛋白等）

二、名词解释

1.蛋白质的分子伴侣