生物化学上册问答题

四、问答题

1.将固体氨基酸溶于pH7的水中所得的氨基酸溶液，有的pH大于7，有的小于7，这种现象说明什么?

答：氨基酸既帶有氨基也有羧基，是兩性電解質。當固體的氨基酸溶於純水中時，酸性基團解離出質子使溶液變為酸性，堿性基團接受質子使溶液變為堿性。在20中通用氨基酸中，一氨基一羧基的氨基酸溶於水后溶液基本為中性，一氨基二羧基的氨基酸溶於水后溶液ph 小於7為酸性，二氨基一羧基的氨基酸，如Lys、Arg溶於水后溶液ph大於7為堿性。

2.某氨基酸的水溶液pH值为6.0，问此氨基酸的等电点是大于6，等于6，还是小于6？

答：該氨基酸水溶液ph值為6.0，說明該氨基酸羧基的解离程度大於氨基，要使氨基酸上的羧基的解离程度与氨基的解离程度相同，只有加酸抑制其水解，故該氨基酸的pi小于6。

3.苯丙氨酸在水中的溶解度很低,而丝氨酸却易溶于水.为什么?

答：苯丙氨酸的芳香环的侧链是非极性的，它被水的溶剂化作用伴随着？减，这是它不利于溶于水的原因。相反，丝氨酸的侧链含有一个极性的羟基，有利于它与水分子形成氢键而促进它溶于水。

4.计算（1）谷氨酸（2）精氨酸和（丙氨酸）的等电点。

答：（1）根据谷氨酸的解离曲线，其pI应该是它的a—羧基和它的侧链羧基两者pKa值和算术平均值，即pI=（2.1+4.07）/2=3.08；（2）精氨酸pI应该是它的侧链胍基pKa，即

pI=（8.99+12.48）/2=10.7；（3）丙氨酸pI应该是它的a—氨基和它的a—羧基两者的pKa 和的算术平均值即pI=（2.35+9.87）/2=6.11。

5.蛋白质有哪些重要功能？

答：（1）生物催化作用酶是蛋白质，具有催化能力，新陈代谢的所有化學反應几乎都是在酶的催化下進行的。

（2）结构蛋白有些蛋白质的功能是参与细胞和组织的建成

（3）运输功能如血红蛋白具有运输氧的功能

（4）收缩运动收缩蛋白与肌肉收缩和细胞运动密切相关

（5）激素功能

（6）免疫保护功能抗体是蛋白质

（7）贮藏蛋白如植物种子的谷蛋白可供种子萌发时利用

（8）接受和传递信息生物体中的受体蛋白能专一地接受和传递外界的信息

（9）控制生长与分化有些蛋白参与细胞生长与分化的调控。

（10）毒蛋白能引起机体中毒症状和死亡的异体蛋白。

1.什么是蛋白质的一、二、三、四级结构？主要的稳定因素各是什么？

（一）蛋白质的一级结构

根据1969年国际理论化学和应用化学协会（IUPAC）的规定蛋白质的一级结构（Primary structure）是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。

氨基酸与氨基酸之间通过酰胺键相连构成的化合物称为肽或蛋白质，通常构成肽链的氨基酸数目在10个以下的称为寡肽，10以上者称为多肽或蛋白质。

蛋白质与多肽链的区别：

（1）氨基酸组成数量。一般都在100个以上，分子量在10，000以上。

（2）具有特定的空间结构。

（3）结构与功能之间的对应关系。

（二）蛋白质的二级结构

蛋白质多肽链主链本身、局部的、有规则的空间排布方式——蛋白质的二级结构。蛋白质的二级结构主要包括 -螺旋结构、 -折叠、 -转角、无规则卷曲（自由回转）

1、蛋白质二级结构的主要类型

-螺旋结构是美国麻省理工学院的Pauling、 Corey 在 1953 年对动物毛发结构的X- 光衍射分析中发现的一种蛋白结构， - 螺旋结构有左旋和右旋两种。①多肽链主链围绕其中心轴盘绕而成的一种螺旋管状结构，螺旋结构每螺旋上升一圈需要3.6个氨基酸残基，垂直上升0.54nm；②螺旋结构中每个氨基酸残基上的氨基氢与其后第四个氨基酸残基的羰基氧形成氢键，其氢键的走向与螺旋轴平行。

-折叠结构也是Pauling和Corey在蚕丝丝心蛋白中发现的一种蛋白结构。① -折叠结构是由几条多肽链或一条多肽链的几个片段平行折叠形成的一种片层结构；②相邻的主链之间借助于链内或链间氢链相连形成片层，主链中相邻氨基酸残基的侧链基团上下交替排列在片层的上方或下方；③ -折叠结构分平行或反平行两种结构。

- 转角是指多肽链走向发生180°回折，其转角处的结构。

无规则卷曲（自由回转）

2、超二级结构与结构域

（1）超二级结构（Supersecodary structure）是指由两个或多个二级结构单元被长度不等，走向不规则的连接肽彼此相连，形成的有规律的、在空间上可以辨认的二级结构组合体称为超二级结构。超二级结构根据其复杂程度分为简单超二级结构和复杂超二级结构两种类型。

由两个或少数构象单元经连接肽相连形成的超二级结构称简单超二级结构，一般包括 - corner）、 -发夹（ -hairpin）、 -发夹（ -hairpin）、拱形结构（arch）。

由多个构象单元或由简单的超二级结构进一步组合形成的有规律的在空间上可辩识的结构，具体可分为 -螺旋超螺旋、 X 结构、 -迂回、 -折叠桶四种形式。

（2）结构域（Structural domain）

也叫辖区，是指存在于球状蛋白质分子内部由相邻的多个二级结构单元彼此相连形成的球状亚单位。结构域是独立的结构单位、功能单位和独立的结构形成单位。结构域主要包括 -结构域、 -折叠域、 + 结构域和 / 结构域。

结构域作为独立的结构单位，具有内在的稳定性，结构域之间通过柔性肽段相连。多数蛋白质具有多个结构域，其结构域可能相同，如磷酸丙糖异构酶具有两个相似的结构域，也可能不同，如丙酮酸激酶。

（三）蛋白质的三级结构

在二级结构的基础上，多肽链进一步盘绕折叠形成的球状蛋白质结构称为蛋白质的三级结构。换言之是指构成球状蛋白质的多肽链中所有原子和基团的空间排布。它是由不同的二级结构单元按照一定的方式彼此组合而成的一种蛋白质结构。

（四）蛋白质的四级结构

由两个及其以上具有三级结构的多肽链链相互聚集形成的蛋白质空间结构称为蛋白质四级结构。四级结构形成的意义：①四级结构赋予蛋白质更加复杂的结构，以便执行更复杂的功能如在酶类中，除功能简单的水解酶，其它酶大多数是寡聚蛋白。②通过亚基间的相互作用，可以对酶或其它功能蛋白的活性进行调节。③催化相关代谢的酶形成多酶复合物，可以提高酶促反应的速度。④可以得用大小、种类有限的亚基组合成结构复杂的大分子蛋白质。

⑤可以降低细胞内的渗透压。⑥节约编码的信息量。

(五)维持蛋白质空间构象的作用力

在不同蛋白质结构中起主要作用的稳定因素不同，在蛋白质一级结构中起主要稳定作用的因素是共价键；在蛋白质二级结构中起主要作用的稳定因素是氢键；在蛋白质三、四级结构中起最主要作用的因素是疏水力。

2. 许多蛋白质在280nm处具有很强的紫外吸收，但明胶例外，为什么？

解答；许多蛋白质在280nm处具有芳香环侧链的氨基酸残基，如色氨酸和苯丙氨酸，而使其具有紫外吸收能力。白明胶系胶原蛋白的部分降解产物胶原蛋白具有特殊的氨基酸组成，含芳香环的氨基酸比例太低，因而明胶蛋白溶液在280nm处不具吸收能力。

3. 蛋白质的α—螺旋结构有何特点？