高级生化思考题答案版本1

1.蛋白质的基本组成单位是什么？其组成单位的结构特点、分类和重要理化性质有哪些？

氨基酸是组成组成蛋白质的基本单位；

结构特点：除了脯氨酸为a亚氨基酸，甘氨酸不含手性碳原子外，其余均为L-a 氨基酸；

分类：非极性疏水性中性氨基酸、极性中性氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸；理化性质：1. 两性解离及等电点：氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。等电点(isoelectric point, pI)氨基酸解离成兼性离子时（呈电中性）溶液的pH值。2. 紫外吸收：色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，为分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。3. 茚三酮反应：氨基酸＋茚三酮水合物共热后蓝紫色化合物（最大吸收峰570nm）吸收峰值与氨基酸含量成正比，可作为氨基酸定量分析方法。

2.蛋白质的分子结构有几种？维持蛋白质一、二、三、四级结构化学键各有哪些？

蛋白质的分子结构有：一、二、三、四级结构；

维持一级结构的化学键是：肽键、二硫键；

维持二级结构的化学键是：氢键；

维持三级结构的化学键是：疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等；

维持四级结构的化学键是：氢键和离子键

3.简述蛋白质一、二、三、四级结构并结合结构举一例简述蛋白质结构和功能的关系。

蛋白质一级结构：蛋白质的多肽链中氨基酸（N-C）的排列顺序；

蛋白质二级结构：蛋白质分子中某一肽段主链局部的空间结构，并不涉及氨基酸残基侧链的构象；

蛋白质三级结构：整条肽链中（包括主链和侧链）全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置；

蛋白质四级结构：二条或二条以上多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基 (subunit)。

血红蛋白的构象变化与结合氧。

4.什么是Bohr效应，对于胚胎型血红蛋白和成人型血红蛋白，为什么成人型血红蛋白更有利于适应高原环境。

增加【 H+】 or 【CO2】可降低Hb与 O2 的亲和力 (而肌红蛋白无此效应). 此称为巴赫效应（Bohr effect）；

胚胎型血红蛋白与氧气的亲和力强，不易释放出氧气，故更不适应高原环境。

5.试从镰刀性红细胞贫血的DNA序列变化，直到最终引起蛋白质高级

结构变化，以说明镰刀性红细胞性贫血缺氧的原因。

HbS和HbA的α链是完全相同的,所不同的是B链上从N末端开始的第6位的氨基酸残基,在正常的HbA分子中是谷氨酸,在病态的HbS分子中却被缬氨酸所代替。在HbS中,由于带负电的极性亲水谷氨酸被不带电的非极性疏水缬氨酸所代替,致使血红蛋白的溶解度下降。在氧张力低的毛细血管区,HbS形成管状凝胶结构(如棒状结构),导致红细胞扭曲成镰刀状(即镰变)。这种僵硬的镰状红细胞不能通过毛细血管,加上HbS的凝胶化使血液的黏滞度增大,阻塞毛细血管,引起局部组织器官缺血缺氧。

6.什么是变构效应，正协同效应，负协同效应，试举例说明。

变构效应：别构效应又称为变构效应，是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象，导致蛋白质生物活性改变的现象。别构效应（allosteric effect）某种不直接涉及蛋白质活性的物质，结合于蛋白质活性部位以外的其他部位（别构部位），引起蛋白质分子的构象变化，而导致蛋白质活性改变的现象。

协同效应(cooperativity)：一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为协同效应。如果是促进作用则称为正协同效应。如果是抑制作用则称为负协同效应。

血红蛋白与氧气的结合。

7.蛋白质分离、纯化及测定的四种方法。

（一）透析及超滤法：透析(dialysis)：利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。超滤法：应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有一定截留分子量的超滤膜，达到浓缩蛋白质溶液的目的。

（二）丙酮沉淀、盐析：0～4℃低温，丙酮（乙醇）体积＝10倍蛋白质体积，沉淀后立即分离。盐析----破坏蛋白质稳定因素，常用试剂：硫酸铵、硫酸钠或氯化钠

（三）电泳：蛋白质在高于或低于其pI的溶液中为带电的颗粒，在电场中能向正极或负极移动。这种通过蛋白质在电场中泳动而达到分离各种蛋白质的技术, 称为电泳(elctrophoresis) 。根据支撑物的不同，可分为薄膜电泳、凝胶电泳等。

（四）层析

层析(chromatography)分离蛋白质的原理：待分离蛋白质溶液（流动相）经过一个固态物质（固定相）时，根据溶液中待分离的蛋白质颗粒大小、电荷多少及亲和力等，使待分离的蛋白质组分在两相中反复分配，并以不同速度流经固定相而达到分离蛋白质的目的。

8.简述DNA双螺旋结构的特点及tRNA二、三级结构特点和意义。

1. DNA是由脱氧核糖核酸的单体聚合而成的聚合体，单体有四种；

2. DNA的每一种脱氧核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基、一分子五碳糖(脱氧核糖)、一分子磷酸。DNA都是由C、H、O、N、P五种元素组成的；

3. DNA的含氮碱基分为四类：腺嘌呤A胸腺嘧啶T胞嘧啶C鸟嘌呤G（所有生物）；

4. DNA的四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的，在不同物种间则有差异；

5. DNA 的四种含氮碱基比例是 A=T、C=G；6，较稳定，携带信息量大；

tRNA二、三级结构特点和意义：tRNA的二级结构是三叶草形：氨基酸臂、DHU环、反密码环、TψC环、附加叉；主要运输氨基酸并与mRNA进行配对，在翻译中起重要作用

tRNA的三级结构：倒L形

9.解释变性、复性、增色效应、减色效应、解链温度、探针、等概念。

变性：DNA双链解离为单链的过程；

复性：当变性条件缓慢地除去后，两条解离的互补链可重新配对，恢复原来的双螺旋结构，这一现象称为DNA复性(renaturation) ；

增高的现象。增色效应：增色效应(hyperchromic effect)：DNA变性时其溶液OD

260

减色效应：减色效应：DNA复性时，其溶液OD260降低。

解链温度：解链过程中，紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所对应的温度；

探针：是一小段单链DNA或者RNA片段（大约是20到500bp），用于检测与其互补的核酸序列。双链DNA加热变性成为单链，随后用放射性同位素（通常用磷-32）、萤光染料或者酶（如辣根过氧化物酶）标记成为探针。磷-32通常被掺入组成DNA的四种核苷酸之一的磷酸基团中，而荧光染料和酶与核酸序列以共价键相连。当将探针与样品杂交时，探针和与其互补的核酸（DNA 或RNA）序列通过氢键紧密相连，随后，未被杂交的多余探针被洗去。最后，根据探针的种类，可进行放射自显影、萤光显微镜、酶联放大等方法来判断样品中是否，或者何位置含有被测序列（即与探针互补的序列）

10.什么是核酸分子杂交？核酸分子杂交常见的有哪些？试简述3种核酸分子杂交的原理。

不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件可以在不同的分子间形成杂化双链(heteroduplex)。这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA 和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。

探针

核酸酶：可以水解核酸的酶