生化复习题 (1)

生化习题考试时间：6月11日（周三）晚上18：30-20：30 地点：禧强楼-203 题型：名词解释10个，共20分。

简答题6个，共30分。

论述题5个，共50分。

一、糖蛋白和蛋白聚糖1、糖链的一、二、三、四级结构的概念（1）一级结构：单糖残基的组成、排列顺序、相邻单糖残基的连接方式、异头物的构型及糖链有无分支、分支的位置和长短等。

（2）二级结构：多糖骨架链间以氢键结合所形成的各种聚合体,关系到多糖分子中主链的构象,不涉及侧链的空间排布;（3）三级结构：多糖链一级结构的重复顺序,由于糖残基中的羟基、羧基、氨基以及硫酸基之间的非共价相互作用,导致有序的二级结构空间形成有规则而粗大的构象; （4）四级结构：多糖链间非共价键结合形成的聚集体。

2、糖蛋白、蛋白聚糖、O-连糖蛋白、N-连糖蛋白、糖组学等概念（1）糖蛋白Glycoproteins: 由寡糖链和多肽或蛋白质以共价键连接而成的结合蛋白。

糖含量1%—80%。

寡糖链不多于15个单糖残基。

（2）蛋白聚糖proteoglycan : 含大量糖胺聚糖并与多肽骨架连接的高分子物质。

糖含量＞95%（3）连接糖蛋白：糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相连，称为O-连接糖蛋白。

（4）N-连接糖蛋白：糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Ser序列的天氡酰胺氮以共价键连接称N-连接糖蛋白。

（N-连接糖蛋白的糖基化位点为Asn-X-Ser/Thr）（5）糖组学(糖蛋白) Glycomics ：涉及单个个体的全部糖蛋白结构分析，确定编码糖蛋白的基因和蛋白质糖基化的机制。

3、糖蛋白中糖链的生物学功能分子间：细胞-细胞间识别、粘附和结合病原体, 趋靶于组织。

分子内：蛋白质的正确折叠、细胞内定位、生物活性、溶解度、抗原性、生物半寿期、蛋白酶敏感性等；介导专一的“识别”和“调控”生物过程。

⑴糖链在糖蛋白新生肽链折叠和缔合中的作用：1)去糖基化的蛋白不能正确折叠→维持亚基正常构象；①α1-抗胰蛋白酶(不能折叠)②疱疹口炎病毒（VSV）的G蛋白(不能形成正确二硫键)③流感病毒红细胞凝集素（HA,一种糖蛋白）用糖链合成抑制剂衣霉素后，肽链部分正常合成，糖链部分不能合成，糖蛋白不能正常折叠，不能形成三聚体，不能被分泌到胞外。

2)寡聚蛋白中的糖链能影响亚基的缔合→亚基间通过糖链相互识别而发生缔合。

运铁蛋白受体二聚体跨膜糖蛋白，6条糖链，Asn251去糖基化，不能形成二聚体，影响受体的转运和功能,而且在细胞内迅速被蛋白酶水解。

⑵糖链影响糖蛋白的稳定性1)极性糖链有助于蛋白质的溶解2)真核细胞中表达的糖蛋白→在原核细胞内聚集成包涵体⑶糖链对糖蛋白分拣、投送和分泌的作用1)去糖链的免疫球蛋白不能分泌到胞外；2)N-聚糖中的甘露糖-6-磷酸结构是糖蛋白分拣到溶酶体中的标志，用衣霉素处理细胞阻止N-糖化，可使很多定位于细胞膜上的糖蛋白减少。

⑷糖链参与分子识别和细胞间识别（识别功能）1）糖链与精卵识别①透明带糖蛋白ZP-3上的O-GalNAc——卵子凝集素受体——精子②花粉表面糖蛋白——柱头表面受体2）糖链和细胞粘着①多细胞生物中细胞有相互识别聚集成细胞群的能力——细胞粘着②细胞外基质(ECM)：糖蛋白（层粘连蛋白laminin、胶原Collagen、纤粘连蛋白Fibronectin ）、氨基聚糖及蛋白聚糖③膜内在蛋白：整联蛋白、钙粘着蛋白等3）糖链与血浆中老蛋白的清除(5)糖链与糖蛋白的生物活性1）糖链与酶活性β-葡萄糖苷酶——去糖链——影响；酵母羧肽酶——去糖链——无影响2）糖链与激素活性腺垂体促激素类：促卵泡激素、促黄体激素、促甲状腺激素等——糖链末端结构不同，与受体亲和力不同。

肾脏红细胞生成素（4条N—糖链，二、三、四天线）——四天线越多，体内活性越高。

3）糖链与IgG活性IgG缺外链Gal→自身抗原→被免疫系统识别产生自身抗体→自身抗体与缺外链Gal 的IgG生成免疫复合物→关节内→炎症(6)糖类和血型物质(7)毒素受体功能、细胞内运输功能、开关与调节功能4、蛋白聚糖中常见的糖胺聚糖的种类(糖胺聚糖：由己糖醛酸或半乳糖与氨基己糖构成的二糖单位重复几十到几百次组成的线性糖链。

)体内重要的糖胺聚糖（6种）：⑴透明质酸(hyaluronic acid, HA)⑵硫酸软骨素(chondroitin sulfate)⑶硫酸皮肤素CS(dermatin sulfate, DS)⑷硫酸角质素(keratan sulfate, KS)⑸硫酸乙酰肝素/肝素(heparan sulfate, HS/heparin, Hep)5、蛋白聚糖的生物学功能⑴构成细胞外基质：在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以特殊方式连接，构成基质的特殊结构。

这与细胞的粘附、迁移、增殖和分化等有关。

⑵其它功能：①抗凝血（肝素）②参与细胞识别结合与分化（细胞表面的硫酸素）③维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等二、蛋白质空间结构1、蛋白质的生物学功能⑴酶的催化功能⑵结构功能：collagen （胶原蛋白）、elastin （弹性蛋白）、keratin （角蛋白）、fibroin （蚕丝蛋白）、proteoglycan （蛋白聚糖）⑶运输功能：①Transport within or between different cells or tissues（不同细胞或组织之内/之间的运输）②Transport into or out of cells（运输进入或出去细胞）⑷储藏功能：ovalbumin（卵清白蛋白）、casein（酪蛋白）、zein（玉米蛋白）、ferritin（铁蛋白）⑸actin（肌动蛋白）、myosin（肌球蛋白）、tubulin（微管蛋白）。

（肌球蛋白和肌动蛋白是包含在肌肉丝状蛋白分子。

在钙离子（底部）的存在，肌球蛋白和肌动蛋白会滑过对方，形成跨桥梁，从而收缩肌肉。

）⑹调节功能：①To regulate the ability of other proteins（调节其他蛋白质的活性）激素：insulin ( 胰岛素) 、somatotropin (生长激素)、thyrotropin (促甲状腺素）②To regulate the gene expression（调节基因表达）Positively（正调节）：AP1Negatively（负调节）：NF1、lac repressor (乳糖抑制体)⑺防御功能：脊椎动物利用抗体防御（也就是中和抗原）2、蛋白质各级空间结构的概念及这些空间结构的关系一级结构：蛋白质多肽链的氨基酸残基的排列顺序。

二级结构：指肽链的主链在空间的排列，或规则的几何走向、旋转及折叠。

（β转角、β折叠片、α螺旋、自由回转）。

超二级结构(supersecondary structure)：是指蛋白质若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则的，在空间上能辨认的二级结构组合体。

（βαβ，βββ，αα，ββ）结构域（domain）：多肽链在二级结构或超二级结构基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状实体，具有部分生物功能的结构。

①反平行α螺旋结构域②反平行β折叠片结构域③平行或混合型β折叠片结构域④富含金属或二硫键结构域。

三级结构(Tertiary Structure)：在二级结构基础上，肽链不同区段的侧链基团相互作用,在空间进一步盘绕、折叠形成包括主链和侧链构象在内的三维结构。

四级结构：一些特定三级结构的肽链通过非共价键而形成的大分子体系的组合方式。

3、蛋白质一级结构测定的基本步骤⑴测定蛋白质分子中多肽链的数目：①根据蛋白质N-端或C-端残基的摩尔数和蛋白质相对分子质量确定蛋白质分子中的多肽链数目。

②单体蛋白质只含一条多肽链，则蛋白质的摩尔数与末端残基的摩尔数相等；③如果蛋白质分子是由多条多肽链组成，则末端残基的摩尔数是蛋白质的摩尔数的倍数。

⑵肽链的拆分：①非共价键连接：尿素或盐酸胍处理②通过-S-S-交联：尿素或盐酸胍存在下，过量的β-巯基乙醇处理⑶测定每条多肽链中氨基酸组成：①水解（酸，碱水解，特殊基团的保护），②衍生（荧光胺, 茚三酮，PTC-aa法等），③色谱（离子交换层析，HPLC,气相层析）⑷分析多肽链的N-末端和C-末端：建立两个重要的氨基酸序列参考点。

1）N末端分析：①sanger反应；②丹磺酰氯（DNS）法；③Edman反应，(PITC法)——N端标记；④双标记法（DABITC/PITC）——易于操作，批量处理4-N,N/-二甲氨基偶氮苯-4-异硫氰酸苯酯/异硫氰酸苯酯2）C末端分析：①肼解法②还原法③羧肽酶法⑸肽链的部分降解和肽段的分离①降解：酶解法、化学法②肽段分离：凝胶过滤、凝胶电泳、离子交换柱层析、HPLC等⑹测定每个肽段的氨基酸顺序：①改进Edman降解法，用荧光基团或有色基团标记PITC，提高测定灵敏度（DABITC/PITC）②质谱法(mass spectrography)：气质联用（GC—MS），液质联用（HPLC和质谱）⑺确定肽段在多肽链中的次序：利用两套或多套肽段的氨基酸顺序彼此间的交错重叠，拼凑出整条多肽链的氨基酸顺序(片段重叠法)。

⑻确定原多肽链中二硫键的位置4、获得蛋白质一级结构的方法有哪些，各有何优缺点⑴质谱分析方式(分析2D得到的蛋白) 缺点：蛋白的基团越大，质谱检测的准确率越低。

因此，在质谱检测之前，须将蛋白消化成小分子的多肽，以提高质谱检测的准确率。

质谱测序现在仍很难被应用于未知蛋白的序列测定。

优点：可用于①蛋白质的纯度鉴定；②分子量测定；③肽链氨基酸排序；④肽（质谱）分析；⑤二硫键数目和位置、乙酰化、糖基化、磷酸化以及非共价结合等。

⑵蛋白质N-末端序列(Edman降解) 确定新的蛋白质，通过DNA重组技术构建寡核苷酸探针；根据免疫学机理制备抗多肽的抗体N末端15个序列的测定，很大程度上排除了蛋白质混淆的可能性⑶分子克隆技术和快速DNA序列分析手段测序速度较慢(50AA/天)；样品用量较大(nmol级或几十pmol级)；对样品纯度要求很高；对于修饰氨基酸残基往往会错误识别，而对Ｎ末端保护的肽链则无法测序.5、测定蛋白质三维空间结构的方法有哪些？⑴X-衍射技（80-85%）：X-射线→在晶体上→散射⑵核磁共振技术（NMR）（15-20%）⑶电镜三维重构、各种光谱技术⑷显微技术和计算机模拟6、多肽链折叠的空间限制因素一个具有生物活性的蛋白质多肽链在一定条件下往往只有一种或很少的几种构象。

⑴肽键带有双键的性质，主链上1/3的键不能自由旋转。

⑵不是任意二面角（φ，ψ）所决定的肽链构象都是立体化学所允许的。

⑶二个肽平面旋转时受到α-C原子上侧链R基空间位阻（大小、亲水性、电荷相吸或排斥等）的影响。