蛋白质和酶工程复习材料

2012-2013上《蛋白质工程与酶工程》复习题

一、蛋白质工程部分

1.何为肽键？

一个氨基酸的α氨基与另一个氨基酸的α羧基缩合脱去一分子水，可以形成一个共价

酰胺键或称肽键。

2.超二级结构的定义。（刘佳）

超二级结构(supersecondary structure) ：是指若干相邻的二级结构中的构象单元彼此相互作用，形成有规则的，在空间上能辨认的二级结构组合体，通常有βαβ，βββ，αα，ββ。

3.二硫键的形成。（刘佳）

二硫键：由肽链中相应部位上两个半胱氨酸残基脱氢连接而成的

4.天然蛋白质中主要的二级结构有哪些类型。

天然蛋白质中主要的二级结构包括α—螺旋、β—折叠、回折、环肽链、无规则卷曲等。

5.维持蛋白质三级结构的主要作用力：疏水作用力

6.蛋白质变性。

蛋白质变性：天然蛋白质因受到物理和化学的因素影响，使蛋白质严格的空间结构受到破坏，（但不包括肽键的裂解），从而引起蛋白质若干理化性质和生物学性质的改变，这种现象称为蛋白质变性作用。

7.蛋白质按照形状、结构及溶解度分为哪几类？

纤维状蛋白质（如胶原蛋白、角蛋白）、球状蛋白（如酶类）、膜蛋白（膜内、膜锚定蛋白）。

8.在设计转角时常选择的残基是哪些？Pro-Asn残基对。P53（鸿秋）

9.设计α螺旋时，其电荷应如何分布。P63（鸿秋）

带正电的氨基酸残基靠近C端，带负点的残基靠近N端。

10.设计α螺旋时，采用哪些氨基酸能使螺旋终结。P63（鸿秋）

Pro、Gly中断α螺旋

11.何为定点突变。

定点突变是依据酶蛋白的一级结构及编码序列，并根据蛋白质空间结构知识来设计突变位点来引入变化（通常是表征有利方向的变化），包括碱基的添加、删除、点突变等。

12.蛋白质化学修饰的定义。（刘佳）

蛋白质的化学修饰：通过活性基团的引入或去除使蛋白质化学(一级)结构发生改变的过程。13.目前常用的体外翻译系统有哪些？（侯宇）

1）兔网织红细胞系统2）麦胚提取物系统3）原核体外翻译系统(E．Coli S30 )（补充：体外翻译系统又称无细胞蛋白质合成系统，是一种相对胞内表达系统而言的开放表达体系。）

14.用于修饰巯基的试剂有哪些？（侯宇）

N-乙基马来酰亚胺，5, 5-二硫-2-硝基苯甲酸（DTNB），烷基化试剂

15.蛋白质侧链中亲核性最强的基团是哪个？巯基（侯宇）

16.内含肽的定义，如何利用内含肽实现蛋白质的拼接？（刘佳，侯宇）

蛋白质内含肽：在蛋白质成熟过程中被剪切掉的一段框内融合于前体蛋白的氨基酸序列。可以催化自身从蛋白质前体中断裂，使两侧的蛋白质外显肽连接成成熟的蛋白质。

拼接：通过改变裂解条件以及对内含肽进行适当修饰，可以生物合成C段带有硫酯键或N 段带有半胱氨酸的蛋白质分子。两种蛋白质融合以后，硫酯键和半胱氨酸利用“自然化学连接”的原理进行自发的连接反应，在硫酯和半胱氨酸之间形成肽键，从而将两种蛋白质连接起来。

17.密码子偏好性。（刘佳）

(1)每种生物对简并密码子的使用频率的差异(2)同义密码子的使用频率与相应的tRNA含量相关(3)富含宿主不常用密码子的外源基因有可能得不到有效表达

18.了解亲和标记试剂作用。（刘佳）

亲和性标记试剂中最重要的是光亲和标记和自杀性抑制剂两种。

（1）光亲和标记试剂的反应可以用光照引发，因此他们的反应性可以被很好的控制。

（2）自杀性抑制剂具有一个潜伏的反应基团，在酶对它进行催化时，基团被催化而活化，对活性部位起不可逆的抑制作用。

19.DpnI的快速定点突变方法的原理。（侯宇）

设计一对包含突变位点的引物（正、反向），并用该引物对模板质粒进行“循环延伸”（区别于滚换扩增，不会形成多个串联拷贝）。用DpnI酶切延伸产物，模板质粒（经dam甲基化修饰）对DpnI酶敏感而被切碎，而体外经“循环延伸”合成的带突变序列的质粒由于没有甲基化而不被切开，因此随后转化中得以成功，即可得到突变质粒的克隆。P78

20.DNA shuffling的大致过程。（侯宇）

首先利用低保真度DNA 聚合酶，引入错误碱基，进行多轮错误导向PCR；然后经过酶切

打断、搅乱获得一系列随机大小DNA片段；接着进行无引物PCR，即让它们互为引物，各为模板，不断地PCR循环；再利用基因两端序列为引物合成全长的重排产物，即获得突变文库，最后是筛选出期望的重组子。P79

21.圆二色谱的基本原理。

圆二色谱是利用不对称分子对左、右圆偏振光吸光率的不同来分析蛋白质的结构。

生物大分子很多是不对称的，即光学活性分子，通过圆二色谱测定和计算能够了解生物大分子在溶液状态下的二级结构。圆二色谱是研究稀溶液中蛋白质结构的一种简单、快速而又较准确的方法。

22.温度对蛋白质结晶的影响。（侯宇）P135

温度的变化会引起蛋白质溶解度的变化从而引起蛋白质溶液过饱和度变化，进而影响大晶体的形成和生长。一般来说，在低离子强度下蛋白质溶解度通常随温度的增加而增大，在高离子强度下蛋白质溶解度通常随温度的增加而减小。大多数蛋白质的结晶是在4～22℃范围内进行。

23.三维电镜重构技术的基本概念。

三维电镜重构技术是电子显微束、电子衍射与计算机图像处理相结合而形成的具有重

要应用前景的一门新技术。

24.NMR用于测定蛋白结构时的优点。（侯宇）P146

优点：1)可以测定接近于生理状态的溶液中的蛋白质构象；2）可以测定小分子和蛋白质作用的动力学过程；3）可以测定蛋白质可变形的尾部部分的构象；4）唯一可以使试样不经受任何破坏的结构分析方法

25.生物质谱技术的基本原理。

生物质谱技术的基本原理是样品分子离子化后，根据不同离子间质荷比（m/z）的差异

化来分离并确定分子质量。

26.理解亲和层析的主要原理和大致步骤。

原理：依赖于蛋白质和它的配体（ligand）之间的专一识别并结合的特性来分离蛋白质。大致步骤：①凝胶预处理；（详细的每一步的具体内容见《蛋白质》课本P218）②上样；③洗脱。

27.掌握蛋白质免疫印迹的主要原理和步骤。（永乐）

蛋白质免疫印迹，也称Western杂交，即将SDS-PAGE分离后的蛋白质组分转移到固定化基质上，再以免疫学方法用特异性抗体分析靶蛋白的存在及其含量，是将蛋白质电泳、印迹、免疫测定融为一体的特异性蛋白质的检测方法。《基因工程》P78

基本步骤：蛋白质免疫印迹主要包括三个步骤：【见PPT第七章最末尾】

第一步是凝胶电泳；

第二步是转膜，把凝胶上的蛋白质条带转移固定到薄膜上；