生物化學(xué)王境巖第三版課后習(xí)題答案

生物化學(xué)王境巖第三版課后習(xí)題答案

第1章糖類

1.環(huán)狀己醛糖有多少個(gè)可能的旋光異構(gòu)體，為什么？[25=32]

解：考慮到Cl、C2、C3、C4及。B兩種構(gòu)型，故總的旋光異構(gòu)體為2的4次方乘以

2=32個(gè)。

2.含D-毗喃半乳糖和D-毗喃葡萄糖的雙糖可能有多少個(gè)異構(gòu)體(不包括異頭物)？含同

樣殘基的糖蛋白上的二糖鏈將有多少個(gè)異構(gòu)體？[20；32]

解：一個(gè)單糖的C1可以與另一單糖的Cl、C2、C3、C4、C6形成糖背鍵，于是a-D-毗

喃半乳基-DT此喃葡萄糖甘、B-DT此喃半乳基-DT此喃葡萄糖甘、a-DT此喃葡萄糖基-D-

毗喃半乳糖甘、B-D-毗喃葡萄糖基-D-毗喃半乳糖甘各有5種，共5X4=20個(gè)異構(gòu)體。

糖蛋白上的二糖鏈其中一個(gè)單糖的C1用于連接多肽，C2、C3、C4、C6用于和另一單糖

的C1形成糖昔鍵，算法同上，共有4X4=16個(gè)，考慮到二糖與多肽相連時(shí)的異頭構(gòu)象，

異構(gòu)體數(shù)目為16X2=32個(gè)。

3.寫出B-D-脫氧核糖、a-D-半乳糖、P-L-山梨糖和B-D-N-乙酰神經(jīng)氨酸(唾液

酸)的Fischer投影式，Haworth式和構(gòu)象式。

4.寫出下面所示的(A).(B)兩個(gè)單糖的正規(guī)名稱(D/L,a/B,f/p),指出(C).(D)兩個(gè)結(jié)

構(gòu)用RS系統(tǒng)表示的構(gòu)型(R/S)

[A、a-D_f_Fru；a-L-p-Glc；C^R；D、S]

5.L7-葡萄糖的a和B異頭物的比旋[aD20]分別為+112.2°和+18.70°。當(dāng)a-D-毗

喃葡糖晶體樣品溶于水時(shí)，比旋將由+112.2°降至平衡值+52.70°。計(jì)算平衡混合液中a

和8異頭物的比率。假設(shè)開鏈形式和味喃形式可忽略。[a異頭物的比率為36.5%,B異

頭物為63.5%]解：設(shè)a異頭物的比率為x,則有112.2x+18.7(l—x)=52.7,解得

x=36.5%,于是(l-x)=63.5%。

6.將500mg糖原樣品用放射性氟化鉀(K14CN)處理，被結(jié)合的14CN—正好是

0.193nmol,另一500mg同一糖原樣品，用含3%HC1的無(wú)水甲醇處理，使之形成還原末

端的甲基葡糖甘。然后用高碘酸處理這個(gè)還原端成為甲基葡糖甘的糖原，新產(chǎn)生的甲酸準(zhǔn)

確值是347nmol。計(jì)算(a)糖原的平均相對(duì)分子質(zhì)量.(b)分支的程度(分支

點(diǎn)％)[(a)2.59X106;(b)H.24%]解：(a)Mr=0.5/(0.193X10-6)=2.59X106

(b)347XI0-6X163/0.5=11.3%

7.D-葡萄糖在31℃水中平衡時(shí)，aT此喃葡糖和BT此喃葡糖的相對(duì)摩爾含量分別為

37.3%和62.7虬計(jì)算D-葡萄糖在31°C時(shí)由a異頭物轉(zhuǎn)變?yōu)锽異頭物的標(biāo)準(zhǔn)自由能變

化。氣體常數(shù)R為8.314J/molKo[AG0=-1.31kJ/mol]

解：AGO=-RTln(c2/cl)=-8.314X300Xin(62.7/37.3)=T.30kJ/mol

8.竹子系熱帶禾本科植物，在最適條件下竹子生長(zhǎng)的速度達(dá)0.3m/d高，假定竹莖幾

乎完全由纖維索纖維組成，纖維沿生長(zhǎng)方向定位。計(jì)算每秒鐘能促加入生長(zhǎng)著的纖維素鏈

的單糖殘基數(shù)目。纖維素分子中每一葡萄糖單位約長(zhǎng)0.45nm。［7800殘基/s］

解：［0.3/(24X3600)］/0.45X10-9=7800殘基/s9.經(jīng)還原可生成山梨醇(D-葡萄醇)的

單糖有哪些？［L-山梨糖;D-葡萄糖;L-古洛糖；D-果糖］

10.寫出麥芽糖(a型)、纖維二糖(6型)、龍膽糖和水蘇糖的正規(guī)(系統(tǒng))名稱的簡(jiǎn)單

形式，并指出其中哪些(個(gè))是還原糖，哪些(個(gè))是非還原糖。

解：麥芽糖(a型)：Glca(l-4)Glc

纖維二糖(8型)：GlcP(l-4)Glc

龍膽糖：GlcB(l--6)Glc

水蘇糖：Gala(l-6)Gala(l-6)Glc(a1L-P2)Fru

11.纖維素和糖原雖然在物理性質(zhì)上有很大的不同，但這兩種多糖都是卜4連接的D-葡

萄糖聚合物，相對(duì)分子質(zhì)量也相當(dāng)，是什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上的如此差別？

解釋它們各自性質(zhì)的生物學(xué)優(yōu)點(diǎn)。

答：糖原是人和動(dòng)物餐間以及肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)最易動(dòng)用的葡萄糖貯庫(kù)。纖維素是植物的

結(jié)構(gòu)多糖，是他們的細(xì)胞壁的主要組成成分。

12.革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌和陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁在化學(xué)組成上有什么異同?肽聚糖中的糖肽鍵

和糖蛋白中的糖肽鍵是否有區(qū)別？

答：肽聚糖：革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌和陰性細(xì)菌共有；磷壁酸：革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌特有；脂多

糖：革蘭氏陰性細(xì)菌特有。兩種穗肽鍵有區(qū)別：肽聚糖中為NAM的C3羥基與D-Ala竣基

相連；糖蛋白中是糖的C1羥基與多肽AsnY-氨基N或Thr/Ser/Hyl/Hyp羥基0相連。

13.假設(shè)一個(gè)細(xì)胞表面糖蛋白的一個(gè)三糖單位在介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞粘著中起關(guān)鍵作用。試

設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單試驗(yàn)以檢驗(yàn)這一假設(shè)。［如果糖蛋白的這個(gè)三糖單位在細(xì)胞相互作用中是關(guān)

鍵的，則此三糖本身應(yīng)是細(xì)胞粘著的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑］

14.糖蛋白中N-連接的聚糖鏈有哪些類型?它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有什么共同點(diǎn)和不同點(diǎn)？

答：(1)復(fù)雜型(complextype)這類N-糖鏈，除三甘露糖基核心外，不含其他甘露糖殘

基。還原端殘基為GlcNAcB1-的外鏈與三甘露糖基核心的兩個(gè)a-甘露糖殘基相連，在三

類N-糖鏈中復(fù)雜型結(jié)構(gòu)變化最大。

(2)高甘露糖型(high-mannosetype)此型N-糖鏈除核心五糖外只含a-甘露糖殘基。

(3)雜合型(hybridtype)此型糖鏈具有復(fù)雜型和高甘露糖型這兩類糖鏈的結(jié)構(gòu)元件。

15.舉出兩個(gè)例子說明糖蛋白寡糖鏈的生物學(xué)作用。

答：(D糖鏈在糖蛋白新生肽鏈折疊和締合中的作用；

(2)糖鏈影響糖蛋白的分泌和穩(wěn)定性。(例見教材P60>61)

16.寫出人ABH血型抗原決定簇的前體結(jié)構(gòu)，指出A抗原、B抗原和0抗原(H物質(zhì))之

間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，［答案見表—9］

17.具有重復(fù)二糖單位，GlcUAB(l-3)GlcNA,而單位間通過B(1-4)連接的天然多糖

是什么？［透明質(zhì)酸］

18.穗胺聚糖如硫酸軟骨素，其生物功能之一與該分子在水中所占的體積遠(yuǎn)比脫水時(shí)大

這一生質(zhì)有關(guān)。為什么這些分子在溶液中所占體積會(huì)這樣大？

答：由于分子表面含有很多親水基團(tuán)，能結(jié)合大量的水，形成透明的高粘性水合凝膠，

如一個(gè)透明質(zhì)酸(HA)分子在水中將占據(jù)1000~10000倍于自身體積的空間。

19.舉例說明內(nèi)切糖甘前和外切糖甘酶在聚糖鏈結(jié)構(gòu)測(cè)定中的作用。(見教材P73)

20.--種三糖經(jīng)B-半乳糖甘酶完全水解后，得到D-半乳糖和D-葡萄糖，其比例為2：

1,將原有的三糖用NaBH4還原，繼而使其完全甲基化和酸水解，然后再進(jìn)行一次NaBH4

還原，最后用醋酸酊乙酸化，得到二種產(chǎn)物:①2,3,4,6-四甲基1,5二乙?；?半乳糖

醇,②2.3.4-三甲基T,5,6-三乙酸基-半乳糖醇，③1.2.3.5.6-五甲基-4-乙酰基-山梨

醇。分析并寫出此三糖的結(jié)構(gòu)。［D-GalP(1-6)D-GalP(1-4)D-Glc］

第2章脂質(zhì)

習(xí)題

1.天然脂肪酸在結(jié)構(gòu)上有哪些共同的特點(diǎn)？

答：天然脂肪酸通常具有偶數(shù)碳原子，鏈長(zhǎng)一般為12-22碳。脂肪酸可分為飽和、單不

飽和與多不飽和脂肪酸。不飽和脂肪酸的雙鍵位置，有一個(gè)雙鍵幾乎總是處于C9-C10之

間(△9),并且一般是順式的。

2.(a)由甘油和三種不同的脂肪酸(如豆蔻酸、棕桐酸和硬脂酸)可形成多少種不同的三

酰甘油(包括簡(jiǎn)單型和混合型在內(nèi))？(b)其中定量上不同組成的三酰甘油可有多少種？［(a)

27種；(b)10種］

解：(a)33=27種;

(b)3X3+1=10種

3.(a)為什么飽和的18碳脂肪酸——硬脂酸的熔點(diǎn)比18碳不飽和脂肪酸——油酸的熔

點(diǎn)高？(b)干酪乳桿菌產(chǎn)生的乳杯菌酸(19碳脂肪酸)的熔點(diǎn)更接近硬脂酸的熔點(diǎn)還是更接

近油酸的熔點(diǎn)？為什么？

答：(a)油酸有一個(gè)49順式雙鍵，有序性校差；而硬脂酸有序性高，故熔點(diǎn)也高；(b)

硬脂酸。因?yàn)槿埸c(diǎn)隨鏈長(zhǎng)的增加而增加。

4.從植物種子中提取出1g油脂，把它等分為兩份，分別用于測(cè)定該油脂的皂化值和碘

值。測(cè)定皂化值的?份樣品消耗KOH65mg,測(cè)定碘值的一份樣品消耗12510mg.試計(jì)算

該油脂的平均相對(duì)分子質(zhì)量和碘值。［1292;102］

解：Mr=(3X56X1000)/(2X65)=1292

12值=0.51X100/0.5=102(100g油脂鹵化時(shí)吸收I2的克數(shù))

5.某油脂的碘值為68,皂化值為210。計(jì)算每個(gè)油脂分子平均含多少個(gè)雙健。［2個(gè)］

解：100g油脂的物質(zhì)的量=(210X100)/(3X56X1000)=0.125mol

平均雙鍵數(shù)=(68/254)/0.125g2個(gè)

6.(a)解釋與脂質(zhì)過氧化育關(guān)的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)：自由基、活性氧、自由基鏈反應(yīng)和抗氧化

劑；(b)為什么PUFA容易發(fā)生脂質(zhì)過氧化？

答：(a)

自由基：自由基也稱游離基，是指含有奇數(shù)價(jià)電子并因此在一個(gè)軌道上具有一個(gè)未(不)

成對(duì)電子(unpairedelectron)的原子或原子團(tuán)。

活性氯：氧或含氧的高反應(yīng)活性分子，如0-2、?011、H202、-02(單線態(tài)氧)等統(tǒng)稱為

活性氧。

自由基鏈反應(yīng)：自由基化學(xué)性質(zhì)活潑，能發(fā)生抽氫、歧化、化合、取代、加成等多種反

應(yīng)，但是自由基反應(yīng)的最大特點(diǎn)是傾向于進(jìn)行鏈「式」反應(yīng)(chainreaction)，鏈反應(yīng)

一般包括3個(gè)階段：引發(fā)、增長(zhǎng)和終止。

抗氧化劑：凡具有還原性而能抑制靶分子自動(dòng)氧化即抑制自由基鏈反應(yīng)的物質(zhì)稱為抗氧

化劑(antioxidant)。

(b)多不飽和脂肪酸(PUFA)中的雙鍵具有潛在的還原性，容易發(fā)生過氧化作用。

7.為解決甘油磷脂構(gòu)型上的不明確性，國(guó)際生物化學(xué)命名委員會(huì)建議采取立體專一編

號(hào)命名原則。試以磷酸甘油為例說明此命名原則。

8.寫出下列化合物的名稱:

（a）在低pH時(shí)，攜帶一個(gè)正凈電荷的甘油磷脂；（b）在中性pH時(shí)攜帶負(fù)凈電荷的甘油磷

脂；（c）在中性pH時(shí)，凈電荷為零的甘油磷脂。

答：（a）磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺；（b）磷脂酰絲氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油，-

1；雙磷脂酰甘油（心磷脂），-2；（c）磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺。

9.給定下列分子成分:甘油、脂肪酸、磷酸、長(zhǎng)鏈醇和糖。試問（a）哪兩個(gè)成分在蠟和

鞘脂脂中都存在？（b）哪兩個(gè)成分在脂肪和磷脂酰膽堿中都存在？（c）哪些（個(gè)）成分只在神經(jīng)

節(jié)背脂而不在脂肪中存在？[（a）脂肪酸，長(zhǎng)鏈醇；（b）甘油，脂肪酸；（c）糖，長(zhǎng)鏈醇]

10.指出下列膜脂的親水成分和疏水成分：（a）磷脂酰乙醇胺；（b）鞘磷脂；（c）半乳糖基

腦背脂；（d）神經(jīng)節(jié)背脂；（e）膽固醇。

答：（a）乙醇胺；脂肪酸

（b）磷酰膽堿或磷酰乙醇胺：脂肪酸和燒鏈

（c）半乳糖；脂肪酸和燒鏈

（d）連有唾液酸的寡糖鏈；脂肪酸和煌鏈

（e）C3羥基；留核和C17烷燒側(cè)鏈

11.（a）造成類固醇化合物種類很多的原因是什么？（b）人和動(dòng)物體內(nèi)膽固醇可轉(zhuǎn)變?yōu)槟?/p>

些具有重要生理意義的類固醇物質(zhì)？

答：（a）①環(huán)上的雙鍵數(shù)日和位置不同;②取代基的種類、數(shù)目、位置和取向（aB）不

同;③環(huán)和環(huán)稠合的構(gòu)型（順反異構(gòu)）不同。

（b）動(dòng)物中從膽固醇衍生來的類固醇包括5類激素:雄激素、雌激素、孕酮、糖皮質(zhì)激素

和鹽皮質(zhì)激素，維生素D和膽汁酸。

12.膽酸是人膽汁中發(fā)現(xiàn)的A-B順式類固醇（圖2T8）。請(qǐng)按圖2-15所求椅式構(gòu)象畫出

膽酸的構(gòu)象式，并以直立鍵或平伏鍵標(biāo)出C3,C7和C12上3個(gè)羥基。

13.一種血漿脂蛋白的密度為1.08g/cm3,載脂蛋白的平均密度為1.35g/cm3,脂質(zhì)的

平均密度為0.90g/cm3。問該脂蛋白中載脂蛋白和脂質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？[48.6%載脂蛋

白，51.4%脂質(zhì)]解:設(shè)載脂蛋白的體積分?jǐn)?shù)是x,則有1.35x+0.90（l—x）=L08,解得x=0.4

于是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（0.4X1.35）/[0.4X1.35+（1-0.4）X0.90]=0.5

14.一種低密度脂蛋白（LDL含apoB-100（M為500000）和總膽固醇（假設(shè)平均Mr為590）

的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為25%和50%。試汁算apoB-100與總膽固醇的摩爾比[1:1695]

解：設(shè)摩爾比為1/x,則有500000/590x=25/50,解得x=1695

15.用化學(xué)方法把鞘磷脂與磷脂酰膽堿區(qū)分開來。

第3章氨基酸

習(xí)題

1.寫出下列氨基酸的單字母和三字母的縮寫符號(hào)：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨

酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。[見表3T]

表3T氨基酸的簡(jiǎn)寫符號(hào)

名稱三字母符號(hào)單字母符號(hào)名稱三字母符號(hào)單字母符號(hào)

丙氨酸(alanine)AlaA亮氨酸(leucine)LeuL

精氨酸(arginine)ArgR賴氨酸(lysine)LysK

天冬酰氨(asparagines)AsnN甲硫氨酸(蛋氨酸)(methionine)Met

天冬氨酸(asparticacid)AspD苯丙氨酸(phenylalanine)

半胱氨酸(cysteine)CysC脯氨酸(praline)ProP

谷氨酰氨(glutamine)GinQ絲氨酸(serine)

谷氨酸(glutamicacid)GluE蘇氨酸(threonine)

甘氨酸(glycine)GlyG色氨酸(tryptophan)Trp

組氨酸(histidine)HisH酪氨酸(tyrosine)Tyr

異亮氨酸(isoleucine)lieI繳氨酸(valine)

Asn和/或AspAsxBGin和/或GluGlsZSerSThrTWYVaiVPheFM

2、計(jì)算賴氨酸的￡a-NH3+20%被解離時(shí)的溶液PH。[9.9]

解:pH=pKa+lg20%pKa=10,53(見表3-3,P133)

plI=10.53+lg20%=9.83

3、計(jì)算谷氨酸的Y-COOH三分之二被解離時(shí)的溶液pH。[4.6]

解：pH=pKa+lg2/3pKa=4.25

pH=4.25+0.176=4.426

4、計(jì)算下列物質(zhì)0.3mol/L溶液的pH：(a)亮氨酸鹽酸鹽；(b)亮氨酸鈉鹽；(c)等電亮

氨酸。

[(a)約1.46,(b)約11.5,匕)約6.05]

5、根據(jù)表3-3中氨基酸的pKa值，計(jì)算下列氨基酸的pl值：丙氨酸、半胱氨酸、谷氨

酸和精氨酸。[pl:6.02;5.02;3.22;10.76]

解：pl=1/2(pKal+pKa2)

pl(Ala)=1/2(2.34+9.69)=6.02

pl(Cys)=1/2(1.71+10.78)=5.02pI(Glu)=1/2(2.19+4.25)=3.22

pl(Ala)=1/2(9.04+12,48)=10.76

6、向ILlmol/L的處于等電點(diǎn)的甘氨酸溶液加入0.3molHCl,問所得溶液的pH是多少？

如果加入0.3molNaOH以代替HC1時(shí),pH將是多少?[pH：2.71；9.23]

解：pHl=pKal+lg(7/3)=2.71

pH2=pKa2+lg(3/7)=9.23

7、招丙氣酸溶液(400ml)調(diào)節(jié)到pH8.0,然后向該溶液中加入過量的甲醛，當(dāng)所得溶

液用堿反滴定至Ph8.0時(shí)，消耗0.2mol/LNaOH溶液250ml。問起始溶液中丙氨酸的含量

為多少克?[4.45g]

8、計(jì)算0.25mol/L的組氨酸溶液在pH6.4時(shí)各種離子形式的濃度(mol/L)-[His2+為

1.78X10-4,His+為0.071,HisO為2.8X10-4]

解：由pH=pKl+lg(His2+/10-6.4)=pKr+lg(His+/His2+)=pK2+lg(HisO/His+)得

His2+為1.78X10-4,His+為0.071,HisO為2.8X10-4

9、說明用含一個(gè)結(jié)晶水的固體組氨酸鹽酸鹽(相對(duì)分子質(zhì)量=209.6；咪嘎基pKa=6.0)

和lmol/LK0II配制lLpII6.5的0.2mol/L組氨酸鹽緩沖液的方法[取組氨酸鹽酸鹽

41.92g(0.2mol),加入352mllmol/LKOU,用水稀釋至IL]

10、為什么氨基酸的荀三酮反應(yīng)液能用測(cè)壓法定量氨基酸？

解：的三酮在弱酸性溶液中與a-氨基酸共熱，引起氨基酸氧化脫氨脫竣反映，(其反

應(yīng)化學(xué)式見P139),其中，定量釋放的C02可用測(cè)壓法測(cè)量，從而計(jì)算出參加反應(yīng)的氨基

酸量。

IkL-亮氨酸溶液(3.0g/50ml6mol/LHC1)在20cm旋光管中測(cè)得的旋光度為

+1.81°。計(jì)算L-亮氨酸在6moi/LHC1中的比旋([a])。[[a]=+15.1°]

12、標(biāo)%異亮氨酸的4個(gè)光學(xué)異構(gòu)體的(R,S)構(gòu)型名稱。[參考圖3T5]

13、甘氨酸在溶劑A中的溶解度為在溶劑B中的4倍，苯丙氨酸在溶劑A中的溶解度為

溶劑B中的兩倍。利用在溶劑A和B之間的逆流分溶方法將甘氨酸和苯丙氨酸分開。在起

始溶液中甘氨酸含量為lOOmg,苯丙氨酸為81mg,試回答下列問題：(1)利用由4個(gè)分

溶管組成的逆流分溶系統(tǒng)時(shí)，甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一號(hào)分溶管中含量最高？(2)在

這樣的管中每種氨基酸各為多少毫克？[(1)第4管和第3管；(2)51.2mgGly+24mg

Phe和38.4mgGly+36mgPhe]

解：根據(jù)逆流分溶原理，可得:

對(duì)于Gly：Kd=CA/CB=4=q(動(dòng)相)/p(靜相)p+q=1=(1/5+4/5)

4個(gè)分溶管分溶3次：(1/5+4/5)3=1/125+2/125+48/125+64/125

對(duì)于Phe：Kd=CA/CB=2=q(動(dòng)相)/p(靜相)p+q=1=(1/3+2/3)

4個(gè)分溶管分溶3次：(1/3+2/3)3=1/27+6/27+12/27+8/27

故利用4個(gè)分溶管組成的分溶系統(tǒng)中，甘氨酸和苯丙氨酸各在4管和第3管中含量最

高，其中：

第4管：Gly：64/125X100=51.2mgPhe：8/27X81=24mg第3管：Gly：

48/125X100=38.4mgPhe：12/27X81=36mg

14、指出在正丁醇：醋酸：水的系統(tǒng)中進(jìn)行紙層析時(shí)，下列混合物中氨基酸的相對(duì)遷移

率(假定水相的pH為4.5)：(l)Ile,Lys;(2)Phe,Ser(3)Ala,Vai,Leu;(4)Pro,

Vai(5)Glu,Asp：(6)Tyr,Ala,Ser,His.

[Ile>lys；Phe,>Ser；Leu>Vai>Ala,；Vai>Pro；Glu>Asp；Tyr>Ala>Ser絲His]

解：根據(jù)P151圖3-25可得結(jié)果。

15.將含有天冬氨酸(pl=2.98)、甘氨酸(pl=5.97)、亮氨酸(pl=6.53)和賴氨酸

(pl=5.98)的檸檬酸緩沖液，加到預(yù)先同樣緩沖液平衡過的強(qiáng)陽(yáng)離交換樹脂中，隨后用愛

緩沖液析脫此柱，并分別收集洗出液，這5種氨基酸將按什么次序洗脫下來？[Asp,Thr,

Gly,Leu,Lys]

解：在pH3左右，氨基酸與陽(yáng)離子交換樹脂之間的靜電吸引的大小次序是減刑氨基酸

(A2+)>中性氨基酸(A+)〉酸性氨基酸(A0)。因此氨基酸的洗出順序大體上是酸性氨基酸、

中性氨基酸，最后是堿性氨基酸，由于氨基酸和樹脂之間還存在疏水相互作用，所以其洗

脫順序?yàn)椋篈sp,Thr,Gly,Leu,Lys。

第4章蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu)

習(xí)題

1.如果一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為12000的蛋白質(zhì)，含10種氨基酸，并假設(shè)每種氨基酸在該

蛋白質(zhì)分子中的數(shù)目相等，問這種蛋白質(zhì)有多少種可能的排列順序？[10100]

解：1012000/120=10100

2、有一個(gè)A肽，經(jīng)酸解分析得知為L(zhǎng)ys、His、Asp、Glu2、Ala以及Vai、Tyr和兩個(gè)

NH3分子組成。當(dāng)A肽與FDNB試劑反應(yīng)后得DNP-Asp；當(dāng)用狡肽豚處理后得游離繳氨酸。

如果我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中將A肽用胰蛋白醐降解時(shí)，得到兩種肽，其中一種（Lys、Asp、Glu、

Ala、Tyr）在pH6.4時(shí)，凈電荷為零，另一種（His、Glu以及Vai）可給除DNP-His,在

PH6.4時(shí)，帶正電荷。此外，A肽用糜蛋白酶降解時(shí)，也得到兩種肽，其中一種（Asp、

Ala、Tyr）在pH6.4時(shí)全中性,另一種（Lys、His、Glu2以及Vai）在pH6.4時(shí)帶正電

荷。問A肽的氨基酸序列如何？[Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val]

解：1、N-末端分析：FDNB法得：Asp-；

2、C-末端分析：竣肽的法得：-Vai；

3、胰蛋白酶只斷裂賴氨酸或精氨酸殘基的竣基形成的肽鍵，得到的是以Arg和Lys為

C-末端殘基的肽斷。酸水解使AsnfAsp+NH4+,由已知條件（Lys、Asp、Glu、Ala、

Tyr）可得:Asn-（）-（）-（）-Lys-（）-（）-Vai；

4、FDNB法分析N-末端得DNP-His,酸水解使Gln-Glu+NH4+由已知條件（His、Glu、

Vai）可得：Asn-（）-（）-（）-Lys-His-Gln-Val；

5、糜蛋白酶斷裂Phe、Trp和Tyr等疏水匆基酸殘基的竣基端肽鍵。由題，得到的一條

肽（Asp、Ala、Tyr）結(jié)合（3）、（4）可得該肽的氨基酸序列為：Asn-Ala-Tyr-Glu-

Lys-His-Gln-Val

3、某多肽的氨基酸序列如下：Glu-Val-Lys-Asn-Cys-Phe-Arg-Trp-Asp-Leu-Gly-Ser-

Leu-Glu-A1a-Thr-Cys-Arg-His-Met-Asp-Gln-Cys-Tyr-Pro-G1y-Glu_Glu-Lys?（1）如

用胰蛋白酶處理，此多肽將產(chǎn)生幾個(gè)肽？并解釋原因（假設(shè)沒有二硫鋪存在）；（2）在

PH7.5時(shí)，此多肽的凈電荷是多少單位？說明理由（假設(shè)pKa值：a-C00H4.0；a-

NH3+6.0；Glu和Asp側(cè)鏈基4.0；Lys和Arg側(cè)鏈基11.0；His側(cè)鏈基7.5；Cys側(cè)鏈基

9.0；Tyr側(cè)鏈基11.0）；（3）如何判斷此多肽是否含有二硫鍵？假如有二硫鍵存在，請(qǐng)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定5,17和23位上的Cys哪兩個(gè)參與形成？[（1）4個(gè)肽；（2）-2.5單位；

（3）如果多肽中無(wú)二硫鍵存在，經(jīng)胰蛋白酶水解后應(yīng)得4個(gè)肽段；如果存在一個(gè)二硫鍵

應(yīng)得3個(gè)肽段并且個(gè)肽段所帶電荷不同，因此可用離子交換層析、電泳等方法將肽段分

開，鑒定出含二硫鍵的肽段，測(cè)定其氨基酸順序，便可確定二硫鍵的位置]

4、今有一個(gè)七肽，經(jīng)分析它的氨基酸組成是：Lys、Pro、Arg、Phe、Ala、Tyr和

Ser?此肽未經(jīng)糜蛋白酶處理時(shí)，與FDNB反應(yīng)不產(chǎn)生a-DNP-氨基酸。經(jīng)糜蛋白酶作用

后，此肽斷裂城兩個(gè)肽段，其氨基酸組成分別為Ala、Tyr>Ser和Pro、Phe^Lys^Argo

這兩個(gè)肽段分別與FDNB反應(yīng)，可分別產(chǎn)生DNP-Ser和DNP-Lys。此肽與胰蛋白酶反應(yīng)能生

成兩個(gè)肽段，它們的氨基酸組成分別是Arg、Pro和Phe、Tyr>Lys、Ser、Ala。試問此七

肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)怎樣？[它是一個(gè)環(huán)肽，序列為：-Phe-Ser-Ala-Tyr-Lys-Pro-Arg-]

解：(1)此肽未經(jīng)糜蛋白酶處理時(shí)，與FDNB反應(yīng)不產(chǎn)生DNP-氨基酸，說明此肽不

含游離末端NH2,即此肽為一環(huán)肽；

(2)糜蛋白酶斷裂Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸殘基的竣基端肽鍵，由已知兩肽段氨

基酸組成(Ala、Tyr>Ser和Pro、Phe>Lys>Arg)可得：-()-()-Tyr-和-()-()-

()-Phe-；

(3)由(2)得的兩肽段分別與FDNB反應(yīng)，分別產(chǎn)生DNP-Ser和DNP-Lys可知該兩肽

段的N-末端分別為-Ser-和-Lys-,結(jié)合(2)可得：-Ser-Ala-Tyr-^U-Lys-()-()-Phe-

(4)胰蛋白酶專一斷裂Arg或Lys殘基的竣基參與形成的肽鍵，由題生成的兩肽段氨

基酸組成(Arg、Pro和Phe、Tyr、Lys、Ser>Ala)可得:-Pro-Arg-和-()-()-()-

()~Lys；綜合(2)、(3)、(4)可得此肽一級(jí)結(jié)構(gòu)為：-Lys-Pro-Arg-Phe-Ser-Ala-

Tyr-

5^三肽Lys-Lys-Lys的pl值必定大于它的任何一個(gè)個(gè)別基團(tuán)的pKa值，這種說法是

否正確？為什么？[正確，因?yàn)榇巳奶幱诘入婞c(diǎn)時(shí)，七解離集團(tuán)所處的狀態(tài)是C-末端

COO-(pKa=3.0),N末端NH2(pKa^8.0),3個(gè)側(cè)鏈3(1/3e-NH3+)(pKa=10.53),

因此pl>最大的pKa值(10.53)]

6、一個(gè)多肽可還原為兩個(gè)肽段，它們的序列如下：鏈1為Ala-Cys-Phe-Pro-Lys-Arg-

Trp-Cys-Arg-Arg-

Val-Cys；鏈2為Cys-Tyr-Cys-Phe-Cys。當(dāng)用嗜熱菌蛋白酶消化原多肽(具有完整的二

硫鍵)時(shí)可用下列各肽：(1)(Ala、Cys2、Vai)；(2)(Arg、Lys、Phe、Pro)；

(3)(Arg2>Cys2、Trp>Tyr)；(4)(Cys2、Phe)。試指出在該天然多肽中二硫鍵的位

置。(結(jié)構(gòu)如下圖)S-S

Ala-Cys-Phe-Pro-Lys-Arg-Trp-Cys-Arg-Arg-Val_Cys

S

S

Cys-Tyr-Cys-Phe-Cys

s-s

解：嗜熱菌蛋白酶作用專一性較差，根據(jù)題中已知條件:

（1）消化原多肽得到（Ala、Cys2、Vai）,說明鏈I在2位Cys后及11位Vai前發(fā)生

斷裂，2位Cys與12位Cys之間有二硫鍵；

（2）由鏈1序列可得該肽段序列為：-Phe-Pro-Lys-Arg-;

（3）由（1）（2）可知該肽段（Arg2、Cys2、Trp、Tyr）中必有一Cys來自鏈2,另一

Cys為鏈1中8位Cys,即鏈1中8位Cys與鏈2中的一個(gè)Cys有二硫鍵；

（4）嗜熱菌蛋白酶能水解Tyr、Phe等疏水氨基酸殘基，故此肽（Cys2、Phe）來自鏈

2,結(jié)合（3）中含Tyr,可知（3）中形成的二硫鍵為鏈18位Cys與鏈2中3位Cys與鏈

2中3位Cys之間；（4）中（Cys2、Phe）說明鏈2中1位Cys與5位Cys中有二硫鍵。

綜合（1）、（2）、（3）、（4）可得結(jié)果。

7、一個(gè)十肽的氨基酸分析表明其水解液中存在下列產(chǎn)物：

NH4+AspGluTyrArg

MetProLysSerPhe

并觀察下列事實(shí)：（1）用竣肽酶A和B處理該十肽無(wú)效；（2）胰蛋白酶處理產(chǎn)生兩個(gè)

四肽和游離的Lys；（3）梭菌蛋白酶處理產(chǎn)生一個(gè)四肽和一個(gè)六肽；（4）澳化氫處理產(chǎn)

生一個(gè)八肽和一個(gè)二肽，用單字母符號(hào)表示其序列為NP；（5）胰凝乳蛋白酶處理產(chǎn)生兩

個(gè)三肽和一個(gè)四肽，N-末端的胰凝乳蛋白酶水解肽段在中性pll時(shí)攜帶T凈電荷，在plU2

時(shí)攜帶-3凈電荷；（6）一輪Edman降解給出下面的PTH衍生物：

寫出該十肽的氨基酸序列。[Ser-Glu-Tyr-Arg-Lys-Lys-Phe-Met-Asn-Pro]

解：（1）用竣肽酶A和B處理十肽無(wú)效說明該十肽C-末端殘基為-Pro；

（2）胰蛋白酶專-斷裂Lys或Arg殘基的竣基參與形成的肽鍵，該十肽在胰蛋白前處

理后產(chǎn)生了兩個(gè)四肽和有利的Lys,說明十肽中含1^5-,,或-八r8-,,-1＞丫5-1丫5-,,或-八「8-1丫5-

,,-Lys-,,Arg-Lys-,,四種可能的肽段,且水解位置在4與5、5與6或4與5、8與9、9與

10之間;

（3）梭菌蛋白酶專一-裂解Arg殘基的竣基端肽鍵，處理該十肽后，產(chǎn)生一個(gè)四肽和?

個(gè)六肽，則可知該十肽第四位為-Arg-；

（4）浪化氟只斷裂由Met殘基的竣基參加形成的肽鍵，處理該十肽后產(chǎn)生一?個(gè)八肽和

一個(gè)二肽，說明該十肽第八位或第二位為-Met-；用單字母表示二肽為NP,即-Asn-Pro-,

故該十肽第八位為-Met-；

（5）胰凝乳蛋白酶斷裂Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸殘基的竣基端肽鍵，處理該十肽

后，產(chǎn)生兩個(gè)三肽和一個(gè)四肽，說明該十肽第三位、第六位或第七位為Trp或Phe；

（6）一輪Edman降解分析N-末端，根據(jù)其反應(yīng)規(guī)律，可得N-末端氨基酸殘疾結(jié)構(gòu)式

為：-NH-CH（-CH20H）-C（=0）-,還原為-NH-CH（-CH20H）-C00H-,可知此為Ser；

結(jié)合（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）可知該十肽的氨基酸序列為：

Ser-Glu-Tyr-Arg-Lys-Lys-Phe-Met-Asn-Pro

8、?個(gè)四肽，經(jīng)胰蛋白酶水解得兩個(gè)片段，?個(gè)片段在280nm附近有強(qiáng)的光吸收，并

且Pauly反應(yīng)和坂口反應(yīng)（檢測(cè)呱基的）呈陽(yáng)性。另一片段用溟化氟處理釋放出一個(gè)與荀

三酮反應(yīng)呈黃色的氨基酸。寫出此四肽的氨基酸序列。［YRMP］

解：胰蛋白酶醐專一水解Lys和Arg殘基的撥基參與形成的肽鍵，故該四肽中含Lys或

Arg；一肽段在280nm附近有強(qiáng)光吸收且Pauly反應(yīng)和坂口反應(yīng)（檢測(cè)胭基的）呈陽(yáng)性，

說明該肽段含Tyr和Arg；溪化氟專一斷裂Met殘基的竣基參加形成的肽鍵，又因生成了

與苗三酮反應(yīng)呈黃色的氨基酸，故該肽段為-Met-Pro-；所以該四肽的氨基酸組成為Tyr-

Arg-Met-Pro,即YRMP。

9、蜂毒明肽（apamin）是存在蜜蜂毒液中的?個(gè)十八肽，其序列為

CNCKAPETALCARRCQQH,已知蜂毒明肽形成二硫鍵，不與碘乙酸發(fā)生反應(yīng)，（1）問此肽中

存在多少個(gè)二硫鍵？（2）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)確定這些（個(gè)）二硫鍵位置的策略。

［（1）兩個(gè);（2）二硫鍵的位置可能是1-3和11-15或1-11和3-租或1T5和3T1,

第一種情況，用胰蛋白酶斷裂將產(chǎn)生兩個(gè)肽加Arg；第二種情況和第三種，將產(chǎn)生一個(gè)肽

加Arg,通過二硫鍵部分氧化可以把后兩種情況區(qū)別開來。］

10、敘述用Mernfield固相化學(xué)方法合成二肽Lys-Ala。如果你打算向Lys-Ala加入一

個(gè)亮氨酸殘基使成三肽，可能會(huì)掉進(jìn)什么樣的“陷坑”？

解：（1）用B0C保護(hù)Ala氨基端，然后將其竣基掛接在樹脂上；

（2）除去N端保護(hù)，將用B0C保護(hù)的Arg用縮合劑DDC與Ala相連；

（3）將把樹脂懸浮在無(wú)水三氟乙酸中，通人干燥的HBr,使肽與樹脂脫離，同時(shí)保護(hù)基

也被切除。

若打算向Lys-Ala加入一個(gè)亮氨酸殘基使成三肽，可能的坑為：Leu可能接在Arg的非

a-氨基上。

第5章蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)

習(xí)題

1.（1）計(jì)算一個(gè)含有78個(gè)氨基酸的a螺旋的軸長(zhǎng)。（2）此多肽的a螺旋完全伸展

時(shí)多長(zhǎng)？

[11.7nm；28.08nm]

解：(1)考慮到a螺旋中每3.6個(gè)氨基酸殘基上升0.54nm,故該a螺旋的軸長(zhǎng)為：

78X0.54/3.6=11.7nm

(2)考慮到完全伸展時(shí)每個(gè)氨基酸殘基約占0.36nm,故此時(shí)長(zhǎng)為：

78X0.36=28.08nm

2.某一蛋白質(zhì)的多肽鏈除一些區(qū)段為a螺旋構(gòu)想外，其他區(qū)段均為P折疊片構(gòu)象。該

蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量為240000,多肽鏈外形的長(zhǎng)度為5.06X10-5cm。試計(jì)算：a螺旋占

該多肽鏈的百分?jǐn)?shù)。(假設(shè)B折疊構(gòu)象中每氨基酸殘疾的長(zhǎng)度為0.35nm)［59%］

解：一般來講氨基酸的平均分子量為120Da,此蛋白質(zhì)的分子量為240000Da,所以氨基

酸殘基數(shù)為240000+120=2000個(gè)。設(shè)有X個(gè)氨基酸殘基呈a螺旋結(jié)構(gòu)，則：

X*0.15+(2000-X)X0.35=5.06X10-5X107=506nm

解之得X=970,a螺旋的長(zhǎng)度為970X0.15=145.5,故a-螺旋占該蛋白質(zhì)分子的百分

比為：145.5/536XI00%=29%

3.雖然在真空中氫鍵鍵能約為20kj/mol,但在折疊的蛋白質(zhì)中它對(duì)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定焰貢獻(xiàn)

卻要小得多?5kj7mol)o試解釋這種差別的原因。［在伸展的蛋白質(zhì)中大多數(shù)氫鍵的供

體和接納體都與水形成氫鍵。這就是氫鍵能量對(duì)穩(wěn)定焰貢獻(xiàn)小的原因。］

4.多聚甘氨酸是一個(gè)簡(jiǎn)單的多肽，能形成一個(gè)具有e=-80°W=+120°的螺旋，根據(jù)拉

氏構(gòu)象圖(圖5T3),描述該螺旋的(a)手性；(b)每圈的堿基數(shù)。［(a)左手；

(b)3.0］解：據(jù)P206圖5T3拉氏構(gòu)象圖，=小-80°w=+120°時(shí)可知該螺旋為左手

性，每圈殘基數(shù)為3.0。

5.a螺旋的穩(wěn)定性不僅取決于肽鏈間的氫鍵形成，而且還取決于肽鏈的氨基酸側(cè)鏈的性

質(zhì)。試預(yù)測(cè)在室溫下的溶液中下列多聚氨基酸那些種將形成a螺旋，那些種形成其他的

有規(guī)則的結(jié)構(gòu)，那些種不能形成有規(guī)則的結(jié)構(gòu)？并說明理由。(1)多聚亮氨酸，

pH=7.0：(2)多聚異亮氨酸，pH=7.0；(3)多聚精氨酸，pH=7.0：(4)多聚精氨酸，

pH=13；(5)多聚谷氨酸，pH=1.5；(6)多聚蘇氨酸，pH=7.0；(7)多聚脯氨酸，

pH=7.0；［(1)(4)和(5)能形成a螺旋；(2)(3)和(6)不能形成有規(guī)則的結(jié)

構(gòu)；(7)有規(guī)則，但不是a螺旋］

6.多聚甘氨酸的右手或左手a螺旋中哪一個(gè)比較穩(wěn)定？為什么？［因?yàn)楦拾彼崾窃赼-

碳原子上呈對(duì)稱的特殊氨基酸，因此可以預(yù)料多聚甘氨酸的左右手a螺旋(他們是對(duì)映

體)在能量上是相當(dāng)?shù)?，因而也是同等穩(wěn)定的。］

7.考慮一個(gè)小的含101殘基的蛋白質(zhì)。該蛋白質(zhì)將有200個(gè)可旋轉(zhuǎn)的鍵。并假設(shè)對(duì)每個(gè)

鍵用和W有兩個(gè)定向。問：(a)這個(gè)蛋白質(zhì)可能有多種隨機(jī)構(gòu)象(W)?(b)根據(jù)

(a)的答案計(jì)算在當(dāng)使Imol該蛋白質(zhì)折疊成只有一種構(gòu)想的結(jié)構(gòu)時(shí)構(gòu)想嫡的變化(AS

折疊）；（c）如果蛋白質(zhì)完全折疊成由H鍵作為穩(wěn)定焰的唯一來源的a螺旋，并且每

molH鍵對(duì)焰的貢獻(xiàn)為-5kj/mol,試計(jì)算AH折疊；（d）根據(jù)逆的（b）和（c）的答案，

計(jì)算25℃時(shí)蛋白質(zhì)的AG折疊。該蛋白質(zhì)的折疊形式在25℃時(shí)是否穩(wěn)定？

［（a）W=2200=l.61X1060；（b）△S折疊=1.15kj/）（c）AH折疊100X（-

5kj/mol）=-500kjVmol；注意，這里我們沒有考慮在螺旋末端處某些氫鍵不能形成這一

事實(shí)，但考慮與否差別很小。（d）AG折疊=-157.3kj/mol.由于在25'C時(shí)AG折疊〈0,

因此折疊的蛋白質(zhì)是穩(wěn)定的。］

8.兩個(gè)多肽鏈A和B,有著相似的三級(jí)結(jié)構(gòu)。但是在正常情況下A是以單體形式存在

的，而B是以四聚體（B4）形式存在的，問A和B的氨基酸組成可能有什么差別。［在亞

基-亞基相互作用中疏水相互作用經(jīng)常起主要作用，參與四聚體B4的亞基-亞基相互作用

的表面可能比單體A的對(duì)應(yīng)表面具有較多的疏水殘基。］

9.下面的序列是一個(gè)球狀蛋白質(zhì)的一部分。利用表5-6中的數(shù)據(jù)和Chou-Faman的經(jīng)驗(yàn)

規(guī)則，預(yù)測(cè)此區(qū)域的二級(jí)結(jié)構(gòu)。RRPVVLMAACLRPVVFITYGDGGTYYHWYH

［殘基4-11是一個(gè)a螺旋，殘基14-19和24-30是P折疊片。殘基20-23很可能形成

P轉(zhuǎn)角］

10.從熱力學(xué)考慮，完全暴露在水環(huán)境中和完全埋藏在蛋白質(zhì)分子非極性內(nèi)部的兩種多

肽片段，哪一種更容易形成a螺旋？為什么？［埋藏在蛋白質(zhì)的非極性內(nèi)部時(shí)更容易形成

a螺旋。因?yàn)樵谒h(huán)境中多肽對(duì)穩(wěn)定烙（AH折疊）的貢獻(xiàn)要小些。］

11.一種醐相對(duì)分子質(zhì)量為300000,在酸性環(huán)境中可解離成兩個(gè)不同組分，其中一個(gè)組

分的相對(duì)分子質(zhì)量為100000,另一個(gè)為50000。大的組分占總蛋白質(zhì)的三分之二，具有催

化活性。用B-毓基乙醇（能還原二硫橋）處理時(shí)，大的失去催化能力，并且它的沉降速

度減小，但沉降圖案上只呈現(xiàn)?個(gè)峰（參見第7章）。關(guān)于該酶的結(jié)構(gòu)作出什么結(jié)論？

［此酶含4個(gè)亞基，兩個(gè)無(wú)活性亞基的相對(duì)分子質(zhì)量為50000,兩個(gè)催化亞基的相對(duì)分子質(zhì)

量為100000,每個(gè)催化亞基是由兩條無(wú)活性的多肽鏈（相對(duì)分子質(zhì)量為50000）組成。彼

此間由二硫鍵交聯(lián)在一起。］12.今有一種植物的毒素蛋白，直接用SDS凝膠電泳分析（見

第7章）時(shí)，它的區(qū)帶位于肌紅蛋白（相對(duì)分子質(zhì)量為16900）和B-乳球蛋白（相對(duì)分

子質(zhì)量37100）兩種蛋白之間，當(dāng)這個(gè)毒素蛋白用B-筑基乙醇和碘乙酸處理后，在SDS

凝膠電泳中仍得到一條區(qū)帶，但其位置靠近標(biāo)記蛋白細(xì)胞素（相對(duì)分子質(zhì)量為13370）,

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，該毒素蛋白與FDNB反應(yīng)并酸水解后，釋放出游離的DNP-Gly和DNP-

Tyr?關(guān)于此蛋白的結(jié)構(gòu)，你能做出什么結(jié)論？［該毒素蛋白由兩條不同的多肽鏈通過鏈間

二硫鍵交聯(lián)而成，每條多肽鏈的相對(duì)分子質(zhì)量各在13000左右。］

13.一種蛋白質(zhì)是由相同亞基組成的四聚體。（a）對(duì)該分子說出兩各種可能的對(duì)稱性。

穩(wěn)定締合的是哪種類型的相互作用（同種或異種）？（b）假設(shè)四聚體，如血紅蛋白，是

由兩個(gè)相同的單位（每個(gè)單位含a和0兩種鏈）組成的。問它的最高對(duì)稱性是什么？

［（a）C4和D2,C4是通過異種相互作用締合在一起，D2是通過同種相互作用締合在一

起，（b）C2因?yàn)槊總€(gè)aB二聚體是一個(gè)不對(duì)稱的原聚體］

14.證明一個(gè)多階段裝配過程比一個(gè)單階段裝配過程更容易控制蛋白質(zhì)的質(zhì)量?？紤]一

個(gè)多聚體酶復(fù)合物的合成，此復(fù)合物含6個(gè)相同的二聚體，每個(gè)二聚體由一個(gè)多肽A和?

個(gè)B組成，多肽A和B的長(zhǎng)度分別為300個(gè)和700個(gè)細(xì)基酸殘基。假設(shè)從氨基酸合成多肽

鏈，多肽鏈組成二聚體，再?gòu)亩垠w聚集成多聚體酶，在這一建造過程中每次操作的錯(cuò)誤

頻率為10-8,假設(shè)氨基酸序列沒有錯(cuò)誤的話，多肽的折疊總是正確的，并假設(shè)在每--裝配

階段剔除有缺陷的亞結(jié)構(gòu)效率為100%,試比較在下列情況下有缺陷復(fù)合物的頻率：（1）

該復(fù)合物以一條6000個(gè)氨基酸連續(xù)的多肽鏈一步合成，鏈內(nèi)含有6個(gè)多肽A和6個(gè)多肽

B。（2）該復(fù)合物分3個(gè)階段形成：第一階段，多肽A和B的合成；第二階段，AB二聚體

的形成；第三階段，6個(gè)AB二聚體裝配成復(fù)合物。

［（1）有缺陷復(fù)合物的平均頻率是6000X10-8=6X10-5］

［（2）由于有缺陷的二聚體可被剔除，因此有缺陷復(fù)合物的平均率只是最后階段的操作

次數(shù)（5次操作裝配6個(gè)亞基）乘以錯(cuò)誤頻率，即：5X10-8。因此它比一步合成所產(chǎn)生的

缺陷頻率約低1000倍。］

第6章蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

1.蛋白質(zhì)A和B各有一個(gè)配體X的結(jié)合部位，前者的解離常數(shù)Kd為10-6mol/L,后者

Kd為10-9mol/L。（a）哪個(gè)蛋白質(zhì)對(duì)配體X的親和力更高？（b）將這兩個(gè)蛋白質(zhì)的Kd

轉(zhuǎn)換為結(jié)合常數(shù)Ka。（［a）蛋白質(zhì)B；（b）蛋白質(zhì)A的Ka=106（mol/L）T,蛋白質(zhì)B的

Ka=109（mol/L）-1

2.下列變化對(duì)肌紅蛋白和血紅蛋白的02親和力有什么影響？（a）血漿的pH從7.4降

到7.2；（b）肺中C02分壓從45torr（屏息）降到15torr（正常）；（c）BPG水平從

4.5mmol/L（海平面）增至7.5mmol（高空）。［對(duì)肌紅蛋白：（a）無(wú)；（b）無(wú)；（c）

無(wú)。對(duì)血紅蛋白：（a）降低；（b）增加；（c）降低］

3.在37℃,pH7.4,C02分壓40torr和BPG正常勝利水平（4.5mmol/L血）條件下，人

全血的氧結(jié)合測(cè)定給出下列數(shù)據(jù)：

p（02）%飽和度（=100XY）10.610

19.530

27.450

37.570

50.485

77.396

92.398

(a)根據(jù)這些數(shù)據(jù)，繪制氧結(jié)合曲線；估算在(1)lOOtorrp(02)(肺中)和(2)

30torrp(02)(靜脈血中)下血的氧百分飽和度。

(b)肺中[100torrp(02)]結(jié)合的氧有百分之多少輸送給組織[30torrp

(02)]?(c)如果在毛細(xì)血管中pH降到7.0,利用圖6T7數(shù)據(jù)重新估算(b)部分。

[(a)(1)98%,(2)58%；(b)約40%；(c)約50%]

解：(a)圖略，從圖中克知分別為98%和58%；

(b)98%-58%=40%,故約40%

(c)當(dāng)pH降到7.0時(shí)，據(jù)圖6T7可知：96%-46%=50%?

4.如果已知P50和n,可利用方程(6-15)Y/(1-Y)=[p(02)/P50]n計(jì)算Y(血紅

蛋白氧分?jǐn)?shù)飽和度)。設(shè)P50=26torr,n=2.8,計(jì)算肺(這里p(02)=100torr)中的Y

和毛細(xì)血管(這里p(02)=40torr)中的Y。在這些條件下輸氧效率(Y肺-Y毛細(xì)血管

=AY)是多少？除n=1.0外，重復(fù)上面計(jì)算。比較n=2.8和n=l.0時(shí)的AY值。并說出協(xié)

同氧結(jié)合對(duì)血紅蛋白輸氧效率的影響。[n=2.8時(shí)，Y肺=0.98,Y毛細(xì)血管=0.77,所以，

△Y=0.21,n=1.0時(shí),Y肺=0.79,Y毛細(xì)血管=0.61,所以，AY=0.18,兩AY之差0.2b

0.18=0.03,差值似乎不大，但在代謝活躍的組織中p(02)<40torr,因此潛在輸氧效率

不小，參見圖6T5]

解:Y肺/(1-Y肺)=[100/26]2.8Y肺=0.98

Y毛/(1-Y毛)=[40/26]2.8Y毛=0.77

AY=0.98-0.77=0.21

當(dāng)n=L0時(shí)，同理，Y肺=0.79Y毛=0.61AY=0.18

5.如果不采取措施，貯存相當(dāng)時(shí)間的血，2.3-BPG的含量會(huì)下降。如果這樣的血用于輸

血可能會(huì)產(chǎn)生什么后果？[貯存過時(shí)的紅血球經(jīng)酵解途徑代謝BPG。BPG濃度下降，Hb對(duì)

02的親和力增加，致使不能給組織供氧。接受這種BPG濃度低的輸血，病人可能被窒息。]

6.IlbA能抑制HbS形成細(xì)長(zhǎng)纖維和紅細(xì)胞在脫氧后的鐮刀狀化。為什么UbA具有這一效

應(yīng)？

[去氧HbA含有一個(gè)互補(bǔ)部位，因而它能加到去氧HbS纖維Ho這樣的纖維不能繼續(xù)延

長(zhǎng)，因?yàn)槟┒说娜パ鮄bA分子缺少“粘性”區(qū)。]

7.一個(gè)單克隆抗體與G-肌動(dòng)蛋白結(jié)合但不與F-肌動(dòng)蛋白結(jié)合，這對(duì)于抗體識(shí)別抗原表

位能告訴你什么？[該表位可能是當(dāng)G-肌動(dòng)蛋白聚合成F-肌動(dòng)蛋白時(shí)被埋藏的那部分結(jié)

構(gòu)。]

8.假設(shè)一個(gè)Fab-半抗原復(fù)合體的解離常數(shù)在25℃和pH7時(shí)為5X10-7mol/L(a)結(jié)

合的標(biāo)準(zhǔn)自由能(25℃和pH7時(shí))是多少？(b)此Fab的親和力結(jié)合常數(shù)是多少？(c)

從該復(fù)合體中釋放半抗原的速度常數(shù)為120ST。結(jié)合的速度常數(shù)是多少？此說明在結(jié)合半

抗原時(shí)抗體中的結(jié)構(gòu)變化是大還是小？