第2章　蛋白質化學

一、選擇題

1典型的α-螺旋是（　　）。[華中農業大學2017研]

A．3₁₀

B．3.6₁₃

C．4.0₁₅

D．4.4₁₆

【答案】B

2蛋白質一級結構測定時要確定二硫鍵的位置，可以用下列哪一種方法測定出含二硫鍵的肽段？（　　）[華中農業大學2017研]

A．巰基化合物還原

B．過甲酸氧化

C．對角線電泳

D．雙向電泳

【答案】C

3下列哪個肽段可同時被胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶水解？（　　）[南開大學2016研]

A．Leu-Thr-Lys-Pro-Gly-Phe

B．Ile-Tyr-Arg-Ala-Met-Thr

C．Ala-Asp-Phe-Gly-Lys-Pro

D．Ser-Val-Thr-Tyr-Pro-Arg

【答案】B

【解析】胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶都是內切酶，其中胰蛋白酶是水解Arg和Lys羧基端形成的肽鍵，胰凝乳蛋白酶是水解Tyr、Trp、Phe的羧基端形成的肽鍵。由此可知，胰蛋白酶可以水解ABC三項的肽段。

4下列哪種氨基酸溶于水時不引起偏振光旋轉？（　　）[武漢大學2014研]

A．谷氨酸

B．亮氨酸

C．丙氨酸

D．甘氨酸

E．苯丙氨酸

【答案】D

【解析】甘氨酸沒有手性碳原子，因此不具有旋光性，其溶于水也不存在變旋現象，因此也不能使偏振光旋轉。

二、填空題

1Edman降解是從多肽鏈游離的______末端測定氨基酸殘基序列的過程。[中山大學2018研]

【答案】N

2不同蛋白質的含N量頗為相近，平均含量為______%。[中山大學2018研]

【答案】16

3測定蛋白質濃度的方法有______、______和______等。[華中農業大學2017研]

【答案】凱氏定氮法；紫外分光光度法；雙縮脲法

【解析】測定蛋白質濃度的方法，即一定體積下的蛋白質定量方法，常用的方法有凱氏定氮法、雙縮脲法、Folin-酚試劑法、紫外吸收法和考馬斯亮藍染色法等。

4一些糖蛋白中糖側鏈被酶促鏈接在蛋白質______基上。形成N連接寡糖鏈，而另一些糖蛋白，連在______或______殘基上形成氧連接的寡糖鏈。[南開大學2016研]

【答案】酰胺；含羥基的氨基酸；亞氨基酸

5蛋白質之所以存在極其豐富的構象，是因為______鍵和______鍵能有不同程度的轉動。[廈門大學2014研]

【答案】C_α-N₁；C_α-N₂

三、名詞解釋

1結構域[中山大學2018；山東大學2017研]

答：結構域是指蛋白質多肽鏈在二級結構的基礎上進一步卷曲折疊成幾個相對獨立的近似球形的組裝體。在球形蛋白中，結構域具有自己特定的四級結構，其功能部分依賴于蛋白質分子中的其余部分，但是同一種蛋白質中不同結構域間常可通過不具二級結構的短序列連接起來。蛋白質分子中不同的結構域常由基因的不同外顯子所編碼。

2肽平面[山東大學2017研]

答：肽平面又稱酰胺平面，指肽鏈主鏈上的肽鍵因具有部分雙鍵性質，不能自由旋轉，連接在肽鍵上的六個原子共處于同一平面，這一平面即肽平面。

3蛋白質變性[山東大學2017研]

答：蛋白質變性是指天然蛋白質受物理或化學因素的影響，分子內部的高度規則性的空間排列發生變化，致使其原有性質和功能發生部分或全部喪失的現象。

4分子伴侶[華中農業大學2017研]

答：分子伴侶是指在細胞內幫助其他含多肽的結構完成正確的組裝，而在組裝完畢后與之分離，不構成這些蛋白質結構執行功能組分的蛋白質，是一類在序列上沒有相關性但有共同功能的蛋白質。

5寡聚蛋白質與別構蛋白[華東理工大學2017研]

答：（1）寡聚蛋白質是指由兩個或兩個以上亞基組成的蛋白質，多數寡聚蛋白質分子亞基排列是對稱的，數目為偶數，亞基的種類為一種或兩種。

（2）別構蛋白又稱變構蛋白或調節蛋白，是指除了具有結合底物的活性部位，還具有結合調節物別構部位的蛋白質。別構蛋白的活性部位和別構部位可以分屬不同的亞基。

（3）區分：所有別構蛋白都是寡聚蛋白質，但寡聚蛋白質卻不一定是別構蛋白。

四、判斷題

1蛋白質分子由α蛋氨基酸組成，這些氨基酸α-碳是一個手性碳原子，因此均具有光學活性。（　　）[中山大學2018研]

【答案】錯

【解析】常見的20種蛋白質氨基酸中除Pro是α-亞氨基酸外，其余的都是由α-氨基酸組成，除Gly外其余氨基酸都具有一個手性碳原子，因此均具有光學活性。

2蛋白質分子組成中不含有瓜氨酸。（　　）[中山大學2018研]

【答案】對

【解析】瓜氨酸只存在于非蛋白質氨基酸中。

3等電點不是蛋白質的特征常數。（　　）[山東大學2017研]

【答案】對

【解析】特征常數指能夠表明某種物質特征的常數，例如酶的米氏常數。除蛋白質外，氨基酸，多肽等物質也具有等電點，因此等電點不是蛋白質的特征常數。

4質子會降低血紅蛋白對氧氣的結合能力。（　　）[浙江大學2018研]

【答案】對

【解析】H^＋和CO₂都會降低血紅蛋白對氧氣的結合能力

5載脂蛋白是血漿脂蛋白。（　　）[南開大學2016研]

【答案】錯

【解析】載脂蛋白是血漿脂蛋白的蛋白質部分。

五、簡答題

1簡述Western Blotting原理過程[浙江大學2018研]

答：（1）Western Blotting的原理

Western Blot（蛋白免疫印跡）通過分析著色的位置和著色深度獲得特定蛋白質在所分析的細胞或組織中表達情況的信息的實驗方法。首先利用SDS-PAGE電泳對蛋白質樣品進行分離，然后轉移到固相載體（例如NC膜上），固相載體以非共價鍵形式吸附蛋白質，且能保持電泳分離的多肽類型及生物學活性不變，轉移后的NC膜就稱為一個印跡，用于蛋白質的進一步檢測。

（2）Western Blotting的過程

①蛋白質樣品的制備：根據實驗對象選擇合適的蛋白提取方法制備蛋白質樣品。

②SDS-PAGE：制備濃縮膠和分離膠，電泳分離蛋白質樣品。

③轉膜：將電泳完畢的凝膠上的蛋白轉移到硝酸纖維素膜（NC膜）上。

④封閉：將轉移完成的NC膜在封閉液中封閉。

⑤一抗雜交：向封閉完的NC膜加入一抗溶液雜交。

⑥二抗雜交：一抗孵育完成后，清洗NC膜，然后使用二抗溶液雜交。

⑦底物顯色：二抗孵育完成后，清洗NC膜，加入顯色液，反應至出現條帶。

2推測下面肽鏈的結構與構象。[山東大學2017研]

（1）根據上面的氨基酸序列，你認為哪里可以形成β-轉角？

（2）哪里可以形成鏈內二硫鍵？

（3）假定此序列是一個大的球蛋白的一部分，說明下列氨基酸殘基Asp，Ile，Thr，Ala，Gln，Lys的可能位置（蛋白質的表面或內部），并說明原因。

答：（1）β-轉角的特定構象在一定程度上取決與他的組成氨基酸，某些氨基酸如脯氨酸（Pro）和甘氨酸（Gly）經常存在其中，由于甘氨酸缺少側鏈（只有一個H），在β-轉角中能很好的調整其他殘基的空間阻礙，因此使立體化學上最合適的氨基酸；而脯氨酸具有換裝結構和固定的角，因此在一定程度上迫使β-轉角形成，促使多臺自身回折且這些回折有助于反平行β折疊片的形成。綜上所述6,7部位可能形成β-轉角。

（2）二硫鍵由含硫氨基酸形成，含硫氨基酸包括甲硫氨酸（Met），半胱氨酸（Cys）。本題中氨基酸序列12與22，12與24，13與22，13與24，22與24間均可形成二硫鍵。

（3）在球狀蛋白質分子中，大多數非極性側鏈總是埋在蛋白質分子內部，形成疏水核，而大多數極性側鏈總是暴露在蛋白質分子的表面，形成親水面。因此非極性疏水氨基酸如Ile，Ala可能分布在球狀蛋白質的內部，極性的親水氨基酸如Asp，Thr，Gln，Lys可能分布在球狀蛋白質的表面。

32,3-二磷酸甘油酸（BPG）是如何調節血紅蛋白運氧功能的？[華中農業大學2017研]

答：2,3-二磷酸甘油酸（BPG）是血紅蛋白的一個重要的別構效應物。在BPG存在下，血紅蛋白的氧合作用可用下面的方程式表示:

HbBPG＋4O₂→HbBP（O₂）₄＋BPG

紅細胞中的2,3-DPG與脫氧血紅蛋白結合，使脫氧血紅蛋白的空間構象穩定，從而降低血紅蛋白對O₂的親合力，促使O₂和血紅蛋白解離。尤其當血液通過組織時，紅細胞中2,3-DPG的存在就能顯著促進O₂的釋放以供組織需要。

4簡述蛋白質二級結構的類型及基本結構特征。[華中農業大學2017研]

答：蛋白質二級結構是指肽鏈中的主鏈借助氫鍵，有規則的卷曲折疊成沿一維方向具有周期性結構的構象。

蛋白質二級結構的類型有α-螺旋、β-折疊、β-轉角、無規卷曲。

（1）α-螺旋：肽鏈主鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀，一般都是右手螺旋結構，螺旋是靠鏈內氫鍵維持的。每個氨基酸殘基（第n個）的羰基氧與多肽鏈C端方向的第4個殘基（第n＋4個）的酰胺氮形成氫鍵。在典型的右手α-螺旋結構中，半徑為0.23nm，螺距為0.54nm，每一圈含有3.6個氨基酸殘基，每個殘基沿著螺旋的長軸上升0.15nm。

（2）β-折疊：折疊片的構象是通過一個肽鍵的羰基氧和位于同一個肽鏈或相鄰肽鏈的另一個酰胺氫之間形成的氫鍵維持的。

（3）β-轉角：連接蛋白質分子中的二級結構（α-螺旋和β-折疊），使肽鏈走向改變的一種非重復多肽區，一般含有2至16個氨基酸殘基。

（4）無規卷曲：它泛指那些不能被歸入明確的二級結構如折疊片或螺旋的多肽區段。

5在很多酶的活性中心均有His殘基參與，請予以解釋。[四川大學2015研]

答：酶蛋白分子中組氨酸的側鏈咪唑基pK值為6.0～7.0，在生理條件下，一部分解離可以作為質子供體，一部分不解離可以作為質子受體，因此既是酸又是堿，所以可以作為廣義酸堿共同催化反應，因此常參與構成酶的活性中心。

六、論述題

詳述蛋白質一級結構測定的基本步驟，原理及相關實驗技術。[山東大學2017研]

答：蛋白質的一級結構是指蛋白質多肽鏈中氨基酸的序列，一級結構中主要的連接鍵是肽鍵。

（1）蛋白質一級結構的測定基本步驟為N端分析、C端分析、肽鏈的拆分、肽鏈的分離純化、肽段的氨基酸序列測定、找“重疊肽”，從而推斷整個肽鏈的氨基酸序列肽鏈氨基酸全序列的確定和二硫鍵位置的確定。

（2）蛋白質一級結構測定的原理為：一級結構的測定多數用小片段重疊的原理，即用兩種或兩種以上不同的方法將蛋白質多肽鏈水解，各自得到一系列肽段，然后將這些肽段分離純化，分別測定這些肽段的氨基酸序列，最后比較這些肽段之間的重疊關系，從而推出整個蛋白質分子中氨基酸的序列。

（3）蛋白質一級結構測定的相關實驗技術如表1-2-1所示。

表1-2-1　蛋白質一級結構分析的方法