第2章　蛋白质化学

一、选择题

1典型的α-螺旋是（　　）。[华中农业大学2017研]

A．3₁₀

B．3.6₁₃

C．4.0₁₅

D．4.4₁₆

【答案】B

2蛋白质一级结构测定时要确定二硫键的位置，可以用下列哪一种方法测定出含二硫键的肽段？（　　）[华中农业大学2017研]

A．巯基化合物还原

B．过甲酸氧化

C．对角线电泳

D．双向电泳

【答案】C

3下列哪个肽段可同时被胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶水解？（　　）[南开大学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内切酶，其中胰蛋白酶是水解Arg和Lys羧基端形成的肽键，胰凝乳蛋白酶是水解Tyr、Trp、Phe的羧基端形成的肽键。由此可知，胰蛋白酶可以水解ABC三项的肽段。

4下列哪种氨基酸溶于水时不引起偏振光旋转？（　　）[武汉大学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】甘氨酸没有手性碳原子，因此不具有旋光性，其溶于水也不存在变旋现象，因此也不能使偏振光旋转。

二、填空题

1Edman降解是从多肽链游离的______末端测定氨基酸残基序列的过程。[中山大学2018研]

【答案】N

2不同蛋白质的含N量颇为相近，平均含量为______%。[中山大学2018研]

【答案】16

3测定蛋白质浓度的方法有______、______和______等。[华中农业大学2017研]

【答案】凯氏定氮法；紫外分光光度法；双缩脲法

【解析】测定蛋白质浓度的方法，即一定体积下的蛋白质定量方法，常用的方法有凯氏定氮法、双缩脲法、Folin-酚试剂法、紫外吸收法和考马斯亮蓝染色法等。

4一些糖蛋白中糖侧链被酶促链接在蛋白质______基上。形成N连接寡糖链，而另一些糖蛋白，连在______或______残基上形成氧连接的寡糖链。[南开大学2016研]

【答案】酰胺；含羟基的氨基酸；亚氨基酸

5蛋白质之所以存在极其丰富的构象，是因为______键和______键能有不同程度的转动。[厦门大学2014研]

【答案】C_α-N₁；C_α-N₂

三、名词解释

1结构域[中山大学2018；山东大学2017研]

答：结构域是指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。在球形蛋白中，结构域具有自己特定的四级结构，其功能部分依赖于蛋白质分子中的其余部分，但是同一种蛋白质中不同结构域间常可通过不具二级结构的短序列连接起来。蛋白质分子中不同的结构域常由基因的不同外显子所编码。

2肽平面[山东大学2017研]

答：肽平面又称酰胺平面，指肽链主链上的肽键因具有部分双键性质，不能自由旋转，连接在肽键上的六个原子共处于同一平面，这一平面即肽平面。

3蛋白质变性[山东大学2017研]

答：蛋白质变性是指天然蛋白质受物理或化学因素的影响，分子内部的高度规则性的空间排列发生变化，致使其原有性质和功能发生部分或全部丧失的现象。

4分子伴侣[华中农业大学2017研]

答：分子伴侣是指在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能组分的蛋白质，是一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质。

5寡聚蛋白质与别构蛋白[华东理工大学2017研]

答：（1）寡聚蛋白质是指由两个或两个以上亚基组成的蛋白质，多数寡聚蛋白质分子亚基排列是对称的，数目为偶数，亚基的种类为一种或两种。

（2）别构蛋白又称变构蛋白或调节蛋白，是指除了具有结合底物的活性部位，还具有结合调节物别构部位的蛋白质。别构蛋白的活性部位和别构部位可以分属不同的亚基。

（3）区分：所有别构蛋白都是寡聚蛋白质，但寡聚蛋白质却不一定是别构蛋白。

四、判断题

1蛋白质分子由α蛋氨基酸组成，这些氨基酸α-碳是一个手性碳原子，因此均具有光学活性。（　　）[中山大学2018研]

【答案】错

【解析】常见的20种蛋白质氨基酸中除Pro是α-亚氨基酸外，其余的都是由α-氨基酸组成，除Gly外其余氨基酸都具有一个手性碳原子，因此均具有光学活性。

2蛋白质分子组成中不含有瓜氨酸。（　　）[中山大学2018研]

【答案】对

【解析】瓜氨酸只存在于非蛋白质氨基酸中。

3等电点不是蛋白质的特征常数。（　　）[山东大学2017研]

【答案】对

【解析】特征常数指能够表明某种物质特征的常数，例如酶的米氏常数。除蛋白质外，氨基酸，多肽等物质也具有等电点，因此等电点不是蛋白质的特征常数。

4质子会降低血红蛋白对氧气的结合能力。（　　）[浙江大学2018研]

【答案】对

【解析】H^＋和CO₂都会降低血红蛋白对氧气的结合能力

5载脂蛋白是血浆脂蛋白。（　　）[南开大学2016研]

【答案】错

【解析】载脂蛋白是血浆脂蛋白的蛋白质部分。

五、简答题

1简述Western Blotting原理过程[浙江大学2018研]

答：（1）Western Blotting的原理

Western Blot（蛋白免疫印迹）通过分析着色的位置和着色深度获得特定蛋白质在所分析的细胞或组织中表达情况的信息的实验方法。首先利用SDS-PAGE电泳对蛋白质样品进行分离，然后转移到固相载体（例如NC膜上），固相载体以非共价键形式吸附蛋白质，且能保持电泳分离的多肽类型及生物学活性不变，转移后的NC膜就称为一个印迹，用于蛋白质的进一步检测。

（2）Western Blotting的过程

①蛋白质样品的制备：根据实验对象选择合适的蛋白提取方法制备蛋白质样品。

②SDS-PAGE：制备浓缩胶和分离胶，电泳分离蛋白质样品。

③转膜：将电泳完毕的凝胶上的蛋白转移到硝酸纤维素膜（NC膜）上。

④封闭：将转移完成的NC膜在封闭液中封闭。

⑤一抗杂交：向封闭完的NC膜加入一抗溶液杂交。

⑥二抗杂交：一抗孵育完成后，清洗NC膜，然后使用二抗溶液杂交。

⑦底物显色：二抗孵育完成后，清洗NC膜，加入显色液，反应至出现条带。

2推测下面肽链的结构与构象。[山东大学2017研]

（1）根据上面的氨基酸序列，你认为哪里可以形成β-转角？

（2）哪里可以形成链内二硫键？

（3）假定此序列是一个大的球蛋白的一部分，说明下列氨基酸残基Asp，Ile，Thr，Ala，Gln，Lys的可能位置（蛋白质的表面或内部），并说明原因。

答：（1）β-转角的特定构象在一定程度上取决与他的组成氨基酸，某些氨基酸如脯氨酸（Pro）和甘氨酸（Gly）经常存在其中，由于甘氨酸缺少侧链（只有一个H），在β-转角中能很好的调整其他残基的空间阻碍，因此使立体化学上最合适的氨基酸；而脯氨酸具有换装结构和固定的角，因此在一定程度上迫使β-转角形成，促使多台自身回折且这些回折有助于反平行β折叠片的形成。综上所述6,7部位可能形成β-转角。

（2）二硫键由含硫氨基酸形成，含硫氨基酸包括甲硫氨酸（Met），半胱氨酸（Cys）。本题中氨基酸序列12与22，12与24，13与22，13与24，22与24间均可形成二硫键。

（3）在球状蛋白质分子中，大多数非极性侧链总是埋在蛋白质分子内部，形成疏水核，而大多数极性侧链总是暴露在蛋白质分子的表面，形成亲水面。因此非极性疏水氨基酸如Ile，Ala可能分布在球状蛋白质的内部，极性的亲水氨基酸如Asp，Thr，Gln，Lys可能分布在球状蛋白质的表面。

32,3-二磷酸甘油酸（BPG）是如何调节血红蛋白运氧功能的？[华中农业大学2017研]

答：2,3-二磷酸甘油酸（BPG）是血红蛋白的一个重要的别构效应物。在BPG存在下，血红蛋白的氧合作用可用下面的方程式表示:

HbBPG＋4O₂→HbBP（O₂）₄＋BPG

红细胞中的2,3-DPG与脱氧血红蛋白结合，使脱氧血红蛋白的空间构象稳定，从而降低血红蛋白对O₂的亲合力，促使O₂和血红蛋白解离。尤其当血液通过组织时，红细胞中2,3-DPG的存在就能显著促进O₂的释放以供组织需要。

4简述蛋白质二级结构的类型及基本结构特征。[华中农业大学2017研]

答：蛋白质二级结构是指肽链中的主链借助氢键，有规则的卷曲折叠成沿一维方向具有周期性结构的构象。

蛋白质二级结构的类型有α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲。

（1）α-螺旋：肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基（第n个）的羰基氧与多肽链C端方向的第4个残基（第n＋4个）的酰胺氮形成氢键。在典型的右手α-螺旋结构中，半径为0.23nm，螺距为0.54nm，每一圈含有3.6个氨基酸残基，每个残基沿着螺旋的长轴上升0.15nm。

（2）β-折叠：折叠片的构象是通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链的另一个酰胺氢之间形成的氢键维持的。

（3）β-转角：连接蛋白质分子中的二级结构（α-螺旋和β-折叠），使肽链走向改变的一种非重复多肽区，一般含有2至16个氨基酸残基。

（4）无规卷曲：它泛指那些不能被归入明确的二级结构如折叠片或螺旋的多肽区段。

5在很多酶的活性中心均有His残基参与，请予以解释。[四川大学2015研]

答：酶蛋白分子中组氨酸的侧链咪唑基pK值为6.0～7.0，在生理条件下，一部分解离可以作为质子供体，一部分不解离可以作为质子受体，因此既是酸又是碱，所以可以作为广义酸碱共同催化反应，因此常参与构成酶的活性中心。

六、论述题

详述蛋白质一级结构测定的基本步骤，原理及相关实验技术。[山东大学2017研]

答：蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的序列，一级结构中主要的连接键是肽键。

（1）蛋白质一级结构的测定基本步骤为N端分析、C端分析、肽链的拆分、肽链的分离纯化、肽段的氨基酸序列测定、找“重叠肽”，从而推断整个肽链的氨基酸序列肽链氨基酸全序列的确定和二硫键位置的确定。

（2）蛋白质一级结构测定的原理为：一级结构的测定多数用小片段重叠的原理，即用两种或两种以上不同的方法将蛋白质多肽链水解，各自得到一系列肽段，然后将这些肽段分离纯化，分别测定这些肽段的氨基酸序列，最后比较这些肽段之间的重叠关系，从而推出整个蛋白质分子中氨基酸的序列。

（3）蛋白质一级结构测定的相关实验技术如表1-2-1所示。

表1-2-1　蛋白质一级结构分析的方法