蛋白质化学作业

蛋白质化学要掌握的知识点：1，氨基酸的结构和分类2，蛋白质的分子结构3，蛋白质结构和功能的关系4，蛋白质的主要理化性质5，蛋白质提纯分离的一般方法作业：一：名词解释：等电点:蛋白质或两性电解质(如氨基酸)所带净电荷为零时溶液的pH。盐析和盐溶:盐析一般是指溶液中加入无机盐类而使溶解的物质析出的过程;盐溶是在蛋白质水溶液中，加入少量的中性盐，会增加蛋白质分子表面的电荷，增强蛋白质分子与水分子的作用，从而使蛋白质在水溶液中的溶解度增大。蛋白质变性:蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。结合蛋白:结合蛋白质是单纯蛋白质和其他化合物结合构成，被结合的其他化合物通常称为结合蛋白质的非蛋白部分(辅基)。蛋白质亚基:在具有四级结构的蛋白质分子中，每条具有三级结构的多肽链单位称为亚基或亚单位。酰胺平面:肽键中的C—N键具有部分双键的特征，不能自由旋转，使肽键处在一个刚性的平面上，此平面被称为酰胺平面二：判断题：1，蛋白质不管在变性初期还是变性过度，都是一个不可逆转的过程。错2，蛋白质的分子结构决定蛋白质的理化性质和生物功能。对3，具有三级结构的蛋白质都没有生物活性。错4，天然蛋白质中的氨基酸都没有旋光性。错5，蛋白质的变性是指组成蛋白质一级结构的改变。错6，当溶液的pH等于蛋白质的pI时，蛋白质形成的胶体颗粒最稳定。错7，多数蛋白质分子所带的电荷，是由其N-末端氨基酸残基和C-末端氨基酸残基所贡献的。血红蛋白和肌红蛋白具有相同的生物功能，因此它们具有相同的空间结构。错8，血红蛋白由四个亚基组成，而肌红蛋白只有一条肽链，因此血红蛋白与氧的亲和力较肌红蛋白更强。对9，蛋白质分子的肽链中一个氨基酸残基改变，必定引起蛋白质构象的显著变化。√10，血红蛋白和肌红蛋白具有相同的生物功能，因此它们具有相同的空间结构。×11，血红蛋白由四个亚基组成，而肌红蛋白只有一条肽链，因此血红蛋白与氧的亲和力较肌红蛋白更强。12，蛋白质分子的肽链中一个氨基酸残基改变，必定引起蛋白质构象的显著变化。三：填空题1，蛋白质之所以在280nm处具有强的紫外光吸收主要是由于它含有色氨酸和__酪氨酸的缘故。2.维持蛋白质构象稳定的作用力有氢键、盐键、二硫键、疏水键和范德华力。13.血红蛋白(Hb)与氧结合过程所呈现的__协同效应，是通过Hb的变构_作用实现的。多肽的酸碱性质主要取决于其结构中的Ｎ端α－ＮＨ２和Ｃ端α－COOH以及侧链Ｒ上可解离的基团。四：选择题：（1）下列关于肽键平面的叙述哪一项是错误的？①中的C—N键比一般的长；②肽键的C及N周围的三个键角之和为360°；③六个原子基本上位于同一个平面上处于反式；④肽键中的C?N键具有部分双键性质（2）血红蛋白的氧合曲线向右移动是由于①O2分压降低；②CO2分压降低；③CO2分压升高；④pH增加（3）蛋白质形成三级结构的驱动力是：①范得华力；②疏水作用；③氢键；④离子键三：问答题：1，什么叫蛋白质的一级、二级、三级、四级结构？维持以上各层次结构的作用力有哪些？答：蛋白质一级结构：由氨基酸在多肽链中的数目、类型和顺序所描述的多肽链的基本结构。它排除了氨基酸a-碳原子的构型以外的原子空间排列，同样也排除了二硫键，所以不等于分子的共价结构。维系的作用力氨基和羧基缩合形成的共价键。蛋白质二级结构：多肽链主链在以及结构的基础上进一步的盘旋或折叠，从而形成有规律的构象，如a-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲等，这些结构又称为主链构象的结构单元。维系的作用力是氢键。二级结构不涉及氨基酸残疾的侧链构象。蛋白质三级结构：指一条多肽链在二级结构（超二级结构及结构域）的基础上，进一步地盘绕、折叠，从而产生特定的空间结构或者说三级结构是指多肽链中所有原子的空间排布。维系作用力有疏水作用力、氢键、范德华力、盐键（静电作用力），另外二硫键在某些蛋白质中也起非常重要的作用。蛋白质四级结构：有许多蛋白质有两个或两个以上的具有独立三级结构的亚基通过一些非共价键结合成为多聚体，这些亚基的结构是可以相同的，也可以是不同的。四级结构指亚基的种类数目及各个亚基在寡聚蛋白中的空间排布和亚基之间的相互作用。维系作用力有疏水作用力、氢键、范德华力、盐键（静电作用力）2，蛋白质溶液作为亲水胶体，其稳定因素有哪些？它们是怎样起稳定作用的？答：①蛋白质分子小(直径在1?100nm之间)。介质(水)分子的布朗运动对蛋白质分子(因小)碰撞的合力不等于零，因此它具有动力学上的稳定性；②蛋白质分子携带同种电荷。一种蛋白质在一定的pH环境下(等电pH除外)带有同种电荷,因相互排斥而不易聚集沉淀；③球状蛋白质分子表面具有亲水基团。它们使蛋白质分子表面形成水化层。因而阻碍分子相互靠拢。3，什么是蛋白质的沉淀？什么是蛋白质的变性作用？引起蛋白质变性的因素有哪些？答：蛋白质的变性作用，是指蛋白质立体结构被破坏，使按特定方式折叠卷曲的多肽链由有序状态成为伸展松散的无规则排列状态，变性一般不涉及肽键的断裂，而主要是次级键断裂，破坏了维持蛋白质立体结构条件，使蛋白质构象被破坏。（2分）变性后的蛋白质，溶解度降低，粘度增加，失去活性，失去结晶能力，易于被酶水解。引起蛋白质变性的因素有两大类：①物理因素：加热变性使蛋白质沉淀、紫外光、X-射线、超声波、高压„；②化学因素：A:有机溶剂：丙酮、乙醇等有机溶剂有较强的亲水能力，能破坏蛋白质分子周围的水化层，导致蛋白质沉淀析出。B:重金属盐：Hg2+、Ag+、Pb2+等重金属离子可与蛋白质中带负电荷的集团形成不易溶解而沉淀。C:生物碱试剂：可与蛋白质中带正电荷的集团形成不溶性盐析出。其中强酸、强碱、脲、去垢剂、重金属盐、生物碱试剂及有机溶剂等化学因素可引起蛋白质变性。4，蛋白质有哪些重要的理化性质？分别举例说明这些重要性质在轻工业中的应用。答：1）蛋白质的两性电离及等电点：蛋白质两端的氨基和羧基及侧链中的某些基团，在一定的溶液PH条件下可解离成负电荷或正电荷的基团。如等电聚焦电泳分离蛋白质。2）蛋白质的沉淀：在适当的条件下，蛋白质从溶液中析出的现象如：丙酮沉淀，破坏水化层。也可用乙醇。盐析，将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液，破坏在水溶液中的稳定因素电荷而沉淀。如抢救误服重金属盐中毒的病人。3）蛋白质变性与复性：在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性子的改变和生物活性的丧失，主要为二硫键和非共价键的破坏，不涉及一级结构的改变。变性后，其溶解度降低，粘度增加，结晶能力消失，生物活性丧失，易被蛋白酶水解。如工业上消毒杀菌及蛋白质的分析分离。4）蛋白质的紫外吸收：由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm处有特征性吸收峰，可用蛋白质含量测定。5）蛋白质的呈色反应：对生物材料中蛋白质含量测定。茚三酮反应：经水解后产生的氨基酸，其氨基与茚三酮水合物反应可生成蓝紫色化合物，此化合物最大吸收峰在570nm波长处。双缩脲反应：蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈紫色或红色。氨基酸不出现此反应。蛋白质水解加强，氨基酸浓度升高，双缩脲呈色深度下降，可检测蛋白质水解程度。5，举例说明“蛋白质在生活细胞中含量丰富，功能繁多，是生命活动的体现者。”答：1）酶是以蛋白质为主要成分的生物催化剂，代谢反应几乎都是在酶的催化作用下进行的。2）结构蛋白参与细胞和组织的建成3）某些动物激素是蛋白质，如胰岛素、促甲状腺激素等，在代谢调节中具有十分重要的作用4）运动蛋白如肌肉中的肌动蛋白，肌球蛋白等与肌肉收缩和细胞运动有关5）高等动物的抗体、补体、干扰素等蛋白质具有防御功能6）某些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白和肌红蛋白运输氧，脂蛋白运输脂累、细胞色素和铁氧还原蛋白传递电子等7）激素和神经质的受体蛋白有接受和传递信息的功能，如细胞表面抗原参与免疫反应和细胞识别8）染色质蛋白、阻遏蛋白转录因子等参与基因表达的调控，细胞周期蛋白等具有调控细胞分裂、增值、生长、分化的功能9）贮藏蛋白、卵有蛋白等具有贮藏氨基酸和蛋白质的功能。如此看来，蛋白质在生活细胞中含量丰富，功能繁多，是生命活动的体现者。6，简述sephadex-25凝胶层析的原理。答：凝胶层析又称凝胶过滤，是种按分子量大小分离物质的层析方法。该方法是把样品加到充满着凝胶颗粒的层析柱中，然后用缓冲溶液洗脱，大分子无法进入凝胶颗粒的静止相中，只能存在于凝胶颗粒之间的流动相中，因而以较快的速度首先流出层析柱，而小分子则能够自由出入凝胶颗粒中，并很快在流动相和静止相中达到动态平衡，所以要花费很长时间流经柱床，使得不同大小的分子得以分离。四：实验题：1，有一种由溶菌酶和血清白蛋白组成的混合样品，已知溶菌酶的分子量是13930，pI=11，血清白蛋白分子量是68500，pI=4.8写出将他们分离的两种方法（要求只写出分离原理）。1）凝胶层析法：将样品加加到充满着凝胶颗粒的层析柱中，然后用缓冲溶液洗脱，大分子无法进入凝胶颗粒的静止相中，只能存在于凝胶颗粒之间的流动相中，因而以较快的速度首先流出层析柱，而小分子则能够自由出入凝胶颗粒中，并很快在流动相和静止相中达到动态平衡，所以要花费很长时间流经柱床，使得不同大小的分子得以分离。2）电泳法：把溶液调到中性，因溶菌酶和血清蛋白两个等电点各不相同，使得混合液中溶菌酶和血清蛋白带上正负不同的电荷，利用电泳法使它们分离到正负不同的两级而达到分离的目的。2，有两种二肽化合物Gly-Ala和Lys-Ala，现将他们在pH=8的缓冲液中进行电泳，请画出这两种二肽在电场中的泳动方向。