生物化學(xué)習(xí)題及答案.doc

第一章 緒 論一、名詞解釋1、生物化學(xué):(biochemistry)是生命的化學(xué)，是研究生物機體(微生物、植物、動物)的化學(xué)組成和生命現(xiàn)象中化學(xué)變化規(guī)律的一門科學(xué)。 2、生物大分子: 分子量比較大的有機物，主要包括蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂肪.二、填空題1、生物化學(xué)的研究內(nèi)容主要包括 生物體的物質(zhì)組成、新陳代謝 和生物分子的結(jié)構(gòu)與功能。2、生物化學(xué)發(fā)展的三個階段是 靜態(tài)生物化學(xué)階段、動態(tài)生物化學(xué)階段、現(xiàn)代生物化學(xué)階段。3、新陳代謝包括 消化吸收、中間代謝、排泄 三個階段。4、“Biochemistry”一詞首先由德國的 霍佩賽勒 于1877年提出。5、在前人工作的基礎(chǔ)上，英國科學(xué)家Krebs曾提出兩大著名學(xué)說 鳥氨酸循環(huán)、三羧酸循環(huán)。6、水的主要作用有以下四個方面參與物質(zhì)代謝反應(yīng)、是體內(nèi)諸多物質(zhì)的良好溶劑、維持體溫相對恒定、物質(zhì)分解產(chǎn)生的水是體內(nèi)水的一個來源。三、單項選擇題1、生物化學(xué)定義的正確敘述是A A研究生物體的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)、代謝變化及其與功能關(guān)系的科學(xué) B. 中討論的化學(xué)變化的部分 C.研究生物體的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的科學(xué)D.研究與生命現(xiàn)象有關(guān)的有機化合物2、我國生物化學(xué)的奠基人是B A.李比希 B. 吳憲 C.謝利 D. 拉瓦錫3、1965年我國首先合成的具有生物活性的蛋白質(zhì)是AA.牛胰島素 B.RNA聚合酶 C. DNA聚合酶 D.DNA連接酶4、生物化學(xué)的一項重要任務(wù)是D A.研究生物進化 B.研究激素生成 C. 研究小分子化合物 D.研究新陳代謝規(guī)律及其與生命活動的關(guān)系5、1981年我國完成了哪種核酸的人工合成D A.清蛋白mRNA B.珠蛋白RNA C. 血紅蛋白DNA D.酵母丙氨酸t(yī)RNA第二章 核酸的化學(xué)一、名詞解釋1、核苷: 是由一個堿基和一個戊糖通過糖苷鍵連接而成的化合物。2、核苷酸：是核苷與磷酸通過磷酸酯鍵結(jié)合形成的化合物，是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位。3、核苷多磷酸（或多磷酸核苷酸）：是核苷與多個磷酸通過磷酸酯鍵結(jié)合形成的化合物4、DNA的一級結(jié)構(gòu)：是指DNA分子中各脫氧核苷酸之間的連接方式和排列順序5、DNA的二級結(jié)構(gòu)：是指構(gòu)成DNA的多聚脫氧核苷酸鏈之間通過鏈間氫鍵卷曲而成的構(gòu)象。6、DNA的三級結(jié)構(gòu)：是指DNA雙螺旋進一步折疊卷曲而成的構(gòu)象。在細胞內(nèi)，由于DNA分子與其他分子(特別是蛋白質(zhì))的相互作用，使DNA雙螺旋進一步扭曲成三級結(jié)構(gòu)，超螺旋是DNA三級結(jié)構(gòu)中最常見的形式。7、核酸的變性：是指核酸在高溫、酸、堿或一些變性劑（如尿素等）的作用下，其氫鍵被破壞，導(dǎo)致有規(guī)律的雙螺旋結(jié)構(gòu)變成單鏈的、無規(guī)律“線團”的過程。變性時，堿基間的氫鍵和堿基堆積的疏水力受到破壞，但沒有共價鍵的斷裂。8、增色效應(yīng)：核酸變性時在260nm處對紫外光的吸收增加，這種效應(yīng)稱增色效應(yīng)9、Tm：般將引起DNA變性的溫度叫做熔點、融點或熔解溫度、熔融溫度，簡稱Tm。具體來說Tm是指DNA熱變性時，增色效應(yīng)達到50%時的溫度。10、核酸的復(fù)性：變性DNA在適當(dāng)?shù)臈l件下，其兩條分開的單鏈重新配對締合形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，這個過程稱為復(fù)性。11、減色效應(yīng)：變性的核酸在復(fù)性時，其在260 nm處的紫外光吸收值降低甚至恢復(fù)到未變性時的水平，這種現(xiàn)象即減色效應(yīng)。12、退火：DNA水溶液加熱變性后，雙螺旋的兩條鏈分開。如果將此溶液緩慢冷卻至適當(dāng)?shù)臏囟?，則兩條鏈可能發(fā)生特異性的重組合而恢復(fù)雙螺旋，這個降溫過程叫退火。13、淬火： DNA水溶液加熱變性后，雙螺旋的兩條鏈分開。如果將此溶液迅速冷卻，則兩條鏈繼續(xù)保持分開狀態(tài)，難以完全復(fù)性，這個降溫過程叫淬火。14、核酸探針：核酸探針是在核酸雜交的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種用于研究和診斷的新技術(shù)。將一小段核苷酸聚合體的單鏈，用放射性同位素或其他方法標記末端或全鏈，就可作為探針。使待測DNA變性并吸附于一種特殊的濾膜(如硝酸纖維素膜)上，然后將濾膜與含探針的溶液共同保溫一段時間，使之發(fā)生雜交。帶有放射性的探針若能與待測DNA結(jié)合成雜合雙鏈，表明被測DNA與探針有同源性(homogeneity)，即二者堿基序列互補。二、填空題1研究核酸的鼻祖是_ F.Miescher，但嚴格地說，他分離得到的只是 核蛋白。2O.T.Avery 等人通過著名的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗，證明了導(dǎo)致肺炎球菌遺傳性狀改變的轉(zhuǎn)化因子是DNA，表明蛋白質(zhì)不是 遺傳物質(zhì) ，而 DNA 才是。3真核細胞的DNA主要存在于 細胞核 中，并與 細胞核 結(jié)合形成染色體。原核生物DNA主要存在于 類核區(qū) 。4每個原核細胞有 一 個染色體，而每個真核細胞有 多 個染色體。5每個原核細胞的染色體含有一個形狀為 雙環(huán)鏈形 的DNA；在染色體外，原核生物還存在能夠自主復(fù)制的遺傳單位 質(zhì)粒 。6DNA的中文全稱是 脫氧核糖核酸，RNA的中文全稱是核糖核酸。DNA的戊糖為-D-核糖 ，而RNA的戊糖為 。7RNA主要分布在 中，按其在蛋白質(zhì)合成中所起的作用主要可分為三種類型，即 （其中文全稱是 ）、 （其中文全稱是 ）及 （其中文全稱是 ）。8組成核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是 。核酸在酸性條件下的完全水解產(chǎn)物就是 、 和 。9總體而言，DNA和RNA中共有的堿基為 、 和 。DNA中特有的堿基是 ，而RNA中特有的堿基是 。此外，DNA和RNA中還存在少量的堿基，分別是這五種主要堿基的 ，稱為 ，又稱 。10在核苷分子中，嘧啶堿基的 原子與戊糖的 原子形成 鍵；而嘌呤堿基的 原子與戊糖的 原子形成 鍵。11構(gòu)成RNA的四種核苷酸分別為 、 、 和 。構(gòu)成DNA中的核苷酸分別為 、 、 及 。12DNA分子相鄰的兩個核苷酸分子通過 鍵相連。此鍵是由一個核苷酸分子的 基團與相鄰的核苷酸分子的 基團相連形成。13GATCAA這段序列的寫法屬于 縮寫，其互補序列為 。141953年， 和 依據(jù)前人的研究數(shù)據(jù)，確定了DNA的結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)出了著名的Watson-Crick雙螺旋模型。15穩(wěn)定DNA結(jié)構(gòu)的因素主要有 、 和 。16放松DNA雙螺旋形成的超螺旋是 ，懸緊DNA雙螺旋形成的超螺旋是 ，這兩種形式是 異構(gòu)體。細胞內(nèi)DNA轉(zhuǎn)曲是在 幫助下完成的。18rRNA的主要功能是 ，成為特異性蛋白質(zhì)合成的場所。19根據(jù)LysArg比值的不同，可將真核細胞中的組蛋白分為五種。每種組蛋白都是 鏈蛋白質(zhì)，H2A、H2B、H3和H4各 分子聚合形成組蛋白 聚體，其外形為 。20 DNA分子變性時結(jié)構(gòu)會發(fā)生 由 向的轉(zhuǎn)變。21一般說，核酸及其降解物核苷酸對紫外光產(chǎn)生光吸收的最大吸光波長為 。6脫氧核糖核酸，核糖核酸，-D-脫氧核糖，-D-核糖；7細胞質(zhì)，rRNA，核糖體RNA，tRNA，轉(zhuǎn)運RNA，mRNA，信使RNA；8核苷酸；堿基，戊糖，磷酸；9腺嘌呤，鳥嘌呤，胞嘧啶，胸腺嘧啶，尿嘧啶，衍生物，稀有堿基，修飾堿基；10N1 ，C1 ，糖苷，N9 ，C1，糖苷；11腺苷酸（AMP），鳥苷酸(GMP)，尿苷酸(UMP)，胞苷酸(CMP)，脫氧腺苷酸（dAMP），脫氧鳥苷酸（dGMP），脫氧胸苷酸（dTMP），脫氧胞苷酸（dCMP）；123,5-磷酸二酯，3-羥基，5-磷酸；13文字式，TTGATC;14James Watson，F(xiàn)rancis Crick；15堿基堆積力，氫鍵，離子鍵；16負超螺旋，正超螺旋，拓撲，酶；17tRNA；18酵母丙氨酸t(yī)RNA；19與蛋白質(zhì)組成核糖體；20H1，H2A，H2B，H3，H4，單，兩，對稱，八，橢園形；21雙螺旋，無規(guī)線團；22260nm；三、單項選擇1 在天然存在的核苷中，糖苷鍵都呈 B 構(gòu)型。（1）-； （2）-； （3）-； （4）- ；2Watson-Crick式的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)屬于一型。B（1）A； （2）B； （3）C； （4）Z；3 tRNA3端的序列為 D 。（1）ACC；（2）CAC；（3）ACA；（4）CCA；4下列敘述中 A 是對的。（1）RNA的浮力密度大于DNA的；（2）蛋白質(zhì)的浮力密度大于DNA的；（3）蛋白質(zhì)的浮力密度大于RNA的；（4）DNA的浮力密度大于RNA的。5決定tRNA攜帶氨基酸特異性的關(guān)鍵部位是AAXCCA3末端 BTC環(huán)； CDHU環(huán) D額外環(huán) E反密碼子環(huán)6含有稀有堿基比例較多的核酸是：C A胞核DNA B線粒體DNA CtRNA D Mrna7真核細胞mRNA帽子結(jié)構(gòu)最多見的是：B Am7APPPNmPNmP B m7GPPPNmPNmP Cm7UPPPNmPNmP Dm7CPPPNmPNmP E m7TPPPNmPNmP8 DNA變性后理化性質(zhì)有下述改變：B A對260nm紫外吸收減少 B溶液粘度下降 C磷酸二酯鍵斷裂 D核苷酸斷裂9雙鏈DNA的Tm較高是由于下列哪組核苷酸含量較高所致：DAA+G BC+T CA+T DG+C EA+C10真核生物mRNA的帽子結(jié)構(gòu)中，m7G與多核苷酸鏈通過三個磷酸基連接，連接方式是：DA2-5 B3-5 C3-3 D5-5 E3-311下列對于環(huán)核苷酸的敘述，哪一項是錯誤的？A AcAMP與cGMP的生物學(xué)作用相反 B 重要的環(huán)核苷酸有cAMP與cGMP CcAMP是一種第二信使 DcAMP分子內(nèi)有環(huán)化的磷酸二酯鍵12真核生物DNA纏繞在組蛋白上構(gòu)成核小體，核小體含有的蛋白質(zhì)是DAH1、H2、 H3、H4各兩分子 BH1A、H1B、H2B、H2A各兩分子CH2A、H2B、H3A、H3B各兩分子 DH2A、H2B、H3、H4各兩分子EH2A、H2B、H4A、H4B各兩分子四、判斷對錯1（對）病毒分子中，只含有一種核酸，或含有DNA含有RNA；2（對）真核細胞的線粒體和葉綠體中也DNA；3（）snRNA為遷移性RNA；4（對）核苷是由一個堿基和一個戊糖通過糖苷鍵連接而成的化合物；5（ ）氫鍵是穩(wěn)定DNA結(jié)構(gòu)最主要的因素；6（對）Z-DNA呈左手雙螺旋結(jié)構(gòu)；7（ ）不同來源的同一類RNA其堿基組成相同。8（對）5.8S rRNA是真核生物核糖體所特有的。9（對）原核細胞（如大腸桿菌）的mRNA半壽期較短（幾秒或幾分鐘），而真核細胞的則較長。10（對）組蛋白是富含堿性氨基酸賴氨酸和精氨酸的堿性蛋白質(zhì)。11（ ）生物體內(nèi)，天然存在的DNA分子多為負超螺旋。12（對）核酸不溶于一般有機溶劑，因此常常用乙醇沉淀的方法來獲取核酸。13（ ）DNA在水溶液中不可保持雙螺旋結(jié)構(gòu)。14（對）DNA分子具有一定的粘性。15（對）DNA熱變性后浮力密度增加。16（ ）當(dāng)pH高于4時，DNA分子帶正電。17（對 ）核酸分子的紫外吸收值比其所含核苷酸單體的紫外吸收值的總和要低。18（對）DNA中GC含量越高，其Tm越大。19（ ）DNA也適宜于保存在極稀的電解質(zhì)溶液中。對于提純的DNA樣品，測得OD260/OD280 pI時，使氨基酸（蛋白質(zhì)）變成帶 電荷的 離子，在直流電場中，移向 極。11.當(dāng)氨基酸處于等電點狀態(tài)時，其溶解度 ，利用這一特性可以從各種氨基酸的混合物溶液中分離制備某種氨基酸。12.在弱酸性條件下，氨基酸與茚三酮反應(yīng)生成 物質(zhì)，該反應(yīng)可用于氨基酸的定性和定量分析。13.Sanger 試劑是指 。14.肽鏈中的氨基酸由于參加肽鍵的形成已經(jīng)不是原來完整的分子，因此稱為 。15.除了末端修飾和環(huán)狀多肽鏈外，一條多肽鏈的主鏈通常在一端含有一個游離的末端氨基，稱為 ，在另一端含有一個游離的末端羧基，稱為 。16.蛋白質(zhì)分子具有復(fù)雜的、特定的結(jié)構(gòu)，大體上分為 和 ，后者又分為 、 、 、 與 。17.蛋白質(zhì)分子構(gòu)象主要靠 、 、 與 等非共價鍵維持，在某些蛋白質(zhì)中 、 也參與維持構(gòu)象。18.蛋白質(zhì)的3.613螺旋結(jié)構(gòu)中，3.6的含義是 ，13的含義是 。19.血紅蛋白是含有 輔基的蛋白質(zhì)，其中的 離子可以結(jié)合1分氧。20.關(guān)于蛋白質(zhì)變性的概念與學(xué)說是我國生物化學(xué)家 于 世紀 年代首先提出的，至今仍為人們所承認。21.1965年我國科學(xué)家在世界上首次人工合成出具有生物活性的蛋白質(zhì) 。 22.血紅蛋白的氧飽和曲線是 型，肌紅蛋白的氧飽和曲線為 型。23.蛋白質(zhì)電泳速度一般用 來表示，其大小與蛋白質(zhì)分子的 、形狀和所帶 有關(guān)，即所帶 愈大，則 愈大； 愈大，則 愈??；另外， 狀分子的 大于 狀分子的 。24.蛋白質(zhì)是生物大分子，分散于水中的顆粒直徑為 nm，恰在膠體顆粒的直徑范圍之內(nèi)，因此，蛋白質(zhì)溶液具有膠體的性質(zhì)。使蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定的兩因素是蛋白質(zhì)分子表面的 和 。25.常用的測定蛋白質(zhì)含量的方法有 、 、 、 與 。1.16%；氮；凱氏定氮法。2.氨基酸；脯氨酸；甘氨酸；氨基酸；L-氨基酸。H2NCCOOHHR3. 簡單蛋白質(zhì)；結(jié)合蛋白質(zhì)；球狀蛋白；纖維狀蛋白。4. 組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式（L-氨基酸）為： 5. 苯丙氨酸；酪氨酸；色氨酸；紫外光吸收法。6. 非極性氨基酸；不帶電荷極性氨基酸；帶正電荷極性氨基酸；帶負電荷極性氨基酸。7. 有機溶劑；乙醇。8. D-；D-色氨酸；L-；L-谷氨酸的單鈉鹽。9. 兩性離子。10. 負；陰；正。11. 最小。12. 藍紫色。13. 2，4-二硝基氟苯。14. 氨基酸殘基。15. 氨基端或N-端；羧基端或C-端。16. 一級結(jié)構(gòu)；空間結(jié)構(gòu)；二級結(jié)構(gòu)；超二級結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)域；三級結(jié)構(gòu)；四級結(jié)構(gòu)17. 氫鍵；疏水作用力；范德華力；離子鍵；二硫鍵；配位鍵。18. -螺旋的一周含3.6個氨基酸殘基；-螺旋的一周含13個原子。19.血紅素；亞鐵。20. 吳憲；20；30。21. 牛胰島素。22. S；雙曲線。23. 遷移率；相對分子質(zhì)量；凈電荷量；凈電荷數(shù)量；遷移率；相對分子質(zhì)量；遷移率；球；遷移率；纖維；遷移率。24. 1100；水化膜；雙電荷層。25. 福林-酚法或Lowry法；染料結(jié)合分析法或Bradford法；雙縮脲法；紫外分光光度法；凱氏定氮法。五、判斷并改錯1.非必需氨基酸是指對動物來說基本不需要的氨基酸。2.谷胱甘肽是由谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸組成的三肽。3.多肽鏈主鏈骨架是由許許多多肽單位(肽平面)通過-碳原子連接而成的。4.蛋白質(zhì)前體激活的本質(zhì)就是有活性的蛋白質(zhì)構(gòu)象的形成過程。5.蛋白質(zhì)變性時，天然蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)與一級結(jié)構(gòu)均被破壞。6.在分子篩層析時，分子量較小的蛋白質(zhì)首先被洗脫出來。1. ；非必需氨基酸是指可由動物體自行合成的氨基酸。這里所說的“必需”還是“非必需”是指其是否必需由飼料供給，并非指其對動物來說需要與否。2. ；谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽。5. ；蛋白質(zhì)變性時，天然蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)被破壞，而蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)仍保持不變。6. ；在分子篩層析時，分子量較大的蛋白質(zhì)首先被洗脫出來。六、問答題 1.谷胱甘肽分子在結(jié)構(gòu)上有何特點？有何生理功能？1. 谷胱甘肽（GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽。GSH的第一個肽鍵與一般肽鍵不同，是由谷氨酸以-羧基而不是-羧基與半胱氨酸的-氨基形成肽鍵。GSH分子中半胱氨酸的巰基是該化合物的主要功能基團。 GSH的巰基具有還原性，可作為體內(nèi)重要的還原劑保護體內(nèi)蛋白質(zhì)或酶分子中巰基免遭氧化，使蛋白質(zhì)或酶處在活性狀態(tài)。此外，GSH的巰基還有嗜核特性，能與外源的嗜電子毒物如致癌劑或藥物等結(jié)合，從而阻斷這些化合物與機體DNA、RNA或蛋白質(zhì)結(jié)合，以保護機體免遭毒物損害。2.許多具有一定功能的蛋白質(zhì)，如參與蛋白質(zhì)消化的各種蛋白酶、參與血液凝固的凝血酶、參與代謝調(diào)節(jié)的胰島素等，它們在動物體內(nèi)通常以無活性的前體形式產(chǎn)生和儲存。這些無活性的蛋白質(zhì)前體在機體需要時，經(jīng)過某種蛋白酶的限制性水解，切去部分肽段（一級結(jié)構(gòu)的局部斷裂）后，才變成具有生物活性的蛋白質(zhì)，這一過程被稱為蛋白質(zhì)前體的激活。3.簡述蛋白質(zhì)變性與沉淀的關(guān)系3.蛋白質(zhì)沉淀和變性的概念是不同的。沉淀是指在某些因素的影響下，蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象；而變性是指在變性因素的作用下蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)被破壞，生物活性喪失，理化性質(zhì)發(fā)生改變。變性的蛋白質(zhì)溶解度明顯降低，易結(jié)絮、凝固而沉淀；但是沉淀的蛋白質(zhì)卻不一定變性，如加熱引起的蛋白質(zhì)沉淀是由于蛋白質(zhì)熱變性所致，而硫酸銨鹽析所得蛋白質(zhì)沉淀一般不會變性。4.蛋白質(zhì)的變性作用有哪些實際應(yīng)用？ 蛋白質(zhì)變性有許多實際應(yīng)用。如在醫(yī)療上，利用高溫高壓消毒手術(shù)器械，用紫外線照射手術(shù)室，用70%75%酒精消毒手術(shù)部位的皮膚；這些變性因素都可使細菌、病毒的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而使其失去致病作用，防止病人傷口感染。另外，在蛋白質(zhì)、酶的分離純化過程中，為了防止蛋白質(zhì)變性，必須保持低溫，防止強酸、強堿、重金屬鹽、劇烈震蕩等變性因素的影響。5.為什么說蛋白質(zhì)是生命活動所依賴的重要物質(zhì)基礎(chǔ)？5.論述蛋白質(zhì)的催化、代謝調(diào)節(jié)、物質(zhì)運輸、信息傳遞、運動、防御與進攻、營養(yǎng)與貯存、保護與支持等生物學(xué)功能。綜上所述，蛋白質(zhì)幾乎參與生命活動的每一個過程，在錯綜復(fù)雜的生命活動過程中發(fā)揮著極其重要的作用，是生命活動所依賴的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。沒有蛋白質(zhì)，就沒有生命。6.概述蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)測定的一般程序6. 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)測定的一般程序為：測定蛋白質(zhì)（要求純度必須達到97%以上）的相對分子質(zhì)量和它的氨基酸組成，推測所含氨基酸的大致數(shù)目。測定多肽鏈N-末端和C-末端的氨基酸，從而確定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目。然后通過對二硫鍵的測定，查明蛋白質(zhì)分子中二硫鍵的有無及數(shù)目。如果蛋白質(zhì)分子中多肽鏈之間含有二硫鍵，則必須拆開二硫鍵，并對不同的多肽鏈進行分離提純。用裂解點不同的兩種裂解方法(如胰蛋白酶裂解法和溴化氰裂解法)分別將很長的多肽鏈裂解成兩套較短的肽段。分離提純所產(chǎn)生的肽段，用蛋白質(zhì)序列儀分別測定它們的氨基酸序列。應(yīng)用肽段序列重疊法確定各種肽段在多肽鏈中的排列次序，即確定多肽鏈中氨基酸排列順序。如果有二硫鍵，需要確定其在多肽鏈中的位置。7.從結(jié)構(gòu)和功能兩方面比較血紅蛋白和肌紅蛋白的異同。7. 肌紅蛋白分子是由一條含153個氨基酸殘基的多肽鏈和一個血紅素輔基構(gòu)成，是具有典型三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。其多肽鏈骨架由長短不等的8個右手-螺旋不對稱地盤曲而成。肌紅蛋白分子表面有一個深陷的疏水的凹穴，含F(xiàn)e2+的血紅素分子位于此凹穴內(nèi)， Fe2+可與1個氧分子結(jié)合。血紅蛋白是血紅細胞的主要成分，由兩條相同的鏈和兩條相同的鏈組成，是具有典型四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。它的鏈(含141個氨基酸殘基)和鏈(含l46個氨基酸殘基)的一級結(jié)構(gòu)差異雖大，但它們?nèi)壗Y(jié)構(gòu)的卷曲折疊卻大致相同，并和肌紅蛋白極其相似。每個亞基均含相似的螺旋區(qū)，在每個亞基的疏水凹穴中各含1個與組氨酸配位結(jié)合的血紅素，4個亞基以非共價鍵相互精確嵌合，組裝成近似四面體的功能結(jié)構(gòu)，而且4個亞基的接觸面又形成一個具有極性基團為界沿的中央腔。血紅蛋白和肌紅蛋白一樣具有結(jié)合氧的能力，但結(jié)合特性有很大差異。在去氧血紅蛋白分子構(gòu)象中，四個亞基之間是通過8個鹽鍵相連接，使去氧血紅蛋白分子的三、四級結(jié)構(gòu)受到了較大的約束，成為緊密型構(gòu)象，從而使其氧親和力小于單獨的-亞基或-亞基的氧親和力。一旦其中一個亞基與氧結(jié)合，即血紅蛋白中第一個亞基與02結(jié)合以后，就會促進第二及第三個亞基與02的結(jié)合，當(dāng)前3個亞基與02結(jié)合后，又大大促進第四個亞基與02結(jié)合。當(dāng)去氧血紅蛋白與氧結(jié)合后，變成氧合血紅蛋白，維持和約束四級結(jié)構(gòu)的鹽鍵全部斷裂，血紅蛋白分子的四級結(jié)構(gòu)以及每個亞基的三級結(jié)構(gòu)都發(fā)生了較大的變化，整個分子的構(gòu)象由緊密型變成了松弛型，并提高了氧親和力，這是一種正的協(xié)同作用。肌紅蛋白沒有四級結(jié)構(gòu)，不存在亞基之間的相互作用，與氧結(jié)合表現(xiàn)為單一的平衡常數(shù)；因此，它與氧的親和力大，能在氧分壓低的情況下迅速與氧結(jié)合成接近飽和的狀態(tài)，其氧結(jié)合曲線必然呈雙曲線。血紅蛋白的S型氧結(jié)合曲線具有重要的生理意義。在肺部因氧分壓高，去氧血紅蛋白與氧的結(jié)合接近飽和；在肌肉中氧分壓低，氧合血紅蛋白與肌紅蛋白相比能釋放更多的氧，以滿足肌肉運動和代謝對氧的需求?？梢?，血紅蛋白比肌紅蛋白更適合運輸氧。由于肌紅蛋白與氧的親和力總是高于血紅蛋白，它可接受氧合血紅蛋白中的氧，貯存在肌肉中供利用。血紅蛋白還可結(jié)合組織產(chǎn)生的二氧化碳，并在肺部通過氣體交換將其排出體外。另外，血紅蛋白與CO（煤氣的主要成分）有很高的親和力，結(jié)合后無法再運輸氧，因而導(dǎo)致人和動物中毒。8.試論蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與其功能的關(guān)系。8. 在生命活動過程中，具有不同結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)執(zhí)行不同的生物學(xué)功能。蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能不僅決定于其一級結(jié)構(gòu)，同時還決定于其空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能有著緊密的關(guān)系。（1）蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與其功能的關(guān)系 以細胞色素c與胰島素為例，比較分析同功能蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們有許多位置的氨基酸殘基都是相同的，這些同功能蛋白質(zhì)共有的、不變的氨基酸殘基稱作守恒殘基，守恒殘基序列正是同源蛋白質(zhì)具有相同生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。而那些對同源蛋白質(zhì)生物學(xué)功能不起決定作用的氨基酸殘基，在不同種屬間差異十分明顯，且親緣關(guān)系愈遠，差異愈大。 同種蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)差異往往很細微，通常只有極個別氨基酸殘基的差別，所以稱個體差異，也稱微觀差異。但微觀差異在某些情況下可引起蛋白質(zhì)功能的明顯改變，有時甚至可能引起疾病的發(fā)生，如鐮刀形紅細胞貧血病就是由于血紅蛋白一級結(jié)構(gòu)的微觀差異而導(dǎo)致的一種分子病。 以胰島素原激活成胰島素為例。在胰島細胞中合成的沒有生理活性的胰島素原是包含84個左右氨基酸殘基（因種屬而異）的一條多肽鏈，它比胰島素多一個C肽鏈，C肽鏈將A、B 兩條肽鏈首尾相連。當(dāng)胰島素原在專一性水解酶的作用下切除C肽鏈后，就變成了具有生理活性的含51個氨基酸殘基的胰島素了。由此可見，某些蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的局部斷裂會引起這些蛋白質(zhì)功能的改變。（2）蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 以牛胰核糖核酸酶的變性與復(fù)性實驗為例，闡明蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 以血紅蛋白的變構(gòu)與輸氧功能為例，闡明蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。綜上所述，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定其功能，蛋白質(zhì)功能是其結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)，二者存在緊密的關(guān)系。9.試論蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系9. 以RNA酶變性與復(fù)性實驗、有活性牛胰島素的人工合成為例證實蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)。Anfinsen發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶（PDI）能加速蛋白質(zhì)正確二硫鍵的形成；如RNA酶復(fù)性的過程是十分緩慢的，有時需要幾個小時，而PDI在體外能幫助變性后的RNA酶在2min內(nèi)復(fù)性。分子伴侶在細胞內(nèi)能夠幫助新生肽鏈正確組裝成為成熟的蛋白質(zhì)。由此可見，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的形成既決定于其一級結(jié)構(gòu)，也與分子伴侶、蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶等助折疊蛋白的助折疊作用密不可分。10.概述凝膠過濾法測蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的原理。10. 在層析柱中裝入具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的葡聚糖凝膠顆粒。當(dāng)含有不同組分的樣品進入凝膠層析柱后，比凝膠顆?？籽讖酱蟮姆肿硬荒軘U散到凝膠顆粒內(nèi)部的網(wǎng)狀孔穴中，完全被排阻在凝膠顆粒之外，即只能在凝膠顆粒之間的空隙隨流動相向下流動，它們的流程短，所以首先被洗脫出來；而比凝膠顆?？籽讖叫〉姆肿觿t可以進入凝膠顆粒內(nèi)部的孔穴中，被洗脫出來需要經(jīng)歷的流程長，也就是說后被洗脫出來。由此可見，混合樣品經(jīng)過凝膠層析柱時，各個組分是按分子量從大到小的順序依次被洗脫出來的，從而達到分離的目的。對于小于所用葡聚糖凝膠排阻極限的蛋白質(zhì)，其相對分子質(zhì)量的對數(shù)和洗脫體積之間呈線性關(guān)系。因此，將幾種已知相對分子質(zhì)量（應(yīng)小于所用葡聚糖凝膠的排阻極限）的標準蛋白質(zhì)混合溶液上柱洗脫，記錄各種標準蛋白質(zhì)的洗脫體積；然后，以每種蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的對數(shù)為縱坐標，以相對應(yīng)的洗脫體積為橫坐標，繪制標準曲線；再將待測蛋白質(zhì)溶液在上述相同的層析條件下上柱洗脫，記錄其洗脫體積，通過查標準曲線就可得到其相對分子質(zhì)量的對數(shù)，再通過求反對數(shù)，便可得到待測蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量。11.概述SDS-PAGE法測蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的原理11.（1）聚丙烯酰胺凝膠是一種凝膠介質(zhì)，蛋白質(zhì)在其中的電泳速度決定于蛋白質(zhì)分子的大小、形狀和所帶電荷數(shù)量。（2）十二烷基硫酸鈉（SDS）是一種有效的蛋白質(zhì)變性劑，它能破壞蛋白質(zhì)分子中的疏水鍵和氫鍵，而巰基乙醇又能打開二硫鍵。因此，當(dāng)在聚丙烯酰胺凝膠系統(tǒng)中加入SDS和少量巰基乙醇時，寡聚蛋白解離成亞基，并且使亞基或單體蛋白質(zhì)的多肽鏈由緊密狀態(tài)變成伸展?fàn)顟B(tài)；與此同時，SDS以其烴鏈與多肽鏈的側(cè)鏈結(jié)合成復(fù)合體，結(jié)合比一般為1.4克SDS1克蛋白質(zhì)，相當(dāng)于每兩個氨基酸殘基結(jié)合一個SDS分子。大量SDS與多肽鏈的結(jié)合帶來兩個后果：由于SDS是陰離子，故使不同的亞基或單體蛋白質(zhì)都帶上大量的負電荷，掩蓋了它們自身所帶電荷的差異；使它們的形狀都變成桿狀。這樣，它們的電泳速度只決定于其相對分子質(zhì)量的大小。（3）用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）分離蛋白質(zhì)時，常用溴酚藍作指示劑(電泳時遷移速度最快)，蛋白質(zhì)分子在凝膠中的移動距離與指示劑移動距離的比值稱相對遷移率，相對遷移率與蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的對數(shù)呈線性關(guān)系。因此，將含有幾種已知相對分子質(zhì)量的標準蛋白質(zhì)混合溶液以及待測蛋白溶液分別點在不同的點樣孔中，進行SDS-PAGE；然后以標準蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的對數(shù)為縱坐標，以相對應(yīng)的相對遷移率為橫坐標，繪制標準曲線；再根據(jù)待測蛋白的相對遷移率，利用標準曲線，即可計算出待測蛋白的相對分子質(zhì)量。第四章 酶 一、名詞解1.單純酶：是指只含有蛋白質(zhì)、不含其他成分的酶類。 2.結(jié)合酶：酶分子中除蛋白質(zhì)部分外，還含有對熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)的有機小分子或金屬離子，這類酶統(tǒng)稱為結(jié)合酶或稱為全酶。3. 維生素是維持機體正常生命活動及生理功能所不可缺少的、必須從食物中獲得的一類小分子有機化合物。其主要作用是調(diào)節(jié)機體的新陳代謝、維持機體正常的生理功能。 4. 單體酶：只有一條多肽鏈分子質(zhì)量一般為13,00035,000如核糖核酸酶、胰蛋白酶、羧肽酶等。5. 寡聚酶：由幾個甚至幾十個亞基組成，分子質(zhì)量在35,000幾百萬，如乳酸脫氫酶、丙酮酸激酶、醛縮酶等，這類酶多屬于調(diào)節(jié)酶類。 輔酶： 輔酶是指以非共價鍵與酶蛋白結(jié)合的小分子有機物質(zhì)，通過透析或超濾等物理方法可以除去。6. 多酶復(fù)合體：由幾個功能相關(guān)的酶彼此嵌合而形成的復(fù)合體，分子質(zhì)量一般在幾百萬以上。其作用是保證反應(yīng)速度和反應(yīng)方向。 7.酶的活性中心：酶的活性中心（active center）是指酶分子中直接與底物結(jié)合，并和酶催化作用有關(guān)的部位，活性中心也稱活性部位。8. 酶的必需基團：與酶活性密切相關(guān)的基團稱為酶的必需基團（essential group）。必需基團包括酶活性中心的有關(guān)氨基酸殘基和維持酶分子空間構(gòu)象所必需的氨基酸殘基，多數(shù)必需基團位于酶的活性中心，少數(shù)位于活性中心以外。9. 鄰近效應(yīng)是指由于酶與底物的親和能力較高，所以當(dāng)酶存在時，底物可集中到酶分子表面，從而提高了底物分子的局部濃度、反應(yīng)基團互相靠近，使得結(jié)合在酶分子表面的底物有充分的時間進行反應(yīng)，從而提高了反應(yīng)速度。10. 化學(xué)反應(yīng)中，通過瞬時反應(yīng)向反應(yīng)物提供質(zhì)子或從反應(yīng)物接受質(zhì)子以穩(wěn)定過渡態(tài)，加速反應(yīng)進行的機制，叫酸堿催化。11. 酶活力：酶活力又稱酶活性，是指酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力。12. 酶活力單位：酶活性的大小可用酶活力單位來表示。酶活力單位是指在特定的條件下，酶促反應(yīng)在單位時間內(nèi)生成一定量的產(chǎn)物或消耗一定量的底物所需的酶量。13. 比活力：酶的比活力也稱為比活性，是指每毫克酶蛋白所具有的活力單位數(shù)。14.抑制劑以共價鍵與酶的必需基團結(jié)合，不能用透析、超濾等物理方法解除抑制，這類抑制劑稱為不可逆抑制劑，這種抑制作用稱為不可逆抑制作用。15.抑制劑以非共價鍵與酶結(jié)合，用超濾、透析等物理方法能夠解除抑制，這類抑制劑稱為可逆抑制劑，這種抑制作用稱為可逆抑制作用。16.酶原：有些酶，在細胞內(nèi)最初合成或分泌時，無催化活性，需經(jīng)適當(dāng)?shù)母淖儾拍茏兂捎谢钚缘拿?，這類酶的無活性前體稱為酶原17. 變構(gòu)酶：變構(gòu)酶（allosteric enzyme）是一類重要的調(diào)節(jié)酶，其分子中除了含有結(jié)合部位和催化部位外，還有調(diào)節(jié)部位（變構(gòu)部位），調(diào)節(jié)部位可與調(diào)節(jié)物結(jié)合，改變酶分子的構(gòu)象，