生物化学(第三版)课后习题解答


    第章 糖类

    糖类四类生物分子广泛存生物界特植物界糖类生物体仅作结构成分源复合糖中糖链作细胞识信息分子参许生命程出现门新学科糖生物学
    数糖类具(CH2O)n实验式化学质羟醛羟酮衍生物糖类聚合度分单糖1单体寡糖含220单体糖含20单体糖指仅含种单糖单糖衍生物糖杂糖指含种单糖加单糖衍生物糖糖类蛋白质脂质价结合形成结合物称复合糖糖复合物
    单糖二羟丙酮外含称碳原子(C*)称手性碳原子含C*单糖称分子然手性分子具旋光性C*两种构型DL型RS型含nC*单糖2n旋光异构体组成2n1映体旋光异构体映体旋光异构体非映体仅C*构型两旋光异构体称差异构体
    单糖构型指离羧基碳远C*构型果D甘油醛构型相属D系糖反属L系糖数天然糖D系糖Fischer E证醛糖旋光异构体立体化学提出纸面表示单糖链状立体结构Fischer投影式许单糖水溶液中变旋现象开涟单糖分子醇基醛基酮基发生逆亲核加成形成环状半缩醛半缩酮缘种反应常发生C5羟基C1醛基间形成六元环砒喃糖(砒喃葡糖)C5基C2酮基间形成五元环呋喃糖(呋喃果糖)成环时羰基碳成新称中心出现两异头差异构体称αβ异头物通开链形式发生互变处衡中标准定位Hsworth式中D单糖异头碳羟基氧环面方α异头物方β异头物实际Haworth式示样氧环面原子处面吡喃糖环般采取椅式构象呋喃糖环采取信封式构象
    单糖发生化学反应醛基伯醇基两者氧化成羧酸羰基原成醇般羟基参成脂成醚氨基化脱氧等反应异头羟基通糖苷键醇胺连接形成糖苷化合物例寡糖糖中单糖单糖通O糖苷键相连核苷酸核酸中戊糖N糖苷键心嘧啶嘌呤碱相连
    生物学重单糖衍生物Glc GalMan FruGlcNAc GalNAcLFucNeuNAc (Sia)GlcUA等寡糖糖组分许单糖衍生物参复合糖聚糖链组成外单糖磷酸脂6磷酸葡糖重代谢中间物
    蔗糖乳糖麦芽糖常见二糖蔗糖αGlaβ Fru两异头碳间通糖苷键连接成已潜醛基失原成脎变旋等性质称非原糖乳糖结构Galβ(14)Glc麦芽糖Glcα(14)Glc末端葡萄搪残基潜醛基属原糖环糊精环糊精葡糖基转移酶作直链淀粉生成含678葡萄糖残基通α14糖苷键连接成环属非原糖特殊结构作稳定剂抗氧化剂增溶剂等
    淀粉糖原纤维素常见糖葡萄糖聚合物淀粉植物贮存养料属贮糖类食物成分糖原动物体贮糖淀粉分直链淀粉支链淀粉直链淀粉分子α14连键支链淀粉糖原α14连键外尚α16连键形成分支糖原分支程度支链淀粉高纤维素淀粉糖原葡萄糖通β14糖苷键连接成结构特点纤维素具适作结构成分物理特性属结构糖
    肽聚糖细菌细胞壁成分属结构糖成种称胞壁肽基结构单位重复排列构成胞壁肽含四序侧链二糖单位G1cNAcβ(14)MurNAc二糖单位问通β14连接成糖链相邻糖链通转肽作交联成囊状分子青霉素通抑制转肽干扰新细胞壁形成起抑菌作磷壁酸革兰氏阳性细菌细胞壁特成分脂糖阴性细菌细胞壁特成分
    糖蛋白类复合糖类缀合蛋白质许膜蛋白质加分泌蛋白质糖蛋白糖蛋白糖脂中寡糖链序列变结构信息丰富甚超核酸蛋白质寡搪链中单糖种类连接位置异头碳构型糖环类型排列组合数目天文数字糖蛋白中寡糖链原端残基肽链氨基酸残基间连接方式N糖太键β GlcNAcAsnO糖肽链αGalNAcThrSer βGalHyl βLArafHypN连接寡糖链(N糖链)含结构花式称核心五糖三甘露糖基核心N糖链分复杂型高甘露糖型杂合型三类区王外周链O糖链结构N糖链简单连接形式N糖链
    糖蛋白中寡糖链细胞识包括细胞粘着淋巴细胞巢精卵识等生物学程中起重作
    红细胞表面存血型抗原决定簇中数寡糖链ABO血型系统中ABO(H)三抗原决定簇差单糖残基A型寡糖基非原端GalNAcB型GalO型两残基均
    凝集素类非抗体糖类专结合蛋白质糖蛋白伴刀豆凝集素A(ConA)花生凝集素等属植物凝集素细菌病毒凝集素流感病毒含红细胞凝集素作类白细胞CAM选择蛋白家族属凝集素家族中已知LEP三种选择蛋白通细胞粘着产生种生物学效应免疫应答炎症反应肿瘤转移等
    糖胺聚糖蛋白聚糖动物细胞外基质重成分糖胺聚糖糖醛酸糖胺组成二糖单位重复构成数糖胺聚糖程度硫酸化4硫酸软骨素硫酸角质素等糖胺聚搪蛋白聚糖形式存透明质酸例外蛋白聚糖类特殊糖蛋白条 条糖胺聚糖链核心蛋白价连接成蛋白聚糖聚集体(透明质酸分子核心)形式存高度亲水价阴离子维持皮肤关节软骨等结缔组织形态功方面起重作
    寡糖链结构分析般步骤分离提纯测定完整糖链获均样品GLC法测定单糖组成根高碘酸氧化甲基化分析确定糖苷键位置专性糖苷酶确定糖苷键构型糖链序列采外切糖苷酶连续断裂FAB MS等方法加测定

    1.环状醛糖少旋光异构体什?[2532]
    解:考虑C1C2C3C4C5两种构象总旋光异构体2532

    2.含D吡喃半乳糖D吡喃葡萄糖双糖少异构体(包括异头物)含样残基糖蛋白二糖链少异构体[2032]
    解:单糖C1单糖C1C2C3C4C6形成糖苷键αD吡喃半乳基D吡喃葡萄糖苷βD吡喃半乳基D吡喃葡萄糖苷αD吡喃葡萄糖基D吡喃半乳糖苷βD吡喃葡萄糖基D吡喃半乳糖苷5种5×420异构体
    糖蛋白二糖链中单糖C1连接肽C2C3C4C6单糖C1形成糖苷键算法4×416考虑二糖肽相连时异头构象异构体数目16×232

    3.写出βD脱氧核糖αD半乳糖β L山梨糖βDN乙酰神氨酸(唾液酸)Fischer投影式Haworth式构象式

    4.写出面示(A)(B)两单糖正规名称(DLαβfp)指出(C)(D)两结构RS系统表示构型(RS)

    [Aβ DfFruBαL pGlc CR DS]

    5 L7葡萄糖αβ异头物旋[αD20]分+1122°+1870°αD吡喃葡糖晶体样品溶水时旋+1122°降衡值+5270°计算衡混合液中αβ异头物率假设开链形式呋喃形式忽略[α异头物率365β异头物635]
    解:设α异头物率x1122x+187(1-x)527解x365(1-x) 635

    6.500 mg糖原样品放射性氰化钾(K14CN)处理结合14CN—正0193μmol500 mg糖原样品含3 HCl水甲醇处理形成原末端甲基葡糖苷然高碘酸处理原端成甲基葡糖苷糖原新产生甲酸准确值347μmol计算(a)糖原均相分子质量(b)分支程度(分支点)[(a)259×106 (b)1124]
    解:(a)Mr05(0193×106) 259×106
    (b)347×106×16305113

    7. D葡萄糖31℃水中衡时α吡喃葡糖β吡喃葡糖相摩尔含量分373 627计算D葡萄糖31℃时α异头物转变β异头物标准变化气体常数R8314J molK[ΔG0 1 31kJ mol]
    解:ΔG0 RTln(c2c1)8314×300×ln(627373)130 kJ mol

    8.竹子系热带禾科植物适条件竹子生长速度达03 md高假定竹茎完全纤维素纤维组成纤维生长方定位计算秒钟酶促加入生长着纤维素链单糖残基数目纤维素分子中葡萄糖单位约长045 nm[7800残基s]
    解:[03(24×3600)]045×1097800残基s

    9.原生成山梨醇(D葡萄醇)单糖[L山梨糖D葡萄糖L古洛糖D果糖]

    10.写出麦芽糖(α型)纤维二糖(β型)龙胆糖水苏糖正规(系统)名称简单形式指出中()原糖()非原糖
    解:麦芽糖(α型):Glcα(1→4)Glc
    纤维二糖(β型):Glcβ(1→4)Glc
    龙胆糖:Glcβ(1→6)Glc
    水苏糖:Galα(1→6)Galα(1→6)Glc(α1←→β2)Fru

    11.纤维素糖原然物理性质两种糖14连接D葡萄糖聚合物相分子质量相什结构特点造成物理性质差解释性质生物学优点

    12.革兰氏阳性细菌阴性细菌细胞壁化学组成什异肽聚糖中糖肽键糖蛋白中糖肽键否区
    答:肽聚糖:革兰氏阳性细菌阴性细菌磷壁酸:革兰氏阳性细菌特脂糖:革兰氏阴性细菌特两种糖肽键区:肽聚糖中NAMC3羟基DAla羧基相连糖蛋白中糖C1羟基肽Asnγ氨基NThrSerHylHyp羟基O相连

    13.假设细胞表面糖蛋白三糖单位介导细胞细胞粘着中起关键作试设计简单试验检验假设[果糖蛋白三糖单位细胞相互作中关键三糖身应细胞粘着竞争性抑制剂]

    14.糖蛋白中N连接聚糖链典类型结构什点点
    答:(1)复杂型( complex type)类N糖链三甘露糖基核心外含甘露糖残基原端残基GlcNAcβ1→外链三甘露糖基核心两α甘露糖残基相连三类N糖链中复杂型结构变化
    (2)高甘露糖型(highmannose type)型N糖链核心五糖外含α甘露糖残基
    (3)杂合型(hybrid type )型糖链具复杂型高甘露糖型两类糖链结构元件

    15.举出两例子说明糖蛋白寡糖链生物学作
    答:(1)糖链糖蛋白新生肽链折叠缔合中作
    (2)糖链影响糖蛋白分泌稳定性(例见教材P60~P61)

    16.写出ABH血型抗原决定簇前体结构指出A抗原B抗原O抗原(H物质)间结构关系[答案见表19]

    17.具重复二糖单位GlcUAβ(1→3)GlcNA单位间通β(1→4)连接天然糖什[透明质酸]

    18.糖胺聚糖硫酸软骨素生物功该分子水中占体积远脱水时生质关什分子溶液中占体积会样
    答:分子表面含亲水基团结合量水形成透明高粘性水合凝胶透明质酸(HA)分子水中占1000~10000倍身体积空间

    19.举例说明切糖苷酶外切糖苷酶聚糖链结构测定中作(见教材P73)

    20.种三糖β半乳糖苷酶完全水解D半乳糖D葡萄糖例2:1原三糖NaBH4原继完全甲基化酸水解然进行次NaBH4原醋酸酐乙酸化二种产物①2346四甲基15二乙酰基半乳糖醇② 234三甲基156三乙酸基半乳糖醇③12356五甲基4乙酰基山梨醇分析写出三糖结构[D Galβ(1→6)DGalβ(1→4)DGlc]


    第二章 脂质

    脂质细胞水溶性成分机溶剂乙醚氯仿等进行提取
    脂质化学组成分单纯脂质复合脂质衍生脂质生物功分贮存脂质结构脂质活性脂质
    天然脂肪酸通常具偶数碳原子链长般1222碳脂肪酸分饱单饱饱脂肪酸饱脂肪酸双键位置双键总处C9C10间(△9)般式脂肪酸物理性质决定烃链长度饱程度
    必需脂肪酸指体功缺少必须膳食提供两饱脂肪酸亚油酸α亚麻酸前者属ω6家族者ω3家族
    类二十碳烷20碳花生四烯酸衍生名包括前列腺素凝血恶烷白三烯体局部激素
    三酰甘油甘油三脂 (TG)脂肪酸甘油形成三脂三酰甘油分简单三酰甘油混合三酰甘油天然油脂简单混合三酰甘油混合物三酰甘油碱热发生皂化生成脂肪酸盐(皂)甘油三酰甘油游离脂肪酸样饱键发生氢化卤化氧化作测定天然油脂皂化值碘值酸值乙酰化值确定油脂特性三酰甘油作贮存燃料油滴形式存细胞中
    蜡指长链脂肪酸长链元醇固醇形成酯天然蜡蜂蜡种蜡酯混合物蜡海洋浮游生物中代谢燃料贮存形式蜡生物功防水防侵袭等
    脂质氧化定义饱脂肪酸饱脂质氧化变质典型活性氧参基链式反应活性氧(O2·OHH2O2ˉO2等)生物膜发生脂质氧化造成膜损伤蛋白质核酸等分子异常脂质氧化种疾病关体抗氧化剂超氧化物歧化酶(SOD)维生素E等脂质氧化坑衡保护系统
    磷脂包括甘油磷脂鞘磷脂甘油磷脂sn甘油3磷酸衍生简单甘油磷脂3sn磷脂酸甘油磷脂母体磷脂酸进步极性醇(胆碱乙醇胺等)酯化形成种甘油磷脂磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺鞘磷脂鞘氨醇代甘油磷脂中甘油形成磷脂鞘氨醇种长链氨基醇2位氨基酰胺键脂肪酸连接形成神酰胺类磷脂母体神酰胺1位羟基磷酰胆碱磷酰乙醇胺脂化形成鞘磷脂磷脂两亲分子极性头基非极性尾水介质中形成脂双层参膜组成
    糖脂鞘糖脂神酰胺衍生物神酰胺1位羟基通糖苷键糖基连接成鞘糖脂重鞘糖脂脑苷脂神节苷脂者含唾液酸作膜脂鞘糖脂细胞识组织器官特异性关
    萜类成异戊二烯(CS)聚合物倍半萜双萜三萜四萜等萜结构线形环状许植物精油光合色素甾类前体鲨烯萜
    类固醇称甾类环戊烷氢菲衍生物固醇甾醇类固醇中类结构特点甾核C3β羟基C17含8~10碳烃链固醇存数真核细胞膜中细菌含固醇胆固醇常见种动物固醇参动物细胞膜组成胆固醇体类固醇激素胆汁酸(胆酸鹅胆酸脱氧胆酸)前体胆固醇动脉粥样硬化关植物固醇谷固醇豆固醇身易肠粘膜吸收抑制胆固醇吸收
    脂蛋白脂质蛋白质非价键结合成复合体脂蛋白中蛋白质部分称载脂蛋白血浆脂蛋白血浆中转运脂质脂蛋白颗粒种血浆脂蛋白密度超离心法分成5组分(密度增加序)乳糜微粒极低密度脂蛋白(VLDL)中间密度脂蛋白(IDL)低密度脂蛋白(LDL)高密度脂蛋白(HDL)血浆脂蛋白球形颗粒三酰甘油胆固醇脂组成疏水核
    心磷脂胆固醇载脂蛋白参极性外壳载脂蛋白作增溶疏水脂质作脂蛋白受体识部位
    测定脂质组成时脂质机溶剂组织中提取薄层层析气液色谱进行分离单脂质根层析行专性酶水解敏感性质谱分析加鉴定

    1.天然脂肪酸结构特点
    答:天然脂肪酸通常具偶数碳原子链长般1222碳脂肪酸分饱单饱饱脂肪酸饱脂肪酸双键位置双键总处C9C10间(△9)般式

    2.(a)甘油三种脂肪酸(豆蔻酸棕榈酸硬脂酸)形成少种三酰甘油(包括简单型混合型)?(b)中定量组成三酰甘油少种?[(a) 27种(b) 10种]
    解:(a) 3327种
    (b) 3×3+110种

    3.(a)什饱18碳脂肪酸——硬脂酸熔点18碳饱脂肪酸——油酸熔点高? (b)干酪乳杆菌产生乳杯菌酸(19碳脂肪酸)熔点更接硬脂酸熔点更接油酸熔点?什?
    答:(a)油酸△9式双键序性校差硬脂酸序性高熔点高
    (b)硬脂酸熔点链长增加增加

    4.植物种子中提取出1g油脂等分两份分测定该油脂皂化值碘值测定皂化值份样品消耗KOH 65 mg测定碘值份样品消耗I2 510 mg试计算该油脂均相分子质量碘值[1292102]
    解:Mr(3×56×1000)(2×65)1292
    I2 值051×10005102 (100g油脂卤化时吸收I2克数)

    5.某油脂碘值68皂化值210计算油脂分子均含少双健[2]
    解:100g油脂物质量(210×100)(3×56×1000)0125mol
    均双键数(68254)0125≈2

    6. (a)解释脂质氧化育关术语基活性氧基链反应抗氧化剂(b)什PUFA容易发生脂质氧化
    答:(a)
    基:基称游离基指含奇数价电子轨道具未()成电子(unpaired electron)原子原子团
    活性氧:氧含氧高反应活性分子O2·OHH2O2ˉO2 (单线态氧)等统称活性氧
    基链反应:基化学性质活泼发生抽氢歧化化合取代加成等种反应基反应特点倾进行链「式」反应〔chain reaction ) 链反应般包括3阶段引发增长终止
    抗氧化剂:具原性抑制靶分子动氧化抑制基链反应物质称抗氧化剂(antioxidant )
    (b)饱脂肪酸(PUFA)中双键具潜原性容易发生氧化作

    7.解决甘油磷脂构型明确性国际生物化学命名委员会建议采取立体专编号命名原试磷酸甘油例说明命名原

    8.写出列化合物名称
    (a)低pH时携带正净电荷甘油磷脂(b)中性pH时携带负净电荷甘油磷脂(c)中性pH时净电荷零甘油磷脂
    答:(a)磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺(b)磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇磷脂酰甘油1双磷脂酰甘油(心磷脂)2(c) 磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺

    9.定列分子成分甘油脂肪酸磷酸长链醇糖试问(a)两成分蜡鞘脂脂中存(b)两成分脂肪磷脂酰胆碱中存(c)()成分神节苷脂脂肪中存[(a)脂肪酸长链醇(b)甘油脂肪酸(c)糖长链醇]

    10.指出列膜脂亲水成分疏水成分(a) 磷脂酰乙醇胺(b)鞘磷脂(c) 半乳糖基脑苷脂(d)神节苷脂(e)胆固醇
    答:(a)乙醇胺脂肪酸
    (b)磷酰胆碱磷酰乙醇胺脂肪酸烃链
    (c)半乳糖脂肪酸烃链
    (d)连唾液酸寡糖链脂肪酸烃链
    (e)C3羟基甾核C17烷烃侧链

    11. (a)造成类固醇化合物种类原什(b)动物体胆固醇转变具重生理意义类固醇物质
    答:(a)①环双键数日位置②取代基种类数目位置取(αβ)③环环稠合构型(反异构)
    (b)动物中胆固醇衍生类固醇包括5类激素雄激素雌激素孕酮糖皮质激素盐皮质激素维生素D胆汁酸

    12.胆酸胆汁中发现AB式类固醇(图218) 请图215求椅式构象画出胆酸构象式直立键伏键标出 C3 C7C123羟基

    13.种血浆脂蛋白密度l08gcm3载脂蛋白均密度135 gcm3脂质均密度090 gcm3问该脂蛋白中载脂蛋白脂质质量分数少?[486载脂蛋白514脂质]
    解:设载脂蛋白体积分数x135x+090(1-x)108解x04
    质量分数(04×135)[ 04×135+(1-04)×090]05

    14.种低密度脂蛋白(LDL含apoB 100(M500000)总胆固醇(假设均Mr590)质量分数分2550试汁算apo B 100总胆固醇摩尔[11695]
    解:设摩尔1x500000590x2550解x1695

    15.化学方法鞘磷脂磷脂酰胆碱区分开


    第三章 氨基酸

    α氨基酸蛋白质构件分子酸碱蛋白酶水解蛋白质时获蛋白质中氨基酸L型碱水解氨基酸D型L型消旋混合物
    参蛋白质组成基氨基酸20种外干种氨基酸某蛋白质中存蛋白质生物合成相应基氨基酸(残基)化学修饰成参蛋白质组成氨基酸外种氨基酸存种组织细胞中βγδ氨基酸D型氨基酸
    氨基酸两性电解质pH接1时氨基酸解离基团全部质子化pH13左右时全部质子化中间某pH(氨基酸异)氨基酸等电兼性离子(H3N+CHRCOO)状态存某氨基酸处净电荷零兼性离子状态时介质pH称该氨基酸等电点pI表示
    α氨基酸茚三酮发生颜色反应αNH224二硝基氟苯(DNFB)作产生相应DNP氨基酸(Sanger反应)αNH2苯乙硫氰酸酯(PITC)作形成相应氨基酸苯胺基硫甲酰衍生物( Edman反应)胱氨酸中二硫键氧化剂(甲酸)原剂(巯基乙醇)断裂半胱氨酸SH基空气中氧化成二硫键反应氨基酸荷蛋白质化学中占重位
    甘氨酸外α氨基酸α碳手性碳原子α氨基酸具光学活性旋α氨基酸物理常数鉴种氨基酸种根
    参蛋白质组成氨基酸中色氨酸酪氨酸苯丙氨酸紫外区光吸收紫外吸收法定量蛋白质核磁振(NMR)波谱技术氨基酸蛋白质化学表征方面起重作
    氨基酸分析分离方法基氨基酸酸碱性质极性常方法离子交换柱层析高效液相层析(HPLC)等

    1写出列氨基酸单字母三字母缩写符号:精氨酸天冬氨酸谷氨酰氨谷氨酸苯丙氨酸色氨酸酪氨酸[见表31]
    表31 氨基酸简写符号
    名称
    三字母符号
    单字母符号
    名称
    三字母符号
    单字母符号
    丙氨酸(alanine)
    Ala
    A
    亮氨酸(leucine)
    Leu
    L
    精氨酸(arginine)
    Arg
    R
    赖氨酸(lysine)
    Lys
    K
    天冬酰氨(asparagines)
    Asn
    N
    甲硫氨酸(蛋氨酸)(methionine)
    Met
    M
    天冬氨酸(aspartic acid)
    Asp
    D
    苯丙氨酸(phenylalanine)
    Phe
    F
    半胱氨酸(cysteine)
    Cys
    C
    脯氨酸(praline)
    Pro
    P
    谷氨酰氨(glutamine)
    Gln
    Q
    丝氨酸(serine)
    Ser
    S
    谷氨酸(glutamic acid)
    Glu
    E
    苏氨酸(threonine)
    Thr
    T
    甘氨酸(glycine)
    Gly
    G
    色氨酸(tryptophan)
    Trp
    W
    组氨酸(histidine)
    His
    H
    酪氨酸(tyrosine)
    Tyr
    Y
    异亮氨酸(isoleucine)
    Ile
    I
    缬氨酸(valine)
    Val
    V
    AsnAsp
    Asx
    B
    GlnGlu
    Gls
    Z

    2计算赖氨酸εαNH3+20解离时溶液PH[99]
    解:pH pKa + lg20 pKa 1053 (见表33P133)
    pH 1053 + lg20 983

    3计算谷氨酸γCOOH三分二解离时溶液pH[46]
    解:pH pKa + lg23 pKa 425
    pH 425 + 0176 4426

    4计算列物质03molL溶液pH:(a)亮氨酸盐酸盐(b)亮氨酸钠盐(c)等电亮氨酸[(a)约146(b)约115 (c)约605]

    5根表33中氨基酸pKa值计算列氨基酸pI值:丙氨酸半胱氨酸谷氨酸精氨酸[pI6025023221076]
    解:pI 12(pKa1+ pKa2)
    pI(Ala) 12(234+969) 602
    pI(Cys) 12(171+1078) 502
    pI(Glu) 12(219+425) 322
    pI(Ala) 12(904+1248) 1076

    61L1molL处等电点甘氨酸溶液加入03molHCl问溶液pH少?果加入03mol NaOH代HCl时pH少?[pH:271923]
    解:pH1pKa1+lg(73)271
    pH2pKa2+lg(37)923

    7丙氨酸溶液(400ml)调节pH80然该溶液中加入量甲醛溶液碱反滴定Ph80时消耗02molL NaOH溶液250ml问起始溶液中丙氨酸含量少克?[445g]

    8计算025molL组氨酸溶液pH64时种离子形式浓度(molL)[His2+178×104His+0071His028×104]
    解:pHpK1+lg(His2+1064)pKr+lg(His+His2+)pK2+lg(His0 His+)
    His2+178×104His+0071His028×104

    9说明含结晶水固体组氨酸盐酸盐(相分子质量2096咪唑基pKa60)1molL KOH配制1LpH6502molL组氨酸盐缓液方法[取组氨酸盐酸盐4192g(02mol)加入352ml 1molL KOH水稀释1L]

    10什氨基酸茚三酮反应液测压法定量氨基酸?
    解:茚三酮弱酸性溶液中α氨基酸热引起氨基酸氧化脱氨脱羧反映(反应化学式见P139)中定量释放CO2测压法测量计算出参加反应氨基酸量

    11L亮氨酸溶液(30g50ml 6molL HCl)20cm旋光中测旋光度+181º计算L亮氨酸6molL HCl中旋([a])[[a]+151º]

    12标出异亮氨酸4光学异构体(RS)构型名称[参考图315]

    13甘氨酸溶剂A中溶解度溶剂B中4倍苯丙氨酸溶剂A中溶解度溶剂B中两倍利溶剂AB间逆流分溶方法甘氨酸苯丙氨酸分开起始溶液中甘氨酸含量100mg 苯丙氨酸81mg 试回答列问题:(1)利4分溶组成逆流分溶系统时甘氨酸苯丙氨酸号分溶中含量高?(2)样中种氨基酸少毫克?[(1)第4第3(2)512mg Gly+24mg Phe384mgGly+36mg Phe]
    解:根逆流分溶原理:
    Gly:Kd CACB 4 q(动相)p(静相) p+q 1 (15 + 45)
    4分溶分溶3次:(15 + 45)31125+2125+48125+64125
    Phe:Kd CACB 2 q(动相)p(静相) p+q 1 (13 + 23)
    4分溶分溶3次:(13 + 23)3127+627+1227+827
    利4分溶组成分溶系统中甘氨酸苯丙氨酸4第3中含量高中:
    第4:Gly:64125×100512 mg Phe:827×8124 mg
    第3:Gly:48125×100384 mg Phe:1227×8136 mg

    14指出正丁醇:醋酸:水系统中进行纸层析时列混合物中氨基酸相迁移率(假定水相pH45):(1)Ile Lys (2)Phe Ser (3)Ala Val Leu (4)Pro Val (5)Glu Asp (6)Tyr Ala Ser His
    [Ile> lysPhe> SerLeu> Val > AlaVal >ProGlu>AspTyr> Ala>Ser≌His]
    解:根P151 图325结果

    15.含天冬氨酸(pI298)甘氨酸(pI597)亮氨酸(pI653)赖氨酸(pI598)柠檬酸缓液加预先样缓液衡强阳离交换树脂中爱缓液析脱柱分收集洗出液5种氨基酸什次序洗脱?[Asp Thr Gly Leu Lys]
    解:pH3左右氨基酸阳离子交换树脂间静电吸引次序减刑氨基酸(A2+)>中性氨基酸(A+)>酸性氨基酸(A0)氨基酸洗出序体酸性氨基酸中性氨基酸碱性氨基酸氨基酸树脂间存疏水相互作洗脱序:Asp Thr Gly Leu Lys


    第四章 蛋白质价结构

    蛋白质分子条条肽链构成生物分子肽链氨基酸通肽键价连接成种肽链特定氨基酸序列蛋白质相分子质量介60001000000更高
    蛋白质分两类:单纯蛋白质缀合蛋白质根分子形状分纤维状蛋白质球状蛋白质膜蛋白质外蛋白质生物学功分类
    表示蛋白质结构组织层次常级结构二级结构三级结构四级结构样专门术语级结构价链氨基酸序列时称化学结构二三四级结构称空间结构(三维结构)高级结构
    蛋白质生物功决定高级结构高级结构级结构氨基酸序列决定二氨基酸序列遗传物质DNA核苷酸序列规定
    肽键(CO—NH)连接肽链链中氨基酸残缺价键二硫键肽链间交联肽链成环价键
    肽链蛋白质发生部分水解时形成长短肽段部分水解产生肽外生物界存许游离肽谷胱甘肽等肽晶体熔点高说明短肽晶体离子晶格水溶液中偶极离子存
    测定蛋白质级结构策略:(1)测定蛋白质分子中肽链数目(2)拆分蛋白质分子肽链(3)断开肽链二硫桥(4)分析肽链氨基酸组成(5)鉴定肽链N末端C末端残基(6)断裂肽链成较肽段分离开(7)测定肽段氨基酸序列(8)利重叠肽重建完整肽链级结构(9)确定半胱氨酸残基形成SS交联桥位置
    序列分析中重方法技术:测定N末端基苯异硫氰酸酯(PITC)法分析C末端基羧肽酶法肽链局部断裂酶裂解CNBr化学裂解断裂二硫桥巯基乙醇处理测定肽段氨基酸序列Edman化学降解电喷射串联质谱技术重建肽链级序列重叠肽拼凑法二硫桥定位角线电泳等
    生物体中行相相似功蛋白质称源蛋白质源蛋白质具明显序列相似性(称序列源)两物种源蛋白质序列间氨基酸差异数目物种间系统发生差异成例根源蛋白质氨基酸序列资料建立起进化树源蛋白质具进化起源
    生物体蛋白质常前体形试合成定方式裂解部分肽链出现生物活性现象称蛋白质激活血液凝固涉氨基酸序列断裂系列酶原激活结果酶促激活级联放血凝块迅速形成成凝血酶原血清蛋白原两重血凝子血纤蛋白蛋白原凝血酶作转变血清蛋白凝块(血块成分)
    国20世纪60年代首次世界工合成蛋白质——结晶牛胰岛素二三十年发展起固相肽合成控制合成技术巨进步分子生物学基工程具重影响意义利Merrifield固相肽合成仪已成功合成许肽蛋白质


    1果相分子质量12000蛋白质含10种氨基酸假设种氨基酸该蛋白质分子中数目相等问种蛋白质少种排列序?[10100]
    解:101200012010100

    2A肽酸解分析知LysHisAspGlu2AlaValTyr两NH3分子组成A肽FDNB试剂反应DNPAsp羧肽酶处理游离缬氨酸果实验中A肽胰蛋白酶降解时两种肽中种(LysAspGluAlaTyr)pH64时净电荷零种(HisGluVal)DNPHispH64时带正电荷外A肽糜蛋白酶降解时两种肽中种(AspAlaTyr)pH64时全中性种(LysHisGlu2Val)pH64时带正电荷问A肽氨基酸序列?[AsnAlaTyrGluLysHisGlnVal]
    解:1N末端分析:FDNB法:Asp
    2C末端分析:羧肽酶法:Val
    3胰蛋白酶断裂赖氨酸精氨酸残基羧基形成肽键ArgLysC末端残基肽断酸水解Asn→Asp+ NH4+已知条件(LysAspGluAlaTyr):Asn( )( )( )Lys( )( )Val
    4FDNB法分析N末端DNPHis酸水解Gln→Glu+NH4+已知条件(HisGluVal):Asn( )( )( )LysHisGlnVal
    5糜蛋白酶断裂PheTrpTyr等疏水氨基酸残基羧基端肽键题条肽(AspAlaTyr)结合(3)(4)该肽氨基酸序列:AsnAlaTyrGluLysHisGlnVal

    3某肽氨基酸序列:GluValLysAsnCysPheArgTrpAspLeuGlySerLeuGlu AlaThrCysArgHisMetAspGlnCysTyrProGlyGlu_GluLys(1)胰蛋白酶处理肽产生肽?解释原(假设没二硫键存)(2)pH75时肽净电荷少单位?说明理(假设pKa值:αCOOH40α NH3+60GluAsp侧链基40LysArg侧链基110His侧链基75Cys侧链基90Tyr侧链基110)(3)判断肽否含二硫键?假二硫键存请设计实验确定51723位Cys两参形成?[(1)4肽(2)25单位(3)果肽中二硫键存胰蛋白酶水解应4肽段果存二硫键应3肽段肽段带电荷离子交换层析电泳等方法肽段分开鉴定出含二硫键肽段测定氨基酸序便确定二硫键位置]

    4七肽分析氨基酸组成:LysProArgPheAlaTyrSer肽未糜蛋白酶处理时FDNB反应产生αDNP氨基酸糜蛋白酶作肽断裂城两肽段氨基酸组成分AlaTyrSerProPheLysArg两肽段分FDNB反应分产生DNPSerDNPLys肽胰蛋白酶反应生成两肽段氨基酸组成分ArgProPheTyrLysSerAla试问七肽级结构样?[环肽序列:PheSerAlaTyrLysProArg]
    解:(1)肽未糜蛋白酶处理时FDNB反应产生αDNP氨基酸说明肽含游离末端NH2肽环肽
    (2)糜蛋白酶断裂PheTrpTyr等疏水氨基酸残基羧基端肽键已知两肽段氨基酸组成(AlaTyrSerProPheLysArg):( )( )Tyr( )( )( )Phe
    (3)(2)两肽段分FDNB反应分产生DNPSerDNPLys知该两肽段N末端分SerLys结合(2):SerAlaTyrLys( )( )Phe
    (4)胰蛋白酶专断裂ArgLys残基羧基参形成肽键题生成两肽段氨基酸组成(ArgProPheTyrLysSerAla):ProArg( )( )( )( )Lys
    综合(2)(3)(4)肽级结构:LysProArgPheSerAlaTyr

    5三肽Lys Lys LyspI值必定基团pKa值种说法否正确?什?[正确三肽处等电点时七解离集团处状态C末端COO(pKa30)N末端NH2(pKa≌80)3侧链3(13ε NH3+)(pKa1053)pI>pKa值(1053)]

    6肽原两肽段序列:链1AlaCysPheProLysArgTrpCysArg Arg
    ValCys链2CysTyrCysPheCys嗜热菌蛋白酶消化原肽(具完整二硫键)时列肽:(1)(AlaCys2Val)(2)(ArgLysPhePro)(3)(Arg2Cys2TrpTyr)(4)(Cys2Phe)试指出该天然肽中二硫键位置(结构图)
    SS
    AlaCysPheProLysArgTrpCysArgArgVal_Cys

    S

    S

    CysTyrCysPheCys
    SS
    解:嗜热菌蛋白酶作专性较差根题中已知条件:
    (1)消化原肽(AlaCys2Val)说明链12位Cys 11位Val前发生断裂2位Cys12位Cys间二硫键
    (2)链1序列该肽段序列:PheProLysArg
    (3)(1)(2)知该肽段(Arg2Cys2TrpTyr)中必Cys链2Cys链1中8位Cys链1中8位Cys链2中Cys二硫键
    (4)嗜热菌蛋白酶水解TyrPhe等疏水氨基酸残基肽(Cys2Phe)链2结合(3)中含Tyr知(3)中形成二硫键链1 8位Cys链2中3位Cys链2中3位Cys间(4)中(Cys2Phe)说明链2中1位Cys5位Cys中二硫键
    综合(1)(2)(3)(4)结果

    7十肽氨基酸分析表明水解液中存列产物:
    NH4+ Asp Glu Tyr Arg
    Met Pro Lys Ser Phe
    观察列事实:(1)羧肽酶AB处理该十肽效(2)胰蛋白酶处理产生两四肽游离Lys(3)梭菌蛋白酶处理产生四肽六肽(4)溴化氢处理产生八肽二肽单字母符号表示序列NP(5)胰凝乳蛋白酶处理产生两三肽四肽N末端胰凝乳蛋白酶水解肽段中性pH时携带1净电荷pH12时携带3净电荷(6)轮Edman降解出面PTH衍生物:

    写出该十肽氨基酸序列[SerGluTyrArgLysLysPheMetAsnPro]
    解:(1)羧肽酶AB处理十肽效说明该十肽C末端残基Pro
    (2)胰蛋白酶专断裂LysArg残基羧基参形成肽键该十肽胰蛋白酶处理产生两四肽利Lys说明十肽中含Lys…Arg…LysLys…ArgLys…Lys…ArgLys…四种肽段水解位置45564589910间
    (3)梭菌蛋白酶专裂解Arg残基羧基端肽键处理该十肽产生四肽六肽知该十肽第四位Arg
    (4)溴化氰断裂Met残基羧基参加形成肽键处理该十肽产生八肽二肽说明该十肽第八位第二位Met单字母表示二肽NPAsnPro该十肽第八位Met
    (5)胰凝乳蛋白酶断裂PheTrpTyr等疏水氨基酸残基羧基端肽键处理该十肽产生两三肽四肽说明该十肽第三位第六位第七位TrpPhe
    (6)轮Edman降解分析N末端根反应规律N末端氨基酸残疾结构式:NHCH(CH2OH)C(O)原NHCH(CH2OH)COOH知Ser
    结合(1)(2)(3)(4)(5)(6)知该十肽氨基酸序列:
    SerGluTyrArgLysLysPheMetAsnPro

    8四肽胰蛋白酶水解两片段片段280nm附强光吸收Pauly反应坂口反应(检测胍基)呈阳性片段溴化氰处理释放出茚三酮反应呈黄色氨基酸写出四肽氨基酸序列[YRMP]
    解:胰蛋白酶酶专水解LysArg残基羧基参形成肽键该四肽中含LysArg肽段280nm附强光吸收Pauly反应坂口反应(检测胍基)呈阳性说明该肽段含TyrArg溴化氰专断裂Met残基羧基参加形成肽键生成茚三酮反应呈黄色氨基酸该肽段MetPro该四肽氨基酸组成TyrArgMetProYRMP

    9蜂毒明肽(apamin)存蜜蜂毒液中十八肽序列CNCKAPETALCARRCQQH已知蜂毒明肽形成二硫键碘乙酸发生反应(1)问肽中存少二硫键?(2)请设计确定()二硫键位置策略
    [(1)两(2)二硫键位置131115111315115311第种情况胰蛋白酶断裂产生两肽加Arg第二种情况第三种产生肽加Arg通二硫键部分氧化两种情况区开]

    10叙述Mernfield固相化学方法合成二肽LysAla果算LysAla加入亮氨酸残基成三肽会掉进什样陷坑?
    解:(1)BOC保护Ala氨基端然羧基挂接树脂
    (2)N端保护BOC保护Arg缩合剂DDCAla相连
    (3)树脂悬浮水三氟乙酸中通干燥HBr肽树脂脱离时保护基切
    算LysAla加入亮氨酸残基成三肽坑:Leu接Arg非α氨基


    第五章 蛋白质三维结构

    种蛋白质少种构生理条件稳定具生物活性种构称蛋白质天然构研究蛋白质构方法X射线晶体结构分析外紫外差光谱荧光荧光偏振圆二色性核磁振重氢交换等研究溶液中蛋白质构
    稳定蛋白质构作氢键范德华力疏水相互作离子键外二硫键稳定某蛋白质构种起重作
    肽链折叠成特定构受空间许限制链言肽链相邻肽面构成链α碳二面角ΦΨ旋转受限制某ΦΨ值立体化学允许值允许提出拉氏构表明蛋白质链构象图占位置限(77203)
    蛋白质链折叠形成氢键维系重复性结构称二级结构常见二级结构元件α螺旋β转角等α螺旋蛋白质中典型含量丰富二级结构α螺旋结构中肽面羰氧酰氨氢参氢键形成种构象相稳定氢键体螺旋轴行圈螺旋占36氨基酸残基残基绕轴旋转100°螺距054nmα角蛋白毛发甲蹄中纤维状蛋白质完全α螺旋构成肽链构成β折叠片中肽链链处较伸展曲折(锯齿)形式肽链间条肽链肽段间助氢键彼连接成片状结构称β折叠片条肽链肽段称β折叠股β股肽链走行反行两种形式行折叠片构象伸展程度略反行折叠片重复周期分065nm070nm数β折叠股β折叠片右手扭曲倾缓解侧链间空间应力(steric strain)蚕丝心蛋白完全扭曲反行β折叠片构成胶原蛋白动物结缔组织中丰富结构蛋白干原胶原分子组成原胶原种右手超螺旋结构称三股螺旋弹性蛋白结缔组织中结构蛋白质
    蛋白质外形溶解度分纤维状蛋白质球状蛋白质膜蛋白α角蛋白丝心蛋白(β角蛋白)胶原蛋白弹性蛋白溶性纤维状蛋白质肌球蛋白原肌球蛋白溶性纤维状蛋白质肌纤维中丰富蛋白质球状蛋白质类溶性功蛋白酶抗体转运蛋白蛋白质激素等膜蛋白类膜结构功紧密相关蛋白质分膜蛋白质脂锚定蛋白质膜周边蛋白质
    蛋白质结构般分4组织层次(折叠层次)级二级三级四级结构细分时二三级四级结构细分时二三级间增加超二级结构结构域两层次超二级结构指级序列相邻二级结构三维折叠中彼相互作形成组合体超二级结构3种基形式:αα(螺旋束)βαβ(Rossman折叠)ββ(β曲折希腊钥匙拓扑结构)结构域二级结构超二级结构基础形成相独立三级结构局部折叠区结构域常常功域结构域基类型:全行α螺旋结构域行混合型β折叠片结构域反行β折叠片结构域富含金属二硫键结构域等4类
    球状蛋白质根结构分全α结构蛋白质αβ结构蛋白质全β结构蛋白质富含金属二硫键蛋白质等球状蛋白质单亚基称单体蛋白质亚基称寡聚聚蛋白质亚基般条肽链亚基(包括单体蛋白质)总三维结构称三级结构球状蛋白质种类结构复杂独特三维结构球状蛋白质分子某结构特征:①种分子含种二级结构元件②具明显折叠层次③紧密折叠成球状椭球状结构④疏水测链埋藏分子部亲水基团暴露分子表面⑤分子表面空穴(活性部位)
    蛋白质受某物理化学素作时引起生物活性丢失溶解度降低物理化学常数改变种现象称蛋白质变性变性实质非价键破裂天然构象解体价键未遭破裂变性逆蛋白质变性复性实验表明级结构规定三维结构蛋白质生物学功蛋白质天然构象具性质天然构象生理条件热力学稳定低三维结构
    蛋白质折叠通机搜索找低构象折叠动力学研究表明肽链折叠程中存熔球态中间体异构酶伴侣蛋白质等参加
    寡聚蛋白两亚基通非价相互作缔合成聚集体缔合形成聚集体方式构成蛋白质四级结构涉亚级聚集体中空间排列(称性)亚基间接触位点(结构互补)作力(非价相互作类型)

    1(1)计算含78氨基酸α螺旋轴长(2)肽α螺旋完全伸展时长?[117nm2808nm]
    解:(1)考虑α螺旋中36氨基酸残基升054nm该α螺旋轴长:
    78×05436117nm
    (2) 考虑完全伸展时氨基酸残基约占036nm时长:
    78×0362808nm

    2某蛋白质肽链区段α螺旋构想外区段均β折叠片构象该蛋白质相分子质量240000肽链外形长度506×105cm试计算:α螺旋占该肽链百分数(假设β折叠构象中氨基酸残疾长度035nm)[59]
    解:般讲氨基酸均分子量120Da蛋白质分子量240000Da氨基酸残基数240000÷1202000设X氨基酸残基呈α螺旋结构:
    X·015+(2000X)×035506×105×107506nm
    解X970α螺旋长度970×0151455α螺旋占该蛋白质分子百分:
    1455536×10029

    3然真空中氢键键约20kjmol折叠蛋白质中蛋白质稳定焓贡献(<5kjmol)试解释种差原[伸展蛋白质中数氢键供体接纳体水形成氢键氢键量稳定焓贡献原]

    4聚甘氨酸简单肽形成具φ80°ψ+120°螺旋根拉氏构象图(图513)描述该螺旋(a)手性(b)圈碱基数[(a)左手(b)30]
    解:P206图513拉氏构象图 φ80°ψ+120°时知该螺旋左手性圈残基数30

    5α螺旋稳定性仅取决肽链间氢键形成取决肽链氨基酸侧链性质试预测室温溶液中列聚氨基酸种形成α螺旋种形成规结构种形成规结构?说明理(1)聚亮氨酸pH70(2)聚异亮氨酸pH70(3)聚精氨酸pH70(4)聚精氨酸pH13(5)聚谷氨酸pH15(6)聚苏氨酸pH70(7)聚脯氨酸pH70[(1)(4)(5)形成α螺旋(2)(3)(6)形成规结构(7)规α螺旋]

    6 聚甘氨酸右手左手α螺旋中较稳定?什?[甘氨酸α碳原子呈称特殊氨基酸预料聚甘氨酸左右手α螺旋(映体)量相等稳定]

    7考虑含101残基蛋白质该蛋白质200旋转键假设键φψ两定问:(a)蛋白质种机构象(W)?(b)根(a)答案计算1mol该蛋白质折叠成种构想结构时构想熵变化(ΔS折叠)(c)果蛋白质完全折叠成H键作稳定焓唯源α螺旋mol H键焓贡献5kjmol试计算ΔH折叠(d)根逆(b)(c)答案计算25℃时蛋白质ΔG折叠该蛋白质折叠形式25℃时否稳定?
    [(a)W2200161×1060(b)ΔS折叠115 kj(K·mol)(c)ΔH折叠100×(5 kjmol)500 kjmol注意里没考虑螺旋末端处某氢键形成事实考虑否差(d)ΔG折叠1573 kjmol25℃时ΔG折叠<0折叠蛋白质稳定]

    8两肽链AB着相似三级结构正常情况A单体形式存B四聚体(B4)形式存问AB氨基酸组成什差[亚基亚基相互作中疏水相互作常起作参四聚体B4亚基亚基相互作表面单体A应表面具较疏水残基]

    9面序列球状蛋白质部分利表56中数ChouFaman验规预测区域二级结构RRPVVLMAACLRPVVFITYGDGGTYYHWYH
    [残基411α螺旋残基14192430β折叠片残基2023形成β转角]

    10热力学考虑完全暴露水环境中完全埋藏蛋白质分子非极性部两种肽片段种更容易形成α螺旋?什?[埋藏蛋白质非极性部时更容易形成α螺旋水环境中肽稳定焓(ΔH折叠)贡献]

    11种酶相分子质量300000酸性环境中解离成两组分中组分相分子质量10000050000组分占总蛋白质三分二具催化活性β巯基乙醇(原二硫桥)处理时失催化力沉降速度减沉降图案呈现峰(参见第7章)关该酶结构作出什结?[酶含4亚基两活性亚基相分子质量50000两催化亚基相分子质量100000催化亚基两条活性肽链(相分子质量50000)组成彼间二硫键交联起]

    12种植物毒素蛋白直接SDS凝胶电泳分析(见第7章)时区带位肌红蛋白(相分子质量16900)β乳球蛋白(相分子质量37100)两种蛋白间毒素蛋白β巯基乙醇碘乙酸处理SDS凝胶电泳中条区带位置标记蛋白细胞素(相分子质量13370)进步实验表明该毒素蛋白FDNB反应酸水解释放出游离DNPGlyDNPTyr关蛋白结构做出什结?[该毒素蛋白两条肽链通链间二硫键交联成条肽链相分子质量13000左右]

    13种蛋白质相亚基组成四聚体(a)该分子说出两种称性稳定缔合种类型相互作(种异种)?(b)假设四聚体血红蛋白两相单位(单位含αβ两种链)组成问高称性什?[(a)C4D2C4通异种相互作缔合起D2通种相互作缔合起(b)C2αβ二聚体称原聚体]

    14证明阶段装配程单阶段装配程更容易控制蛋白质质量考虑聚体酶复合物合成复合物含6相二聚体二聚体肽AB组成肽AB长度分300700氨基酸残基假设氨基酸合成肽链肽链组成二聚体二聚体聚集成聚体酶建造程中次操作错误频率108假设氨基酸序列没错误话肽折叠总正确假设装配阶段剔缺陷亚结构效率100试较列情况缺陷复合物频率:(1)该复合物条6000氨基酸连续肽链步合成链含6肽A6肽B(2)该复合物分3阶段形成:第阶段肽AB合成第二阶段AB二聚体形成第三阶段6AB二聚体装配成复合物
    [(1)缺陷复合物均频率6000×1086×105]
    [(2)缺陷二聚体剔缺陷复合物均率阶段操作次数(5次操作装配6亚基)错误频率:5×108步合成产生缺陷频率约低1000倍]


    第六章 蛋白质结构功关系

    肌红蛋白(Mb)血红蛋白(Hb)脊椎动物中载氧蛋白质肌红蛋白便氧肌肉中转运作氧逆性贮库血红蛋白血液中氧载体蛋白质含结合紧血红素辅基取代卟啉中央铁原子亚铁(Fe2+)态血红素结合氧高铁(+3)态结合氧红血素中铁原子结合分子CONO等
    肌红蛋白单肽链含153残基外形紧凑Mb部非极性残基肽链中约75α螺旋分八螺旋段亚铁血红素位疏水空穴保护铁氧化成高铁血红素铁离子直接His侧链氮原子结合侧His(H8)占5配位位置第6配位位置O2结合部位附远侧His(E7)降低氧结合部位CO结合抑制血红素氧化高铁态
    氧Mb结合逆单体蛋白质Mb说配体()O2占结合部位分数配体浓度双曲线函数Mb氧集合曲线血红蛋白4亚基(肽链)组成亚基血红素基Hb A成中血红蛋白具α2β2亚基结构四聚体血红蛋白中出现单体血红蛋白具新性质Hb运载氧外转运H+CO2血红蛋白两种相互转化构象态存称T(紧张)R(松弛)态T态通盐桥稳定氧结合时达稳定氧结合促进T态转变R态
    氧血红蛋白结合构结合行典型例证T态R态间构象变化亚基亚基相互作介导导致血红蛋白出现构现象Hb呈现3种构效应第血红蛋白氧结合曲线S形着氧结合协性氧血红素结合助氧分子中血红素结合第二H+CO2促进O2血红蛋白中释放生理重效应提高O2代谢活跃组织肌肉释放相反O2促进H+CO2肺泡毛细血中释放H+CO2O2结合间构联系称Bohr效应第三血红蛋白O2亲力受23二磷酸甘油酸(BPG)调节BPG负电荷密度高分子BPG氧血红蛋白结合氧合血红蛋白结合BPG降低血红蛋白氧亲力胎血红蛋白(α2β2)成年血红蛋白 (α2β2)较高氧亲力结合BPG较少
    导致蛋白质中氨基酸改变基突变产生谓分子病种遗传病解清楚分子病镰刀状细胞贫血病种病步正常血红蛋白称Hb S两条β链第六位置Glu倍置换Val改变血红蛋白表面产生疏水区导致血红蛋白聚集成溶性纤维束引起红细胞镰刀状化输氧力降低纯合子病出现慢性贫血死亡中海贫血缺失编码血红蛋白链基造成
    棉衣反映特化白细胞——淋巴细胞巨噬细胞相关蛋白质间相互作介导T淋巴细胞产生T细胞受体B淋巴细胞产生免疫球蛋白抗体细胞产生MHC蛋白细胞表面展示宿()肽抗原(非)肽助T细胞诱导产生免疫球蛋白B细胞产生T细胞受体胞毒T细胞 增殖免疫球蛋白T细胞受体特异抗原结合特定祖先细胞通刺激繁殖产生具样免疫力细胞群程称克隆选择
    类具5类免疫球蛋白类生物学功丰富IgG类4条肽链组成两条重链两条轻链通二硫键连接成Y形结构分子Y两臂顶端结构域变区形成年抗原结合部位顶免疫球蛋白般结合抗原分子部分称表位结合常涉IgG构象变化便抗原诱导契合抗体容易制取具高度特异性成许分析制备生化方法核心酶联免疫吸附测定(ELISA)Western印迹单克隆抗体技术等广泛应
    发动机蛋白质中蛋白质配体相互作空间时间组织达相完善程度肌肉收缩肌球蛋白肌动蛋白精心安排相互作结果肌球蛋白纤维状尾球状头组成棒状分子肌肉中倍组织成粗丝G肌动蛋白种单体聚集成纤维状F肌动蛋白者细丝体粗丝细丝构成肌肉收缩单位——肌节肌球蛋白ATP水解肌球蛋白头片系列构象变化相偶联引起肌球蛋白头 F肌动蛋白亚基解离细丝前方F肌动蛋白亚基结合肌球蛋白肌动蛋白细丝滑动肌肉收缩受肌质网释放Ga2+刺激Ga2+肌钙蛋白结合导致肌钙蛋白原肌球蛋白复合体构象变化引发肌动蛋白肌球蛋白相互作循环发生

    1蛋白质AB配体X结合部位前者解离常数Kd106molL者Kd109molL(a)蛋白质配体X亲力更高?(b)两蛋白质Kd转换结合常数Ka[(a)蛋白质B(b)蛋白质AKa106(molL)1蛋白质BKa109(molL)1

    2列变化肌红蛋白血红蛋白O2亲力什影响?(a)血浆pH74降72(b)肺中CO2分压45torr(屏息)降15torr(正常)(c)BPG水45mmolL(海面)增75mmol(高空)[肌红蛋白:(a)(b)(c)血红蛋白:(a)降低(b)增加(c)降低]

    337℃pH74CO2分压40 torrBPG正常胜利水(45mmolL血)条件全血氧结合测定出列数:
    p(O2)
    饱度(100×Y)
    106
    10
    195
    30
    274
    50
    375
    70
    504
    85
    773
    96
    923
    98
    (a) 根数绘制氧结合曲线估算(1)100torr p(O2)(肺中)(2)30 torr p(O2)(静脉血中)血氧百分饱度
    (b) 肺中[100 torr p(O2)]结合氧百分少输送组织[30 torr p(O2)]?
    (c) 果毛细血中pH降70利图617数重新估算(b)部分
    [(a)(1)98(2)58(b)约40(c)约50]
    解:(a)图略图中克知分9858
    (b)985840约40
    (c)pH降70时图617知:964650

    4果已知P50n利方程(615)Y(1Y)[ p(O2) P50]n计算Y(血红蛋白氧分数饱度)设P5026 torrn28计算肺(里p(O2)100 torr)中Y毛细血(里p(O2)40 torr)中Y条件输氧效率(Y肺Y毛细血ΔY)少?n10外重复面计算较n28n10时ΔY值说出协氧结合血红蛋白输氧效率影响[n28时Y肺098Y毛细血077ΔY021n10时Y肺079Y毛细血061ΔY018两ΔY差021018003差值似代谢活跃组织中p(O2)<40 torr潜输氧效率参见图615]
    解:Y肺(1Y肺)[10026]28 Y肺098
    Y毛(1Y毛)[4026]28 Y毛077
    ΔY098077021
    n10时理Y肺079 Y毛061 ΔY018
    5果采取措施贮存相时间血23BPG含量会降果样血输血会产生什果?[贮存时红血球酵解途径代谢BPGBPG浓度降HbO2亲力增加致组织供氧接受种BPG浓度低输血病窒息]

    6HbA抑制HbS形成细长纤维红细胞脱氧镰刀状化什HbA具效应?[氧HbA含互补部位加氧HbS纤维样纤维继续延长末端氧HbA分子缺少粘性区]

    7单克隆抗体G肌动蛋白结合F肌动蛋白结合抗体识抗原表位告诉什?[该表位G肌动蛋白聚合成F肌动蛋白时埋藏部分结构]

    8.假设Fab半抗原复合体解离常数25℃pH7时5×107molL(a)结合标准(25℃pH7时)少?(b)Fab亲力结合常数少?(c)该复合体中释放半抗原速度常数120S1结合速度常数少?说明结合半抗原时抗体中结构变化?[(a)ΔG0ˊ359kJmol(b)Ka2×106mol1L(c)结合速度常数k2×108mol1S1L值接分子蛋白质相遇(结合)扩散控制限制(108109mol1S1L)]
    解:(a)ΔG0ˊRTlnKa831×298×ln2000000359kJmol
    (b)Ka1Keq15×1072×106mol1L

    9抗原抗体结合方式血红蛋白氧结合相似假设抗原价抗体n价抗体分子n结合部位结合部位结合常数Ka值相证明游离抗原浓度[L]时结合抗体抗原浓度[Lp]抗体总浓度[Pr]值N [Lp][Pr](nKa [L])(1+Ka [L])N实际表示抗体分子结合抗原分子均数
    (a)证明面方程重排N [L]KanKaN
    方程式称Scatchard方程方程表明N [L]N作图条直线
    (b)根Scatchard方程利列数作图求出抗体抗原反应nKa值
    [L] molL
    N
    143×105
    05
    257×105
    077
    600×105
    120
    168×104
    168
    370×104
    185
    [(a)第方程两边(1+Ka [L])然两边[L]重排第2方程(b)根第二方程 N [L]N作图斜率KaN [L]0时截距出n利数作图Ka 22×104 molLn21结合部位数目整数n2]

    10典型松弛肌节中细丝长约2μm粗丝长约15μm
    (a) 估算松弛收缩时粗丝细丝重叠情况
    (b) 次循环中肌球蛋白细丝滑行步移动约75nm问次收缩中肌动蛋白纤维需进行少步?
    [(a)约075nm(b)约67步]
    解:(a)根P281图635A示
    松弛时重叠总长度:(1+1)(315)05μm 052025μm
    收缩时重叠总长度:(1+1)(215)15μm 152075μm
    (b)(32)÷2×103÷75≈67步


    第七章 蛋白质分离纯化表征

    蛋白质种两性电解质酸碱性质决定肽链解离R基团某蛋白质说某pH带正电荷负电荷相等净电荷零pH称蛋白质等电点种蛋白质特定等电点等电点pH时蛋白质分子带净负电荷等电点pH时带净正电荷蛋白质处等电点时溶解度盐类干扰情况种蛋白质质子供体基团解离出质子数质子受体基团结合质子数相等时pH真正等电点称等离子点该蛋白质特征常数
    测定蛋白质相分子质量(Mr)重方法利超速离心机沉降速度法沉降衡法沉降系数(s)定义单位离心场强度沉降速度s常似描述生物分子凝胶滤种简便测定蛋白质Mr方法SDS聚丙乙酰胺凝胶电泳(PAEG)测定单体蛋白质亚基Mr
    蛋白质溶液亲水胶体系统蛋白质分子颗粒(直径1~100nm)系统分散相水分散介质蛋白质分子颗粒周围双电层水化层稳定蛋白质胶体系统素
    分离蛋白质混合物种方法根蛋白质溶液中列性质:(1)分子(2)溶解度(3)电荷(4)吸附性质(5)配体分子特异生物学亲力透析超滤利蛋白质通半透膜性质蛋白质分子分子分开常浓缩脱盐密度梯度离心凝胶滤层析已成功分离蛋白质混合物等电点沉淀盐析机溶剂分级分离等方法常蛋白质分离头步移动界面电泳种形式区带电泳特圆盘凝胶电泳毛细血电泳等电聚焦具高分辨率纤维素离子交换剂Sephadex离子交换剂离子交换柱层析已广泛蛋白质分离纯化HPLC亲层析法十分效分离纯化方法
    蛋白质制品纯度鉴定通常采分辨率高物理化学方法例PAGE等电聚焦毛细血电泳沉降分析HPLC等果制品纯分析图谱呈现峰条带必须指出单独鉴定认蛋白质分子均性必条件充分条件

    1测种血红素蛋白质含0426铁计算低相分子质量种纯酶重量计算含亮氨酸165异亮氨酸248问低相分子质量少?[1311015870]
    解:(1)蛋白质Mr558÷042613100
    (2)亮氨酸异亮氨酸分子质量131Da根两种氨基酸含量异亮氨酸:亮氨酸248:1653:2蛋白质中亮氨酸少两异亮氨酸少三:蛋白质Mr 2×(13118)16513697Da

    2超速离心机转速58000rmin时(1)计算角速度ωrads表示(2)计算距旋转中心62cm处离心加速度a(3)离心加速度相重力加速度g少倍?
    [(1)ω60707rads (2)a2284×108cms2(3)a233061g]
    解:(1)ω58000×2π6060707rads
    (2)a(60707)2×622284×108cms2
    (3)2285×10698233061

    3种蛋白质偏微容0707cm2g温度校正20℃溶剂校正水时扩散系数(D20W)131×107cm2s沉降系数(S20W)205S20℃时水密度0998g cm3根斯维德贝格公式计算该蛋白质相分子质量[13000]
    解:Mr(RTS)[D(1υρ)]8314×(273+20)×205[131×107(10707×0998)]13000

    4层析柱中固定相体积(Vs)流动相体积(Vm)15假设某化合物分配系数(a)Kd1(b)Kd50计算该化合物效分配系数(Keff)称容量子(capacity)[(a)Keff02(b)Keff10]

    5指出分子排阻层析柱洗脱列蛋白质时序分离蛋白质范围5000400000肌红蛋白氧化氢酶细胞色素C肌球蛋白胰凝乳蛋白酶原血清清蛋白(Mr见表74)[肌球蛋白氧化氢酶血清清蛋白胰凝乳蛋白酶原肌红蛋白细胞色素C]

    6第5题述分子排阻层析柱洗脱细胞色素Cβ乳球蛋白未知蛋白血清红蛋白时洗脱体积分118583724ml问未知蛋白Mr少?假定蛋白质球形处柱分级分离范围[52000]

    7面指出pH述蛋白质电场中相方移动正极负极动?(根表72数判断)(1)血清蛋白pH50(2)β乳球蛋白pH5070(3)胰凝乳蛋白酶原pH509111[(1)正极(2)负极正极(3)负极动正极]
    解:(1)卵清蛋白pI46pH50>46 带负电正极移动
    (2)β乳球蛋白pI52pH50<52 带正电负极移动
    pH70>52 带负电正极移动
    (3)胰凝乳蛋白酶原pI91pH50<91 带正电负极移动
    pH91pI 净电荷零移动
    pH11>91 带负电正极移动

    8(1)AlaSerPheLeuArgAspHis混合物pH39进行纸电泳时氨基酸移正极?氨基酸移负极?(2)纸电泳时带相电荷氨基酸常少许分开例GlyLeu分开试说明什?(3)设AlaValGluLysThr混合物pH60试指出纸电泳氨基酸分离情况
    PI值:Ala:602 Ser:568 Phe:548 Leu:598 Arg:1076 Asp:297 His:759
    [(1)AlaSerPheLeuArgHis负极Asp移正极(2)电泳时具相电荷较分子较分子移动慢电荷质量较引起单位质量迁移驱动力较(3)Glu移正极Lys移负极ValAlaThr留原点]

    9凝胶滤层析凝胶电泳中分子筛效应什?什?
    答:凝胶滤层析中凝胶珠相分子筛分子路径长落分子面凝胶电泳中整块胶板相分子筛分子受阻力迁移慢落分子面

    10配制系列牛血清清蛋白(BSA)稀释液种溶液取01ml进行Bradford法测定适空白测定595nm波长处光吸收(A595)结果表示:
    BSA浓度(mg·L1)
    A595
    15
    14
    10
    097
    08
    079
    06
    059
    04
    037
    02
    017
    BSA浓度A595作图标准曲线Ecoli蛋白质提取液样品(01ml)测A595084根标准曲线算出Ecoli提取液中蛋白质浓度[085mgml]
    解:标准曲线略标准曲线知A595084时BSA浓度085mgml

    第八章 酶通

    生物体种化学变化酶催化进行酶生物细胞产生受种素调节控制具催化力生物催化剂般催化剂相性显著特点酶催化效率高具高度专性酶活性受种素调节控制酶作条件温够稳定
    酶化学质催化活性RNA分子外蛋白质根酶化学组成分单纯蛋白质缀合蛋白质两类缀合蛋白质表现酶活力脱辅酶辅子(包括辅酶辅基某金属离子)两部分组成脱辅酶部分决定酶催化专性辅酶(辅基)酶催化作中通常起传递电子原子某化学基团作
    根种酶催化反应类型酶分六类氧化原酶类转移酶类水解酶类裂合酶类异构酶类连接酶类规定种酶惯名称国际系统名称编号
    酶催化底物高度选择性专性酶催化种类反应作种类物质酶专性分结构专性立体异构专性两种类型诱导契合说解释酶专性已接受
    酶分离纯化酶学研究基础已知数酶质蛋白质分离纯化蛋白质方法纯化酶注意选择合适材料操作条件温酶制备程中步测定酶活力活力解酶回收率提纯倍数便判断提纯效果酶活力指定条件酶催化某化学反应力反应初速率表示测定酶活力测酶反应初速率酶活力表示酶含量少
    20世纪80年代初CechAltmsn分发现某RNA分子具催化作定名核酶(ribozyme)催化分子分子间反应核酶具催化功RNA发现开辟生物化学研究新领域提出生命起源新概念根发夹状锤头状二级结构原理设计出种工核酶作抗病毒抗肿瘤防治药物会良应前景
    抗体酶种具催化力蛋白质质免疫球蛋白易变区赋予酶属性根酶催化度态理设计种度态类似物作半抗原免疫动物筛选具催化活性单抗抗体酶具酶切性质现已研制出催化种反应抗体酶抗体酶发现仅酶度态理提供力实验证抗体酶会广泛应
    酶工程酶学原理化学工程技术基重组技术机结合形成新型应技术生物工程支柱根研究解决问题手段酶工程分化学酶工程生物酶工程着化学工程技术基工程技术发展酶工程发展更迅速必成生物技术产业

    1酶作生物催化剂特点?
    答:酶细胞产生受种素调节控制具催化力生物催化剂般非生物催化剂相较特点:1酶易失活2具高催化效率3具高度专性4酶活性受调节控制

    2谓酶专性?酶专性?解释酶作专性?研究酶专性意义?
    答:酶专性指酶催化反应反映物严格选择性酶专性分两种类型:1结构专性包括绝专性相专性(族专性基团专性键专性)2立体异构专性包括旋光异构专性异构专性
    通酶结构功研究确信酶底物作专性酶底物分子结构互补诱导契合通分子相互识产生
    酶专性研究具重生物学意义利阐明生物体序代谢程酶作机制等

    3酶活性受素调节试说明
    答:酶调节控制种方式:
    (1) 调节酶浓度:2种方式:诱导抑制酶合成调节酶降解
    (2) 通激素调节酶活性激素通细胞膜细胞受体相结合引起系列生物学效应调节酶活性
    (3) 反馈抑制调节酶活性:许分子物质合成连串反应组成催化物质合成第步酶终端产物抑制
    (4) 抑制剂激活剂酶活性调节:酶受分子抑制剂分子物质抑制影响酶活性
    (5) 调节方式:通构酶酶原激活酶逆价修饰工酶调节酶活性

    4辅基辅酶?酶催化反应种起什作?
    答:辅酶通常指脱辅酶结合较松弛分子机物质通透析方法辅酶Ⅰ辅酶Ⅱ等辅基价键脱辅酶结合通透析需定化学处理蛋白分开细胞色素氧化酶中铁卟啉丙酮氧化酶中黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)属辅基区脱辅酶结合牢固程度辅酶辅基酶催化反应中通常起着电子原子某化学基团传递作

    5酶分类?举例说明酶国际系统命名法酶编号
    答:国际酶学委员会根酶催化反应类型酶分6类:氧化原酶类转移酶类水解酶类裂合酶类异构酶类连接酶类分利123456表示例:113表示氧化原酶作CHOH基团受体分子氧根底物中基团键特点类分干亚类亚类序变成123……等数字亚基分亚亚类123……编号酶分类编号4数字组成数字间·隔开第数字指明该酶属类第二数字指明酶属亚类第三数字指出该酶属亚亚类第四数字表明该酶亚亚类中排号编号间冠EC(Enzyme Commision)

    6什酶活力活力?测定酶活力应注意什?什测定酶活力时测定初速率宜底物浓度远远酶浓度?
    答:酶活力指酶催化某化学反应力定条件催化某化学反应反应速率表示酶活力代表酶纯度根国际酶学委员会规定活力mg蛋白质含酶活力单位数表示
    酶催化作受测定环境影响测定酶活力适条件进行适温度适pH适底物浓度适缓离子强度等适条件测定真实反映酶活力
    时间延长酶促反应中底物浓度降低产物浓度增加加速逆反应进行产物酶抑制激活作时间延长引起酶身部分分子失活等酶促反应速率降低测定活力应测定酶促反应初速率避免述种种复杂素反应速率影响
    底物浓度太低时5底物浓度变化实验易测准测定酶活力时底物浓度足够样整酶反应底物说零级反应酶说级反应样测速率较反映酶含量

    7什核酶抗体酶?发现什重意义?
    答:具催化功RNA核酶发现表明RNA种携带遗传信息生物催化功生物分子RNA早蛋白质DNA生命起源中首先出现生物分子酶活性含子生物进化程中残存分子化石酶RNA发现提出生物分子生命起源新概念疑促进生物进化生命起源研究
    抗体酶20实际80年代期出现种具催化力蛋白质质免疫球蛋白易变区赋予酶属性称催化性抗体抗体酶发现仅酶渡态理提供力实验证抗体酶会广泛应

    8解释列名词:
    (1) 生物酶工程:酶学DNA重组技术现代分子生物学技术相结合产物
    (2) 固定化酶:水溶性酶物理化学方法处理成溶水具酶活性状态
    (3) 活化:定温度1mol底物全部进入活化状态需(kJmol)
    (4) 酶转化数:定条件秒钟酶分子转换底物分子数
    (5) 寡聚酶:两亚基组成酶
    (6) Kat单位:适条件秒钟催化1mol底物转化产物需酶量Kat单位
    (7) 酶偶联分析法:分光光度法独特优点原没光吸收变化酶反应通引起光吸收变化酶反映偶联第酶反应产物转变成第二酶具光吸收变化产物进行测量
    (8) 诱导契合说:1958年Koshland提出酶分子底物分子接时酶蛋白受底物分子诱导构象发生利底物结合变化酶底物基础互补契合进行反应
    (9) 反馈抑制:许分子物质合成联串反应组成催化物质生成第步酶终端产物抑制种抑制反馈抑制
    (10) 酶复合体:种酶非价键彼嵌合成

    9AgNO310ml含10mgml蛋白质纯酶溶液进行全抑制需0342μmol AgNO3求该酶低相分子质量
    解:Mr10×1030342×10629240Da

    101μg纯酶(Mr92×103)适条件催化反应速率05μmolmin试计算:(1)酶活力[500Umg](2)转换数[7667s1]
    解:(1)活力05μmolmin1μg500Umg
    (2)转换数0560÷[1(92×103)]7667s1

    111g鲜重肌肉含40单位某种酶转换数6×104min1试计算该酶细胞浓度(假设新鲜组织含水80全部细胞)[833×107 molL]
    解:[106(6×104)]×40÷[(1×80)103]833×107 molL

    12焦磷酸酶催化焦磷酸水解磷酸相分子质量120×1036相亚基组成纯酶Vmax2800Umg酶活力单位规定:标准测定条件37℃15min水解10μmol焦磷酸需酶量问:(1)mg酶秒钟水解少mol 底物?[311×105mol](2)mg酶中少mol活性部位(假设亚基活性部位)?[5×108mol活性中心](3)酶转换数少?[622s1622mol焦磷酸(s·mol)酶活性中心]
    解:(1)2800×[(10×106)(15×60)]311×105 mol
    (2)(1×103)(120×103)×65×108 mol
    (3){(311×105)[(1×103)(120×103)]}6622

    13称取25mg蛋白酶粉配制成25ml酶溶液中取出01ml酶液酪蛋白底物Folin酚色法测定酶活力知时产生1500μg酪氨酸取2ml酶液凯氏定氮法测蛋白氮02mg分钟产生1μg 酪氨酸酶量1活力单位计算根数求出:(1)1ml酶液中含蛋白质量活力单位[0625mg蛋白质250U](2)活力[400Umg蛋白质](3)1g酶制剂总蛋白含量总活力[0625g25×105U]
    解:(1)(02×625)(2×2525)0625mg
    (150060)(01×2525)250U
    (2)2500625400Umg
    (3)[0625(1×2525)]×103 0625×103mg0625g
    [(150060)(01×2525)]×10325×105U

    141g淀粉酶酶制剂水溶解成1000ml中取出1ml测定淀粉酶活力测知5min分解025g淀粉计算g酶制剂含淀粉酶活力单位数?[3000U](淀粉酶活力单位定义:适条件时分解1g淀粉酶量称1活力单位)
    解:(025×605)(11000)3000U

    15某酶初提取液次纯化测定列数:试计算活力百分产量纯化倍数[活力:180Umg蛋白质百分产量:17纯化倍数:9倍]


    体积ml
    活力单位(Uml)
    蛋白质(mgml)
    初提取液
    (NH4)2SO4盐析


    120
    5
    200
    810
    10
    4.5
    解:(1)81045180Umg
    (2)810×5÷(200×120)×10017
    (3)180÷(20010)9


    第九章 酶促反应动力学

    酶促反应动力学研究酶促反应速率影响速率种素科学化学动力学基础讨底物浓度抑制剂pH温度激活剂等素酶反应速率影响化学动力学中研究化学反应速率反应浓度关系时常分级反应二级反应零级反应研究证明酶催化正第步生成酶底物中间产物MichaelisMenten根中间产物学说理推导出酶反应动力学方程式KmVmaxkcatkcatKmKm酶特征常数浓度单位Km种途通直线作图法KmVmaxKcat称催化常数做转换数(TN值)单位s1kcat值越表示酶催化速率越高kcatKm常较酶催化效率参数酶促反应单底物反应外常见双底物反应动力学机制分序列反应乒乓反应动力学直线作图法区分
    酶促反应速率常受抑制剂影响根抑制剂酶作方式抑制作否逆抑制作分逆抑制作逆抑制作根逆抑制剂底物关系分竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制3类分推导出抑制作动力学方程竞争性抑制通增加底物浓度解动力学常数Kˊm变Vmax变非竞争性抑制Km变Vˊmax变反竞争性抑制KˊmVˊmax均变通动力学作图区分3种类型逆抑制作逆抑制剂中重竞争性抑制度态底物类似物强力竞争性抑制剂逆抑制剂中意义专性Ks型kcat型逆抑制剂研究酶抑制作研究酶结构功酶催化机制阐明代谢途径设计新药物重手段
    温度pH激活剂会酶促反应速率产生重影响酶反应适温度适pH选择合适激活剂研究酶促反应速率测定酶活力时应选择酶适反应条件

    1酶促反应进行速率Vmax80时Km[S]间关系?[Km025[S]]
    解:根米氏方程:VVmax[S](Km+[S]):
    08VmaxVmax[S](Km+[S])
    Km025[S]

    2氧化氢酶Km值25×102 molL底物氧化氢浓度100mmolL时求浓度氧化氢酶底物饱百分数[80]
    解:fES[S](Km+[S])100×103(25×102+100×103)80

    3酶反应S→P测数:
    [S]molL1
    VnmolL1min1
    625×106
    150
    750×105
    5625
    100×104
    600
    100×103
    749
    100×102
    750
    (1) 计算KmVmax[Km:25×105Vmax:75 nmolL1min1]
    (2) [S] 5×105 molL时酶催化反应速率少?[500 nmolL1min1]
    (3) [S] 5×105 molL时酶浓度增加倍时V少?[100 nmolL1min1]
    (4) 表中V根保温10min产物生成量计算出证明V真正初速率
    解:(1)LineweaverBurk双倒数作图法米氏方程:
    15Vmax·625×106 (Km+625×106)……① 60Vmax·104(Km+104)……②
    ①②:Km25×105Vmax75 nmolL1min1
    (2)V75×5×105(25×105+5×105)500 nmolL1min1
    (3)50×2100 nmolL1min1
    (4)底物转化量:(15.0×109×10)(626×106)002424 < 5 证明

    5某酶Km47×105 molL1Vmax22μmolL1 min1底物浓度2×104 molL1试计算:(1)竞争性抑制剂(2)非竞争性抑制剂(3)反竞争性抑制剂浓度均5×104 molL1时酶催化反映速率?3中情况Ki值3×104 molL1(4)述3种情况抑制百分数少?[(1)1354μmolL1 min124(2)668μmolL1 min1625(3)757μmolL1 min1575]
    解:(1)竞争性抑制剂米氏方程:VVmax[S](Km(1+[I]Ki)+[S])
    代入数:V1354μmolL1 min1
    i(1a)×100(1ViVo)×10024
    (2)非竞争性抑制剂米氏方程:VVmax[S]((Km+[S])(1+[I]Ki))
    代入数:V668μmolL1 min1
    i(1a)×100(1ViVo)×100625
    (3)反竞争性抑制剂米氏方程:VVmax[S](Km+[S](1+[I]Ki))
    代入数:V757μmolL1 min1
    i(1a)×100(1ViVo)×100575

    6.制酶浓度相底物浓度反应混合液测反应初速率数见表请利EadieHofstee方程式图解法求出Km值Vmax值种作图法LineweaverBurk作图法较优点?[Vmax160μmolL1 min1Km80×105 molL1]
    [S]molL1
    VμmolL1min1
    40×104
    130
    20×104
    110
    10×104
    89
    50×105
    62
    40×105
    53
    25×105
    38
    20×105
    32
    解:米氏方程改写成:VVmaxKm·V[S]VV[S]作图直线截距Vmax斜率Km图Vmax160μmolL1min1Km80×105 molL1
    优点:实验点相集中直线KmVmax测定值较准确

    7遵米氏方程酶说底物浓度[S]Km竞争抑制剂浓度[I]Ki时反应初速率少?[V13Vmax]
    解:根米氏方程:VVmax[S] (Km(1+[I]Ki)+[S])中[S]Km[I]Ki
    V VmaxKm (Km(1+KiKi)+Km)13 Vmax

    8列表中数确定酶促反应:(1)抑制剂抑制剂VmaxKm值[抑制剂时Km11×105 molL1Vmax50μmolL1min1抑制剂时:Km31×105 molL1Vmax50μmolL1min1](2)EI复合物解理常数Ki[Ki 110×103molL1]
    [S]molL1
    VμmolL1min1
    抑制剂
    抑制剂(20×103 molL1)
    03×105
    104
    145
    225
    338
    405
    41
    64
    115
    226
    338
    05×105
    10×105
    30×105
    90×105
    解:(1)抑制剂时:VVmax[S](Km+[S])表中数代入式Km11×105 molL1Vmax451μmolL1min1
    表中数V[S]作图求Km值判断抑制剂时Km值明显增该抑制剂应竞争性抑制剂VVmax[S](Km(1+[I]Ki)+[S])Vmax变性质时Vmax451μmolL1min1Km31×105 molL1Ki 110×103molL1

    9.

    10速率底物浓度作图931中求出列参数(反应混合物中酶量103μmol)(1)Km(2)Vmax(3)kcatKm(4)转换数[Km5×104molL1Vmax6μmolL1min1kcatKm 2×105 mol1Ls1转换数100s1]
    解:Vmaxkcat·[Et]k3·[E]k3·[ES]

    11面叙述正确?胰凝乳蛋白酶转换数100s1DNA聚合酶15s1
    (1) 胰凝乳蛋白酶结合底物DNA聚合酶更高亲性
    (2) 胰凝乳蛋白酶反映速率DNA聚合酶反映速率更
    (3) 特酶浓度饱底物水胰凝乳蛋白酶反应速率DNA聚合酶相条件更低
    (4) 饱底物水两种酶反应速率假DNA聚合酶反应速率67倍胰凝乳蛋白酶相等
    答:(4)正确原:KsK1K1 酶底物亲性度量饱底物水KcatVmax[E]

    12酶反应符合MichaelisMenten动力学Km1×106molL1底物浓度01 molL1时反应初速度01μmolL1min1试问:底物浓度分102molL1103molL1106molL1时反应初速率少?[1×107 molL1min15×108 molL1min1]
    解:∵Km1×106molL1[S]01molL1 ∴VVmax01μmolL1min1
    题中数代入米氏方程:VVmax[S](Km+[S]):设[S]xKm
    VVmax·xKm((x+1)Km)x(x+1)·Vmax1(1+1x)·Vmax
    V101 V2009998 V312·Vmax005

    13.假设2×104 molL1[I]抑制酶催化反应75计算非竞争性抑制剂Ki?[666×105 molL1]
    解:i(1a)×100(1ViVo)×10075 ViVo14 → Vo4Vi……①
    根抑制剂时米氏方程:VoVmax[S](Km+[S])……②
    加入非竞争性抑制剂:VVˊmax[S]((Km+[S])(1+[I]Ki))……③时Vmax变Km变
    ①②③:Ki2×104(4·Vˊmax Vmax1)
    加入抵制剂时Vˊmax Vmax∴Ki666×105 molL1

    14果Km29×104 molL1 Ki2×105molL底物浓度15×103molL时75抑制需竞争性抑制剂浓度少?[37×104molL]
    解:i(1a)×100(1ViVo)×10075 ViVo14 → Vo4Vi……①
    根抑制剂时米氏方程:VoVmax[S](Km+[S])……②
    加入竞争性抑制剂:VVˊmax[S](Kˊm(1+[I]Ki) +[S])……③时Vmax变Km变
    ①②③:[I]4KmKiKˊmKi+3[S][Ki]Kˊm
    加入抑制剂时KmKˊm ∴[I] 37×104molL

    15举例说明什Ks型kcat型逆抑制剂什度态底物类似物?属种类型抑制剂?
    答:Ks型抑制剂根底物化学结构设计具底物类似结构相应酶结合时代活泼化学基团酶分子中必需基团反应进行化学修饰抑制酶专性取决抑制剂活性部位必需基团反应前形成非价络合物解离常数非活性部位类基团形成非价络合物解离常数Ks值类抑制剂称逆Ks抑制剂例:胰蛋白酶求催化底物具带正电荷侧链LysArg侧链甲苯磺酰L赖氨酰氯甲酮(TLCK)胰蛋白酶活性部位必需集团His57价结合引起逆失活
    Kcat型逆抑制剂具天然底物类似结构身酶底物酶结合发生类似底物变化抑制剂潜伏反应基团酶进行催化反应时潜伏反映基团暴露活化作酶活性部位必需基团酶辅基酶逆失活专性极高例β卤代DAla细菌中丙氨酸消旋酶(AR)逆抑制剂属磷酸吡哆醛类杀性底物
    渡态底物类似物化学结构类似渡态底物(底物酶结合成中间复合物活化渡形式)抑制剂属竞争性抑制剂嘌呤腺苷水合形成牛脱氨酶反应渡类似物


    第十章 酶作机制酶调节

    酶活性部位需辅酶酶说指酶分子中三维结构较氨基酸残基负责底物结合催化作部位需辅酶酶说辅酶分子辅酶分子某部分结构酶活性部位组成部分酶活性部位6特点研究酶活性部位方法:酶分子侧链基团化学修饰法动力学参数测定法X射线晶体结构分析法定点诱变法方法互相配合判断某酶活性部位
    酶催化效率高生物催化剂酶分子特殊结构决定研究酶催化效率关素7底物酶邻效应定效应底物形变诱导契合酸碱催化价催化金属离子催化元催化协效应活性部位微环境影响素时酶中作种素酶中起作某种酶说分受种种素影响
    研究酶催化反应机制始终酶学研究重点通量研究工作已酶作机制深入解该章溶菌酶胰核糖核酸酶A羧肽酶A丝氨酸蛋白酶天冬氨酸蛋白酶等催化作机制进行详讨
    酶活性受种素调节控制第8章中已介绍种素外①构调节例ATCase②酶原激活消化系统蛋白酶原激活凝血系统酶原激活③逆价修饰调控蛋白质磷酸化系列蛋白激酶作通作酶准确时间正确点表现出活性构酶般寡聚酶催化部位调节部位构酶催化酶体系第步反应受反应序列终产物抑制终产物构酶调节部位相结合调节酶体系反应速率构酶协效应[S]υ动力学曲线呈S形曲线(正协)表现双曲线(负协)两者均符合米氏方程ATCase作构酶典型代表已测定三维结构详细研究构机制催化作机制解释构酶协效应机制两种分子模型受重视协模型序变模型酶原蛋白水解酶专作释放出肽段构象发生变化形成酶活性部位变成活性酶活化程生物体种调控机制逆价修饰调控作通价调节酶进行通酶肽链某基团进行逆价修饰处活性非活性互变状态调节酶活性价修饰基团磷酸化腺苷酰化尿苷酰化ADP核糖基化等
    工酶指催化相化学反应蛋白质分子结构理化性质免疫性等方面组酶工酶研究代谢调节分子遗传生物进化体发育细胞分化癌变力工具酶学生物学医学研究中占重位LDH工酶研究较清楚两种亚基组成四聚体5种工酶组织中含量反映工酶组织特异性

    1阐明酶活性部位概念方法研究酶活性部位?
    答:酶活性部位需辅酶酶说指酶分子三维结构较氨基酸残基负责底物结合催化作部分需辅酶灭说辅酶分子辅酶分子某部分结构酶活性部位组成部分
    研究酶活性部位方法:酶分子侧链基团化学修饰法动力学参数测定法X射线晶体结构分析法定点诱变法

    2简阐明胰Rnase A活性部位确定?
    答:化学修饰法研究Rnase A活性必须氨基酸残基pH55等摩尔碘乙酸处理Rnase A羧甲基化His119产物羧甲基化His12产物较少Rnase A中组氨酸试剂反应弱Rnase A两羧甲基化衍生物均活性推测His119His12酶活性必需基团24二硝基氟苯选择酶LysεNH2反应酶引起失活该结果表明Lys41酶活性部位必需氨基酸研究结果认His119His12Lys41构成Rnase A活性部位

    3酶催化效应关素?样提高反应速率?
    答:酶催化速率关素7:
    1 底物酶邻效应定效应:酶底物复合物形成程专性识程更重分子间反应变成分子反应程程中包括两种效应邻效应定效应邻效应指酶底物结合形成中间复合物底物底物(双分子反应)间酶催化基团底物间结合分子效浓度极升高反应速率增加种效应定效应指反应物反应基团间酶催化基团底物反应基团间正确取位产生效应
    2 底物形变诱导契合:酶遇专性底物时酶中某基团离子底物分子敏感键中某基团电子云密度增高降低产生电子张力敏感键端更加敏感底物分子发生形变底物较接渡态降低反应活化反应易发生
    3 酸碱催化:通瞬时反应物提供质子反应物接受质子稳定渡态加速反应类催化机制
    4 价催化(亲核催化亲电子催化):催化时亲核催化剂亲电子催化剂分放出电子吸取电子作底物缺电子中心负电中心迅速形成稳定价中间复合物降低反应活化反应加速
    5 金属离子催化: 金属离子3种途径参加催化程:(1)通结合底物反应定(2)通逆改变金属离子氧化态调节氧化原反应(3)通静电稳定屏蔽负电荷作质子强少金属离子络合作中性pH溶液中H+浓度低金属离子容易维持定浓度金属离子通电荷屏蔽促进反应金属离子通水离子化促进亲核催化
    6 元催化协效应:酶催化反应中常常基元催化反应配合起起作加速酶反应
    7 活性部位微环境影响:酶分子表面裂缝活性部位位疏水环境裂缝中利酶催化作

    4推测列寡聚糖溶菌酶水解相速率:(G:N乙酰氨基葡糖M:N乙酰氨基葡糖乳酸)
    (1)MMMMMM(2)GMGMGM(3)MGMGMG

    5假设合成(NAG)时DE糖残基间糖苷氧已18O标记溶菌酶水解时18O出现产物中?
    答:溶菌酶催化C1O键断裂18O出现ABCD残基组成四聚体中

    6请较溶菌酶羧肽酶A胃蛋白酶胰凝乳蛋白酶:(1)种酶催化活性需金属离子?(2)种酶含条肽链?(3)种酶DFP迅速失活?(4)种酶酶原激活成?
    答:(1)羧肽酶A(2)溶菌酶(3)胰凝乳蛋白酶(4)羧肽酶A胃蛋白酶胰凝乳蛋白酶

    7题4种酶催化机制中否酶底物质子转移程?请指出质子供体什?
    答:溶菌酶中Glu35COOH提供H+羧肽酶A中Glu270COOH提供H+胃蛋白酶中Asp32COOH提供H+胰凝乳蛋白酶中Ser195提供H+

    8TPCK胰凝乳蛋白酶亲标记试剂His57烷基化胰凝乳蛋白酶失活(1)胰蛋白酶设计TPCK样亲标记试剂(2)认样检验专性?(3)胰蛋白酶亲标记试剂失活性丝氨酸蛋白酶?

    9胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶弹性蛋白酶作催化剂相似处?处?酶分子结构素引起差异?
    答:相似处:①执行相反应——裂解肽键②结构作机制相似③相分子质量范围25×103具相似序三级结构④3极性残基——His57Asp102Ser195活性部位形成催化三联体
    处:①专性:胰蛋白酶裂解碱性氨基酸ArgLys羧基侧链肽胰凝乳蛋白酶选择裂解芳香氨基酸PheTyr羰基侧链弹性蛋白裂解中性氨基酸残基羰基侧链肽②酶活性部位:胰蛋白酶口袋中负电荷Asp189底部利结合正电荷ArgLys残基胰凝乳蛋白酶口袋疏水氨基酸环绕足容纳芳香残基弹性蛋白口袋浅开口处具ThrVal残基仅部残基够容纳口袋中

    10ATCase种构酶活性部位构效应物结合部位分处亚基设想构酶两种部位存亚基?什?

    11ATCase说琥珀酸起着Asp(两底物中)竞争抑制作υ[Asp]赖关系见图1071A(假设实验中第二种底物量忽略)图1071B种[Asp]维持低水(图1071A种箭头指处)变加入系列含量递增琥珀酸琥珀酸作底物参反应请解释结果

    答:琥珀酸结合导致协T型R型转变

    12试解释什胰凝乳蛋白胰蛋白酶样激活?
    答:胰凝乳蛋白酶法断裂Arg15羧基端肽键法激活胰蛋白酶专断裂碱性氨基酸羧基端肽键断裂Lys6羧基端肽激活

    13羧肽酶A促底物水解面重机制:(1)结构重排必需氨基酸残基敏感键(2)形成C端环肽价中间物(3)活性部位Try残基脱质子形成亲核作(4)通结合Zn2+活化水
    答:(4)正确

    14左边列出种酶提出催化机制右边选择出适渡态化学质
    (1)溶菌酶——(4)
    (2)RNA酶——(3)
    (3)羧肽酶A——(1)
    (4)胰凝乳蛋白酶(2)(5)
    (5)胃蛋白酶——(6)
    (1)Zn2+活化水
    (2)氧阴离子
    (3)五价磷
    (4)碳正离子
    (5)四面体肽键
    (6)天冬氨酸——活化水

    5蛋白酶激A叙述中正确?
    (1) 通ATP活化
    (2) 没激活剂时2催化亚基(C)两调节亚基(R)组成
    (3) 激活剂结合解离成C22R亚基
    (4) C亚基中含假底物序
    答:(2)正确原:(1)通cAMP激活(3)激活剂结合解离成R22C亚基(4)R亚基中含假底物序占C催化部位

    16苯甲脒(Ki18×105molL)亮抑蛋白酶肽(Leupeptin Ki38×107molL)胰蛋白酶两种特异竞争性抑制剂试解释抑制机制设计亮抑蛋白酶肽类似物抑制胰凝乳蛋白酶弹性蛋白酶


    第十章 维生素辅酶

    维生素维持生物体正常生长发育代谢必需类微量机物质机体合成合成量足必须食物供维生素缺乏引起疾病称维生素缺乏症维生素分子机化合物结构性通常根溶解性质分脂溶性维生素水溶性维生素两类脂溶性维生素维生素ADEK等水溶性维生素维生素B1B2B6B12烟酸烟酰胺泛酸生物素叶酸硫辛酸维生素C等现已知绝数维生素作酶辅酶辅基组成成分物质代谢中起重作
    维生素A活性形式11视磺醛参视紫红质合成暗视觉关外维生素A参糖蛋白合成刺激组织生长分化中起重作维生素D类甾醇衍生物125二羟维生素D3活性形式调节钙磷代谢促进新骨生成钙化维生素E体重抗氧化剂保护生物膜结构功维生素E促进血红素合成维生素K肝脏合成凝血子ⅡⅦⅨⅩ关作谷氨酰羧化酶辅助子参凝血子前体转变活性凝血子必须维生素C外水溶性维生素B族维生素辅酶辅基形式存参物质代谢硫胺素辅酶形式硫胺素焦磷酸(TPP)α酮酸脱羧酶转酮酶磷酸酮酶辅酶α裂解反应α缩合反应α酮转移反应中起重作核黄素烟酰胺氧化原酶类重辅酶核黄素FMNFAD形式作黄素蛋白酶辅基烟酰胺NAD+NADP+形式作许脱氢酶辅酶少催化6种类型反应泛酸构成CoAACP成分CoA起传递酰基作种酰化反应辅酶ACP脂肪酸合成关系密切磷酸吡哆醛氨基酸代谢种种酶辅酶参加催化涉氨基酸转氨作αβ脱羧作βγ消作消旋作醛醇裂解反应生物素种羧化酶辅酶包括乙酰CoA羧化酶丙酮酸羧化酶参CO2固定作维生素B12存5ˊ脱氧腺苷钴胺素甲基钴胺素两种活性形式参分子重排核苷酸原成脱氧核苷酸甲基转移反应叶酸辅酶四氢叶酸(THF)进行碳单位传递参甲硫氨酸核核苷酸合成硫辛酸种酰基载体作丙酮酸脱氢酶α酮戊二酸脱氢酶辅酶参糖代谢抗坏血酸种水溶性抗氧化剂参体羟化反应氧化原反应解毒提高免疫力作
    某金属离子作微量元素构成酶必需成分参酶催化反应金属离子作酶辅基构成金属酶类作酶激活剂成金属激活酶类发现铁金属酶类铜金属酶类锌金属酶类

    1例举水溶性维生素辅酶关系生物学功
    答:水溶性维生素包括维生素B族硫辛酸维生素C维生素B族维生素维生素B1B2PPB6泛酸生物素叶酸B12等
    维生素B族生物体通构成辅酶发挥物质代谢影响类辅酶肝脏含量丰富体储存余尿中排出
    维生素B1生物体常硫胺素焦磷酸(TPP)辅酶形式存糖代谢密切抑制胆碱脂酶活性
    维生素PP包括烟酸烟酰胺体烟酰胺核糖磷酸腺嘌呤组成脱氢酶辅酶烟酰胺辅酶电子载体种酶促氧化原程中起着重作
    维生素B2氧化型原型两种形式生物体氧化原程中起传递氢作黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)形式存生物体氧化原酶(黄素蛋白)辅基
    泛酸辅酶A磷酸泛酰巯基乙胺组成成分辅酶A起传递酰基作
    维生素B6包括3中物质:吡哆醇吡哆醛吡哆胺体磷酸脂形式存
    维生素B12体转变成2种辅酶形式参3种类型反应:①分子重排②核苷酸原成脱氧核苷酸③甲基转移
    生物素种种酶促羧化反应中作活动羧基载体
    叶酸CO2外氧化水碳原子碳单位重受体供体四氢叶酸叶酸活性辅酶形式
    硫辛酸常游离存酶分子中赖氨酸残基εNH2酰胺键价结合种酰基载体
    维生素C具机酸性质防治坏血病功

    2列酶促反应写出参反应辅酶

    3谷氨酸变位酶反应选择种适宜辅酶写出正确机制:[化学方程式略]
    解:该反应适宜辅酶5ˊ脱氧腺苷钴胺素重排机制:Co碳键裂解钴原成Co2+状态产生CH2基底物吸取氢原子形成5ˊ脱氧腺苷脱离底物基团(未成电子)该中间物重排CH2碳原子移动碳原子氢原子5ˊ脱氧腺苷甲基转移5ˊ脱氧腺苷钴胺素重生

    T4T5T6T3类略

    7蛋清防止蛋黄腐败鸡蛋贮存冰箱46周腐败分离蛋黄(没蛋清)甚冷冻迅速腐败
    (1) 腐败什引起?
    (2) 解释观察蛋清存防止蛋黄腐败?
    答:(1)细菌生长
    (2)抗生物素蛋白结合生物素抑制细菌生长

    8肾营养良(renal osleodystrophy)肾软骨病骨广泛脱矿物质作相联系种疾病常发生肾损伤病中什维生素涉肾矿质化?什肾损伤引起脱矿物质作?
    答:125二羟维生素D3诱导钙结合蛋白(CaBP)合成促进CaATP酶活性利Ca2+吸收促进磷吸收促进钙盐更新新骨生成促进肾细胞钙磷重吸收减少尿中排出125二羟维生素D3靶细胞肠粘膜骨骼肾肾损伤影响125二羟维生素D3作会引起脱矿物质作

    9床病代谢紊乱引起酸中毒低血低尿pH病体液中化学分析显示分泌量甲基丙二酸种化合物饲喂动物时转变成琥珀酸观察提供营养解释?
    答:VB12(钴氨素)缺乏导致腺苷钴氨素辅子甲基丙二酸单酰CoA变位酶酶促反应受阻奇数碳脂肪酸代谢产生丙酰CoA羧化生成甲基丙二酸单酰CoA法进步生成琥珀酰CoA进入柠檬酸循环体堆积

    10四氢叶酸(THF)种形式传递碳单位?
    答:四氢叶酸(THF)传递碳单位形式:N5甲基THFN5N10亚甲基THFN5甲酰基THFN10甲酰基THFN5亚胺甲基THFN5N5次甲基THF


    第十二章 核酸通

    1868年Miescher发现DNAAltmann继续Miescher研究1889年建立动物组织酵母细胞制备含蛋白质核酸方法RNA研究开始19世纪末Hammars1894年证明酵母核酸中糖戊糖核酸中碱基部分Kossel等鉴定Levene核酸化学结构核酸中糖鉴定作出重贡献四核苷酸假说错误相长时间阻碍核酸研究
    理研究重发展首先技术突破开始20世纪40年代新核酸研究技术证明DNARNA细胞重组成成分特异分子时Chargaff等揭示DNA碱基配规律初AstburyFranklinWilkinsX射线衍射法研究DNA分子结构清晰衍射图WatsonCrick基础1953年提出DNA双螺旋结构模型说明基结构信息功三者间关系奠定分子生物学基础DNA双螺旋结构模型广泛实验支持Crick1958年提出中心法DNA研究成功带动RNA研究出现新高潮20世纪60年代Holley测定酵母丙氨酸tRNA核苷酸序列Nirenberg等破译遗传密码阐明3类DNA参蛋白质生物合成程
    DNA重组技术带动生物技术获迅猛发展DNA充足技术改造生物机体性状特征改造基改造物种统称基工程遗传工程时出现种生物工程技术革命改变分子生物学面貌推动生物技术产业兴起背景RNA研究出现第二高潮发现系列新功RNA击传统观点
    类基组计划生物学史伟科学工程计划准备15年时间(19902005年)投资30亿美元完成类单倍体基组DNA3×109bp全部序列测定首先美国启动国际科学界高度重视英国日法国德国中国科学家先加入项国际合作计划测序技术改进类基组计划提前完成生命科学进入基时代研究重点已测序转基组功研究功基组学需基产物结构研究入手产生结构基组学研究蛋白质组DNA组产生蛋白质组学RNA组学生物化学分子生物学已成然科学中活跃发展快学科
    DNA遗传物质分布原核细胞核区真核细胞核核细胞器许病毒中含DNADNA通常双链分子原核细胞染色体DNA质粒DNA真核细胞细胞器DNA某病毒DNA环状双链分子真核细胞染色体DNA某病毒DNA线型双链分子病毒DNA环状单链线型单链分子细胞RNA通常线型单链分子单病毒RNA双链单链环状线型种形式
    生物机体通DNA复制遗传信息亲代传递子代通RNA转录翻译遗传信息子代表达DNA具基属性基DNA片段基功终需蛋白质执行RNA控制着蛋白质合成参蛋白质合成DNA三类:rRNA器装配催化作tRNA携带氨基酸识密码子mRNA携带DNA遗传信息作蛋白质合成模板参蛋白质合成外RNA种功涉细胞功方面根结底遗传信息表达表达调控关

    1核酸发现?什早期核酸研究进展蛋白质研究缓慢?
    答:1868年瑞士青年科学家FMescher脓细胞分离细胞核中提取出种含磷量高酸性化合物称核素
    核酸中碱基部分Kossel等鉴定1910年核酸化学研究中成授予诺贝尔医学奖认决定染色体功蛋白质转研究染色体蛋白质Levene核酸化学结构核酸中糖鉴定作出重贡献四核苷酸假说认核苷酸中含等量4种核苷酸4种核苷酸组成结构单位核酸四核苷酸单位聚合成假说核酸种简单高聚物生物学家失关注严重阻碍核酸研究时流行种错误法认胸腺核苷酸代表动物核苷酸酵母核苷酸代表植物核苷酸种观点利核酸生物功认识

    2WatsonCrick提出DNA双螺旋结构模型背景什?
    答:背景:20世纪半叶数理学科进步渗入生物学生物化学身门交叉学科成数理学科生物学间桥梁数理学科渗入仅带新理思想方法引入许新技术实验方法
    :已知核酸化学结构知识EChargaff发现DNA碱基组成规律MWilkinsRFranklinDNA X射线衍射结果外WTAstburyDNA衍射图研究LPauling提出蛋白质α螺旋结构启发作

    2.什科学界WatsonCrick提出DNA双螺旋结构模型评20世纪然科学伟成?
    答:DNA双螺旋结构模型建立说明基结构信息功三者间关系时分子生物学先驱者形成三学派(结构学派信息学派生化遗传学派)统推动分子生物学迅猛发展

    4什DNA重组技术?什说兴起导致分子生物学第二次革命?
    答:DNA重组技术——细胞体外两DNA片段连接成DNA分子技术适宜条件重组DNA分子够引入宿细胞中量繁殖
    DNA重组技术极推动DNARNA研究改变分子生物学面貌导致新生物技术产业群兴起认分子生物学第二次革命

    5.类基组计划样提出?重意义?
    答:1986年著名生物学家诺贝尔奖获者HDubeccoSience杂志率先提出类基组计划3年激烈争1990年10月美国政府决定出资30亿美元15年时间(19902005年)完成基组计划
    重意义:类遗传信息认识益类健康医疗制药口环境等诸方面生命科学极贡献

    6.什说生命科学已进入基时代?意思什?
    答:技术突破类基组计划进度提前全序列测定现已进入基组时代意思:科学家研究重心已揭示基组DNA序列转移整体水基组功研究

    7核酸分种类?分布?
    答:核酸分脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)两类
    原核细胞中DNA集中核区核细胞DNA分布核病毒含DNA含RNARNA存原核生物真核生物部分RNA病毒中

    8证明DNA遗传物质?
    答:35S32P标记噬菌体T2感染肠杆菌结果发现32P标记DNA进入肠杆菌细胞35S标记蛋白质留细胞外证明:噬菌体DNA携带噬菌体全部遗传信息DNA遗传物质

    9参蛋白质合成三类RNA分起什作?
    答:rRNA起装配催化作tRNA携带氨基酸识密码子mRNA携带DNA遗传信息作蛋白质合成模板

    10RNA功样性?核心作什?
    答:RNA5类功:①控制蛋白质合成②作RNA转录加工修饰③基表达细胞功调节④生物催化细胞持家功⑤遗传信息加工进化核心作:遗传信息DNA蛋白质中间传递体


    第十三章 核酸结构

    核酸分两类:DNARNA生物细胞含两类核酸病毒DNA病毒含DNARNA病毒含RNA核酸研究生物化学分子生物学研究重领域
    核酸种聚核苷酸基结构单位核苷酸DNA四种脱氧核糖核苷酸组成RNA四种核糖核苷酸组成核苷酸含氮碱基戊糖(核糖脱氧核糖)磷酸组成核酸中少量稀碱基
    核酸价结构核酸级结构通常指具核苷酸序列利磷酸二酯酶RNA分子两端逐水解核苷酸3ˊ核苷酸5ˊ核苷酸证明RNA分子中核苷酸间连键3ˊ5ˊ磷酸二酯键DNA2ˊOH基核苷酸连键3ˊ→5ˊ走原核生物基序列连续常组成操子少重复序列真核生物基序列断裂组成操子含较高例重复序列RNA种类型常含修饰核苷tRNA含较修饰碱基rRNA含较甲基化核糖两者均含假尿嘧啶核苷真核生物mRNA 5ˊ端甲基化鸟嘌呤核苷酸形成帽子3ˊ端poly(A)尾巴
    DNA空间结构模型1953年Watson核Crick两提出建立DNA空间结构模型根三方面直核酸化学结构二DNA碱基组成分析资料Chargaff首先发现ATGC间相等规律三DNA纤维X射线衍射分析资料提示双螺旋结构性WatsonCrick模型DNA两条反行核苷酸链围绕中心轴相互缠绕碱基位结构侧磷酸糖基外侧通磷酸二酯键相连形成双螺旋分子骨架碱基面轴垂直糖环面轴行两条链皆右手螺旋双螺旋直径2nm碱基堆积距离034nm两核苷酸间夹角36°螺旋10碱基组成碱基ATGC配互补彼 氢键相连系维持DNA结构稳定力量氢键碱基堆积力双螺旋结构表面两条螺形凹沟
    WatsonCrick阐明B型DNA外A型DNA左旋DNA(ZDNA)结构明显应核酸晶体X射线衍射分析技术研究发现WatsonCrick模型需作某补充反映DNA结构真实情况
    DNA二级结构形成双螺旋某情况形成三股螺旋Hoogsteen早发现寡聚嘌呤核苷酸寡聚嘧啶核苷酸双螺旋沟结合第三条寡聚嘌呤嘧啶核苷酸形成Hoogsteen配HDNA通分子折叠形成三股螺旋存基调控区重生物学意义
    细胞DNA双链环状分子(cccDNA)条链断裂形成开环分子(oc DNA)两条链断裂成线型分子(linear DNA)DNA分子两端固定环状分子增加减少螺旋圈数引起超螺旋拓扑学公式LT+W 说明连环数(L)扭转数(T)缠绕数(W)间关系连环差(λ)(L1L0) L0表示超螺旋强度DNA超螺旋DNA三级结构种形式
    DNA蛋白质复合物结构四级结构病毒细菌拟核核真核生物染色体存DNA组装核定程度压缩核体真核生物染色质基结构单位8组蛋白(H2AH2BH3H4)2核心核外绕18圈DNA组成核体链形成纤丝进折叠螺旋化组装成层次结构染色质核染色体
    类型RNA分子身回折形成局部双螺旋折叠产生三级结构RNA蛋白质复合物四级结构tRNA二级结构呈三叶草形三级结构倒L形rRNA组装成核糖体结构已获解析已知8种类型核酶催化功空间结构密切关系信号识颗粒中45S RNA具催化SRPFfh蛋白SRP受体FtsY逆结合功

    1较DNARNA化学结构分子结构生物学功特点
    答:DNA级结构中组成成分脱氧核糖核苷酸核苷酸残基数目千千万RNA组成成分核糖核苷酸核苷酸数目仅十千外DNA分子中ATGCRNA分子中A≠UG≠C
    二者相点:单核苷酸作基组成单位核苷酸残基间35磷酸二酯键连接
    二级结构:DNA双链分子2条链间通氢键碱基完全配(ATGC)形成双螺旋二级结构般右手螺旋左手螺旋RNA单链分子分子部部位(距离远距离)够通碱基发生配(AUGCGU)形成单链双链RNA二级结构RNA二级结构元件:茎环(发夹)结构部环结构分支环结构中心环结构等

    2已揭示类基组结构特点?
    答:类细胞23染色体单倍体基组约3×109碱基

    3原核生物真核生物mRNA特点?
    答:原核生物操子转录单位产生反子mRNA条mRNA链编码区5ˊ端3ˊ端段非翻译区(UTR)原核生物mRNA包括噬菌体RNA修饰碱基
    真核生物mRNA单反子5ˊ端帽子(cap)结构然次5ˊ非编码区编码区3ˊ非编码区3ˊ端聚腺苷酸(poly(A))尾巴分子时极少甲基化碱基

    4DNA双螺旋结构类型基点?特点解释基生命现象?
    答:DNA双螺旋结构模型基点:
    (1)两条反行核苷酸链围绕中心轴相互缠绕两条链均右手螺旋
    (2)嘌呤嘧啶位双螺旋侧磷酸核糖外侧彼通3’5’磷酸二酯键相连接形成DNA分子骨架碱基面轴垂直糖环面轴行核苷酸链方取决核苷酸间磷酸二酯键走惯C3’C5’正两条链配偏侧形成条购条沟
    (3)双螺旋均直径2nm两相邻碱基间高度碱基堆积距离034nm两核苷酸间夹角36°中心轴旋转周10核苷酸转高度(螺距)34nm
    (4)两条核苷酸彼碱基间形成氢键相联系结合起
    (5)碱基条链排列序受限制根碱基配原条核苷酸链序列彼确定决定互补序列
    解释生命活动:双螺旋DNA储存遗传信息分子通半保留复制储存遗传信息通转录翻译表达出生命活动需信息(蛋白质酶)

    5.应DNA晶体X射线衍射技术分析DNAWatsonCrik模型修正?较ADNABDNAZDNA特点
    答:(1)WatsonCrick模型认螺周含10碱基两核苷酸间夹角36°Dickerson十二聚体中两碱基间夹角28°42°等实际均螺周含104碱基分子参数序列变动
    (2)Dikerson研究十二聚体结构中组成碱基两碱基分布非面碱基长轴旋转定角度碱基形状螺旋桨叶片样子称螺旋桨状扭曲种结构提高碱基堆积力DNA结构更稳定
    ADNABDNAZDNA特点:


    A型
    B型
    Z型
    外形
    粗短
    适中
    细长
    螺旋方
    右手
    右手
    左手
    螺旋直径
    255nm
    237
    184nm
    碱基轴升
    023nm
    034
    038nm
    碱基夹角
    327°
    346°
    60°(1)
    圈碱基数
    11
    104
    12
    螺距
    253nm
    354nm
    456
    轴心碱基
    穿碱基
    穿碱基
    穿碱基
    碱基倾角
    19°


    糖环折叠
    C3’式
    C2’式
    嘧啶C2’式嘌呤C3’式
    糖苷键构象
    反式
    反式
    嘧啶反式嘌呤式

    狭深
    宽较深


    宽浅
    狭深
    较狭深
    (1)注:ZDNA嘌呤嘧啶核苷酸交出现反式二核苷酸单位转角60°

    6果体1014细胞细胞DNA含量64×109bp试计算体DNA总长度少米?相球太阳距离(22×109 km)倍?[22×1014km100倍]
    解:64×109bp×034nm×101422×1014m22×1011km
    22×1011÷22×109km100倍

    7谓HDNA?生物学意义?
    答:DNA段聚嘧啶核苷酸聚嘧啶核苷酸组成镜重复时折回产生HDNA种结构形成分子三螺旋时胞嘧啶需发生H+化称HDNAHDNA存基调控区重区域显示出具重生物学意义实验表明启动子S1核酸酶敏感区存短镜重复聚嘧啶嘌呤区该区域形成HDNA产生S1酶消化单链结构

    8谓Hoogsteen碱基WatsonCrick碱基
    答:Hoogsteen1963年首先描述三股螺旋螺旋结构三股螺旋中通常条型寡核苷酸寡嘧啶核苷酸寡嘌呤核苷酸双螺旋沟结合第三股碱基WatsonCrick碱基中嘌呤碱形成Hoogsteen配Hoogstecn模型第三碱基ATA T碱基中A配GCG≡C碱基中G配C必须质子化提供GN7结合氢键供体G配形成两氢键(图1310)

    9病毒DNA种类什病毒DNA种类繁结构异
    答:动物病毒DNA通常环状双链线型双链前者乳头瘤病毒瘤病毒杆状病毒嗜肝DNA病毒等者痘病毒虹彩病毒庖疹病毒腺病毒DNA痘病毒nNA末端特封闭形成突环〔loop )微病毒科病毒鼠微病毒(Minute virus of mice MVM)线型单链DNA(linear singlestranded DNA)病毒粒子正负链数量末端常形成发夹结构
    植物病毒基组RNA DNA较少见少数植物病毒DNA环状双链环状单链
    噬菌体DNA数线型双链λ噬菌体T系列噬菌体环状双链覆盖噬菌体PM2环状单链微噬菌体φX174丝杆噬菌体fdM13

    10细菌拟核结构特点什
    答:拟核(nucleoid )约占细胞体积三分细胞紧密缠绕形成致密体细菌基组双链环状DNA结合碱性蛋少量RNA组成许突环(图13 15)DNA分子长度约菌体长度1000倍必须定组织结构压缩细胞

    11 DNA绕组蛋白八聚体核心构成核体△L0均12核体链扭曲张力什试计算DNA超螺旋密度(圈碱基10计算)[ λ006]
    解:核体重复单位DNA约占200bpL02001020λ△L0 L0006

    12简叙述染色体组装模型

    13 RNA类型较结构功特点

    14核酶种类型催化什反应

    15否RNA蛋白质复合物中决定复合物功RNA蛋白质起辅助作
    文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传

    《香当网》用户分享的内容,不代表《香当网》观点或立场,请自行判断内容的真实性和可靠性!
    该内容是文档的文本内容,更好的格式请下载文档

    下载文档到电脑,查找使用更方便

    文档的实际排版效果,会与网站的显示效果略有不同!!

    需要 5 香币 [ 分享文档获得香币 ]

    下载文档

    相关文档

    初等数论习题解答第三版

    第一章 整数的可除性§1 整除的概念·带余除法1.证明定理3定理3 若都是得倍数,是任意n个整数,则是得倍数.证明: 都是的倍数。 存在个整数使 又是任意个整数即是的整数2.证明 证明 ...

    8个月前   
    317    0

    《生物统计学(第三版)》课后习题答案与解答过程「杜荣骞版」

    第一章 统计数据的收集与整理1.1 算术平均数是怎样计算的?为什么要计算平均数?答:算数平均数由下式计算:,含义为将全部观测值相加再被观测值的个数除,所得之商称为算术平均数。计算算数平均数...

    2年前   
    485    0

    冶金原理课后习题及部分解答

    《冶金原理》课后习题及部分解答第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。2 金属熔体指________、___...

    2年前   
    567    0

    生产与运作管理第三版课后习题含答案版

    第一章 绪论 判断题: 1.制造业的本质是从自然界直接提取所需的物品。X 2.服务业不仅制造产品,而且往往还要消耗产品,因此服务业不创造价值。× 3.服务业的兴起是社会生产力...

    8个月前   
    283    0

    生产与运作管理第三版课后习题含答案

    生产与运作管理第三版课后习题含答案第一章 绪论思考题: 1.社会组织的三项基本职能是什么?说明它们之间的关系。 2.生产运作管理的定义、内容与目标。 3. 分别对制造业与服务...

    8个月前   
    330    0

    人力资源管理概论第三版课后习题及答案

    1.人力资源的含义是什么 从综合的角度讲我们认为所谓人力资源管理简单地讲就是现代的人事管理是指组织通过各种政策、制度和管理实践以吸引、保留、激励和开发组织成员调动他们的积极性并充分...

    5年前   
    2336    0

    新视野大学英语1第三版读写课后习题答案

    新视野大学英语1第三版读写教程答案U1 Part II key to exercises Section A Pre-reading activities 1 1B 2D 3C 4A...

    5年前   
    8798    0

    《数字信号处理》第三版课后习题答案

    数字信号处理课后答案 1.2 教材第一章习题解答 1. 用单位脉冲序列及其加权和表示题1图所示的序列。 解: 2. 给定信号: (1)画出序列的波形,标上各序列的值; (2...

    5年前   
    1356    0

    编译原理课后习题第三版答案

    第二章P36-6(1)是0~9组成的数字串(2)最左推导:最右推导:P36-7G(S)P36-8文法:最左推导:最右推导:语法树:/******************************...

    2年前   
    508    0

    信号与系统第三版郑君里课后习题答案

    信号与系统第三版郑君里课后习题答案 第一章习题参考解 1,判刑下列信号的类型 解: 连续、模拟、周期、功率型信号 。...

    5年前   
    10700    0

    《光学教程》(姚启钧)课后习题解答「完整版」

    《光学教程》(姚启钧)习题解答第一章 光的干涉1、波长为的绿光投射在间距为的双缝上,在距离处的光屏上形成干涉条纹,求两个亮条纹之间的距离。若改用波长为的红光投射到此双缝上,两个亮纹之间的...

    2年前   
    479    0

    液压与气压传动第三版-许福玲-陈尧明-课后习题答案

    习题解 270页:第一章 1— 3:解: 1— 4:解: 1— 5:解: 1— 6:解: 列油箱液面与泵进口出的伯努利方程,以管子中心为基础: 则: ...

    5年前   
    2556    0

    《机械制造装备设计》关慧贞第三版课后习题答案

    《机械制造装备设计》关慧贞第三版课后习题答案1-1 为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着重要的作用? 制造业是国民经济发展的支柱产业,也是科技技术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具...

    3年前   
    552    0

    新视野大学英语第三版读写教程三课后习题答案

    Unit 1Where there is a will, there is a way. This proverb means that if you are really determine...

    3年前   
    3638    0

    细胞生物学-(翟中和-第三版)课后练习题及答案

    第一章:绪论 1. 细胞生物学的任务是什么?它的范围都包括哪些? 1) 任务: 细胞生物学的任务是以细胞为着眼点,与其他学科的重要概念兼容并蓄,来阐明生物各级结构层次生命现象的本质。...

    5年前   
    1588    0

    计算理论习题解答

    计算理论习题解答 练习 1.1 图给出两台DFA M1和M2的状态图. 回答下述有关问题. a. M1的起始状态是q1 b. M1的接受状态集是{q2} c. M2的起始状态是q1 d. M...

    5年前   
    3646    0

    基础生物化学习题(上)

    蛋白质是重要的生物大分子,其组成单位是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸有20种,均为α-氨基酸。每个氨基酸的α-碳上连接一个羧基,一个氨基,一个氢原子和一个侧链R基团。20种氨基酸结构的差别就在于它们...

    2年前   
    394    0

    热学课后习题答案

     。第一章 温度 1-1 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时,其中气体的压强为50mmHg。       (1)用温度计测量300K的温度时,气体的压强是多少?       (...

    5年前   
    2516    0

    matlab课后习题答案

    习题二 1. 如何理解“矩阵是MATLAB最基本的数据对象”? 答:因为向量可以看成是仅有一行或一列的矩阵,单个数据(标量)可以看成是仅含一个元素的矩阵,故向量和单个数据都可以作为矩阵的特...

    5年前   
    3230    0

    信息论习题解答

    第二章 信息量和熵2.2 八元编码系统,码长为3,第一个符号用于同步,每秒1000个码字,求它的信息速率。解:同步信息均相同,不含信息,因此 每个码字的信息量为 2=23=6 bi...

    2年前   
    1248    0