王镜岩生物化学课后习题答案Word下载.docx
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FDAspPhe(phenylalanine)苯丙氨酸(asparticacid)天冬氨酸AsxBAsp和Asn或/P
Pro
C
Cys
(praline)
半胱氨酸脯氨酸(cysteine)
1
SSerGlnQ(serine)谷氨酰氨(glutamine)丝氨酸TEGluThr(threonine)谷氨酸(glutamicacid)苏氨酸GlsZGlu或Gln和/WGlyGTrp(tryptophan)色氨酸甘氨酸(glycine)
YTyrHisH(tyrosine)酪氨酸组氨酸(histidine)
V
IIleVal(valine)异亮氨酸(isoleucine)
缬氨酸+[9.9]。
被解离时的溶液εα-NHPH20%2、计算赖氨酸的3
P133)3-3,pKa=10.53(见表解:
pH=pKa+lg20%
pH=10.53+lg20%=9.83
[4.6]。
γ-COOH三分之二被解离时的溶液pH3、计算谷氨酸的
pKa=4.25解:
pH=pKa+lg2/3%
pH=4.25+0.176=4.426
1.46,(b)[(a)约(b)亮氨酸钠盐;
(c)等电亮氨酸。
、计算下列物质0.3mol/L溶液的pH:
(a)亮氨酸盐酸盐;
4约6.05]约11.5,(c)值:
丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和精氨酸。
值,计算下列氨基酸的pI、根据表3-3中氨基酸的pKa5[pI:
6.02;
5.02;
3.22;
10.76]pKa1+pKa2)解:
pI=1/2()=6.02pI(Ala)=1/2(2.34+9.69
)=5.02pI(Cys)=1/2(1.71+10.78
=3.22)pI(Glu)=1/2(2.19+4.25
=10.76(9.04+12.48)pI(Ala)=1/2是多少?
如果加入pH的处于等电点的甘氨酸溶液加入0.3molHCl,问所得溶液的6、向1L1mol/L9.23];
[pH:
2.71以代替HCl时,pH将是多少?
0.3molNaOH
,然后向该溶液中加入过量的甲醛,当所得溶液用碱反滴pH8.0400ml)调节到7、将丙氨酸溶液([4.45g]问起始溶液中丙氨酸的含量为多少克?
250ml。
Ph8.0时,消耗0.2mol/LNaOH溶液定至
+-42+His1.78为×
10的组氨酸溶液在pH6.4时各种离子形式的浓度(mol/L)。
[His,8、计算0.25mol/L-40]为2.8×
为0.071,His101mol/LKOH)和;
咪唑基pKa=6.09、说明用含一个结晶水的固体组氨酸盐酸盐(相对分子质量=209.6352ml1mol/L加入取组氨酸盐酸盐41.92g(0.2mol),的配制1LpH6.50.2mol/L组氨酸盐缓冲液的方法[1L]KOH,用水稀释至为什么氨基酸的茚三酮反映液能用测压法定量氨基酸?
、10
(其反应化学式见氨基酸共热,引起氨基酸氧化脱氨脱羧反映,α-解:
茚三酮在弱酸性溶液中与可用测压法测量,从而计算出参加反应的氨基酸量。
CO),其中,定量释放的P1392
亮氨o。
计算L-)在20cm旋光管中测得的旋光度为+1.81亮氨酸溶液(11、L-3.0g/50ml6mol/LHCl]。
)[[a]=+15.1o酸在6mol/LHCl中的比旋([a]3-15][构型名称。
参考图(R,S)412、标出异亮氨酸的个光学异构体的
中B倍,苯丙氨酸在溶剂A中的溶解度为溶剂B13、甘氨酸在溶剂A中的溶解度为在溶剂中的4之间的逆流分溶方法将甘氨酸和苯丙氨酸分开。
在起始溶液中甘氨酸含和B的两倍。
利用在溶剂A个分溶管组成的逆流分溶系统时,4
(1)81mg100mg量为,苯丙氨酸为,试回答下列问题:
利用由2
甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一号分溶管中含量最高?
(2)在这样的管中每种氨基酸各为多少毫克?
[
(1)第4管和第3管;
(2)51.2mgGly+24mgPhe和38.4mgGly+36mgPhe]
解:
根据逆流分溶原理,可得:
p+q=1=(1/5+4/5)动相)/p(静相)对于Gly:
Kd=C/C=4=q(BA
34个分溶管分溶3次:
(1/5+4/5)=1/125+2/125+48/125+64/125
对于Phe:
Kd=C/C=2=q(动相)/p(静相)p+q=1=(1/3+2/3)BA
(1/3+2/3)=1/27+6/27+12/27+8/27
故利用4个分溶管组成的分溶系统中,甘氨酸和苯丙氨酸各在4管和第3管中含量最高,其中:
第4管:
Gly:
64/125×
100=51.2mgPhe:
8/27×
81=24mg
第3管:
48/125×
100=38.4mgPhe:
12/27×
81=36mg
14、指出在正丁醇:
醋酸:
水的系统中进行纸层析时,下列混合物中氨基酸的相对迁移率(假定水相的pH为4.5):
(1)Ile,Lys;
(2)Phe,Ser(3)Ala,Val,Leu;
(4)Pro,Val(5)Glu,Asp;
(6)Tyr,Ala,Ser,His.
[Ile>
lys;
Phe,>
Ser;
Leu>
Val>
Ala,;
Val>
Pro;
Glu>
Asp;
Tyr>
Ala>
Ser≌His]
根据P151图3-25可得结果。
15.将含有天冬氨酸(pI=2.98)、甘氨酸(pI=5.97)、亮氨酸(pI=6.53)和赖氨酸(pI=5.98)的柠檬酸缓冲液,加到预先同样缓冲液平衡过的强阳离交换树脂中,随后用爱缓冲液析脱此柱,并分别收集洗出液,这5种氨基酸将按什么次序洗脱下来?
[Asp,Thr,Gly,Leu,Lys]
2+)>
中性氨pH3左右,氨基酸与阳离子交换树脂之间的静电吸引的大小次序是减刑氨基酸(A解:
在A+0)。
因此氨基酸的洗出顺序大体上是酸性氨基酸、中性氨基酸,最后是碱性酸性氨基酸基酸((A)>
氨基酸,由于氨基酸和树脂之间还存在疏水相互作用,所以其洗脱顺序为:
Asp,Thr,Gly,Leu,Lys。
第四章蛋白质的共价结构
提要蛋白质分子是由一条或多条肽链构成的生物大分子。
多肽链是由氨基酸通过肽键共价连接而成的,各种多肽链都有自己特定的氨基酸序列。
蛋白质的相对分子质量介于6000到1000000或更高。
蛋白质分为两大类:
单纯蛋白质和缀合蛋白质。
根据分子形状可分为纤维状蛋白质、球状蛋白质和膜蛋白质。
此外还可按蛋白质的生物学功能分类。
为了表示蛋白质结构的不同组织层次,经常使用一级结构、二级结构、三级结构和四级结构这样一些专门术语。
一级结构就是共价主链的氨基酸序列,有时也称化学结构。
二、三和四级结构又称空间结构(即三维结构)或高级结构。
蛋白质的生物功能决定于它的高级结构,高级结构是由一级结构即氨基酸序列决定的,二氨基酸序列是由遗传物质DNA的核苷酸序列规定的。
3
肽键(CO—NH)是连接多肽链主链中氨基酸残缺的共价键,二硫键是使多肽链之间交联或使多肽链成环的共价键。
多肽链或蛋白质当发生部分水解时,可形成长短不一的肽段。
除部分水解可以产生小肽之外,生物界还存在许多游离的小肽,如谷胱甘肽等。
小肽晶体的熔点都很高,这说明短肽的晶体是离子晶格、在水溶液中也是以偶极离子存在的。
测定蛋白质一级结构的策略是:
(1)测定蛋白质分子中多肽链数目;
(2)拆分蛋白质分子的多肽链;
(3)断开多肽链内的二硫桥;
(4)分析每一多肽链的氨基酸组成;
(5)鉴定多肽链的N-末端和C-末端残基;
(6)断裂多肽链成较小的肽段,并将它们分离开来;
(7)测定各肽段的氨基酸序列;
(8)利用重叠肽重建完整多肽链的一级结构;
(9)确定半胱氨酸残基形成的S-S交联桥的位置。
序列分析中的重要方法和技术有:
测定N-末端基的苯异硫氰酸酯(PITC)法,分析C-末端基的羧肽酶法,用于多肽链局部断裂的酶裂解和CNBr化学裂解,断裂二硫桥的巯基乙醇处理,测定肽段氨基酸序列的Edman化学降解和电喷射串联质谱技术,重建多肽链一级序列的重叠肽拼凑法以及用于二硫桥定位的对角线电泳等。
在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质称同源蛋白质。
同源蛋白质具有明显的序列相似性(称序列同源),两个物种的同源蛋白质,其序列间的氨基酸差异数目与这些物种间的系统发生差异是成比例的。
并根据同源蛋白质的氨基酸序列资料建立起进化树。
同源蛋白质具有共同的进化起源。
在生物体内有些蛋白质常以前体形试合成,只有按一定方式裂解除去部分肽链之后才出现生物活性,这一现象称蛋白质的激活。
血液凝固是涉及氨基酸序列断裂的一系列酶原被激活的结果,酶促激活的级联放大,使血凝块迅速形成成为可能。
凝血酶原和血清蛋白原是两个最重要的血凝因子。
血纤蛋白蛋白原在凝血酶的作用下转变为血清蛋白凝块(血块的主要成分)。
我国在20世纪60年代首次在世界上人工合成了蛋白质——结晶牛胰岛素。
近二、三十年发展起来的固相肽合成是控制合成技术上的一个巨大进步,它对分子生物学和基因工程也就具有重要影响和意义。
至今利用Merrifield固相肽合成仪已成功地合成了许多肽和蛋白质。
1.如果一个相对分子质量为12000的蛋白质,含10种氨基酸,并假设每种氨基酸在该蛋白质分子中100的数目相等,问这种蛋白质有多少种可能的排列顺序?
[10]
12000/120100=10解:
10分子组忽然两个NH、、Ala以及ValTyr2、有一个A肽,经酸解分析得知为Lys、His、Asp、Glu23如果我们在实验中;
当用羧肽酶处理后得游离缬氨酸。
A肽与FDNB试剂反应后得DNP-Asp成。
当时,净电)在pH6.4、Ala、Tyr将A肽用胰蛋白酶降解时,得到两种肽,其中一种(Lys、Asp、Glu肽用糜蛋ADNP-His,在pH6.4时,带正电荷。
此外,His荷为零,另一种(、Glu以及Val)可给除、His时全中性,另一种(Lys、、白酶降解时,也得到两种肽,其中一种(Asp、AlaTyr)在pH6.4[Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val]问时带正电荷。
A肽的氨基酸序列如何?
Glu2以及Val)在pH6.4
1、N-末端分析:
FDNB法得:
Asp-;
2、C-末端分析:
羧肽酶法得:
-Val;
3、胰蛋白酶只断裂赖氨酸或精氨酸残基的羧基形成的肽键,得到的是以Arg和Lys为C-末端+,由已知条件(Lys、Asp、GluAsp+NH、Ala、Tyr)可得:
残基的肽断。
酸水解使Asn→4Asn-()-()-()-Lys-()-()-Val;
+由已知条件(His、Glu、→,酸水解使末端得法分析、4FDNBN-DNP-HisGlnGlu+NHVal)44
;
)-()-Lys-His-Gln-Val可得:
Asn-()-(
、Asp等疏水氨基酸残基的羧基端肽键。
由题,得到的一条肽(5、糜蛋白酶断裂Phe、Trp和Tyr
Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val)可得该肽的氨基酸序列为:
)、(4Ala、Tyr)结合(3
Glu-Val-Lys-Asn-Cys-Phe-Arg-Trp-Asp-Leu-Gly-Ser-Leu-Glu-
:
序列如下某多肽的氨基酸3、)如用胰蛋白酶处理,此多肽将1Ala-Thr-Cys-Arg-His-Met-Asp-Gln-Cys-Tyr-Pro-Gly-Glu_Glu-Lys。
(时,此多肽的净电荷是多少单位?
pH7.5
(2)在产生几个肽?
并解释原因(假设没有二硫键存在);
+;
11.0和Arg侧链基Glu和Asp侧链基4.0;
说明理由(假设pKa值:
α-COOH4.0;
α-NHLys6.0;
3)如何判断此多肽是否含有二硫键?
假如有二3);
(侧链基9.0;
Tyr侧链基11.0His侧链基7.5;
Cys单位;
2)-2.5)[(14个肽;
(硫键存在,请设计实验确定5,17和23位上的Cys哪两个参与形成?
个肽4个肽段;
如果存在一个二硫键应得3(3)如果多肽中无二硫键存在,经胰蛋白酶水解后应得段并且个肽段所带电荷不同,因此可用离子交换层析、电泳等方法将肽段分开,鉴定出含二硫键的肽段,测定其氨基酸顺序,便可确定二硫键的位置]。
此肽未经糜Tyr和SerArg、Phe、Ala、4、今有一个七肽,经分析它的氨基酸组成是:
Lys、Pro、氨基酸。
经糜蛋白酶作用后,此肽断裂城两个肽段,反应不产生α-DNP-蛋白酶处理时,与FDNB反应,可分Arg。
这两个肽段分别与FDNB、Phe、Lys、其氨基酸组成分别为Ala、Tyr、Ser和Pro、此肽与胰蛋白酶反应能生成两个肽段,它们的氨基酸组成分别是Arg别产生DNP-Ser和DNP-Lys。
它是一个环肽,序列为:
。
试问此七肽的一级结构怎样?
[Lys、Ser、AlaPro和Phe、Tyr、-Phe-Ser-Ala-Tyr-Lys-Pro-Arg-]氨基酸,说明此肽不含游离末端α-DNP-
(1)此肽未经糜蛋白酶处理时,与FDNB反应不产生解:
NH,即此肽为一环肽;
2等疏水氨基酸残基的羧基端肽键,由已知两肽段氨基酸组和Tyr)糜蛋白酶断裂Phe、Trp(2;
)-Phe-)-()-()-Tyr-)可得:
-()-(和-(Tyr成(Ala、、Ser和Pro、Phe、Lys、Arg
可知该两肽段的DNP-LysFDNB反应,分别产生DNP-Ser和(3)由
(2)得的两肽段分别与
;
)-Phe-)-(2和-Lys-,结合()可得:
-Ser-Ala-Tyr-和-Lys-(N-末端分别为-Ser-
由题生成的两肽段氨基酸组成残基的羧基参与形成的肽键,Arg或Lys(4)胰蛋白酶专一断裂
)-()-Lys-()-()-(、Phe、TyrLys、Ser、Ala)可得:
-Pro-Arg-和(Arg、Pro和
-Lys-Pro-Arg-Phe-Ser-Ala-Tyr-4)可得此肽一级结构为:
、、(3)(综合
(2)
值,这种说法是否正确?
为什值必定大于它的任何一个个别基团的pKa5、三肽Lys-Lys-Lys的pI-末端,N(pKa=3.0)正确,因为此三肽处于等电点时,七解离集团所处的状态是么?
[C-末端COO+)8.0]pKa≌值因此pI>
最大的pKa(10.53)3NH(,3个侧链(1/3ε-NH()pKa=10.53)(pKa=10.53),23
Ala-Cys-Phe-Pro-Lys-Arg-Trp-Cys-Arg-Arg-1它们的序列如下:
链为6、一个多肽可还原为两个肽段,
当用嗜热菌蛋白酶消化原多肽(具有完整的二硫键)时可用2为Cys-Tyr-Cys-Phe-CysVal-Cys;
链)4Tyr);
(、3)(Arg2Cys2、Trp、(、、2al、1下列各肽:
()(AlaCys2、V);
()(ArgLys、PhePro);
(结构如下图)Phe)。
试指出在该天然多肽中二硫键的位置。
(Cys2、
S-SAla-Cys-Phe-Pro-Lys-Arg-Trp-Cys-Arg-Arg-Val_Cys
S
5
Cys-Tyr-Cys-Phe-Cys
嗜热菌蛋白酶作用专一性较差,根据题中已知条件:
2前发生断裂,11位Val1在2位Cys后及Val
(1)消化原多肽得到(Ala、Cys2、),说明链之间有二硫键;
12位Cys位Cys与;
-Phe-Pro-Lys-Arg-)由链1序列可得该肽段序列为:
(2
1,另一Cys为链、Tyr)中必有一Cys来自链23)由
(1)
(2)可知该肽段(Arg2、Cys2、Trp(有二硫键;
2中的一个Cys中8位Cys与链Cys中8位,即链1
,结合Phe)来自链2、Phe等疏水氨基酸残基,故此肽(Cys2、(4)嗜热菌蛋白酶能水解Tyr之间;
位CysCys与链2中3)中形成的二硫键为链18位Cys与链2中3位可知(3)中含Tyr,(3中有二硫键。
位Cys1位Cys与5(4)中(Cys2、Phe)说明链2中
4)可得结果。
3)、(综合
(1)、
(2)、(、一个十肽的氨基酸分析表明其水解液中存在下列产物:
7
+ArgGluTyrNHAsp4PheSerLysMetPro
)胰蛋白酶处理产生两各四肽和游离的2B处理该十肽无效;
(并观察下列事实:
(1)用羧肽酶A和)溴化氢处理产生一个八肽和一个二肽,用43)梭菌蛋白酶处理产生一个四肽和一个六肽;
(Lys;
(末端的胰凝乳蛋胰凝乳蛋白酶处理产生两个三肽和一个四肽,5)N-单字母符号表示其序列位NP;
(降解给出下6)一轮Edman净电荷,在pH12时携带-3净电荷;
(白酶水解肽段在中性pH时携带-1[Ser-Glu-Tyr-Arg-Lys-Lys-Phe-Met-Asn-Pro]衍生物:
(图略)写出该十肽的氨基酸序列。
面的PTH
末端残基为-ProC-)用羧肽酶A和B处理十肽无效说明该十肽解:
(1
残基的羧基参与形成的肽键,该十肽在胰蛋白酶处理后产生或Arg
(2)胰蛋白酶专一断裂Lys
……Arg-Lys-…或-Arg-Lys-…-Lys-Lys了两个四肽和有利的,说明十肽中含Lys-…或-Arg-…-Lys-Lys-之间;
109、9与6或4与5、8与4四种可能的肽段,且水解位置在与5、5与
残基的羧基端肽键,处理该十肽后,产生一个四肽和一个六肽,Arg(3)梭菌蛋白酶专一裂解
则可知该十肽第四位为-Arg-处理该十肽后产生一个八肽和一个二肽,溴化氰只断裂由Met残基的羧基参加形成的肽键,(4);
故该十肽第八位为-Met-,用单字母表示二肽为NP即-Asn-Pro-,说明该十肽第八位或第二位为-Met-;
等疏水氨基酸残基的羧基端肽键,处理该十肽后,产生TyrTrp)胰凝乳蛋白酶断裂Phe、和(5;
Phe说明该十肽第三位、第六位或第七位为Trp或两个三肽和一个四肽,
末端氨基酸残疾结构式为:
N-末端,根据其反应规律,可得N-6()一轮Edman降解分析
,可知此为Ser-NH-CH(-CHOH)-C(=O)-,还原为-NH-CH(-CHOH)-COOH-22
)可知该十肽的氨基酸序列为:
()()()()()结合(1、2、3、4、5、66
Ser-Glu-Tyr-Arg-Lys-Lys-Phe-Met-Asn-Pro
8、一个四肽,经胰蛋白酶水解得两个片段,一个片段在280nm附近有强的光吸收,并且Pauly反应和坂口反应(检测胍基的)呈阳性。
另一片段用溴化氰处理释放出一个与茚三酮反应呈黄色的氨基酸。
写出此四肽的氨基酸序列。
[YRMP]
胰蛋白酶酶专一水解Lys和Arg残基的羧基参与形成的肽键,故该四肽中含Lys或Arg;
一肽段在280nm附近有强光吸收且Pauly反应和坂口反应(检测胍基的)呈阳性,说明该肽段含Tyr和Arg;
溴化氰专一断裂Met残基的羧基参加形成的肽键,又因生成了与茚三酮反应呈黄色的氨基酸,故该肽段为-Met-Pro-;
所以该四肽的氨基酸组成为Tyr-Arg-Met-Pro,即YRMP。
9蜂毒明肽(apamin)是存在蜜蜂毒液中的一个十八肽,其序列为CNVRAPETALCARRCOOH,已知蜂毒明肽形成二硫键,不与碘乙酸发生反应,
(1)问此肽中存在多少个二硫键?
(2)请设计确定这些(个)二硫键位置的策略。
[
(1)两个;
(2)二硫键的位置可能是1-3和11-15或1-11和3-15或1-15和3-11,第一种情况,用胰蛋白酶断裂将产生两个肽加Arg;
第二种情况和第三种,将产生一个肽加Arg,通过二硫键部分氧化可以把后两种情况区别开来。
]
10、叙述用Mernfield固相化学方法合成二肽Lys-Ala。
如果你打算向Lys-Ala加入一个亮氨酸残基使成三肽,可能会掉进什么样的“陷坑”?
第五章蛋白质的三维结构
提要每一种蛋白质至少都有一种构像在生理条件下是稳定的,并具有生物活性,这种构像称为蛋白质的天然构像。
研究蛋白质构像的主要方法是X射线晶体结构分析。
此外紫外差光谱、荧光和荧光偏振、圆二色性、核磁共振和重氢交换等被用于研究溶液中的蛋白质构像。
稳定蛋白质构像的作用有氢键、范德华力、疏水相互作用和离子键。
此外二硫键在稳定某些蛋白质的构像种也起重要作用。
多肽链折叠成特定的构像受到空间上的许多限制。
就其主链而言,由于肽链是由多个相邻的肽平面构成的,主链上只有α-碳的二平面角Φ和Ψ能自由旋转,但也受到很大限制。
某些Φ和Ψ值是立体化学所允许的,其他值则不被允许。
并因此提出了拉氏构像,它表明蛋白质主链构象在图上所占的位置是很有限的(7.7%-20.3%)。
蛋白质主链的折叠形成由氢键维系的重复性结构称为二级结构。
最常见的二级结构元件有α
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