生物化学练习及思考题问答题参考答案 - 图文

生物化学练习及思考题——问答题参考答案

蛋白质

一、 名词解释：（自己在教材中找答案）

氨基酸的等电点、蛋白质的变性与复性、蛋白质的变构效应、层析技术、两性离子 必需氨基酸、 一级结构、二级结构、三级结构、四级结构 二、全章问答题：

1、写出组成蛋白质的氨基酸的结构通式，根据R基团的极性性质，蛋白质氨基酸可以分为几类，各有哪些氨基酸。 ?-氨基酸的通式??

2、 简述氨基酸α-NH2参加的主要化学反应。

（1）亚硝酸盐反应，生成氮气，可以计算氨基酸的量 （2）酰化反应：氨基酸与5-(二甲胺基)萘-1-磺酰氯(DNS-Cl)反应，生成DNS-氨基酸。

丹磺酰-氨基酸有很强的荧光性质，1963年，Giray和Hartley将该反应用于多肽链N末端氨基酸的鉴定

（3）烃基化反应：

1）与2,4-二硝基氟苯（DNFB）反应

在酸性条件下水解，得到黄色DNP-氨基酸。该产物能够用乙醚抽提分离。不同的DNP-氨基酸可以用色谱法进行鉴定。1955年，Sanger首先用该反应鉴定多肽或蛋白质的N-端氨基酸

2） 与苯异硫氰酸酯（PITC）反应

生成的苯乙内酰硫脲衍生物(PTH-AA) 是无色的，可用层析法加以分离鉴定。瑞典的Edman用该反应鉴定N-端氨基酸。

（4）形成西佛碱反应：在生物体内，氨基酸分子中的氨基在某些酶的催化下，可与

醛酮反应生成弱碱性的西佛碱（Schiff’ base） C=N-。

（5）脱氨基反应：脱去氨基生成α-酮酸。

3、蛋白质为什么能形成稳定的胶体溶液？

水化膜和双电层

4、试述蛋白质的空间结构的构建。

5、举例说明蛋白质的结构与功能的关系

（1）、一级结构决定决定蛋白质的功能(1分)

1）同功能蛋白质中氨基酸顺序具有种属差异(1分) 2）一级结构相同的蛋白质的功能也相同(1分) 3）一级结构上的细微变化可直接影响其功能(1分) （2）、高级结构与功能的关系

1）蛋白质高级构象破坏，功能丧失(2分) 天然蛋白质在构象上的亚稳定性的，当天然蛋白质受到某些物理因素和化学因素的影响，使其分子内部原有的高级构象发生变化时，蛋白质的理化性质和生物学功能都随之改变或丧失，但并未导致其一级结构的变化，——变性；蛋白质的变性作用如果不过于剧烈，则是一种可逆过程，变性蛋白质通常在除去变性因素后，可缓慢地重新自发折叠成原来的构象，恢复原有的理化性质和生物活性——复性。

2）蛋白质在表现生物功能时，构象发生一定变化(2分)

别构效应：又称变构效应，是指寡聚蛋白与配基结合，改变蛋白质构象，导致蛋白质生物活性改变的现象

6、根据蛋白质的理化性质，详细阐述蛋白质分离提纯的一般步骤和主要方法？

答：蛋白质分离纯化的一般步骤包括1．样品前处理、粗分级分离和纯化。根据蛋白质的性质，蛋白质分离纯化的方法有： （1） 根据分子大小不同的纯化方法

1）透析和超过滤

2）密度梯度离心：物质大小和密度不同，经密度梯度离心后，每种蛋白质颗粒沉降到与自身密度相等的介质密度梯度时即停止。如蔗糖梯度、聚蔗糖(Ficoll)梯度。

3）凝胶过滤(分子排阻层析)：比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内，比网孔小的分子能不同程度地自由出入凝胶珠的内外。于是，大分子物质先被洗脱，小分子物质后被洗脱。

（2）利用溶解度差别的纯化方法

1）等电点沉淀：等电点溶解度最小

2）盐析 ：在蛋白质溶液中加入大量中性盐，以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋白质沉

淀，称为盐析。

3）有机溶剂分级分离法 ：甲醇、乙醇、丙酮等均可沉淀蛋白质。①脱水作用；②使水的介电常数降低，蛋白质溶解度降低。一般预先将有机溶剂冷却到-40?C?-60?C，可防止变性。

（3） 根据电荷不同的纯化方法

1）电泳：不同的蛋白质分子所带电荷及电荷量不同，且分子大小也不同，故在电场中的移动速度也不同。

2)离子交换层析 ：用于蛋白质分离纯化的离子交换剂多为纤维素离子交换剂。溶液的pH决定离子交换剂与蛋白质的解离程度。

（4）利用选择性吸附和特异亲和力的纯化方法

利用吸附层析力和解吸性质不同达到分离。如亲和层析：利用待纯化的分子和杂质分子与吸附剂之间的吸附能：利用蛋白质分子对配体特有的识别能力建立的纯化方法。

核酸

1. 试比较DNA 和RNA在化学组成、分子结构、分布和生物学功能等方面的主要特点。

2. 简述DNA双螺旋结构的主要特点

（1）DNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链(简称DNA单链)组成。两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构。螺旋中的两条链方向相反。

（2）嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。碱基环平面与螺旋轴垂直，糖基环平面与碱基环平面成90°角。

（3）螺旋横截面的直径约为2 nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为3.4 nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺矩（即螺旋旋转一圈）高度为34 nm。 （4）两条DNA链相互结合以及形成双螺旋的力是链间的碱基对所形成的氢键。A和T

之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。在DNA分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的总数相等

3. 何谓核酸变性和复性，简述影响Tm和复性速度的主要因素。

(1) 核酸的变性： 核酸的变性是指核酸双螺旋区的多聚核苷酸链间的氢键断裂，变成单链结构的过程。变性核酸将失去其部分或全部的生物活性。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结构(碱基顺序)保持不变。

(2) 核酸的复性： 变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为复性。 影响Tm因素：

（1）G-C含量：高——Tm值越大

（2）溶液中的离子强度：大——Tm值越大 （3） 溶液的pH：小——Tm值越大 (4) 变性剂：破坏氢键使Tm值减小。 影响复性速度的主要因素：

（1） 单链片段的浓度：大——快 （2） 单链片段的大小：小——快 （3） 片段内的重复序列：多——快

（4) 溶液的离子强度：大——快（消除磷酸的负电斥力）

4. 简述tRNA二级结构的组成特点。

tRNA二级结构呈三叶草型，分别由氨基酸臂等四臂及二氢尿嘧啶环、反密码环和TΨC环组成。在氨基酸臂的有共同的CCA-3’端，整个分子组成中含有较多的稀有碱基。反密码环上的反密码子决定了所携带的氨基酸种类，

5. 用1mol/L的KOH溶液水解核酸，两类核酸（DNA及RNA）的水解有何不同? 答：RNA几乎完全水解，生成2?-或3?-磷酸核苷。

酶

五、简答题：

1、简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其特点？ （1）酶与一般催化剂的共同点：

? 在反应前后没有质和量的变化； ? 只能催化热力学允许的化学反应；

? 只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。 （2）酶作用的特点条件 ? 温和：常温、常压、pH=7；

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? 高效率：反应速度提高10～10，比普通催化剂提高10～10； ? 专一性：即酶只能对特定的一种或一类底物起作用

绝对专一性：有些酶只作用于一种底物，催化一个反应， 相对专一性：作用结构相近的一类底物。包括键专一性和簇 （基团）专一性。

立体异构专一性：这类酶不能辨别底物不同的立体异构体，只 对其中的某一种构型起作用。

? 易变敏感性：受各种因素影响，在活细胞内受到精密严格调控。 ——可调节性

2、抑制剂对酶的抑制作用分为几种类型？举例说明 抑制剂对酶的抑制有不可逆抑制和可逆抑制。

不可逆抑制：酶的某些基团以共价键的方式结合。必须通过其他的化学反应才能把抑制剂从酶分子上除去。该抑制作用是因为降低了酶的Vmax。不可逆抑制剂有：有机磷、有机汞、有机砷、氰化物、烷化剂等化合物。如有机磷化合物能同酶蛋白分子中的或酶活性中心上的ser残基的侧链-OH结合，从而抑制酶活性。

可逆抑制抑制剂以非共价键与酶结合，造成酶活性的暂时丧失，可用透析等简单方法除去而使酶活性完全或部分恢复，称为可逆抑制。

可逆抑制作用包括竞争性、非竞争性、反竞争性抑制。如磺胺类药物对二氢叶酸合成酶的竞争性抑制。

3、写出米氏方程，并说明什么是Km值及其意义。 米氏方程：

V=Vmax [S]Km + [S]Km 值本身的含义是：酶反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。 Km 值的意义：

① 不同的酶具有不同Km值，它是酶的一个重要的特征物理常数。

Km值只是在固定的底物，一定的温度和pH条件下，一定的缓冲体系中测定的，不同条件下具有不同的Km值。

② Km值表示酶与底物之间的亲和程度：

Km值大表示亲和程度小，酶的催化活性低; Km值小表示亲和程度大，酶的催化活性高。

③、Km可判断酶专一性和最适底物：Km值最小的底物为最适底物。 ④、Km帮助推断某一代谢反应的方向和途径。

⑤、已知Km，可计算出某一底物浓度时，其反应速率相当于Vmax的百分率。 ⑥、可用来确定测定酶活性时所需的底物浓度。

4、简述结合蛋白酶的分子组成及其功能特点

５.比较三种可逆抑制作用的特点？

(1) 竟争性抑制

某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竟争与酶活性中心结合。 动力学特点：反应速度下降 :Km增加;Vmax不变

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