武汉大学生科院张楚富教授--学习指导及习题解答

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1、武汉大学生科院武汉大学生科院张楚富教授等原作！非常感谢!第二章氨基酸和蛋白质的一级结构基本内容蛋白质含有20种标准氨基酸，这些氨基酸在它们的a碳原子上分别含有一个氨基、一个竣基和一个侧链基团（或称R基团）。除甘氨酸外，所有其它氨基酸的a碳原子都是一个不对称的碳原子，即手性碳原子。蛋白质中的所有氨基酸都是L-型的。20种标准氨基酸可以根据它们侧链的结构分为含脂肪绘基的氨基酸、含芳香基的氨基酸、含硫的（或含疑基的、或含酰胺基的）氨基酸。如果根据它们的侧链极性（或在生理pH下的解离），可分为侧链非极性氨

2、基酸、侧链不带电荷的极性氨基酸和侧链解离带正电荷或负电荷的氨基酸。氨基酸侧链的性质对于决定蛋白质的性质、结构和功能来说是很重要的。氨基酸的a-氨基和a-竣基都是可解离的基团，它们的解离取决于介质的pH。在生理pH下，a-氨基解离带正电荷（-NH3+）,a-竣基解离带负电荷（-COO-）；侧链可解离基团的解离取决于它们的pK值和介质的pHo氨基酸的解离性质是建立分离和分析氨基酸的方法的基础，它们的解离也影响蛋白质的性质、结构和功能。分离分析氨基酸的主要方法是离子交换法以及电泳法。蛋白质是由氨基酸借肽

3、键连接而成多聚物。在蛋白质多肽链中，肽键是唯一的共价键，由一个氨基酸的a-竣基和相邻氨基酸的a-氨基脱水缩合而成。在多肽链中，氨基酸残基的顺序称为蛋白质的一级结构。蛋白质是生物大分子，虽然它们具有与氨基酸相似的解离性质，但这一性质却比氨基酸复杂。蛋白质的许多重要的性质，例如，溶解性、极性、带电性质、分子大小以及配体亲和性等，是构成分离分析它们的方法的基础。离子交换法、凝胶过滤法、亲和层析法、超速离心法以及各种电泳法是常用的方法。蛋白质一级结构的测定通常采用这样的程序，即纯净样品的末端分析、氨基酸组

4、成分析、专一性酶或化学试剂进行部分水解、Edman降解法测定肽碎片的氨基酸残基的顺序以及片段重叠。末端分析常有丹磺酰氯法和二硝基氟苯法；肽链的部分水解一般是有胰蛋白酶法、胰凝乳蛋白酶法以及漠化氟法。氨基酸顺序的分析能揭示不同来源的蛋白质彼此之间的进化关系，亦为分子病的诊断提供可靠的依据。第二章氨基酸和蛋白质的一级结构习题2-1.图2—1的滴定曲线描述了谷氨酸的电离。请回答下列问题：①指出三个pK'a的位置；②指出G1u—和Giu=各一半时的pH；③指出谷氨酸总是带净正电荷的pH范围；④指出Glu土

5、和Glu—能作为一种缓冲液的共轨酸碱对的pH范围.图2-1谷氨酸的酸-碱滴定曲线2-2.为什么甘氨酸处在等电点时是以偶极离子的形式存在，而不是以完全不带电荷的形式存在？处在等电点时，其完全不带电荷的形式是多少？2-3.甘氨酸是乙酸甲基上的氢被氨基取代生成的，但是，甘氨酸竣基的pK'a值比乙酸竣基pK'a低。为什么？2-4.在pH9.0时，计算赖氨酸的两性离子、阳离子以及阴离子所占的比例。已知赖氨酸三个可电离基团a-COOH,a-NH3+和£-NH3+的pK'a值分别为2.18、&95和10.53。

6、2-5.用强酸型阳离子交换树脂分离下述每对氨基酸，当用PH7.0的缓冲液洗脱时，下述每对中先从柱上洗脱下来的是哪种氨基酸？①天冬氨酸和赖氨酸；②精氨酸和甲硫氨酸；⑧谷氨酸和绳氨酸;④甘氨酸和亮氨酸；⑤丝氨酸和丙氨酸。2-6.计算出由Ala、Gly、His、Lys和Vai所构成的可能的五肽数目。2-7.在大多数氨基酸中，a-COOH的pK'a值都接近2.0,a-NH3+的pK'a值都接近9.0。但是，在肽中，a-C00H的pK'a值为3.8,而a-NH3+的pK'a比值为7.8。你能解释这种差别吗？

7、2-8.某蛋白质用凝胶过滤法测定的表观分子量是90kD；用SDS-PAGE测定时，它的表观分子量是60kD,无论2-疏基乙醇是否存在。哪种测定方法更准确？为什么？2-9.一种分子量为24,000、pl为5.5的酶被一种分子量类似、但pl为7.0的蛋白质和另外一种分子量为100,000、pl为5.4的蛋白质污染。提出一种纯化该酶的方案。2-10.下面的数据是从一个八肽降解和分析得到的，其组成是：Ala、Gly2、Lys、Met、Ser,Thr、Tyr。该八肽用CNBr处理，得到：①Ala、Gly、L

8、ys>Thr；②Gly、Met、Ser>Tyr用胰蛋白酶处理，得到：①Ala、Gly；②Gly、Lys、Met、Ser^Thr、Tyr用糜蛋白酶处理，得至U：①Gly、Tyr；②Ala、Gly、Lys、Met、Ser、Thr经分析，N-末端残基是：GlyC-末端残基是：Gly请确定该肽的氨基酸顺序。第二章氨基酸和蛋白质的一级结构解答:2-1解答：①三个pK'a的位置如图2—4所示图2-4谷氨酸的酸-碱滴定曲线显示出它的三个pK'a的位置以及它在不同pH下的电离状态①Glu—和6山=