第一章 蛋白质的结构与功能

[本章要求]

1.了解蛋白质是生命活动的物质基础的含义,掌握蛋白质的重要生理功能。

2.熟记蛋白质元素组成特点,多肽链的基本组成单位-L,α氨基酸,掌握肽键与肽链,了解医学上重要的多肽。

3.掌握蛋白质的构象。掌握蛋白质的一、二、三、四级结构的概念。 4.结合实例论述蛋白质结构与功能的关系。 5.熟记蛋白质重要的理化性质及有关的基本概念。

6.了解蛋白质的分离、纯化及结构分析。 [内容提要]

蛋白质是细胞组分中含量最丰富、功能最多的高分子物质。酶、抗体、多肽激素、转运蛋白、收缩蛋白以及细胞的骨架结构均为蛋白质。几乎在所有的生物过程中起着关键作用。

蛋白质的基本组成单位是氨基酸。构成天然蛋白质的氨基酸有二十种,分为非极性、疏水性氨基酸；极性、中性氨基酸；酸性氨基酸和碱性氨基酸。氨基酸借助肽键连接成多肽链。多肽链是蛋白质分子的最基本结构形式。多肽链中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构。蛋白质分子中的多肽链经折叠盘曲而具有一定的构象称为蛋白质的高级结构。又分为二、三、四级结构。二级结构是指局部或某一段肽链的空间结构，也就是肽链某一区段中主链骨架原子的相对空间位置。包括α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲。三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,也就是整条肽链的三维结构。四级结构是由两条或两条以上的多肽链借助次级键连接而成的结构。维持蛋白质空间结构的次级键有氢键、离子键、疏水键及范德华力。蛋白质在某些理化因素的作用下,其空间结构会发生改变,从而使其理化性质发生改变,生物学活性丧失,这称为蛋白质的变性作用。用某些方法可使蛋白质从溶液中析出,称为沉淀。

蛋白质按形状分类可分为球状蛋白质和纤维状蛋白质。

肌红蛋白和血红蛋白属于球状蛋白质。其功能均为运输或贮存O2。肌红蛋白由一条多肽链组成；血红蛋白由四条多肽链(两条α-肽链,两条β-肽链)组成。血红蛋白的氧解离曲线为S型而肌红蛋白的氧解离曲线为直角双曲线。

用盐析及丙酮沉淀、电泳、透析、层析、分子筛及超速离心等方法可将蛋白质分离与纯化。用一定的方法可分析出多肽链中氨基酸的排列顺序。

测 试 题 一、单项选择题

1.测得某一蛋白质样品的含氮量为0.40g,此样品约含蛋白质多少克?

A.2.00g B.2.50g C.6.40g D.3.00g E.6.35g

1

2.含有两个羧基的氨基酸是：

A.Cys B.Glu C.Asn D.Gln E.Lys

3.在生理条件下,下列哪种氨基酸残基的侧

链所带的正电荷最多？

A.Cys B.Glu C.Lys D.Thr E.Ala

4.下列哪种氨基酸为环状亚氨基酸?

A.Gly B.Pro C.Trp

D.Tyr E.Lys

5.蛋白质分子中维持一级结构的主要化学键是：

A.肽键 B.二硫键 C.酯键 D.氢键

E.疏水键

6.在中性条件下混合氨基酸在溶液中的主

要存在形式是：

A.兼性离子 B.非极性分子

C.带单价正电荷 D.疏水分子 E.带单价负电荷

7.蛋白质的一级结构及高级结构决定于：

A.分子中氢键 B.分子中盐键

C.氨基酸组成和顺序 D.分子内部疏水键 E.亚基

8.血清蛋白(PI为4.7)在下列哪种PH值溶

液中带正电荷?

A.PH4.0 B.PH5.0 C.PH6.0 D.PH7.0 E.PH8.0

9.蛋白质合成后修饰而成的氨基酸是： A.脯氨酸 B.胱氨酸 C.赖氨酸 D.蛋氨酸 E.天门冬氨酸 10.蛋白质变性是由于：

A.氨基酸排列顺序的改变 B.氨基酸组成的改变 C.肽键的断裂

D.蛋白质空间构象的破坏

2

E.蛋白质的水解

11.蛋白质在280nm处有最大光吸收，主要

是由下列哪组结构引起的？

A.组氨酸的咪唑基和酪氨酸的酚基 B.酪氨酸的酚基和色氨酸的吲哚环 C.酪氨酸的酚基和苯丙氨酸的苯环 D.色氨酸的吲哚环和苯丙氨酸的苯环 E.苯丙氨酸的苯环和组氨酸的咪唑基 12.蛋白质溶液的稳定因素是：

A.蛋白质溶液有分子扩散现象 B.蛋白质在溶液中有“布朗”运动 C.蛋白质分子表面带有水化膜和同种电荷

D.蛋白质溶液的粘度大 E.蛋白质分子带有电荷

13.蛋白质变性不包括：

A.氢键断裂 B.肽键断裂 C.疏水键断裂 D.盐键断裂 E.二硫键断裂

14.关于蛋白质等电点的叙述下列哪项是正

确的?

A.在等电点处蛋白质分子所带净电荷为零 B.等电点时蛋白质变性沉淀 C.不同蛋白质的等电点相同 D.在等电点处蛋白质的稳定性增加 E.蛋白质的等电点与它所含的碱性氨基酸的数目无关 15.维持蛋白质分子二级结构的主要化学键

是：

A.氢键 B.二硫键 C.疏水键 D.离子键 E.磷酸二酯键

16.天然蛋白质中不存在的氨基酸是：

A.脯氨酸 B.半胱氨酸 C.蛋氨酸 D.丝氨酸 E.瓜氨酸

17.有一混合蛋白质溶液,各种蛋白质的PI

为4.6；5.0；5.3；6.7；7.3。电泳时欲使其中4种泳向正极，缓冲液的PH应

该是

A.4.0 B.5.0 C.6.0 D.8.0 E.7.0

18.下列关于蛋白质结构叙述中,不正确的

是：

A.α-螺旋是二级结构的一种

B.靠亚基的聚合和解聚改变生物学活性 C.依赖肽键维系四级结构的稳定性 D.在两条或两条以上具有三级结构多肽链的基础上,肽链进一步折叠、盘曲形成

E.每条多肽链都具有独立的生物学活性 B.无规卷曲是在一级结构基础上形成的 25.关于蛋白质的四级结构正确的是： C.只有二、三级结构才能决定四级结构 A.亚基的种类、数目都不定 D.一级结构决定二、三级结构 B.一定有种类相同、而数目不同的亚基E.三级结构即具有空间构象

19.使蛋白质和酶分子显示巯基的氨基酸是：

A.赖氨酸 B.半胱氨酸 C.胱氨酸 D.蛋氨酸

E.谷氨酸

20.蛋白质多肽链具有的方向性是：

A.从5＇端到3＇端 B.从3＇端到5＇端

C.从N断到C端 D.从C端到N端 E.以上都不是

21.α螺旋每上升一圈相当于氨基酸残基的

个数是： A.4.8 B.2.7 C.3.6 D.3.0 E.2.5 22.组成蛋白质的基本单位是：

A.L-β氨基酸 B.D-β氨基酸 C.D-α氨基酸 D.L-α氨基酸 E.L,D-α氨基酸

23.关于蛋白质分子三级结构的描述,其中

错误的是：

A.具有三级结构的多肽链都具有生物学活性

B.决定盘曲折叠的因素是氨基酸残基 C.亲水基团多聚集在三级结构的表面 D.三级结构的稳定性主要是次级键维系 E.天然蛋白质分子均具有这种结构 24.具有四级结构的蛋白质特征是：

A.分子中必定含有辅基

3

数

C.一定有多个相同的亚基 D.一定有多个不同的亚基

E.一定有种类不同、而数目相同的亚基数 26.下列正确描述血红蛋白(Hb)概念是：

A.是含有铁卟啉的单亚基球蛋白 B.血红蛋白氧解离曲线为S型

C.1个血红蛋白可与1个氧分子可逆结 合 D.血红蛋白的功能与肌红蛋白相同 E.血红蛋白不属于变构蛋白

27.在饱和硫酸铵状态下析出的蛋白质是：

A.清蛋白 B.纤维蛋白原

C.γ-球蛋白 D.α1-球蛋白 E.β-球蛋白

28.有一蛋白质水解产物在PH＝6用阳离子

交换剂层析时,第一个被洗脱下来的氨基酸是：

A.Val(pI 5.96) B.Asp(pI 2.77) C.Lys( pI 9.74 ) D.Tyr(pI 5.66) E.Arg( pI 10.76) 29.以下属于分子伴侣的是：

A.胶原蛋白 B.细胞色素C

C.RNaseA

D.热休克蛋白(heat shock protein) E.谷胱甘肽(GSH) 30.蛋白质沉淀、变性和凝固的关系,下面叙

述正确的是：

A.变性蛋白不一定失去活性 B.变性蛋白一定要凝固 C.蛋白质沉淀后必然变性 D.变性蛋白一定沉淀 E.蛋白质凝固后一定变性

31.一个含有葡萄糖、N-乙酰谷氨酸、天冬

氨酸、精氨酸和丙氨酸的溶液,在PH＝6条件下通过阴离子交换树脂,被保留最

多的是：

A.精氨酸 B.天冬氨酸 C.丙氨酸 D.葡萄糖 E.亮氨酸

32.向卵清蛋白溶液中加入0.1N NaOH使溶

液呈碱性,并加热至沸后立即冷却,此时

A.蛋白质变性沉出 B.蛋白质水解为混合氨基酸 C.蛋白质变性,但不沉出 D.蛋白质沉淀但不变性

E.蛋白质变性,冷却又复性

33.利用分子筛原理来分离蛋白质的技术

是：

A.阴离子交换层析 B.阳离子交换层析 C.凝胶过滤 D.亲和层析 E.透析

34.关于蛋白质变构,下列哪种叙述是错误

的?

A.氧对血红蛋白的作用属于正协同效应 B.氧对血红蛋白的作用属于负协同效应 C.氧与血红蛋白结合呈S型曲线 D.蛋白质变构效应是生物体内重要的代谢调节方式之一

E.氧是血红蛋白的变构剂 35.下列哪一条肽链不能形成螺旋?

A.Ala-Ile-Asn-Met-Val-Gln

B.Tyr-Trp-Val-Glu-Ala-Asn C.Asn-Pro-Ala-Met-Tyr-Ala D.His-Trp-Cys-Met-Gly-Ala

E.Met-lys-trp-his-phe-Ala

36.蛋白质分子中α-螺旋构象的特点是：

A.靠盐键维持稳定

B.肽键平面充分伸展

C.多为左手螺旋

D.螺旋方向与长轴垂直 E.以上都不是

37.多肽链中主链骨架的组成是：

A.－CHNOCHNOCHNO－ B.－CαONHαCONHCαONH－ C.－NCCNNCCNNCCN－ D.－CNHOCNHOCNHO－

E.－CNOHCNOHCNOH－

38.下面哪种方法沉淀出来的蛋白质具有生

物学活性？

A.重金属盐 B.盐析 C.苦味酸 D.常温下有机溶剂 E.强酸强碱 39.以下有关结构域的叙述正确的是:

A.结构域即亚基

B.通常在较小蛋白质分子中存在 C.与蛋白质分子整体以次极键相连结 D.与蛋白质分子整体以共价键相连结 E.以上都不是

40.可用于测定多肽N端氨基酸的试剂有:

A.甲酸 B.溴化氰 C.丹磺酰氯

D.β巯基乙醇 E.羟胺

二、多项选择题

1.侧链带羟基的氨基酸包括：

4

A.Ser B.Thr C.Phe D.Trp E.Tyr