生物化学-练习题

1 生物化学 上 练习题 1 1 甘氨酸的酸碱性质与滴定曲线的关系 0 1mol L 的 100ml 甘氨酸溶液在 pH1 72 时用 2mol L NaOH 滴定 检 测到的 pH 结果制成图表 如下所示 滴定曲线上的关键点由 I 到 V 标示 对于 1 到 10 的每种叙述 确定滴定中适当的关键点 并简短地说明理由 20 分 1 此时 H3N CH2 COOH 占优势 2 甘氨酸的平均电荷数是 1 2 3 半数氨基酸离子化 4 pH 等于羧基的 pKa 5 pH 等于氨基的 pKa 6 甘氨酸的平均净电荷数是 0 7 羧基被完全滴定 第一个平衡点 8 H3N CH2 COOH H3N CH2 COO 50 50 的混合物 9 等电点 10 滴定终点 2 牛血清白蛋白中的色氨酸数量 对氨基酸的定量分析显示牛血清白蛋白 BSA 含有质量比为 0 58 的色氨 酸 相对分子质量 203 10 分 1 计算 BSA 的最小相对分子质量 假设每个分子只有一个色氨酸 35000 2 经凝胶过滤确定 BSA 相对分子质量约为 70 000 1 分子牛血清白蛋白中有几个色氨酸 两个 3 多肽的溶解性 分离多肽的方法之一是利用它们的不同溶解性 大的多肽在水中的溶解性取决于侧链 R 基 团的相对极性 特别是离子化基团的数量 离子化基团越多 多肽越容易溶解 以下各对多肽在哪个特定的 pH 下更易溶解 8 分 1 pH7 0 时的 Gly 20 和 Glu 20 Glu 20带电荷多 2 pH7 0 时的 Lys Ala 3 和 Phe Met 3 Lys Ala 3 Ala 侧链电离 3 pH3 0 时的 Ala Ser Gly 5 和 Asn Ser His 5 Asn Ser His 5 Asn 极性 His 电离 Asp 极端条件下电 离 4 pH3 0 时的 Ala Asp Gly 5 和 Asn Ser His 5 Asp Ser His 4 比较丙氨酸和多聚丙氨酸的 pKa 值 丙氨酸的滴定曲线显示两个功能团的电离 pKa 分别是 2 34 和 9 69 分别对 应于羧基和氨基的解离 对于 2 个 3 个或更大的丙氨酸寡肽 虽然实验 pKa 值不同 但也显示仅有两个电力 功能团 pKa 值的变化趋势示于表中 9 分 氨基酸或肽pK1pK2 Ala2 349 69 Ala Ala3 128 30 Ala Ala Ala3 398 03 Ala Ala n Ala n 43 427 94 2 1 画出 Ala Ala Ala 的结构式 确定 pK1和 pK2相应的功能团 2 为什么随着 Ala 残基的增多 pK1上升 3 为什么随着 Ala 残基的增多 pK2下降 5 肽键的性质 在结晶多肽的 X 射线衍射研究中 Linus Pauling 和 Robert Corey 发现肽键 C N 的长度 1 32 介于 典型的 C N 单键 1 49 和双键 1 27 之间 他们发现肽键呈平面结构 连接在 C N 基团上的所有 4 个原子都定 位在同一平面上 连接在 C N 基团上的两个 碳原子互为反式 肽键的相反两侧 6 分 1 肽基团中 C N 键的键长表明它的强度和键级 单键 双键或是三键 是多少 2 关于 C N 键转动的容易程度 Pauling 和 Corey 的观察告诉了我们什么 6 pH 对 螺旋二级结构的影响 一条多肽链的 螺旋解旋成无规则卷曲的过程伴随着旋光度的锐减 多聚 Glu 肽链仅含 L 谷氨酸残基 在 pH3 时具有 螺旋的构象 然而 当 pH 升至 7 时 溶液的旋光度锐减 多 聚赖氨酸 L 赖氨酸 也有类似情况 在 pH 10 时以 螺旋存在 但当 pH 降至 7 时比旋光度也会降低 如 下图所示 10 分 如何解释 pH 变化对多聚谷氨酸和多聚赖氨酸构象的影响 为什么转变发生在如此狭窄的 pH 范围内 二级结构 五种 带电荷 排斥 链解旋 电荷逆转 结构改变 7 血红蛋白对氧的亲和 在体外 用下列方法处理 对血红蛋白与氧的亲和力有什么影响 15 分 1 pH 从 7 0 增加到 7 4 别构剂 增大 2 CO2分压从 10torr 增加到 40torr 别构抑制剂 减小 3 O2从 60torr 降低到 20torr 别构激活剂 减小 4 2 3 二磷酸甘油酸从 8 10 4mol L 下降到 2 10 4mol L 别构抑制剂 增大 5 2 2亚基解聚 减小 结合类似于肌红蛋白 氧合能力增强 8 保持玉米的甜味 新采摘的玉米的甜味是由于籽粒中蔗糖的含量高 由于采摘后一天内大约 50 的游离蔗 糖被转化成淀粉 所以采摘后几天的玉米便失去了甜味 为了保持新鲜玉米的甜味 可以将带皮玉米穗浸泡在 沸水中几分钟然后进行冷却 玉米经过这样的加工并贮存可以保持甜味 这个过程的生化基础是什么 5 分 结构 3 9 防止酶的热变性 如果加热酶溶液 随着加热时间增加酶逐渐失去催化活性 将己糖激酶置于 45 下 12min 其活性会丧失 50 同样情况下 如果它的一种底物大量存在时 己糖激酶酶活性的损失只有 3 为 什么底物的存在可以组织己糖激酶的热变性 5 分 活性中心 底物结合 保护 10 一个前列腺素合成中酶的特性 前列腺素是脂肪酸衍生物 属于 20 烷类 对脊椎动物组织有许多极其重 要的作用 前列腺素与发热 炎症及疼痛有关 它来源于 20 碳脂肪酸 花生四烯酸 这步反应是前列腺素内过 氧化物合成酶催化的 这个酶是环加氧酶 利用氧将花生四烯酸转变成 PGG2 PGG2 是许多不同前列腺素的直 接前体 20 分 1 下面给出了前列腺素内过氧化物合成酶的的动力学数据 通过前两栏数据 计算酶的 Vmax 和Km 2 异丁基苯丙酸 布洛芬 是前列腺素内过氧化物合成酶的抑制剂 它通过抑制前列腺素的合成来缓解 炎症和疼痛 利用表第一栏和第三栏的数据确定布洛芬对前列腺素内过氧化无酶的抑制类型 花生四烯酸 PGG2 的生成速率在含 10mg ml 布洛芬的 mmol L 1 mmol L 1 min 1 条件下 PGG2 的生成速率 mmol L 1 min 1 0 523 516 67 1 032 225 25 1 536 930 49 2 541 837 04 3 544 038 91 4 1 多肽的静电荷数 一个多肽有如下序列 Glu His Trp Ser Gly Leu Arg Pro Gly a pH3 pH8 pH11 时分子的净带电数 利用 page21 表 2 3 中的 pKa 值 b 计算此肽的 pI 2 胃蛋白酶的等电点 胃蛋白酶是几个胃相关腺体分泌的消化酶 以较大的酶原形式存在 的名称 这些腺体 也分泌盐酸 用以溶解食物颗粒并使胃蛋白酶能够酶切各种蛋白质因子 产生的食物混合物 HCl 和消化酶称 作食糜 pH 接近 1 5 胃蛋白酶的 pI 大约是 1 据此推断 它一定具有什么功能团 有蛋白质中的哪些氨基酸 提供 含酸性氨基酸的基团 天冬氨酸 谷氨酸 3 组蛋白的等电点 组蛋白发现于真核细胞的细胞核中 与 DNA 紧密结合 DNA 分子中含有许多磷酸集团 组蛋白的 pI 很高 约为 10 8 组蛋白中哪些氨基酸的量相对较多 这些残基如何促使组蛋白与 DNA 结合 碱性氨基酸 组氨酸 精氨酸 赖氨酸 磷酸基团 失去电荷 带负电 形成离子键 4 纯化一个酶 一位生物化学家发现并纯化了一个新酶 纯化过程如下表 步骤总蛋白量 mg活力 u 1 抽提物20 0004 000 000 2 沉淀 盐析 5 0003 000 000 3 沉淀4 0001 000 000 4 离子交换层析200800 000 5 亲和层析50750 000 6 大小排阻层析45675 000 a 从表中所列信息计算每步纯化后酶溶液的比活力 注意单位 b 哪个纯化步骤的效率最高 即纯度相对增加最多 c 哪个步骤的纯化效率最低 d 在经历了 6 步纯化后 从表中所列的结果能证实酶已经纯了吗 还可以做什么来估测所制备的酶的纯度 5 pKa