【参考答案】

一、名词解释

1.分子中同时含有氨基和羧基的有机化合物（或分子中含有氨基的羧酸），叫氨基酸。包括脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸。在脂肪族氨基酸中，根据氨基的位置，可分为α、β、γ-氨基酸。其中α-氨基酸是构成蛋白质的基本单位，共有20种。除α-氨基酸外，细胞内还含有其他种类的氨基酸。

2.又叫伴娘蛋白，与一种新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物功能构象的蛋白质。但其自身不是成熟蛋白的组成成分。

3.基因突变导致蛋白质的一级结构发生改变，如果这种改变导致蛋白质生物功能的下降或丧失，就会产生疾病，这种病称为分子病。

4.氨基酸分子既含有酸性的—COOH，又含有碱性的—NH₂。前者能提供质子变成—COO^-，后者能接受质子变成。因此，被称为两性电解质。

5.使分子处于兼性分子状态，在电场中不迁移（分子的净电荷为零）的pH值，称为该分子的等电点。

6.在加热条件下，氨基酸或肽与茚三酮反应生成蓝紫色（与脯氨酸反应生成黄色）化合物的反应。

7.只含有氨基酸成分而不含有氨基酸以外成分的蛋白质。

8.除了含有氨基酸以外，还要有其他成分（辅助因子）的存在才能保证正常生物活性的蛋白质。

9.一个有机分子中各个原子特定的空间排布。这种排布不经过共价键的断裂和重新形成是不会改变的。

10.蛋白质的一级结构是指肽链中的氨基酸种类、数量和排列顺序，它是由编码它的基因决定的。不同蛋白质具有不同的一级结构。其内容包括：（1）多肽链的数目；（2）每一条多肽链中末端氨基酸的种类；（3）链内和链间二硫键的位置和数目；（4）多肽链中氨基酸的数目、种类和排列顺序。

11.在许多蛋白质分子中，可发现2个或3个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，称为模体。模体具有特征性的氨基酸排列顺序，并且同特定的功能相联系，例如锌指结构。

12.是在整体水平上研究细胞内所有蛋白质的组成及其动态变化规律的新兴学科。它以蛋白质组（即基因组表达的全部蛋白质）为研究对象，从更为深入的一个层次来认识生命活动的规律。

13.指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子或基团旋转所产生的原子或基团的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。

14. α-螺旋是蛋白质二级结构的一种方式，最早由Linus Pauling和Robert Corey根据氨基酸和小肽的X-射线晶体衍射图谱提出，指的是多肽链主链骨架围绕同一中心轴呈螺旋式上升，形成棒状的螺旋结构。

15.指二级结构的组合，已知的超二级结构有三种基本形式：αα，βαβ，βββ。二级结构是通过骨架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的。

16.在蛋白质三级结构内的独立折叠单元。结构域通常都是几个超二级结构单元的组合。

17.蛋白质分子处于它的天然折叠状态的三维构象。三级结构是在二级结构的基础上进一步盘绕、折叠形成的。三级结构主要是靠氨基酸侧链之间的疏水相互作用、氢键、范德华力和盐键（静电作用力）维持的。

18.是肽链主链上的重复结构。是由参与肽键形成的氮原子和碳原子以及它们的4个取代成分：羰基氧原子、酰胺氢原子和两个相邻的α-碳原子组成的一个平面单位。

19.多亚基蛋白质的三维结构，是蛋白质分子中亚基的种类、数量和空间排布及其相互作用，不涉及亚基本身的结构。实际上是具有三级结构的多肽链（亚基）以适当方式聚合所呈现出的三维结构。

20.肽链主链的肽键C—N具有双键的性质，因而不能旋转，使连接在肽键上的六个原子共处于一个平面上，此平面称为肽平面。

21.中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分子之间的力。当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之和时，范德华引力最强。强的范德华排斥作用可以防止原子相互靠近。

22.在蛋白质水溶液中，加入少量的中性盐，如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，会增加蛋白质分子表面的电荷，增强蛋白质分子与水分子的作用，从而使蛋白质在水溶液中的溶解度增大。这种现象称为盐溶。

23.在高浓度的盐溶液中，无机盐离子从蛋白质分子的水膜中夺取水分子，破坏水膜，使蛋白质分子相互结合而发生沉淀。这种现象称为盐析。

24.利用小分子经过半透膜可以扩散到水（或缓冲液）中而大分子不能通过半透膜的原理将小分子与生物大分子分开的一种分离纯化技术。

25.蛋白质可以形成各种各样的立体结构，即构象。在生理条件下，蛋白质表现出能量最低的稳定形态，是其发挥生物功能所必需的，称为天然构象。

26.又叫做变构效应，是指配基与寡聚蛋白质结合后改变了蛋白质的构象，从而导致蛋白质生物活性改变的现象。

27.别构效应的一种特殊类型，是亚基之间的一种相互作用。指寡聚蛋白的某一个亚基与配基结合时可以改变其他亚基构象，进而改变蛋白质生物活性的现象。协同效应有两种：正协同效应和负协同效应。

28.蛋白质最小的共价单位，又称为亚单位。它由一条肽链组成，也可以通过二硫键把几条肽链连接在一起组成。

29.在某些理化因素作用下，蛋白质的一级结构保持不变，空间结构发生改变，即由天然状态（折叠态）变成了变性状态（伸展态），从而引起生物功能的丧失以及物理、化学性质的改变，这种现象被称为蛋白质的变性。变性后的蛋白质在适当条件下可以恢复折叠状态，并恢复原有的生物活性，这种现象称为蛋白质的复性。

30.蛋白质与酚试剂反应生成蓝色物质，可用于蛋白质定量。该法称福林-酚法，又称Lowry法，是蛋白质定量的经典方法。

31.以凝胶为介质，在电场作用下分离蛋白质或核酸等分子的分离纯化技术。

32.按照在移动相（可以是气体或液体）和固定相（可以是液体或固体）之间的分配比例将混合成分分开的技术。

33.有些较大的球蛋白分子，往往由几个称作亚基（subunit）的亚单位组成，亚基本身都具有球状三级结构。亚基一般只包含一条多肽链，也有的由两条或两条以上二硫键连接的肽链组成。由几个亚基组成的蛋白称为寡聚蛋白（oligomeric protein）。

34.一种蛋白质分子在单位离心力场里的沉降速度为恒定值，被称为沉降常数（沉降系数），常用S表示。1S单位等于1×10^-13S。常用测得的S值可粗略表示质量未知的细胞器、亚细胞器、生物大分子的分子量大小。

35.利用共价连接有特异配体的层析介质分离蛋白质混合物中能特异结合配体的目的蛋白或其他分子的层析技术。

36.使用带有固定的带电基团的聚合树脂或凝胶层析分离离子化合物的层析方法。

二、填空题

1.氨基，羧基

2. 16，6.25

3.苯丙氨酸，酪氨酸，色氨酸

4.负极

5.组氨酸，半胱氨酸，蛋氨酸

6. α-螺旋结构，β-折叠结构

7. CO，NH，氢，0.54nm，3.6，0.15nm，右

8.脯氨酸

9.极性，疏水性

10.蓝紫色，黄色

11.肽键，二硫键，氢键，次级键，氢键，离子键，疏水键，范德华力

12.球状大分子表面的水化膜，球状大分子带有同性电荷

13.还原型谷胱甘肽，巯基，维持半胱氨酸残基处于还原状态

14.增加，盐溶，减小，沉淀析出，盐析，蛋白质分离

15.带电荷量，分子大小，分子形状，方向，速率

16.两性离子，最小

17. FDNB法（2，4-二硝基氟苯法），Edman降解法（苯异硫氢酸酯法）

18.沉降速度法，凝胶过滤法，SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法（SDS-PAGE法）

19.不动，向正极移动，向负极移动

20.两性离子，负

21. C_α—C，C_α—N

22.氢键

23.16471，65884

24. 50圈，27nm

25.生物活性，物理化学，溶解度

26.β-折叠，Gly，α-螺旋

27.肌红蛋白

28.共价键

29.六，二，四

30. 1

31. α-螺旋，β-折叠，β-转角，无规卷曲

32.单纯蛋白质，结合蛋白质，辅基

三、单项选择题

1. C　2. C　3. B　4. B　5. B　6. C　7. D　8. B　9. B　10. C　11. D　12. B　13. A　14. C　15. A　16. B　17. A　18. C　19. D　20. D　21. D　22. C　23. A　24. D　25. B　26. B　27. C　28. B　29. D　30. A　31. B　32. D　33. C　34. C　35. E　36. A　37. A　38. A　39. B　40. C　41. B　42. C　43. B　44. A　45. C　46. B　47. C　48. B　49. C　50. E　51. B　52. E　53. B　54. C　55. C　56. A　57. B　58. D　59. E　60. C　61. E　62. A　63. E　64. C　65. B　66. C　67. B　68. D　69. D　70. D　71. E　72. D　73. C　74. B　75. D　76. D

四、多项选择题

1. BCD　2. ABC　3. ABC　4. ABC　5. AB　6. ABCD　7. AC

五、判断题

1.错。一氨基一羧基氨基酸为中性氨基酸，其等电点为中性或接近中性，但氨基和羧基的解离度，即pK值不同。

2.对

3.错。生物体内的氨基酸大部分是不参与蛋白质组成的，这些氨基酸称为非蛋白质氨基酸；还有一些氨基酸是以游离形式存在的，如瓜氨酸、鸟氨酸、β-丙氨酸。

4.错。只有多条肽链组成的蛋白才可能有四级结构。

5.对

6.对

7.错。镰刀型红细胞贫血病是一种先天遗传性的分子病，其病因是由于正常血红蛋白分子中的一个谷氨酸残基被缬氨酸残基所置换。从而引起蛋白分子构型变化，功能随之改变。

8.错。除了肽键之外，连接氨基酸残基的共价键还有二硫键。

9.对

10.错。甘氨酸除外。

11.错。蛋白质变性后相对分子量不发生变化。

12.对

13.错。非必需氨基酸是指可由动物体自行合成的氨基酸。这里所说的“必需”还是“非必需”是指其是否必须由饲料供给，并非指其对动物来说需要与否。

14.错。脯氨酸与茚三酮反应产生黄色化合物，其他氨基酸与茚三酮反应产生蓝色化合物。

15.对。在肽平面中，羧基碳和亚氨基氮之间的键长为0.132nm，介于C—N单键和CN双键之间，具有部分双键的性质，不能自由旋转。

16.错。蛋白质具有重要的生物功能，有些蛋白质是酶，可催化特定的生化反应，有些蛋白质则具有其他生物功能而不具有催化活性，所以不是所有的蛋白质都具有酶的活性。

17.错。α-碳和羧基碳之间的键是C—C单键，可以自由旋转。

18.对。在20种氨基酸中，除甘氨酸外都具有不对称碳原子，故存在L-型和D-型2种不同构型，这两种不同构型的转变涉及共价键的断裂和重新形成。

19.错。由于甘氨酸的α-碳上连接有2个氢原子，所以不是不对称碳原子，没有2种不同的立体异构体，所以不具有旋光性。其他常见的氨基酸都具有不对称碳原子，因此具有旋光性。

20.错。必需氨基酸是指人（或哺乳动物）自身不能合成机体又必需的氨基酸，包括8种氨基酸。其他氨基酸人体自身可以合成，称为非必需氨基酸。

21.对。蛋白质的一级结构是蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，不同氨基酸的结构和化学性质不同，因而决定了多肽链形成二级结构的类型以及不同类型之间的比例以及在此基础上形成的更高层次的空间结构。如在脯氨酸存在的地方α-螺旋中断，R侧链具有大的支链的氨基酸聚集的地方妨碍螺旋结构的形成，所以一级结构在很大程度上决定了蛋白质的空间构象。

22.对

23.错。蛋白质的变性是蛋白质空间结构的破坏，这是由于维持蛋白质构象稳定的作用力次级键被破坏所造成的，但变性不引起多肽链的降解，即肽链不断裂。

24.对。有些蛋白质是由一条多肽链构成的，只具有三级结构，不具有四级结构，如肌红蛋白。

25.对。血红蛋白是由4个亚基组成的具有四级结构的蛋白质，当其一个亚基与氧结合后可加速其他亚基与氧的结合，所以具有变构效应。肌红蛋白是仅有一条多肽链的蛋白质，具有三级结构，不具有四级结构，所以在与氧的结合过程中不表现出变构效应。

26.对。中性氨基酸：pI=（pK₁+pK₂）/2，酸性氨基酸：，碱性氨基酸：。甘氨酸为中性，。

27.对

28.错。Edman降解法是多肽链N端氨基酸残基被苯异硫氰酸酯修饰，然后从多肽链上切下修饰的残基，经层析鉴定可知N端氨基酸的种类，而余下的少一个氨基酸的多肽链被回收后可继续进行下一轮Edman反应，测定N末端第二个氨基酸。反应重复多次就可连续测出多肽链的氨基酸顺序。FDNB法（Sanger反应）是多肽链N末端氨基酸与FDNB（2，4-二硝基氟苯）反应生成二硝基苯衍生物（DNP-蛋白），然后将其进行酸水解，打断所有肽键，N末端氨基酸与二硝基苯基结合牢固，不易被酸水解，形成黄色的产物，即N端DNP-氨基酸，其他水解产物为游离氨基酸。将DNP-氨基酸抽提出来并进行鉴定可知N端氨基酸的种类，但不能测出其后氨基酸的序列。

29.对。大多数氨基酸的α-碳原子上都有一个自由氨基和一个自由羧基，但脯氨酸和羟脯氨酸的α-碳原子上连接的氨基氮与侧链的末端碳共价结合形成环式结构，所以不是自由氨基。

30.对

31.对

32.错。具有两个或两个以上肽键的物质才具有类似于双缩脲的结构，具有双缩脲反应，而二肽只有一个肽键，所以不具有双缩脲反应。

33.错。二硫键是由两个半胱氨酸的巯基脱氢氧化而形成的，所以两个半胱氨酸只能形成一个二硫键。

34.对

35.错。蛋白质的空间结构包括二级结构、三级结构和四级结构三个层次，三级结构只是其中一个层次。

36.错。维持蛋白质三级结构的作用力有氢键、离子键、疏水键、范德华力以及二硫键，其中最重要的是疏水键。

37.错。具有四级结构的蛋白质，只有所有亚基以特定的适当方式组装在一起时才具有生物活性，缺少一个亚基或单独一个亚基存在时都不具有生物活性。

38.错。蛋白质变性是由于维持蛋白质构象稳定的作用力（次级键和二硫键）被破坏从而使蛋白质空间结构被破坏并丧失生物活性的现象。次级键被破坏以后，蛋白质结构松散，原来聚集在分子内部的疏水性氨基酸侧链伸向外部，减弱了蛋白质分子与水分子的相互作用，因而使溶解度降低。

39.错。蛋白质二级结构的稳定性是由链内氢键维持的，如α-螺旋结构和β-折叠结构中的氢键均起到稳定结构的作用。但并非肽链中所有的肽键都参与氢键的形成，如脯氨酸与相邻氨基酸形成的肽键，以及自由回转中的有些肽键不能形成链内氢键。

40.错。蛋白质变性时，天然蛋白质分子的空间结构被破坏，而蛋白质的一级结构仍保持不变。

41.错。在分子筛层析时，分子质量较大的蛋白质首先被洗脱出来。

42.错。肌红蛋白只含有1条多肽链，是具有典型三级结构的蛋白质分子，不具有四级结构。

43.对。双缩脲是由两分子尿素缩合而成的化合物，在碱性溶液中能与蛋白质中的肽键反应，形成红紫色络合物。此反应可用于定性鉴定，也可在540nm比色，定量测定蛋白质含量。

六、简答题

1.【答】蛋白质一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。因为蛋白质分子肽链的排列顺序包含了自动形成复杂的三维结构（即正确的空间构象）所需要的全部信息，所以一级结构决定其高级结构。

2.【答】蛋白质的空间结构是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链走向。蛋白质的空间结构决定蛋白质的功能。空间结构与蛋白质各自的功能是相适应的。

3.【答】（1）多肽链主链绕中心轴旋转，形成棒状螺旋结构，每个螺旋含有3.6个氨基酸残基，共有13个原子。螺距为0.54nm，氨基酸之间的轴心距为0.15nm。

（2）α-螺旋结构的稳定主要靠链内氢键，每个氨基酸的N—H与前面第四个氨基酸的CO形成氢键。

（3）天然蛋白质的α-螺旋结构大多为右手螺旋。

4.【答】β-折叠结构又称为β-片层结构，它是肽链主链或某一肽段的一种相当伸展的结构，多肽链呈扇面状折叠。

（1）两条或多条几乎完全伸展的多肽链（或肽段）侧向聚集在一起，通过相邻肽链主链上的氨基和羰基之间形成的氢键连接成片层结构并维持结构的稳定。

（2）氨基酸之间的轴心距为0.35nm（反平行式）和0.325nm（平行式）。

（3）β-折叠结构有平行排列和反平行排列两种。

5.【答】蛋白质变性作用是指在某些因素的影响下，蛋白质分子的空间构象被破坏，并导致其性质和生物活性改变的现象。蛋白质变性后会发生以下几方面的变化。

（1）生物活性丧失，变性后的蛋白质将失去其生物活性。如酶丧失催化活性；激素蛋白丧失生理调节作用；抗体失去与抗原专一结合的能力。另外，蛋白质的抗原性也发生改变。

（2）物理性质发生改变，包括：溶解度降低，因为疏水侧链基团暴露；结晶能力丧失；分子形状改变，由球状分子变成松散结构，分子不对称性加大；黏度增加；光学性质发生改变，如旋光性、紫外吸收光谱等均有所改变。

（3）化学性质发生改变，分子结构伸展松散，易被蛋白酶分解。

6.【答】蛋白质沉淀和变性的概念是不同的。沉淀是指在某些因素的影响下，蛋白质从溶液中析出的现象；而变性是指在变性因素的作用下蛋白质的空间结构被破坏，生物活性丧失，理化性质发生改变。变性的蛋白质溶解度明显降低，易结絮、凝固而沉淀；但是沉淀的蛋白质却不一定变性，如加热引起的蛋白质沉淀是由于蛋白质热变性所致，而硫酸铵盐析所得蛋白质沉淀一般不会变性。

7.【答】多肽链片段在疏水环境中更有利于α-螺旋的形成。由于稳定α-螺旋的力是氢键，所以在疏水环境中很少有极性基团干扰氢键的形成，而在亲水环境中则存在较多的极性基团或极性分子，它们能够干扰α-螺旋中的氢键使之变得不稳定。

8.【答】维持蛋白质空间构象稳定的作用力是次级键，此外，二硫键也起一定的作用。当某些因素破坏了这些作用力时，使蛋白质分子从原来紧密有序的折叠构象（天然态）变成了松散无序的伸展构象（变性态），即蛋白质的空间构象遭到破坏，引起变性。

9.【答】聚赖氨酸的赖氨酸侧链是氨基，在pH7.0时带有正电荷，所以由于静电的斥力作用使聚赖氨酸不能形成α-螺旋结构。当在pH10时赖氨酸侧链的氨基基本不解离，排除了静电斥力，所以能形成α-螺旋结构。而谷氨酸在pH7.0时带有负电荷，所以它的情况与聚赖氨酸相反。

10.【答】（1）异硫氢酸苯酯；（2）丹黄酰氯；（3）脲、β-巯基乙醇；（4）胰凝乳蛋白酶；（5）CNBr；（6）胰蛋白酶。

11.【答】（1）可能在7位和19位打弯，因为脯氨酸常出现在打弯处。

（2）13位和24位的半胱氨酸可形成二硫键。

（3）分布在外表面的为极性和带电荷的残基：Asp、Gln和Lys。分布在内部的是非极性的氨基酸残基：Thr、Ile和Val。Thr尽管有极性，但疏水性也很强，因此，它出现在外表面和内部的可能性都有。

12.【答】谷胱甘肽（GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽。GSH的第一个肽键与一般肽键不同，是由谷氨酸以γ-羧基而不是α-羧基与半胱氨酸的α-氨基形成肽键。GSH分子中半胱氨酸的巯基是该化合物的主要功能基团。GSH的巯基具有还原性，可作为体内重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中巯基免遭氧化，使蛋白质或酶处在活性状态。此外，GSH的巯基还有嗜核特性，能与外源的嗜电子毒物如致癌剂或药物等结合，从而阻断这些化合物与机体DNA、RNA或蛋白质结合，以保护机体免遭毒物损害。

13.【答】蛋白质一级结构测定的一般程序为：（1）测定蛋白质（要求纯度必须达到97%以上）的分子量和它的氨基酸组成，推测所含氨基酸的大致数目。（2）测定多肽链N-末端和C-末端的氨基酸，从而确定蛋白质分子中多肽链的数目。然后通过对二硫键的测定，查明蛋白质分子中二硫键的有无及数目。如果蛋白质分子中多肽链之间含有二硫键，则必须拆开二硫键，并对不同的多肽链进行分离提纯。（3）用裂解点不同的两种裂解方法（如胰蛋白酶裂解法和溴化氰裂解法）分别将很长的多肽链裂解成两套较短的肽段。（4）分离提纯所产生的肽段，用蛋白质序列仪分别测定它们的氨基酸序列。（5）应用肽段序列重叠法确定各种肽段在多肽链中的排列次序，即确定多肽链中氨基酸的排列顺序。（6）如果有二硫键，需要确定其在多肽链中的位置。

14.【答】血红蛋白和肌红蛋白与氧结合时表现出不同的结合模式。血红蛋白的氧结合曲线是S形曲线，而肌红蛋白的氧结合曲线是双曲线。S曲线说明在血红蛋白分子与氧结合的过程中，其亚基之间存在相互作用。血红蛋白四聚体在开始与氧结合时，其氧亲和力很低，即与氧结合的能力很小。一旦其中一个亚基与氧结合，亚基的三级结构发生变化，并逐步引起其余亚基三级结构的改变，从而提高其余亚基与氧的亲和力；同样道理，当一个氧与血红蛋白亚基分离后，能降低其余亚基与氧的亲和力，有助于氧的释放。而肌红蛋白则没有这方面的作用。

15.【答】使蛋白质沉淀的方法有：

（1）盐析　高浓度的中性盐类可以脱去蛋白质分子表面的水膜，并中和蛋白质分子的电荷，从而使蛋白质由于盐析作用从溶液中沉淀下来。常用这种方法来分离纯化蛋白质。

（2）有机溶剂沉淀　高浓度的乙醇、丙酮等有机剂能够脱去蛋白质分子的水膜，同时降低溶液的介电常数，使蛋白质从溶液中沉淀。不同蛋白质沉淀所需要的有机溶剂浓度一般是不同的。可用于蛋白质的分离。

（3）重金属盐沉淀　在碱性溶液中，蛋白质分子中的负离子基团（如—COO^-）可以与重金属盐（如醋酸铅、氯化高汞、硫酸铜等）的正离子结合成难溶的蛋白质重金属盐，从溶液中沉淀下来。临床上可利用这种特性抢救重金属盐中毒的病人和动物。

（4）生物碱试剂沉淀　生物碱试剂（如苦味酸、单宁酸、三氯醋酸、钨酸等）在pH值小于蛋白质等电点时，其酸根负离子能与蛋白质分子上的正离子相结合，成为溶解度很小的蛋白盐，从溶液中沉淀下来。临床化验时，常用上述生物碱试剂除去血浆中的蛋白质，以减少干扰。

16.【答】由于这三种蛋白质的分子量相差较大，可用凝胶过滤的方法将这三种蛋白质分开并纯化。又由于蛋白质A与B的等电点不同，可用离子交换柱层析将蛋白质A与B分开并纯化。

17.【答】层析过程中，混合样品经过凝胶层析柱时，各个组分是按分子量从大到小的顺序依次被洗脱出来的，并且蛋白质分子量的对数和洗脱体积之间呈线性关系。因此，将几种已知分子量（应小于所用葡聚糖凝胶的排阻极限）的标准蛋白质混合溶液上柱洗脱，记录各种标准蛋白质的洗脱体积；然后，以每种蛋白质分子量的对数为纵坐标，以相对应的洗脱体积为横坐标，绘制标准曲线；再将待测蛋白质溶液在上述相同的层析条件下上柱洗脱，记录其洗脱体积，通过查标准曲线就可求得待测蛋白质的分子量。

七、论述题

1.【答】蛋白质的重要作用主要有以下几方面。

（1）生物催化作用　酶是蛋白质，具有催化能力，新陈代谢的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。

（2）贮存与运输功能　如动物肌肉和心肌细胞中的肌红蛋白能结合氧分子；血浆中的转铁蛋白能结合铁；红细胞中的血红蛋白能结合氧并运输到组织中。

（3）调节作用　有些蛋白质作为激素调节某些特定细胞或组织的生长、发育或代谢。如生长激素可促进肌肉生长；胰岛素能调节人和高等动物细胞内的葡萄糖代谢。

（4）运动功能　有些蛋白能使细胞和生物体产生运动。如收缩蛋白（肌动蛋白和肌球蛋白）与肌肉收缩和细胞运动密切相关。

（5）防御功能　脊椎动物中的免疫球蛋白能与细菌和病毒结合，发挥免疫保护作用；鸡蛋清、人乳、眼泪中的溶菌酶能破坏某些细菌。

（6）营养功能　有些蛋白可作为人和动物的营养物，为胚胎发育和婴幼儿生长提供营养，如卵白中的卵清蛋白、乳中的酪蛋白。

（7）结构成分　有些蛋白质的功能是参与细胞和组织的建成。如皮肤、软骨和肌腱中的胶原蛋白；羊毛、头发、羽毛、甲、蹄中的角蛋白；昆虫外壳中的硬蛋白；韧带中的弹性蛋白。

（8）膜的组成成分　蛋白质是生物膜的主要成分之一。

（9）参与遗传活动　遗传信息的传递、基因表达的调控都需要多种蛋白质参与。

另外，蛋白质还起着接受和传递信息，控制生长与分化等作用。

2.【答】蛋白质的结构可以划分为几个层次，包括一级结构和空间结构，后者又可分为二级结构、超二级结构、结构域、三级结构和四级结构。一级结构指多肽链中的氨基酸排列顺序；二级结构指多肽链主链骨架的局部空间结构；超二级结构指二级结构的组合；结构域指多肽链上致密的、相对独立的球状区域；三级结构指多肽链上所有原子和基团的空间排布；四级结构则由几条肽链构成。

蛋白质的生物学功能从根本上来说取决于它的一级结构，但是空间结构是由一级结构决定的。蛋白质只有形成一定的空间结构，才能发挥其生物功能。一级结构相同的蛋白质，其功能也相同，一级结构和空间结构之间具有统一性和相适应性。

3.【答】论述蛋白质的催化、代谢调节、物质运输、信息传递、运动、防御与进攻、营养与贮存、保护与支持等生物学功能。蛋白质几乎参与生命活动的每个过程，在错综复杂的生命活动过程中发挥着极其重要的作用，是生命活动所依赖的重要物质基础。没有蛋白质，就没有生命。

4.【答】蛋白质的任何功能都是通过其肽链上各种氨基酸残基的不同功能基团来实现的，所以蛋白质的一级结构一旦确定，蛋白质的可能功能也就确定了。血红蛋白的β-链中的N末端第六位上的谷氨酸被缬氨酸取代，就会产生镰刀型红细胞贫血症，使血红蛋白不能正常携带氧。蛋白质的三级结构比一级结构与功能的关系更大。血红蛋白的亚基本身具有与氧结合的高亲和力，而当四个亚基组成血红蛋白后，其结合氧的能力就会随着氧分压及其他因素的改变而改变，这种是由于血红蛋白分子的构象可以发生一定程度的变化，从而影响了血红蛋白与氧的亲和力。这同时也是具有变构作用蛋白质的共同机制。

5.【答】不同的蛋白质具有不同的理化性质及生物学功能，据此可以将不同的蛋白质分子彼此分离并纯化。主要方法有沉淀、离心、超滤、电泳及各种层析技术等。但是在具体操作中，可以根据实验目的、要求及客观条件，对不同的蛋白质分子，采取与之相对应的方法将蛋白质混合物分离。一般步骤和方法如下。

（1）选材　制备生物大分子，首先要选择适当的生物材料，含量丰富，易于处理和提取。

（2）生物材料的破碎和预处理　常用的方法有组织匀浆法、研磨、反复冻融、溶菌酶溶解、高压破碎。

（3）粗分离　将绝大多数杂质去掉的过程。方法多为离心、盐析、有机溶剂沉淀、胶体吸附等。

（4）纯化：将粗提物中的杂质进一步去除的过程。方法为各种层析技术，特别是亲和层析技术。基因工程表达产物如包涵体在纯化之前，需要变性、复性处理。

（5）产物的浓缩、干燥和保存

（6）鉴定　生物大分子制备物的均一性（即纯度）的鉴定，要求达到一维电泳一条带，二维电泳一个点，或HPLC和毛细管电泳都是一个峰。还有理化性质与生物活性鉴定。应注意，在分离纯化目的蛋白的过程中，还应对产率、纯度及比活等内容进行鉴定。

6.【答】典型的肽键是一个氨基酸的α-羧基和另一个氨基酸的α-氨基脱水形成的。而还原性谷胱甘肽分子中的肽键为γ-肽键，即谷氨酸的γ-羧基和半胱氨酸的α-氨基脱水所形成的肽键。还原性与氧化性谷胱甘肽的结构区别主要有两点：（1）还原性谷胱甘肽含有自由巯基（—SH），氧化性谷胱甘肽含有二硫键。（2）还原性谷胱甘肽由3个氨基酸残基组成；谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸各1个；氧化性谷胱甘肽由6个氨基酸残基组成，谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸各2个。

7.【答】将二硫键打开有两种方法。（1）氧化法，加入过甲酸，将二硫键氧化为磺酸基。（2）还原法，是最常用的方法，使用巯基试剂，如巯基乙醇，可使参与二硫键的2个半胱氨酸还原为带有游离巯基的半胱氨酸，为了使反应能顺利进行，通常加入一些变性剂，如高浓度的尿素等。加入过量的还原剂可以防止还原所得的巯基被重新氧化。

8.【答】（1）在低pH时氨基被质子化，使蛋白质带有大量的正电荷。这样造成分子内的电荷排斥引起了很多蛋白质的变性，并由于疏水内部暴露于水环境而变得不溶解。

（2）增加盐浓度，开始时能稳定带电基团，但是当盐浓度进一步增加时，盐离子便与蛋白质分子竞争水分子，因此，降低了蛋白质的溶剂化，这样又促进蛋白质分子间的极性作用和疏水相互作用，从而导致沉淀。

（3）蛋白质在等电点时分子间的静电排斥力最小。

（4）由于加热使蛋白质变性，因此暴露出疏水内部，溶解度降低。

（5）非极性溶剂能降低表面极性基团的溶剂化作用，因此，促进蛋白质之间的氢键形成以代替蛋白质与水之间形成的氢键。

（6）低介电溶液环境，能够使暴露于溶剂中的非极性基团更加稳定，因此，促进蛋白质的伸展，从而引起变性。

9.【答】凝胶过滤时，凝胶颗粒排阻M_r较大的蛋白质，仅允许M_r较小的蛋白质进入颗粒内部，所以M_r较大的蛋白质只能在凝胶颗粒之间的空隙中通过，可以用较小体积的洗脱液从层析液中洗脱出来。而M_r小的蛋白质必须用较大体积的洗脱液才能从层析柱中洗脱出来。SDS-PAGE分离蛋白时，所有的蛋白质均要从凝胶的网孔中穿过，蛋白质的分子量越小，受到的阻力也越小，移动速度就越快。

10.【答】蛋白质变性有许多实际应用。如在医疗上，利用高温高压消毒手术器械，用紫外线照射手术室，用70%～75%酒精消毒手术部位的皮肤。这些变性因素都可使细菌、病毒的蛋白质发生变性，从而使其失去致病作用，防止病人伤口感染。另外，在蛋白质、酶的分离纯化过程中，为了防止蛋白质变性，必须保持低温，防止强酸、强碱、重金属盐、剧烈震荡等变性因素的影响。

11.【答】主要异同点如下表。