《生物化學(xué)簡明教程》第四版楊建雄課后習(xí)題答案

1、2蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)化學(xué)1用于測定蛋白質(zhì)多肽鏈N端、C端的常用方法有哪些？基本原理是什么？解答解答：（1）N末端測定法：常采用24―二硝基氟苯法、Edman降解法、丹磺酰氯法。①24―二硝基氟苯(DNFB或FDNB)法：多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與24―二硝基氟苯（24―DNFB）反應(yīng)（Sanger反應(yīng)），生成DNP―多肽或DNP―蛋白質(zhì)。由于DNFB與氨基形成的鍵對酸水解遠比肽鍵穩(wěn)定，因此DNP―多肽經(jīng)酸水解后，只有N―末端氨基酸為黃色

2、DNP―氨基酸衍生物，其余的都是游離氨基酸。②丹磺酰氯(DNS)法：多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與與丹磺酰氯（DNS―Cl）反應(yīng)生成DNS―多肽或DNS―蛋白質(zhì)。由于DNS與氨基形成的鍵對酸水解遠比肽鍵穩(wěn)定，因此DNS―多肽經(jīng)酸水解后，只有N―末端氨基酸為強烈的熒光物質(zhì)DNS―氨基酸，其余的都是游離氨基酸。③苯異硫氰酸脂（PITC或Edman降解）法：多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與異硫氰酸苯酯（PITC）反應(yīng)（Edman反應(yīng)），生成苯氨基硫

3、甲酰多肽或蛋白質(zhì)。在酸性有機溶劑中加熱時，N―末端的PTC―氨基酸發(fā)生環(huán)化，生成苯乙內(nèi)酰硫脲的衍生物并從肽鏈上掉下來，除去N―末端氨基酸后剩下的肽鏈仍然是完整的。④氨肽酶法：氨肽酶是一類肽鏈外切酶或叫外肽酶，能從多肽鏈的N端逐個地向里切。根據(jù)不同的反應(yīng)時間測出酶水解釋放的氨基酸種類和數(shù)量，按反應(yīng)時間和殘基釋放量作動力學(xué)曲線，就能知道該蛋白質(zhì)的N端殘基序列。（2）C―末端測定法：常采用肼解法、還原法、羧肽酶法。肼解法：蛋白質(zhì)或多肽與無水肼

4、加熱發(fā)生肼解，反應(yīng)中除C端氨基酸以游離形式存在外，其他氨基酸都轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氨基酸酰肼化物。②還原法：肽鏈C端氨基酸可用硼氫化鋰還原成相應(yīng)的α―氨基醇。肽鏈完全水解后，代表原來C―末端氨基酸的α―氨基醇，可用層析法加以鑒別。③羧肽酶法：是一類肽鏈外切酶，專一的從肽鏈的C―末端開始逐個降解，釋放出游離的氨基酸。被釋放的氨基酸數(shù)目與種類隨反應(yīng)時間的而變化。根據(jù)釋放的氨基酸量（摩爾數(shù)）與反應(yīng)時間的關(guān)系，便可以知道該肽鏈的C―末端氨基酸序列。2測

5、得一種血紅蛋白含鐵0.426%，計算其最低相對分子質(zhì)量。一種純酶按質(zhì)量計算含亮氨酸1.65%和異亮氨酸2.48%，問其最低相對分子質(zhì)量是多少？解答解答：（1）血紅蛋白：55.8100100131000.426???鐵的相對原子質(zhì)量最低相對分子質(zhì)量＝＝鐵的百分含量（2）酶：因為亮氨酸和異亮氨酸的相對分子質(zhì)量相等，所以亮氨酸和異亮氨酸的殘基數(shù)之比為：1.65%:2.48%=2:3，因此，該酶分子中至少含有2個亮氨酸，3個異亮氨酸。??r21

6、31.11100159001.65M????最低??r3131.11100159002.48M????最低3指出下面pH條件下，各蛋白質(zhì)在電場中向哪個方向移動，即正極，負極，還是保持原點？（1）胃蛋白酶（pI1.0），在pH5.0；（2）血清清蛋白（pI4.9），在pH6.0；（3）α脂蛋白（pI5.8），在pH5.0和pH9.0；解答解答：（1）胃蛋白酶pI1.0＜環(huán)境pH5.0，帶負電荷，向正極移動；（2）血清清蛋白pI4.9＜環(huán)境

7、pH6.0，帶負電荷，向正極移動；（3）α脂蛋白pI5.8＞環(huán)境pH5.0，帶正電荷，向負極移動；α脂蛋白pI5.8＜環(huán)境pH9.0，帶負電荷，向正極移動。4何謂蛋白質(zhì)的變性與沉淀？二者在本質(zhì)上有何區(qū)別？解答解答：蛋白質(zhì)變性的概念：天然蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響后，使其失去原有的生物活性，并伴隨著物理化學(xué)性質(zhì)的改變，這種作用稱為蛋白質(zhì)的變性。變性的本質(zhì)：分子中各種次級鍵斷裂，使其空間構(gòu)象從緊密有序的狀態(tài)變成松散無序的狀態(tài)，一級結(jié)構(gòu)不破

8、壞。蛋白質(zhì)變性后的表現(xiàn)：①生物學(xué)活性消失；②理化性質(zhì)改變：溶解度下降，黏度增加，紫外吸收增加，側(cè)鏈反應(yīng)增強，對酶的作用敏感，易被水解。蛋白質(zhì)由于帶有電荷和水膜，因此在水溶液中形成穩(wěn)定的膠體。如果在蛋白質(zhì)溶液中加入適當(dāng)?shù)脑噭茐牧说鞍踪|(zhì)的水膜或中和了蛋白質(zhì)的電荷，則蛋白質(zhì)膠體溶液就不穩(wěn)定而出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。沉淀機理：破壞蛋白質(zhì)的水化膜，中和表面的凈電荷。蛋白質(zhì)的沉淀可以分為兩類：（1）可逆的沉淀：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著的變化，除去引起沉淀的

9、因素，蛋白質(zhì)仍能溶于原來的溶劑中，并保持天然性質(zhì)。如鹽析或低溫下的乙醇（或丙酮）短時間作用蛋白質(zhì)。（2）不可逆沉淀：蛋白質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變，蛋白質(zhì)變性而沉淀，不再能溶于原溶劑。如加熱引起蛋白質(zhì)沉淀，與重金屬或某些酸類的反應(yīng)都屬于此類。蛋白質(zhì)變性后，有時由于維持溶液穩(wěn)定的條件仍然存在，并不析出。因此變性蛋白質(zhì)并不一定都表現(xiàn)為沉淀，而沉淀的蛋白質(zhì)也未必都已經(jīng)變性。5下列試劑和酶常用于蛋白質(zhì)化學(xué)的研究中：CNBr，異硫氰酸苯酯，丹磺酰

10、氯，脲，6molLHClβ巰基乙醇，水合茚三酮，過甲酸，胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，其中哪一個最適合完成以下各項任務(wù)？（1）測定小肽的氨基酸序列。（2）鑒定肽的氨基末端殘基。（3）不含二硫鍵的蛋白質(zhì)的可逆變性。若有二硫鍵存在時還需加什么試劑？（4）在芳香族氨基酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。（5）在甲硫氨酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。（6）在賴氨酸和精氨酸殘基側(cè)水解肽鍵。不含內(nèi)含子。⑤真核生物的RNA是細胞核內(nèi)合成的，它必須運輸穿過核膜到細胞質(zhì)才能翻譯，這樣

11、嚴格的空間間隔在原核生物內(nèi)是不存在的。⑥原核生物功能上密切相關(guān)的基因相互靠近，形成一個轉(zhuǎn)錄單位，稱操縱子，真核生物不存在操縱子。⑦病毒基因組中普遍存在重疊基因，但近年發(fā)現(xiàn)這種情況在真核生物也不少見。相同點:都是由相同種類的核苷酸構(gòu)成的的雙螺旋結(jié)構(gòu)，均是遺傳信息的載體，均含有多個基因。11如何看待RNA功能的多樣性它的核心作用是什么解答解答：RNA的功能主要有:①控制蛋白質(zhì)合成；②作用于RNA轉(zhuǎn)錄后加工與修飾；③參與細胞功能的調(diào)節(jié)；④生物

12、催化與其他細胞持家功能；⑤遺傳信息的加工；⑥可能是生物進化時比蛋白質(zhì)和DNA更早出現(xiàn)的生物大分子。其核心作用是既可以作為信息分子又可以作為功能分子發(fā)揮作用。12什么是DNA變性？DNA變性后理化性質(zhì)有何變化？解答解答：DNA雙鏈轉(zhuǎn)化成單鏈的過程稱變性。引起DNA變性的因素很多，如高溫、超聲波、強酸、強堿、有機溶劑和某些化學(xué)試劑（如尿素，酰胺)等都能引起變性。DNA變性后的理化性質(zhì)變化主要有：①天然DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)解鏈變成單鏈的無規(guī)

13、則線團，生物學(xué)活性喪失；②天然的線型DNA分子直徑與長度之比可達1∶10，其水溶液具有很大的黏度。變性后，發(fā)生了螺旋線團轉(zhuǎn)變，黏度顯著降低；③在氯化銫溶液中進行密度梯度離心，變性后的DNA浮力密度大大增加，故沉降系數(shù)S增加；④DNA變性后，堿基的有序堆積被破壞，堿基被暴露出來，因此，紫外吸收值明顯增加，產(chǎn)生所謂增色效應(yīng)。⑤DNA分子具旋光性，旋光方向為右旋。由于DNA分子的高度不對稱性，因此旋光性很強，其[a]=150。當(dāng)DNA分子變性

14、時，比旋光值就大大下降。13哪些因素影響Tm值的大?。拷獯鸾獯穑河绊慣m的因素主要有：①GC對含量。GC對含3個氫鍵，AT對含2個氫鍵，故GC對相對含量愈高，Tm亦越高（圖329）。在0.15molLNaCl0.015molL檸檬酸鈉溶液(1SSC)中，經(jīng)驗公式為：（GC）%=（Tm69.3）2.44。②溶液的離子強度。離子強度較低的介質(zhì)中，Tm較低。在純水中，DNA在室溫下即可變性。分子生物學(xué)研究工作中需核酸變性時，常采用離子強度較低

15、的溶液。③溶液的pH。高pH下，堿基廣泛去質(zhì)子而喪失形成氫鍵的有力，pH大于11.3時，DNA完全變性。pH低于5.0時，DNA易脫嘌呤，對單鏈DNA進行電泳時，常在凝膠中加入NaOH以維持變性關(guān)態(tài)。④變性劑。甲酰胺、尿素、甲醛等可破壞氫鍵，妨礙堿堆積，使Tm下降。對單鏈DNA進行電泳時，常使用上述變性劑。14哪些因素影響DNA復(fù)性的速度？解答解答：影響復(fù)性速度的因素主要有：①復(fù)性的溫度，復(fù)性時單鏈隨機碰撞，不能形成堿基配對或只形成局部

16、堿基配對時，在較高的溫度下兩鏈重又分離，經(jīng)過多次試探性碰撞才能形成正確的互補區(qū)。所以，核酸復(fù)性時溫度不宜過低，Tm25℃是較合適的復(fù)性溫度。②單鏈片段的濃度，單鏈片段濃度越高，隨機碰撞的頻率越高，復(fù)性速度越快。③單鏈片段的長度，單鏈片段越大，擴散速度越慢，鏈間錯配的概率也越高。因面復(fù)性速度也越慢，即DNA的核苷酸對數(shù)越多，復(fù)性的速度越慢，若以C0為單鏈的初始濃度，t為復(fù)性的時間，復(fù)性達一半時的C0t值稱C0t12，該數(shù)值越小，復(fù)性的速度

17、越快。④單鏈片段的復(fù)雜度，在片段大小相似的情況下，片段內(nèi)重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)越多，或者說復(fù)雜度越小，越容易形成互補區(qū)，復(fù)性的速度就越快。真核生物DNA的重復(fù)序列就是復(fù)生動力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)的，DNA的復(fù)雜度越小，復(fù)性速度越快。15概述分子雜交的概念和應(yīng)用領(lǐng)域。解答解答：在退火條件下，不同來源的DNA互補區(qū)形成雙鏈，或DNA單鏈和RNA單鏈的互補區(qū)形成DNARNA雜合雙鏈的過程稱分子雜交。通常對天然或人工合成的DNA或RNA片段進行放射性同位素

18、或熒光標(biāo)記，做成探針，經(jīng)雜交后，檢測放射性同位素或熒光物質(zhì)的位置，尋找與探針有互補關(guān)系的DNA或RNA。直接用探針與菌落或組織細胞中的核酸雜交，因未改變核酸所在的位置，稱原位雜交技術(shù)。將核酸直接點在膜上，再與探針雜交稱點雜交，使用狹縫點樣器時，稱狹縫印跡雜交。該技術(shù)主要用于分析基因拷貝數(shù)和轉(zhuǎn)錄水平的變化，亦可用于檢測病原微生物和生物制品中的核酸污染狀況。雜交技術(shù)較廣泛的應(yīng)用是將樣品DNA切割成大小不等的片段，經(jīng)凝膠電泳分離后，用雜交技術(shù)

19、尋找與探針互補的DNA片段。由于凝膠機械強度差，不適合于雜交過程中較高溫度和較長時間的處理，Southern提出一種方法，將電泳分離的DNA片段從凝膠轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)哪ぃㄈ缦跛崂w維素膜或尼龍膜）上，在進行雜交操作，稱Southern印跡法，或Southern雜交技術(shù)。隨后，Alwine等提出將電泳分離后的變性RNA吸印到適當(dāng)?shù)哪ど显龠M行分子雜交的技術(shù)，被戲稱為Nthern印跡法，或Nthern雜交。分子雜交廣泛用于測定基因拷貝數(shù)、基因定位、

20、確定生物的遺傳進化關(guān)系等。Southern雜交和Nthern雜交還可用于研究基因變異，基因重排，DNA多態(tài)性分析和疾病診斷。雜交技術(shù)和PCR技術(shù)的結(jié)合，使檢出含量極少的DNA成為可能。促進了雜交技術(shù)在分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。DNA芯片技術(shù)也是以核酸的分子雜交為基礎(chǔ)的。16概述核酸序列測定的方法和應(yīng)用領(lǐng)域。解答解答：DNA的序列測定目前多采用Sanger提出的鏈終止法，和Gilbert提出的化學(xué)法。其中鏈終止法經(jīng)不斷改進，使用日益

21、廣泛。鏈終止法測序的技術(shù)基礎(chǔ)主要有：①用凝膠電泳分離DNA單鏈片段時，小片段移動，大片段移動慢，用適當(dāng)?shù)姆椒煞蛛x分子大小僅差一個核苷酸的DNA片段。②用合適的聚合酶可以在試管內(nèi)合成單鏈DNA模板的互補鏈。反應(yīng)體系中除單鏈模板外，還應(yīng)包括合適的引物，4種脫氧核苷三磷酸和若干種適量的無機離子。如果在4個試管中分別進行合成反應(yīng)，每個試管的反應(yīng)體系能在一種核苷酸處隨機中斷鏈的合成，就可以得到4套分子大小不等的片段，如新合成的片段序列為CCAT

22、CGTTGA，在A處隨機中斷鏈的合成，可得到CCA和CCATCGTA兩種片段，在G處中斷合成可得到CCATCG和CCATCGTTG兩種片段。在C和T處中斷又可以得到相應(yīng)的2套片段。用同位素或熒光物質(zhì)標(biāo)記這4套新合成的鏈，在凝膠中置于4個泳道中電泳，檢測這4套片段的位置，即可直接讀出核苷酸的序列。在特定堿基處中斷新鏈合成最有效的辦法，是在上述4個試管中按一定比例分別加入一種相應(yīng)的2?3?雙脫氧核苷三磷酸（ddNTP），由于ddNTP的3?

23、位無OH，不可能形成磷酸二酯鍵，故合成自然中斷。如上述在A處中斷的試管內(nèi)，既有dATP，又有少量的ddATP，新合成的CCA鏈中的A如果是ddAMP則鏈的合成中斷，如果是dAMP，則鏈仍可延伸。因此，鏈中有幾個A，就能得到幾種大小不等的以A為末端的片段。如果用放射性同位素標(biāo)記新合成的鏈，則4個試管中新合成的鏈在凝膠的4個泳道電泳后，經(jīng)放射自顯影可檢測帶子的位置，由帶子的位置可以直接讀出核苷酸的序列。采用T7測序酶時，一次可讀出400多個

24、核苷酸的序列。近年采用4種射波長不同的熒光物質(zhì)分別標(biāo)記4種不同的雙脫氧核苷酸，終止反應(yīng)后4管反應(yīng)物可在同一泳道電泳，用激光掃描收集電泳信號，經(jīng)計算機處理可將序列直接打印出來。采用毛細管電泳法測序時，這種技術(shù)一次可測定700個左右核苷酸的序列，一臺儀器可以有幾十根毛細管同時進行測序，且電泳時間大大縮短，自動測序技術(shù)的進步加快了核酸測序的步伐，現(xiàn)已完成了包括人類在內(nèi)的幾十個物種的基因組測序。RNA序列測定最早采用的是類似蛋白質(zhì)序列測定的片段

25、重疊法，Holley用此法測定酵母丙氨酸t(yī)RNA序列耗時達數(shù)年之久。隨后發(fā)展了與DNA測序類似的直讀法，但仍不如DNA測序容易，因此，常將RNA反轉(zhuǎn)錄成互補DNA（cDNA），測定cDNA序列后推斷RNA的序列，目前16SrRNA1542b的全序列測定，23SrRNA2904b的全序列測定，噬菌體MS2RNA3569b的全序列測定均已完成。4糖類的結(jié)構(gòu)與功能糖類的結(jié)構(gòu)與功能1書寫?D吡喃葡萄糖，L()葡萄糖，?D()吡喃葡萄糖的結(jié)構(gòu)式，