福州大学2006至2007学年蛋白质化学期末试卷

福州大学2006至2007学年蛋白质化学期末试卷一、名词解释(每小题2分，共20分)1、二维电泳2、盐析3、必需氨基酸4、沉降系数5、包涵体6、等电聚焦7、蛋白质组8、离子交换色谱9、亚基10、同源蛋白二、填空(每空1分，共20分)1、常常用N－溴代琥珀酰亚胺（N-bromosuccinimide）氧化反应测定氨基酸的含量，这一氨基酸是_______（用该氨基酸的3字母英文缩写回答）2、在20中基本氨基酸中_______可用作食品的防腐剂（用该氨基酸的3字母英文缩写回答）3、阿斯巴甜是一种重要的二肽甜味剂，由两种氨基酸组成，它们是_______和_______（用氨基酸的3字母英文缩写回答）4、蛋白质具有胶体性质，其溶液能够稳定存在的两个重要原因是_______和_______5、离子交换色谱分离蛋白质等生物大分子时，常用盐梯度洗脱的方式，洗脱杯有2个，分别为高盐溶液和低盐溶液，其中靠近出口处的洗脱杯为_______溶液6、用紫外光吸收法测定蛋白质含量的依据是所有的蛋白质分子中都含有_______、_______和_______三种氨基酸（用氨基酸的单字母英文缩写回答）7、单纯蛋白是_____________________8、超高速离心是利用生物大分子_______的不同，经离心后分布于不同的液层而分离9、在生化分离中经常需要对蛋白质进行脱盐处理，常用的脱盐方法有_______和_______10、将分子量分别为a（90000）、b（45000）、c（110000）的三种蛋白质混合溶液进行凝胶过滤层析，它们被洗脱下来的先后顺序是_____________11、维系蛋白质一级结构的化学键是_______，维系蛋白质二级结构最主要的力是_______12、谷氨酸的pK1(α-COOH)＝2.19,pK2(α-NH+3)=9.67,pKR(R基)=4.25,谷氨酸的等电点为__________13、当氨基酸溶液的pH=pI时，氨基酸以_______离子形式存在；当pHpI时，氨基酸以________离子形式存在三、简答题(每小题6分，共36分)1、某蛋白质样品在聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）上呈现一条分离带，用十二烷基磺酸钠（SDS）和巯基乙醇处理后再进行SDS-PAGE电泳时，得到等浓度的两条分离带，问该蛋白质样品是否纯?并解释理由2、测定蛋白质的含量的方法有哪几种？并简述其各自的原理3、有一个蛋白质分子在pH7的水溶液中可以折叠成球状，通常是带极性侧链的氨基酸位于分子外部，带非极性侧链的氨基酸位于分子内部。请回答：（1）在Val、Pro、Phe、Asp、Lys、Ile和His中，哪些位于分子内部，哪些位于分子外部？（2）为什么在球蛋白内部和外部都能发现Gly和Ala？（3）Ser、Thr、Asn和Gln都是极性氨基酸，为什么会在分子内部发现？（4）在球蛋白的分子内部和外部都能找到Gys，为什么？4、木聚糖酶活性测定方法为木聚糖酶样品对底物——燕麦木聚糖进行水解，水解所产生的还原糖与DNS（3，5—二硝基水杨酸）试剂共沸后在540nm下比色测定。已知以所得吸光值A值为横坐标，木糖浓度（0.64、0.96、1.28、1.6、1.92）为纵坐标，绘制的标准曲线回归方程为y=4.89*A+0.015；称取木聚糖酶样品0.25g，稀释至1000mL作为样品溶液；样品测定过程参见下表：反应结束后在540nm波长处测定样品空白（A0）和样品溶液（A）的吸光值分别为0.126和0.459。酶活力单位定义：在37℃、PH5.5条件下，每分钟从燕麦木聚糖溶液中释放出1微摩尔的木糖定义为1个酶活力单位（U）。请依据以上信息，计算该木聚糖酶样品活性，并列出计算公式。5、在核糖核酸酶功能性质的研究实验中，对样品进行SDS-PAGE时发现，在最初的盐析组分中共有六种蛋白质和部分分子量小于10Kda的多肽。已知核糖核酸酶相对分子质量约为13Kda，等电点PI为4.0左右，其它杂蛋白在SDS-PAGE上显示分子量为20～100Kda之间。试提出纯化核糖核酸酶的可能方案。6、试述引起蛋白质变性的原因和变性的实质与现象，在实验中应尽量采取哪些措施防止蛋白质变性？四、问答题(每小题12分，共24分)1、蛋白质工程的其中一项主要工作是构建工程菌株表达有价值的目的蛋白，其中毕赤酵母和大肠杆菌经常被用作表达载体。试论述两种表达载体的优缺点及分别从两种体系提取重组蛋白的工艺流程。2、试论述蛋白质重要的生物学意义福州大学2006-2007学年蛋白质化学试卷一、名词解释(每小题2分，共20分)1、二维电泳由第一向等电聚焦(IEF)电泳和第二向SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)组成，第一向使等电点不同的蛋白得到分离，第二向使分子量不同的蛋白得到分离，两向结合便得到高分辨率的蛋白图谱2、盐析在蛋白质溶液中加入大量中性盐，以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋白质从溶液中沉淀析出，称为盐析3、必需氨基酸人和哺乳动物不可缺少但又不能合成的氨基酸，只能从食物中补充，共有8种：Leu、Lys、Met、Phe、Ile、Trp、Thr、Val4、沉降系数单位（cm）离心场里的沉降速度。（每单位重力的沉降时间）.沉降系数的单位常用S，1S=1×10-13（秒）;S除了与分子密度有关外，也与分子量、分子形狀、组成等有关5、包涵体细菌表达的蛋白在细胞内凝集，形成无活性的固体颗粒,称为包涵体;主要因为在重组蛋白的表达过程中缺乏某些蛋白质折叠的辅助因子，或环境不适，无法形成正确的次级键等原因形成的6、等电聚焦等电聚焦(IEF，isoelectricfocusing）电泳就是在凝胶中加入两性电解质从而构成从正极到负极pH逐渐增加的pH梯度，处在其中的蛋白分子在电场的作用下运动，最后各自停留在其等电点的位置上，测出蛋白分子聚焦位置的pH值，便可以得到它的等电点7、蛋白质组一个细胞或一种组织基因组所表达的全部蛋白;或者指特定细胞在特定时间表达的全部蛋白质8、离子交换色谱离子交换色谱是利用被分离物质荷电性质的差异而在离子交换树脂上所表现的离子交换势不同而使组分得以分离。常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。9、亚基蛋白质分子含有二条或多条多肽链才能全面地执行功能。每一条多肽链都有其完整的三级结构，称为蛋白质的亚基10、同源蛋白来自不同种类生物的序列和功能类似的蛋白质二、填空(每空1分，共20分)1、常常用N－溴代琥珀酰亚胺（N-bromosuccinimide）氧化反应测定氨基酸的含量，这一氨基酸是Trp（用该氨基酸的3字母英文缩写回答）2、在20中基本氨基酸中Gly可用作食品的防腐剂（用该氨基酸的3字母英文缩写回答）3、阿斯巴甜是一种重要的二肽甜味剂，由两种氨基酸组成，它们是Phe和Asp（用氨基酸的3字母英文缩写回答）4、蛋白质具有胶体性质，其溶液能够稳定存在的两个重要原因是表面水化层和带相同电荷5、离子交换色谱分离蛋白质等生物大分子时，常用盐梯度洗脱的方式，洗脱杯有2个，分别为高盐溶液和低盐溶液，其中靠近出口处的洗脱杯为低盐溶液6、用紫外光吸收法测定蛋白质含量的依据是所有的蛋白质分子中都含有F、Y和W三种氨基酸（用氨基酸的单字母英文缩写回答）7、单纯蛋白是指结构比较简单，在组成上基本是单纯由氨基酸构成的那些蛋白质8、超高速离心是利用生物大分子物质密度的不同，经离心后分布于不同的液层而分离9、在生化分离中经常需要对蛋白质进行脱盐处理，常用的脱盐方法有透析和凝胶过滤10、将分子量分别为a（90000）、b（45000）、c（110000）的三种蛋白质混合溶液进行凝胶过滤层析，它们被洗脱下来的先后顺序是cab11、维系蛋白质一级结构的化学键是肽键，维系蛋白质二级结构最主要的力是氢键12、谷氨酸的pK1(α-COOH)＝2.19,pK2(α-NH+3)=9.67,pKR(R基)=4.25,谷氨酸的等电点为3.2213、当氨基酸溶液的pH=pI时，氨基酸以兼性离子形式存在；当pHpI时，氨基酸以阴性离子形式存在三、简答题(每小题6分，共36分)1、某蛋白质样品在聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）上呈现一条分离带，用十二烷基磺酸钠（SDS）和巯基乙醇处理后再进行SDS-PAGE电泳时，得到等浓度的两条分离带，问该蛋白质样品是否纯?并解释理由答：无法判断纯度（2分）。有两种可能，一种是该蛋白样品有两种组分，等电点比较接近，而且均为单链蛋白质，在PAGE上表现为一条带，但在SDS-PAGE则表现为两条带（2分）；一种可能是该蛋白已经纯化，但有两个亚基组成，亚基之间通过二硫键连接，通过巯基乙醇处理后显示为两条分离带（2分）。2、测定蛋白质的含量的方法有哪几种？并简述其各自的原理答：1）微量凯氏定氮法测定蛋白质总含量：蛋白质通过酸解和一系列反应释放出氨，再用标准酸进行滴定，根据所测得的氨量即可计算样品的含氮量，含氮量乘上系数6.25，便得到该样品的蛋白质含量；2）双缩脲法：蛋白质和双缩脲一样，在碱性溶液中能与铜离子形成紫色络合物（双缩脲反应），且其呈色深浅与蛋白质的含量成正比，因此可用于蛋白质的定量测定；3）紫外分光光度法：蛋白质分子中酪氨酸和色氨酸残基的苯环含有共轭双键，具有吸收紫外线的性质，吸收高峰在280nm波长处。在此波长范围内，蛋白质溶液的光吸收值(OD280)与其含量呈正比关系，可用作定量测定；4）Folin—酚试剂法(Lowry法)：蛋白质—铜络合物能还原Folin—酚试剂，生成蓝色物质。在一定条件下，蓝色强度与蛋白质的量成正比例；5）考马斯亮蓝染色法：考马斯亮蓝在一定蛋白质浓度范围内，蛋白质和染料结合符合比尔定律，因此可以通过测定染料在595nm处光吸收的增加量得到与其结合的蛋白质量；6）氨基酸分析法：通过对蛋白质酸解后的氨基酸组成进行分析来定量蛋白质7）电泳方法：将蛋白质进行电泳，然后将电泳带进行扫描，根据扫描结果再结合标准蛋白判定蛋白质含量。以上7种任举任举4种，每种1.5分3、有一个蛋白质分子在pH7的水溶液中可以折叠成球状，通常是带极性侧链的氨基酸位于分子外部，带非极性侧链的氨基酸位于分子内部。请回答：（1）在Val、Pro、Phe、Asp、Lys、Ile和His中，哪些位于分子内部，哪些位于分子外部？（2）为什么在球蛋白内部和外部都能发现Gly和Ala？（3）Ser、Thr、Asn和Gln都是极性氨基酸，为什么会在分子内部发现？（4）在球蛋白的分子内部和外部都能找到Gys，为什么？答：（1）Val、Pro、Phe、Ile是带有非极性测链的氨基酸，这些氨基酸残基位于分子内部；Asp、Lys、His是带有极性侧键的氨基酸，这些氨基酸残基位于分子的外部。（1.5分）（2）因为Ala和Gly两者的侧链都比较小，疏水性和极性都小；Gly只有一个H＋与α–碳原子相连，Ala只有—CH3与α–碳原子相连，故它们既可以出现在分子内部，也可以出现在分子外部。（1.5分）（3）Ser、Thr、Asn、Gln在pH7.0时含有不带电荷的极性侧链，参与分子内部的氢键形成，从而减少了它们的极性，故会在分子内部发现。（1.5分）（4）因为Cys属于不带电荷的极性氨基酸，可位于分子外部，但又由于Cys常常参与链内和链间的二硫键形成，使其极性减弱（少），放在球蛋白分子的内部也能找到Cys。（1.5分）4、木聚糖酶活性测定方法为木聚糖酶样品对底物——燕麦木聚糖进行水解，水解所产生的还原糖与DNS（3，5—二硝基水杨酸）试剂共沸后在540nm下比色测定。已知以所得吸光值A值为横坐标，木糖浓度（0.64、0.96、1.28、1.6、1.92）为纵坐标，绘制的标准曲线回归方程为y=4.89*A+0.015；称取木聚糖酶样品0.25g，稀释至1000mL作为样品溶液；样品测定过程参见下表：反应结束后在540nm波长处测定样品空白（A0）和样品溶液（A）的吸光值分别为0.126和0.459。酶活力单位定义：在37℃、PH5.5条件下，每分钟从燕麦木聚糖溶液中释放出1微摩尔的木糖定义为