農(nóng)科院2015高級(jí)生物化學(xué)復(fù)習(xí)題匯總最終打印版

1、2015年高級(jí)生化復(fù)習(xí)題五組匯總2015年高級(jí)生化蛋白質(zhì)復(fù)習(xí)題（感謝蛋白組同學(xué)：李戰(zhàn)、李超、竇心敬、王宇洲、張曉慧、姚全杰、王杰、安怡昕、郭潤(rùn)婷、顧源、侯含的共同努力，感謝大家！）蛋白質(zhì)的定義：一種由DNA編碼的L型氨基酸通過碳原子上的氨基和羧基間形成酰胺鍵，連接而成肽鏈，經(jīng)翻譯后加工形成具有特定空間構(gòu)象和生物功能的生物大分子。1. 蛋白質(zhì)有哪些主要功能？Ø 催化作用：酶Ø 結(jié)構(gòu)、機(jī)械支持：纖維蛋白原、微管蛋白等細(xì)胞骨架組成蛋白Ø 運(yùn)輸（及跨膜運(yùn)輸）：血紅蛋白，離子通道蛋白Ø 免疫保護(hù)：抗體、凝血酶、毒蛋白（蛇、蜂毒）Ø 生長(zhǎng)和分化的控制：胰島

2、素、正/負(fù)調(diào)控因子、阻遏蛋白Ø 神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳遞：突觸后膜受體蛋白Ø 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)Ø 電子傳遞：鐵氧還蛋白、電子傳遞蛋白Ø 貯存功能：鐵蛋白、肌紅蛋白Ø 其他：甜蛋白，節(jié)肢彈性蛋白2. 蛋白質(zhì)的分類(1) 按組成分類Ø 簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)：僅由氨基酸組成的蛋白質(zhì)根據(jù)其溶解性又可分為7類清蛋白albumin球蛋白globulin醇溶(谷)蛋白prolamine谷蛋白glutelin精蛋白protamine組蛋白histone硬蛋白scleroproteinØ 結(jié)合蛋白質(zhì)：由氨基酸和非蛋白質(zhì)組分，以共價(jià)結(jié)合或非共價(jià)形式結(jié)合的蛋白質(zhì)根據(jù)其

3、結(jié)合的非蛋白質(zhì)組分又可分為8類糖蛋白(glycoprotein)：含糖量<4%粘蛋白(mucoprotein)：結(jié)合氨基多糖核蛋白(nucleoprotein)脂蛋白(lipoprotein)：磷蛋白(phosphprotein)金屬蛋白(metalloprotein)血紅素蛋白(hemoprotein)黃素蛋白(flavoprotein)(2) 按分子形狀和溶解性分類球狀蛋白質(zhì)globular proteins分子接近球狀或橢球狀，多肽鏈折疊緊密，溶解度較好，能結(jié)晶。纖維狀蛋白質(zhì)fibrous proteins分子很不對(duì)稱，通常為規(guī)則線性或片層結(jié)構(gòu)。膠原蛋白、彈性蛋白、角蛋白、絲心蛋白

4、通常不溶于水或稀鹽溶液膜蛋白質(zhì)membrane proteins與細(xì)胞的各種膜系統(tǒng)結(jié)合而存在，以其疏水殘基與膜的烴鏈相互作用(3) 按功能分類活性蛋白質(zhì)active protein在生命運(yùn)動(dòng)過程中一切有活性的蛋白質(zhì)以及他們的前體。酶激素蛋白運(yùn)輸與貯存蛋白質(zhì)非活性蛋白質(zhì)passive protein主要包括一大類擔(dān)任生物的保護(hù)或持作用的蛋白質(zhì)。膠原蛋白彈性蛋白絲心蛋白(4) 按二級(jí)結(jié)構(gòu)單元排列方式分類全域a全域b交替的/a非交替+a不規(guī)則小蛋白(富含二硫鍵或配體)3. 按二級(jí)結(jié)構(gòu)單元排列方式對(duì)球形蛋白(或結(jié)構(gòu)域)劃分的五種類型：全域a：例如珠蛋白型螺旋全域b：1. 反平行型結(jié)構(gòu):木瓜蛋白酶2.

5、“希臘鑰匙”反平行桶：刀豆素3. 平行螺旋：抗凍蛋白交替的/a：/a相間型蛋白：細(xì)胞色素C非交替+a：/a分離型蛋白：綠色熒光蛋白不規(guī)則小蛋白(富含二硫鍵或配體)1. 富含二硫鍵的蛋白：胰島素等2. 富含金屬離子的蛋白：鐵氧化還原蛋白4. 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的比較通常所指的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是指這些成熟蛋白質(zhì)的氨基酸殘基序列。1) 不同種屬來(lái)源的同一蛋白質(zhì)比較u 揭示生物進(jìn)化的信息親緣關(guān)系相近的種屬中，同源蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)有更大的相同性。例如：細(xì)胞色素C(cyt c)存在于全部具有線粒體呼吸鏈的生物體中細(xì)胞色素C的三維結(jié)構(gòu)在進(jìn)化過程中守恒一級(jí)結(jié)構(gòu)與高級(jí)結(jié)構(gòu)的辨證關(guān)系一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)，高級(jí)結(jié)構(gòu)選擇一級(jí)

6、結(jié)構(gòu)。同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列分析揭示血紅蛋白、肌紅蛋白有著一個(gè)共同的進(jìn)化祖先珠蛋白。2) 功能相似的蛋白質(zhì)比較u 確定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)上的同源性和保守區(qū)功能越相近的蛋白質(zhì)，結(jié)構(gòu)上的同源性越高。（與功能相關(guān)聯(lián)的氨基酸殘基序列也常稱為motif），根據(jù)“近親”蛋白質(zhì)的motif類型，可劃分蛋白質(zhì)家族。例如：絲氨酸蛋白酶:Ø本家族成員與底物的結(jié)合部位各不相同，但共有水解蛋白質(zhì)的催化活性。均含有與催化活性相關(guān)的由Ser-Asp-His組成的電荷中繼系統(tǒng)。3) 功能相差較遠(yuǎn)的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)比較u 建立蛋白質(zhì)超家族(superfamily)u 發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含有的新motif或結(jié)構(gòu)域，并揭示可能的新功

7、能。例如：1.肺泡表面活性物質(zhì)A的脫輔基蛋白(PSA)：1985年，測(cè)定了PSA的氨基酸順序1986年，測(cè)定了肝細(xì)胞表面半乳糖結(jié)合蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)二者有很大一段肽段高度同源(半乳糖結(jié)合蛋白的糖識(shí)別域，CRD)，證明了PSA是糖結(jié)合蛋白。2.建立了C類動(dòng)物凝集素超家族5.蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)的類型有哪些？蛋白質(zhì)的額二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈主鏈骨架（不含R側(cè)鏈）中的各個(gè)肽斷所形成的規(guī)則或者無(wú)規(guī)則的空間構(gòu)象；更是完整肽鏈結(jié)構(gòu)（三級(jí)結(jié)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)單元（即構(gòu)象單元）二級(jí)結(jié)構(gòu)類型主要有：螺旋結(jié)構(gòu)（-螺旋和-螺旋）、-折疊、回折、-發(fā)夾和環(huán)、無(wú)規(guī)卷曲。螺旋結(jié)構(gòu)：a. -螺旋(3.613-螺旋，非整數(shù)螺旋)第n個(gè)氨基

8、酸的C=O與n+4個(gè)氨基酸的N-H（NH基團(tuán)）形成H鍵。3.6個(gè)氨基酸殘基/圈，上升0.54nm/圈螺。C原子相鄰的兩個(gè)二面角都是恒定值，所有肽鍵都呈反式。肽鏈中氨基酸殘基的R側(cè)鏈分布在螺旋的外側(cè)。-螺旋是一個(gè)偶極矩；末端是極性的，并且總是處于蛋白質(zhì)表面。天然蛋白質(zhì)的-螺旋幾乎都以右手螺旋為主。非典型的-螺旋：N-HO不在一條直線上，不能形成第二圈螺旋往往在-螺旋末端形成。影響-螺旋形成的因素：在多肽鏈中連續(xù)出現(xiàn)帶同種電荷的極性氨基酸，使螺旋不穩(wěn)定；在多肽鏈中只要出現(xiàn)Pro，-螺旋就被中斷，產(chǎn)生一個(gè)彎曲或結(jié)節(jié)；Gly的R基團(tuán)太小，難形成-螺旋所需的兩面角，故也能破壞-螺旋；b. 310-螺旋第

9、n個(gè)殘基的羰基C=O與第n+3個(gè)殘基-NH形成氫鍵。c. -螺旋(4.416-螺旋，非整數(shù)螺旋)第n個(gè)殘基的羰基C=O與第n+5個(gè)殘基-NH形成氫鍵，氫鍵閉環(huán)16個(gè)原子。-折疊：a.-折疊股每股-sheet strand的平均長(zhǎng)度約20Å(2nm)，相當(dāng)于6.5個(gè)氨基酸殘基，通常3-10個(gè)氨基酸殘基。單股-sheet strand是不穩(wěn)定的。多股(2 or 2以上)的-sheet strand之間通過氫鍵聯(lián)接可形成穩(wěn)定的片層結(jié)構(gòu)-折疊片。b.-折疊片或-片層結(jié)構(gòu)肽鏈按層排列，由相鄰肽鏈形成有規(guī)則的氫鍵維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；相鄰肽鏈走向可以是平行或反平行的；肽鏈中氨基酸殘基的R分布于片層的

10、上下；大多數(shù)蛋白質(zhì)的-折疊片都是非平面的。它們向右手方向扭曲，變成右手扭曲片層。c.-突起：折疊股中額外插入的一個(gè)殘基或有一折疊股中的一個(gè)殘基沒有參與和相鄰-折疊股間的氫鍵形成?；卣?多肽鏈中，經(jīng)常出現(xiàn)的180轉(zhuǎn)彎的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)角是最短的連接，也是最短的緊密環(huán)。a. -轉(zhuǎn)角由4個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，第n個(gè)氨基酸的C=O與n+3個(gè)氨基酸的N-H形成H鍵。多存在蛋白質(zhì)分子表面，多由親水氨基酸殘基組成。b.-轉(zhuǎn)角由3個(gè)氨基酸組成，含有2個(gè)H鍵，180°轉(zhuǎn)角。-發(fā)夾和環(huán)a. -發(fā)夾由一條伸展的多肽鏈彎曲形而成的兩條等長(zhǎng)、彼此相鄰、反向平行的肽段構(gòu)成；兩條肽段靠氫鍵聯(lián)系，氫鍵有1-6個(gè)；此構(gòu)

11、象包含10-11個(gè)氨基酸殘基b. 環(huán)可以看成是轉(zhuǎn)角的延伸，最常見的是由68或616個(gè)殘基組成的肽段。無(wú)規(guī)卷曲有一些局部結(jié)構(gòu)的肽段(約10%)，相對(duì)于規(guī)則或部分規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)是無(wú)規(guī)則的,其結(jié)構(gòu)具有更大的任意性。大多構(gòu)成蛋白質(zhì)和酶的活性中心。6.什么是拉氏構(gòu)象圖？蛋白質(zhì)主鏈中有3類不同的二面角，分別為：、。側(cè)鏈的二面角稱為1、2等，確定非鍵合原子間的最小接觸距離，以作橫坐標(biāo)，作縱坐標(biāo)作圖，將允許區(qū)、部分允許區(qū)、不允許區(qū)標(biāo)注在圖中即可得到拉氏構(gòu)象圖。允許區(qū)：區(qū)域內(nèi)成對(duì)的二面角所決定的主鏈構(gòu)象是允許的。非鍵合原子之間的距離最小接觸距離。部分允許區(qū)(臨界限制區(qū))：成對(duì)的二面角所決定的主鏈骨架構(gòu)象是不完全

12、允許的。此構(gòu)象中非鍵合原子間的距離小于最小接觸距離，但大于極限值(比最小接觸距離小0.01-0.02nm)。完全不允許區(qū)：成對(duì)二面角所決定的主鏈骨架的構(gòu)象是完全不允許的，非鍵合原子間的距離小于極限值。拉氏構(gòu)象圖的應(yīng)用：對(duì)主鏈構(gòu)象研究起到的作用；可用于判斷檢查所得到的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的正誤。7. 角蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Ø 僅有螺旋(二級(jí)結(jié)構(gòu))的簡(jiǎn)單重復(fù)；Ø 原纖絲內(nèi)含多個(gè)二聚體結(jié)構(gòu)，二聚體結(jié)構(gòu)的中央是由兩個(gè)右手螺旋的多肽鏈復(fù)繞成左手超螺旋棒狀結(jié)構(gòu)；Ø 含大量疏水殘基；Ø 鏈間由二硫鍵連接，一般認(rèn)為每4個(gè)螺圈就有一個(gè)交聯(lián)鍵，Cys含量較高(Cys>18%)，根

13、據(jù)含硫量可分為：硬角蛋白和軟角蛋白。Ø 性質(zhì)：有很好的伸縮性能。8.絲心蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)【選擇性回答】Ø 天然的角蛋白除絲心蛋白外（絲心蛋白屬于角蛋白），大多數(shù)鳥類和爬行動(dòng)物的羽毛、皮膚、爪、啄和鱗片中均含角蛋白。角蛋白充分伸展后可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)榻堑鞍住?#216; 絲心蛋白由反平行折疊片以平行的方式堆積成多層結(jié)構(gòu)；Ø 折疊構(gòu)象中含約50個(gè)重復(fù)單位：(Gly-Ala)2-Gly-Ser-Gly-Ala-Ala-Gly-(Ser-Gly-Ala-GlyAla-Gly)8-Tyr-Ø Gly位于折疊片平面的一側(cè)，Ser和Ala等都在平面的另一側(cè)；Ø 鏈間

14、主要以氫鍵連接，層間主要靠范德華作用維系；Ø 具有很高的抗張強(qiáng)度具有柔軟的特性不能拉伸的性質(zhì)9.膠原蛋白的原膠原分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)原膠原分子是膠原蛋白的基本結(jié)構(gòu)單位每個(gè)原膠原分子由三條鏈（-肽鏈）組成的三股螺旋結(jié)構(gòu)（右手超螺旋），每條鏈為左手螺旋；每條鏈約含1000個(gè)氨基酸殘基，鏈一級(jí)結(jié)構(gòu)96%遵守(Gly-X-Y)n，X多為Pro；Y多為Hyp或Hly三股螺旋鏈間靠H-鍵和范得華作用維系，膠原纖維可以通過分子內(nèi)和分子間的交聯(lián)得到進(jìn)一步增強(qiáng)和穩(wěn)定。分子內(nèi)交聯(lián)N-末端區(qū)(非螺旋區(qū))內(nèi)賴氨酸殘基之間進(jìn)行的。原膠原分子間形成的空穴區(qū)作為糖結(jié)合部位，可能在骨骼形成中起作用。10.什么是兩可肽？蛋

15、白質(zhì)多肽鏈中的某一肽段在不同條件下存在可能形成-螺旋和-折疊兩種不同形式二級(jí)結(jié)構(gòu)，這樣的肽段被稱為兩可肽。另附【可不答】：舉例：五肽段：VAHAL(Val-Ala-His-Ala-Leu)丙糖磷酸異構(gòu)酶：螺旋；灰色鏈霉菌蛋白水解酶A：折疊五肽段：VNTFV(Val-Asn-Thr-Phe-Val)無(wú)脊椎血紅蛋白：螺旋；核糖核酸酶：折疊可能的影響因素：鄰近殘基的二級(jí)結(jié)構(gòu)傾向；肽鏈中遠(yuǎn)程肽段的影響；肽段是處于分子表面還是被包埋在分子內(nèi)部。11.影響蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)改變的因素Ø 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)是通過骨架上的羰基和酰胺基團(tuán)之間形成的氫鍵維持的，氫鍵是穩(wěn)定二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要作用力。如果對(duì)氫鍵進(jìn)行破壞

16、，就可以影響蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。其中，酸堿度，溫度，溶劑還有極端變形條件都有可能改變蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)。Ø pH能影響氨基酸的帶電荷性，如多聚賴氨酸在pH7不形成螺旋，因?yàn)樵诖藀H下Lys的R基帶正電荷，靜電排斥，不能形成內(nèi)氫鍵，而在pH11時(shí)自發(fā)形成螺旋。Ø 非極端的溫度變化也可以改變蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，比如多聚賴氨酸在pH=11.8時(shí)，4構(gòu)象為螺旋，而在52時(shí)，變?yōu)檎郫B。Ø 特殊的溶劑可以改變蛋白溶液中的二級(jí)結(jié)構(gòu)，比如水溶液中的伴刀豆球蛋白A的螺旋量為2%，但是在70%的氯乙醇溶液中，螺旋含量可以升高到55%。再比如水溶液中的彈性蛋白酶的螺旋量為7%，但是在十二烷基硫

17、酸鈉溶液中，螺旋含量可以升高到35%。Ø 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿可以使蛋白質(zhì)變性，是因?yàn)閺?qiáng)酸、強(qiáng)堿可以使蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂。也可以和游離的氨基或羧基形成鹽，在變化過程中也有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此，可以看作是一個(gè)化學(xué)變化。同時(shí)極端的高溫也可以斷裂氫鍵，甚至影響三級(jí)結(jié)構(gòu)。12.多肽鏈主鏈的空間限制是哪兩個(gè)方面Ø 一、肽鍵的部分雙鍵性質(zhì)：肽鍵C、O、N原子間共振相互作用，使得肽鍵雖是單鍵卻有部分雙鍵性質(zhì)，不能夠自由旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，六個(gè)原子被束縛在同一平面上，形成了剛性的肽平面（兩個(gè)碳在對(duì)角位置，肽鍵呈反式構(gòu)型）。Ø 二、肽平面與碳原子的二面角和：兩相鄰肽平面之間，能以共同的碳為定點(diǎn)旋

18、轉(zhuǎn)，繞碳-N鍵旋轉(zhuǎn)角度是角，碳與C旋轉(zhuǎn)角為角。和稱為二面角，也是構(gòu)象角。二面角所決定的構(gòu)象是否存在，主要取決于兩個(gè)相鄰肽單位中，非鍵合原子之間的接近有無(wú)阻礙。由拉氏構(gòu)想圖得知，同時(shí)等于0°時(shí)的構(gòu)象實(shí)際上并不能存在，因?yàn)閮蓚€(gè)相鄰平面上的酰胺基H原子和羰基O原子的接觸距離比其范德華半徑之和小，因此將發(fā)生空間重疊。這樣的構(gòu)象是立體化學(xué)所不允許的。180和0不允許，因?yàn)閮蓚€(gè)羰基氧原子接觸距離最小，斥力最大。0和180不允許，因?yàn)閮蓚€(gè)亞氨基氫原子接觸距離最小，斥力最大。Ø 綜上，上訴兩個(gè)因素使得能夠存在于蛋白質(zhì)中的主鏈構(gòu)象大大減少，從而對(duì)空間構(gòu)想進(jìn)行限制。13.形成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的意義

19、（1）各個(gè)結(jié)構(gòu)域分別折疊，其動(dòng)力學(xué)上更有利；（2）結(jié)構(gòu)域自身緊密裝配，結(jié)構(gòu)域之間的柔性連接使每個(gè)結(jié)構(gòu)域間可以較大幅度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；（3）多個(gè)結(jié)構(gòu)域形成的間隙部位往往是蛋白質(zhì)的功能部位，結(jié)構(gòu)域的相互作用有利于蛋白質(zhì)分子產(chǎn)生別構(gòu)效應(yīng)。14.蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)折疊的規(guī)律主要有哪些？蛋白質(zhì)的基本單位為氨基酸，而蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指的就是其氨基酸序列，蛋白質(zhì)會(huì)由所含氨基酸殘基的親水性、疏水性、帶正電、帶負(fù)電等特性通過殘基間的相互作用而折疊成一立體的三級(jí)結(jié)構(gòu)。（1）蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)折疊信息來(lái)自一級(jí)結(jié)構(gòu)；（2）在體外，折疊可以是自發(fā)的；（3）在給定環(huán)境條件下，總是采取低自由能的構(gòu)像狀態(tài)；（4）多肽鍵的折疊具有手性效應(yīng)

20、；（5）折疊傾向于疏水側(cè)鍵在分子內(nèi)部，親水側(cè)鍵分布于分子表面。15.什么是二硫鍵異構(gòu)酶PDI和肽基脯氨酰異構(gòu)酶PPI?PDI：protein disulfide isomerase，是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中一種重要的折疊催化劑，催化蛋白質(zhì)形成正確配對(duì)的二硫鍵（氧化活性）,在加速新生肽鏈折疊中間體二硫鍵的改組中起重要作用（或催化錯(cuò)誤配對(duì)二硫鍵的重排），并具有分子伴侶活性。（課件答案在1-2 p38）PPI：peptidyl prolyl cis-trans isomerse，也叫肽基脯氨酰順反異構(gòu)酶。不含Pro殘基的蛋白質(zhì)，反式的氨基酸亞氨基的肽鍵是更穩(wěn)定的，順式構(gòu)象所占比例極少，新合成的多肽鏈中，脯氨酸氨基

21、酸端形成的肽鍵（Xaa-Pro）基本都是反式的；而在球形蛋白質(zhì)（含pro殘基的蛋白質(zhì)）中大約10%Xaa-Pro肽基是順式的，催化Xaa-Pro肽鍵順反式構(gòu)象改變的酶就是肽基脯氨酰異構(gòu)酶。（課件答案在1-2 p40）16. 蛋白質(zhì)溶液的濃縮方法及原理（課件答案在2-2 p32網(wǎng)上更為詳細(xì)答案鏈接超濾法：基本原理是在常溫下以一定壓力和流量，利用不對(duì)稱微孔結(jié)構(gòu)和半透膜介質(zhì)，依靠膜兩側(cè)的壓力差作為推動(dòng)力，以錯(cuò)流方式進(jìn)行過濾，使溶劑及小分子物質(zhì)通過，大分子物質(zhì)和微粒子如蛋白質(zhì)等被濾膜阻流。將蛋白質(zhì)樣品裝入適當(dāng)?shù)某瑸V管中，經(jīng)一定時(shí)間離心，溶劑穿過超濾管濾膜流出而使蛋白質(zhì)溶液得以濃縮。鹽析法：硫酸銨鹽析法

22、最為常用。高濃度的鹽粒子在蛋白質(zhì)溶液中可與蛋白質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)水分子，使溶液中自由水分子數(shù)減小，從而破壞蛋白質(zhì)表面的水化膜，降低其溶解濃度，使之從溶液中沉淀出來(lái)，即使蛋白質(zhì)在高濃度中性鹽中析出而濃縮的過程。透析袋濃縮法：是在透析技術(shù)的基礎(chǔ)上改良而來(lái)，即將透析液換成可以吸水的溶液或固體吸附劑，從而達(dá)到濃縮蛋白質(zhì)的效果。將蛋白質(zhì)樣品封閉在透析袋中，再將透析袋包埋于甘油、聚乙二醇8000等試劑之中，放置于4，透析袋中溶劑將被吸出而達(dá)到濃縮的效果。有機(jī)試劑沉淀法（如丙酮、乙醇、甲醇等）：有機(jī)溶劑加入水中可使溶劑的介電常數(shù)降低，增加了相反電荷的吸引力，從而破壞蛋白質(zhì)的水化層及表面電荷而使蛋白質(zhì)沉淀。非離子多聚物沉

23、淀法：最常用的多聚物是聚乙二醇，有兩種方法，1）選用兩種水溶性非離子多聚物組成液液兩相體系，不等量分配，而造成分離。此方法基于不同生物分子表面結(jié)構(gòu)不同，有不同分配系數(shù)。并外加離子強(qiáng)度、PH值和溫度等影響，從而擴(kuò)大分離效果。2）選用一種水溶性非離子多聚物，使生物大分子在同一液相中，由于被排斥相互凝聚而沉淀析出。該方法操作時(shí)先離心除去大懸浮顆粒，調(diào)整溶液PH值和溫度至適度，然后加入中性鹽和多聚物至一定濃度，冷貯一段時(shí)間，即形成沉淀。冷凍干燥法：將待干燥物在低溫下快速凍結(jié)后，在高真空條件下將其中的冰升華為水蒸氣，除去冰晶，待升華結(jié)束后再進(jìn)行解析干燥，除去部分結(jié)合水的的干燥方法，最終達(dá)到濃縮蛋白質(zhì)的目

24、的。17.凝膠過濾柱層析的原理及測(cè)定蛋白質(zhì)分子量的原理凝膠過濾柱層析的原理：凝膠過濾層析也稱分子篩層析、排阻層析。是利用具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠的分子篩作用，根據(jù)被分離物質(zhì)的分子大小不同來(lái)進(jìn)行分離。層析柱中的填料是某些惰性的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物質(zhì)，大部分為一些交聯(lián)的聚糖(如葡聚糖或瓊脂糖)類物質(zhì)，小分子物質(zhì)能進(jìn)入其內(nèi)部，流下時(shí)路程較長(zhǎng)，而大分子物質(zhì)卻被排除在外部，下來(lái)的路程短，當(dāng)一混合溶液通過凝膠過濾層析柱時(shí)，溶液中的物質(zhì)就按不同分子量篩分開了測(cè)定蛋白質(zhì)分子量的原理：用一系列已知分子量的標(biāo)準(zhǔn)品放入同一凝膠柱內(nèi)，在同一條件下層析，記錄每一分鐘成分的洗脫體積v，該體積v與相應(yīng)蛋白質(zhì)分子量的自然對(duì)數(shù)成反比，以此

25、做曲線，在一定分子量范圍內(nèi)可得一直線，即分子量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。測(cè)定未知物質(zhì)的分子量時(shí)，可將此樣品加在測(cè)定了標(biāo)準(zhǔn)曲線的凝膠柱內(nèi)洗脫后，根據(jù)物質(zhì)的洗脫體積，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出它的的分子量。18.離子交換柱層析的原理離子交換柱層析的原理：該方法是通過帶電的溶質(zhì)分子與離子交換層析介質(zhì)中可交換離子進(jìn)行交換而達(dá)到分離純化的目的；填料在一定PH、鹽濃度的下帶電荷，低鹽上樣的蛋白質(zhì)溶液，與填料帶相反電荷的蛋白質(zhì)可以結(jié)合到中柱上，雜蛋白隨流動(dòng)相穿柱而過，使蛋白質(zhì)得到一定的分離。提高洗脫液的鹽濃度或改變pH值，由于蛋白質(zhì)所帶的相反電荷不同，與填料有不同的結(jié)合能力，則在不同的鹽濃度或不同的pH值下被洗脫下來(lái)，達(dá)到進(jìn)一步分

26、離的目的。離子交換層析分為陽(yáng)離子離子交換柱和陰離子離子交換柱。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液的pH高于pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷，可結(jié)合到陰離子離子交換柱上（填料帶正電荷）。19.固定化金屬螯合親和層析純化His-tagged蛋白質(zhì)的原理Ø 固定化金屬螯合親和層析是建立在蛋白質(zhì)表面暴露一些氨基酸殘基與固定化金屬離子的親和力的不同來(lái)進(jìn)行蛋白質(zhì)分離的一項(xiàng)技術(shù)，它以配基簡(jiǎn)單、吸附量大、分離條件溫和、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，逐漸成為分離純化蛋白質(zhì)等生物工程產(chǎn)品最有效的技術(shù)之一。Ø （作用原理：固定化金屬螯合親和層析是建立在蛋白質(zhì)表面的氨基酸與固定化金屬離子的親和力的不同來(lái)進(jìn)行蛋白質(zhì)分離的一項(xiàng)技術(shù)。過渡態(tài)金屬離子

27、能夠與電子供體，如氮、硫、氧等原子以配位鍵結(jié)合，金屬離子上剩余的空軌道是電子供體的配位點(diǎn)，當(dāng)它在溶液中會(huì)被水分子或陰離子占據(jù)。然而，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)表面氨基酸殘基與金屬離子的結(jié)合力較強(qiáng)時(shí)，氨基酸殘基的供電原子就會(huì)與金屬離子結(jié)合形成復(fù)合物，取代原先結(jié)合的水分子或陰離子，這樣就能使蛋白質(zhì)分子結(jié)合在固體表面。能與螯合反應(yīng)的基團(tuán)很多，例如氨基酸中的氨基和羧基，以及某些氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)含有孤對(duì)電子的活性原子，但是，由于蛋白質(zhì)表面的氨基酸的種類、數(shù)量、位置和空間構(gòu)象不同，因而具體使用時(shí)根據(jù)金屬配基的親和力大小不同，選擇不同的金屬配基加以分離純化）Ø 特別適合分離純化變性蛋白，尤其是帶6個(gè)組氨酸標(biāo)簽的重組蛋

28、白，這種蛋白質(zhì)對(duì)金屬離子有很高的結(jié)合力，在分離純化后再用化學(xué)法或酶法將標(biāo)簽切掉，從而得到目標(biāo)蛋白。過程大致為：（1）His-tagged蛋白質(zhì)通常在N端或者C端帶有6個(gè)His蛋白標(biāo)簽，這些His蛋白能專一性地結(jié)合在螯合有Ni2+（或Zn2+或Co2+）親和柱上，雜合蛋白則通過親和柱而與His-tagged蛋白質(zhì)分離；（2）增大洗脫液中的咪唑濃度。高濃度咪唑與His-tagged蛋白質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合柱中的Ni2+，從而將His-tagged蛋白質(zhì)洗脫下來(lái)。20.蛋白質(zhì)免疫印跡western-blot的原理蛋白質(zhì)免疫印跡（Western blotting or immunoblotting）：利用抗原抗

29、體的特異性反應(yīng)在蛋白質(zhì)混合液中定性及半定量檢測(cè)某種蛋白質(zhì)的方法。一般由凝膠電泳、樣品的印跡和免疫學(xué)檢測(cè)三個(gè)部分組成。蛋白質(zhì)混合液先經(jīng)SDS-PAGE凝膠電泳，使待測(cè)樣品中的蛋白質(zhì)按分子量大小在凝膠中分成帶；把凝膠中已分成條帶的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到一種固相支持物（如硝酸纖維素膜即NC膜、PVDF膜）即為印跡過程；再用蛋白溶液（如10的BSA）處理以封閉膜上剩余的疏水結(jié)合位點(diǎn)，最后在膜上進(jìn)行抗原抗體特異性反應(yīng)：用所要研究的蛋白質(zhì)的一抗處理，印跡中只有待研究的蛋白質(zhì)的位置上結(jié)合著一抗；處理過的印跡進(jìn)一步用適當(dāng)標(biāo)記的二抗處理，處理后，帶有標(biāo)記的二抗與一抗結(jié)合，可以指示一抗的位置，即是待研究的蛋白質(zhì)的位置，這樣

30、就可以利用二抗上所帶的標(biāo)記來(lái)鑒定、檢測(cè)目的蛋白。21.SDS-PAGE（雙向電泳分離蛋白質(zhì)）的原理及其實(shí)際應(yīng)用蛋白質(zhì)的雙向電泳的第一向?yàn)榈入娋劢梗↖soelectrofocusing,IEF）,根據(jù)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)不同進(jìn)行分離；第二向?yàn)镾DS-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE），按亞基分子量大小進(jìn)行分離。經(jīng)過電荷和分子量?jī)纱畏蛛x后，可以得到蛋白質(zhì)分子的等電點(diǎn)和分子量信息。蛋白質(zhì)雙向電泳是將蛋白質(zhì)等電點(diǎn)和分子量?jī)煞N特性結(jié)合起來(lái)進(jìn)行蛋白質(zhì)分離并用考馬斯亮藍(lán)染色獲得蛋白質(zhì)的電泳分離圖譜的技術(shù)，具有較高的分辨率和靈敏度，已成為蛋白質(zhì)特別是復(fù)雜體系中的蛋白質(zhì)檢測(cè)和分析的一種強(qiáng)有力的生化手段。SDS-P

31、AGE因易于操作，而具有廣泛的用途，是許多研究領(lǐng)域的重要的分析技術(shù)。其主要應(yīng)用有：蛋白質(zhì)純度分析蛋白質(zhì)分析量的測(cè)定，根據(jù)遷移率大小測(cè)定蛋白質(zhì)亞基的分子量蛋白質(zhì)濃度的測(cè)定蛋白質(zhì)水解的分析免疫沉淀蛋白的鑒定免疫印跡的第一步蛋白質(zhì)修飾的鑒定分離和濃縮用于產(chǎn)生抗體的抗原分離放射性標(biāo)記的蛋白質(zhì)顯示小分子多肽22.測(cè)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)時(shí)，X-射線晶體衍射技術(shù)與NMR技術(shù)各有哪些優(yōu)點(diǎn)和局限？1)NMR優(yōu)勢(shì)：可測(cè)定溶液中的蛋白質(zhì)構(gòu)象，無(wú)需蛋白質(zhì)結(jié)晶不破壞蛋白質(zhì)分子構(gòu)象能測(cè)定蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的變化過程能研究蛋白質(zhì)分子間的以及蛋白質(zhì)與其他配體之間的相互作用NMR不足：很多時(shí)候達(dá)不到X-射線晶體衍射技術(shù)的精度能測(cè)定的蛋

32、白質(zhì)的分子量相對(duì)較小2)X-射線晶體衍射技術(shù)優(yōu)勢(shì)：方法成熟，適用于能長(zhǎng)出較好單晶的蛋白質(zhì)分辨率高，可高通量化X-射線蛋白質(zhì)晶體衍射技術(shù)不足：需要培養(yǎng)對(duì)稱性好的、適于衍射的蛋白質(zhì)單晶，該步驟是蛋白質(zhì)晶體衍射技術(shù)的瓶頸需要解決相位問題23.氣象擴(kuò)散法培養(yǎng)蛋白質(zhì)晶體的原理：（比較詳細(xì)，選擇性回答）u 首先：蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)分析的分析就是需要進(jìn)行晶體培養(yǎng)，晶體培養(yǎng)：獲得適用的單晶(關(guān)鍵步驟)結(jié)構(gòu)測(cè)定的精度依賴于晶體所能達(dá)到的衍射分辨率。u 其次：晶體必須滿足的兩個(gè)條件：1.單晶，足夠大(大于0.1mm3)；2.結(jié)晶過程，形成晶核晶核長(zhǎng)大u 影響晶體生長(zhǎng)的因素樣品純度：包括均勻性，樣品最好是新制備的；濃度

33、：控制適宜的過飽和度，形成少量晶核；pH：長(zhǎng)出不同晶型的晶體；溫度：一般溫度升高，蛋白質(zhì)溶解度增大；離子強(qiáng)度：鹽析與鹽溶；有機(jī)添加劑：可降低蛋白質(zhì)溶解度。u 原理1（老師課件）：在一個(gè)封閉體系中，液池內(nèi)緩沖液中的各種試劑濃度均略高于蛋白質(zhì)液滴中的濃度(液池內(nèi)不含蛋白質(zhì))，通過體系內(nèi)蒸汽擴(kuò)散，溶劑分子從液滴向液池遷移，使液滴內(nèi)鹽濃度增高，蛋白質(zhì)溶解性降低，達(dá)到過飽和而結(jié)晶。用氣相擴(kuò)散法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是沉淀劑的濃度梯度可以很方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使蛋白質(zhì)溶液緩慢地形成過飽和溶液，晶體生長(zhǎng)的速度得到了很好的控制。u 原理2（網(wǎng)上尋找易于理解）：也就是將含有高濃度的蛋白質(zhì)(10-50 mg/m

34、l)溶液加入適當(dāng)?shù)娜軇?，慢慢降低蛋白質(zhì)的溶解度，使其接近自發(fā)性的沈淀狀態(tài)時(shí)，蛋白質(zhì)分子將在整齊的堆棧下形成晶體。舉例來(lái)說(shuō)，我們將蛋白質(zhì)溶于低濃度(1.0 M)的硫酸銨溶液中，將它放置于一密閉含有高濃度(2.0 M)硫酸銨溶液的容器中，由氣相平衡，可以緩慢提高蛋白質(zhì)溶液中硫酸銨的濃度，進(jìn)而達(dá)成結(jié)晶的目的。u 注意事項(xiàng)：1. 硅化處理：載樣蓋玻片必須硅化，以防止蛋白質(zhì)樣品的擴(kuò)散延伸。2. 懸滴法：樣品用量少，1-5µl，液滴體積不能過大。坐滴法：樣品用量大，液滴體積³50µl，可長(zhǎng)出大的晶體，重復(fù)性好。24.蛋白質(zhì)翻譯后修飾有哪些方式？細(xì)胞中幾乎所

35、有的蛋白質(zhì)在從核糖體合成后都有化學(xué)上的改變，這些改變可能改變蛋白質(zhì)的活性、壽命(lifespan)或細(xì)胞定位。v 化學(xué)修飾乙?；鹤钇毡榈幕瘜W(xué)修飾（80%的蛋白），多肽鏈N-端乙?；姿峄篠er、Thr和Tyr側(cè)鏈a. 通過蛋白質(zhì)磷酸化激酶將ATP的磷酸基轉(zhuǎn)移到蛋白的特定位點(diǎn)上的過程。b.大部分細(xì)胞過程實(shí)際上是被可逆的蛋白磷酸化所調(diào)控的。c.至少有30%的蛋白被磷酸化修飾。d.磷酸化的作用位點(diǎn)為蛋白上的Ser,Thr,Tyr殘基。f.在磷酸化調(diào)節(jié)過程中,細(xì)胞的形態(tài)和功能都發(fā)生改變。g.可逆的磷酸化過程幾乎涉及所有的生理及病理過程,如細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、腫瘤發(fā)生、新陳代謝、神經(jīng)活動(dòng)、肌肉收縮以及細(xì)胞

36、的增殖、發(fā)育和分化等。糖基化：Asn、Ser和Thr側(cè)鏈a.蛋白質(zhì)的糖基化是低聚糖以糖苷的形式與蛋白上特定的氨基酸殘基共價(jià)結(jié)合的過程。b.蛋白質(zhì)糖基化可以按照氨基酸和糖的連接方式分為四類:O位糖基化、N位糖基化、C位甘露糖化以及GPI(糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白)錨定連接。c.蛋白質(zhì)的糖基化影響蛋白的功能,在許多生物過程中起著重要的作用,如免疫保護(hù)、病毒的復(fù)制、細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞與細(xì)胞之間的黏附、炎癥的產(chǎn)生等。d.很多蛋白,如轉(zhuǎn)錄因子、核小孔蛋白、熱休克蛋白、RNA聚合酶、致癌基因翻譯產(chǎn)物、酶等,都發(fā)現(xiàn)了糖基化的翻譯后修飾方式。泛素化：Ø在目的蛋白質(zhì)鏈內(nèi)的Lys側(cè)鏈上加上泛素分子鏈，接著由蛋

37、白酶體水解a. 泛素由76個(gè)氨基酸組成,高度保守,普遍存在于真核細(xì)胞內(nèi)。b. 共價(jià)結(jié)合泛素的蛋白質(zhì)能被蛋白酶體識(shí)別并降解,這是細(xì)胞內(nèi)短壽命蛋白和一些異常蛋白降解的普遍途徑。c. 與消化道內(nèi)進(jìn)行的蛋白質(zhì)水解不同,整個(gè)水解過程需要能量參與。d.泛素標(biāo)簽具有多功能性。比如：導(dǎo)致細(xì)胞的紊亂和細(xì)胞凋亡細(xì)胞器的生物合成新蛋白生成蛋白質(zhì)輸運(yùn)泛素化還可以影響蛋白質(zhì)細(xì)胞內(nèi)定位、影響DNA修復(fù)及轉(zhuǎn)錄調(diào)控。膜蛋白末端或其附近加上長(zhǎng)的脂鏈基團(tuán)a. 脂肪酰錨定蛋白b. 異戊二烯基錨定膜蛋白25.什么是分子伴侶蛋白？P11定義：一組從細(xì)菌到人廣泛存在的蛋白質(zhì)，非共價(jià)地與新生肽鏈和解折疊的蛋白質(zhì)肽鏈結(jié)合，并幫助它們折疊和轉(zhuǎn)

38、運(yùn)，通常不參與靶蛋白的生理功能，大都具備ATPase活性，與目的蛋白的結(jié)合依賴ATP的水解。分子伴侶是細(xì)胞中一大類蛋白質(zhì),是由不相關(guān)的蛋白質(zhì)組成的一個(gè)家系，它們介導(dǎo)其它蛋白質(zhì)的正確裝配，但自己不成為最后功能結(jié)構(gòu)中的組分。分子伴侶的概念有三個(gè)特點(diǎn):凡具有這種功能的蛋白,都稱為分子伴侶,盡管是完全不同的蛋白質(zhì);作用機(jī)理是不清楚的,故用了“介導(dǎo)”二字,以含糊其辭,“幫助”二字可理解為:通過催化的或非催化的方式,加速或減緩組裝的過程,傳遞組裝所需要的空間信息,也可能抑制組裝過程中不正確的副反應(yīng)。分子伴侶一定不是最終組裝完成的結(jié)構(gòu)的組成部分,但不一定是一個(gè)分離的實(shí)體。如一些蛋白水解酶的前序列,以及一些核

39、糖核蛋白體的加工前的部分,若具分子伴侶的作用,也稱為分子伴侶。組裝的涵意比較廣,主要指:幫助新生肽的折疊、幫助新生肽成熟為活性蛋白、幫助蛋白質(zhì)跨膜定位、亞基組裝等。26.什么是固有無(wú)結(jié)構(gòu)蛋白？P59是指生理?xiàng)l件下缺乏剛性折疊結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)松散，肽鏈呈無(wú)規(guī)卷曲構(gòu)象，但卻具有明確功能的蛋白質(zhì)。但這類蛋白不能行使酶等具有剛性結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)所具有的功能。固有無(wú)序化不僅指一種具體的蛋白，也指一種蛋白質(zhì)中的無(wú)序化區(qū)域(nativelyunfolded domain,NUD)，其結(jié)構(gòu)是多種動(dòng)態(tài)互變構(gòu)象的集合?？傮w而言，此類蛋白質(zhì)或區(qū)域的氨基酸殘基組成中親水氨基酸比例含量升高，疏水氨基酸含量降低。又稱為天然無(wú)折疊蛋白

40、質(zhì)(natively unfolded protein,NUP)或固有無(wú)序化蛋白(intrinsically disordered protein,IDP)。固有無(wú)序化蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)：Ø 是結(jié)構(gòu)松散，肽鏈以伸展的狀態(tài)存在Ø 氨基酸組成上總體而言：此類蛋白質(zhì)中的親水氨基酸比例含量升高，疏水氨基酸含量降低固有無(wú)序化蛋白質(zhì)/區(qū)域的功能Ø 固有無(wú)序化蛋白質(zhì)/區(qū)域的功能可能歸屬于2個(gè)方面，但是它們不能行使酶等具有剛性結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)具有的功能。Ø 固有無(wú)序化蛋白質(zhì)多數(shù)是非管家蛋白質(zhì)，起調(diào)控作用，因此：可稱為“管家”的“助手”。Ø 固有無(wú)序化在分子識(shí)別方面

41、重要功能Ø 具有通過調(diào)控結(jié)構(gòu)傾向而兼?zhèn)涓咛禺愋耘c低親和力的特征，通過改變合適結(jié)合位置的結(jié)構(gòu)可與多個(gè)分子結(jié)合，引導(dǎo)：“一”對(duì)“多”的信號(hào)傳導(dǎo)通路多個(gè)不同序列可預(yù)知結(jié)合，具有結(jié)合共同性。2015年高級(jí)生化酶學(xué)復(fù)習(xí)題（感謝酶組同學(xué)：李正鵬、李小曼、劉晴、張鳳、邵莉萍、趙峰、丁慶倩、肖艷青、董榮榮、孫先花、屈亞芳、邱海陽(yáng)的共同努力，感謝大家?。┮?、名詞解釋：1.酶的活性中心（active center）：是酶分子上直接與底物結(jié)合，并進(jìn)行催化作用的部位。2.酶催化作用的專一性：專一性是區(qū)分底物分子與底物類似物分子的能力。反應(yīng)的專一性保證了產(chǎn)物的純度。3.別構(gòu)酶:是與代謝調(diào)節(jié)有關(guān)的酶，大多數(shù)處于

42、代謝的關(guān)鍵位置。本身的活性也受到嚴(yán)格的調(diào)節(jié)。是以構(gòu)想變化影響催化活性的酶。別構(gòu)酶都是寡聚酶。4.酶的化學(xué)本質(zhì): 酶是具有催化活性的蛋白質(zhì)。核酶是具有催化活性的RNA。5.核酶酶活力：核酶（ribozyme）是具有催化功能的RNA分子，是生物催化劑，可降解特異的mRNA序列。核酶又稱核酸類酶、酶RNA、 核酶類酶RNA。核酶酶活力指核酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。6.酶活力單位：1個(gè)酶活力單位，是指在特定條件下，在1min內(nèi)轉(zhuǎn)化1mol底物的酶量，或是轉(zhuǎn)化1mol底物的有關(guān)基團(tuán)的酶量。1 IU = 1molmin-17.酶的比活力：酶的比活力Specific activity是指單位重量的蛋白質(zhì)中所

43、具有酶的活力單位數(shù)，反映了酶的純度。單位：U /mg8.酶的活性中心： 酶的活性中心active center是酶分子上直接與底物結(jié)合，并進(jìn)行催化作用的部位。包括結(jié)合部位和催化部位。結(jié)合部位：酶與底物結(jié)合的部位，決定酶的專一性；催化部位：參加催化的部位，決定酶的催化能力。9.活化能 ：反應(yīng)物從基態(tài)達(dá)到過渡態(tài)所需的能量10.酶原激活：從酶無(wú)活性的前體轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿傅倪^程，這個(gè)過程是不可逆的。11.共價(jià)催化：酶與底物形成暫時(shí)的共價(jià)鍵，穩(wěn)定了過渡態(tài)復(fù)合物，降低了反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速度，稱為酶的共價(jià)催化。包括親核催化和親電催化。12鄰近效應(yīng)：由于酶與底物的結(jié)合，使分子間的反應(yīng)成為分子內(nèi)的反應(yīng)，有

44、效濃度相對(duì)提高的效應(yīng)。13.定向效應(yīng)：應(yīng)物與反應(yīng)物，酶與反應(yīng)物間正確取位的效應(yīng)。14.誘導(dǎo)酶：在細(xì)胞中加入特定的誘導(dǎo)物后，誘導(dǎo)產(chǎn)生的酶。15.共價(jià)調(diào)節(jié)酶：能在兩種不同的酶的催化下發(fā)生可逆共價(jià)修飾，使其在有活性形式和無(wú)活性形式之間相互轉(zhuǎn)變，從而調(diào)節(jié)酶活性。磷酸化是可逆共價(jià)修飾中最常見的類型。16.核酶(ribozyme)是具有催化活性的RNA， 其化學(xué)本質(zhì)是核糖核酸(RNA), 卻具有酶的催化功能。 17.米氏常數(shù)：(KM ),酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度, 是研究酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)最重要的常數(shù)18.同工酶：催化的化學(xué)反應(yīng)相同；酶蛋白本身的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成不同，亞基組成不同，氨基 酸組

45、成不同，理化性質(zhì)和免疫性能不同。19.別構(gòu)效應(yīng):調(diào)節(jié)物與酶的別構(gòu)中心結(jié)合后，引起酶蛋白構(gòu)象的變化，影響酶的活性中心與底物結(jié)合，從而調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)的速度及代謝過程。二、簡(jiǎn)答題：1.酶的結(jié)構(gòu)組成：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)（1） 具有蛋白質(zhì)的化學(xué)組成；（2） 具有一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)；（3） 具有蛋白質(zhì)的各種性質(zhì)；（4） 具有活性中心。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：?jiǎn)误w酶：只含一條多肽鏈。 寡聚酶：含有2條或2條以上的多肽鏈。 多酶體系：幾種酶比此嵌合形成的體系根據(jù)酶的化學(xué)組成又可分為單成分酶和雙成分酶2.誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)：1）酶與底物在相互作用過程中，底物誘導(dǎo)酶活性中心發(fā)生構(gòu)象變化，2）底物分子中的敏感鍵產(chǎn)生張力并“變

46、形”。"誘導(dǎo)契合"學(xué)說(shuō)指出，酶并不是事先就以一種與底物互補(bǔ)的形狀存在,而是在受到誘導(dǎo)之后才形成互補(bǔ)的形狀。底物一旦結(jié)合上去,就能誘導(dǎo)酶蛋白的構(gòu)像發(fā)生相應(yīng)的變化,從而使酶和底物契合而形成酶-底物絡(luò)合物，并引起底物發(fā)生反應(yīng)。3.酶催化作用的機(jī)理：酶能短暫地與反應(yīng)物結(jié)合形成過渡態(tài)，從而降低了活化能，從而加速反應(yīng)。但酶降低反應(yīng)活化能的關(guān)鍵原因是過渡態(tài)穩(wěn)定作用。4.酶降低反應(yīng)活化能的原因(一)酶與底物的結(jié)合1）、酶與底物的結(jié)合有鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng) 鄰近效應(yīng)是由于酶與底物的結(jié)合，使分子間的反應(yīng)成為分子內(nèi)的反應(yīng)，有效濃度相對(duì)提高的效應(yīng)。定向反應(yīng)是反應(yīng)物與反應(yīng)物，酶與反應(yīng)物間正確取位的效應(yīng)

47、。2）、酶與底物間的弱相互作用是降低反應(yīng)分子的自由度，幫助底物擺脫水的束縛，誘導(dǎo)酶分子的構(gòu)象發(fā)生變化，補(bǔ)償?shù)孜镒冃嗡璧哪芰俊Ｔ诘孜锱c酶結(jié)合的過程中，釋放了部分有序的水分子，增加了熵。有利于底物分子與酶分子形成氫鍵和離子鍵。3）、酶活性中心的疏水微環(huán)境 酶在活性部位內(nèi)形成一個(gè)疏水的微環(huán)境，有利于中間產(chǎn)物的生成和穩(wěn)定。少數(shù)極性的或可離子化的氨基酸殘基在疏水環(huán)境中催化反應(yīng)。（二）酶對(duì)底物的催化1）酸堿催化：質(zhì)子供體和質(zhì)子受體間的催化反應(yīng)。功能基團(tuán)的解離常數(shù)和提供或接受質(zhì)子的速度是影響酸堿催化的因素。2）共價(jià)催化：酶與底物形成暫時(shí)的共價(jià)鍵，穩(wěn)定了過渡態(tài)復(fù)合物，降低了反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速度，稱為酶

48、的共價(jià)催化，包括親核催化和親電催化。親核催化是酶分子中具有非共用電子對(duì)的親核基團(tuán)攻擊缺少電子的，具有部分正電性的原子，形成暫時(shí)的共價(jià)鍵，穩(wěn)定了過渡態(tài)中間產(chǎn)物。親電催化是酶蛋白分子中的親電基團(tuán)攻擊底物分子中富含電子的原子或帶部分負(fù)電荷的原子，形成共價(jià)鍵，穩(wěn)定了過渡態(tài)中間產(chǎn)物。3）金屬離子催化金屬激活酶：金屬離子與酶結(jié)合不緊，金屬離子與酶的催化效率有關(guān)。金屬酶：金屬離子與酶結(jié)合很緊，金屬離子與酶的催化活性有關(guān)。（三）酶通常使用幾種催化機(jī)制綜合作用5.酶的分類與命名（一）酶的分類命名包括習(xí)慣命名法和國(guó)際系統(tǒng)命名法。（1）習(xí)慣命名法：1. 一般采用底物而命名：如蛋白水解酶等；對(duì)水解酶類，只要底物名稱即

49、可，如蔗糖酶、蛋白酶等。2. 依據(jù)其催化反應(yīng)的性質(zhì)來(lái)命名：如水解酶、轉(zhuǎn)氨酶等。3. 結(jié)合1、2的命名：如琥珀酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、磷酸己糖異構(gòu)酶等（2）國(guó)際系統(tǒng)命名法，每種酶都有一個(gè)系統(tǒng)名稱和習(xí)慣名稱，分類編號(hào)方案如下：1.氧化還原酶類：催化氧化還原反應(yīng)2.轉(zhuǎn)移酶類：催化功能基團(tuán)的轉(zhuǎn)移反應(yīng)3.水解酶類：催化水解反應(yīng)4.裂合酶類：催化從底物上移去一個(gè)基團(tuán)從而形成雙鍵的反應(yīng)及逆反應(yīng)5.異構(gòu)酶類：催化各種同分異構(gòu)體間的相互轉(zhuǎn)變6.連接酶類：催化一切必須與ATP分解相偶聯(lián)，并由兩種物質(zhì)合成一種物質(zhì)的反應(yīng)。（二）國(guó)際分類編號(hào)方案第一個(gè)數(shù)字：酶的類別第二個(gè)數(shù)字：酶的亞類第三個(gè)數(shù)字：酶的亞-亞類第四個(gè)數(shù)字：

50、酶在亞-亞類中的排序編號(hào)前冠以EC，是國(guó)際酶學(xué)會(huì)縮寫 6.酶的化學(xué)本質(zhì)以及與一般催化劑的共性和特性答：化學(xué)本質(zhì)：酶是活細(xì)胞合成的生物催化劑，絕大多數(shù)的酶是具有催化活性的蛋白質(zhì)，有些RNA也具有催化活性。酶與其它催化劑的共性：（1）催化效率高（2）只改變化學(xué)反應(yīng)的速度，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡（3）降低反應(yīng)所需的活化能酶作為催化劑的特性（1）比非酶催化劑效率高（2）作用條件溫和（3）具有高度專一性7.酶作用的專一性的類型有哪些專一性是酶區(qū)分底物分子與底物類似物分子的能力。反應(yīng)的專一性保證了產(chǎn)物的純度 (幾乎可以達(dá)到 100%)。類型有如下：1、結(jié)構(gòu)專一性（非立體化學(xué)專一性）：鍵專一性：外切核酸酶基團(tuán)

51、專一性：-D-葡萄糖苷酶絕對(duì)專一性：O6-甲基鳥嘌呤轉(zhuǎn)甲基酶2、立體異構(gòu)專一性：旋光異構(gòu)專一性幾何異構(gòu)專一性光學(xué)異構(gòu)專一性8.酶作用的專一性假說(shuō)誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)酶與底物在相互作用過程中，底物誘導(dǎo)酶活性中心發(fā)生構(gòu)象變化，底物分子中的敏感鍵產(chǎn)生張力并“變形”。誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶表面并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而是在酶與底物的相互作用過程中，底物誘導(dǎo)酶活性中心發(fā)生構(gòu)象變化，從而使酶和底物契合而形成酶-底物絡(luò)合物，并引起底物發(fā)生反應(yīng)。9.酶活性中心的定義、組成/結(jié)構(gòu)、共同特征酶的活性中心定義：是指酶分子上直接與底物結(jié)合，并進(jìn)行催化作用的部位。包括：結(jié)合部位：酶與底物結(jié)合的部位，決定酶的專一性。 催化部

52、位：參加催化的部位，決定酶的催化能力。酶活性中心的組成：（1）單成分酶的活性中心由酶蛋白上的少數(shù)幾個(gè)氨基酸組成。雙成分酶中，除了酶蛋白上的幾個(gè)氨基酸，輔基或輔酶分子上的某一部分往往也參與活性中心的組成?；钚灾行牡幕鶊F(tuán)都是必需基團(tuán)。酶活性中心的共同特征：（1）活性中心只占酶分子中很小的一部分（2）活性中心具有三維結(jié)構(gòu)，多肽鏈的盤繞折疊使得這些氨基酸殘基得以在空間上接近，并形成適當(dāng)?shù)娜S結(jié)構(gòu)。（3）活性中心由疏水氨基酸形成口袋，極性氨基酸參與反應(yīng)。（4）底物靠弱鍵與酶結(jié)合（5）活性中心的氨基酸殘基在一級(jí)結(jié)構(gòu)上可能相距甚遠(yuǎn)，甚至不在一條多肽鏈上。10.過渡態(tài)學(xué)說(shuō)是什么？答：“過渡態(tài)”是底物分子被激活

53、的不穩(wěn)定態(tài)，不同于反應(yīng)中間物，它具有最高能量，又處在一個(gè)短暫的分子瞬間。過渡態(tài)出現(xiàn)在反應(yīng)物的化學(xué)鍵處于即將生成或斷裂的過程中，能生成產(chǎn)物或再返回生成反應(yīng)物。酶能短暫地與反應(yīng)物結(jié)合形成過渡態(tài)，從而降低了活化能，但不改變反應(yīng)的G。過渡態(tài)學(xué)說(shuō)是指反應(yīng)中，酶E與底物S形成不穩(wěn)定的過渡態(tài)ES*復(fù)合物，ES*再分解成產(chǎn)物P和酶E，即E+S ES* E+P11.酶降低反應(yīng)活化能的原因:一.酶降低反應(yīng)活化能的關(guān)鍵原因是過渡態(tài)穩(wěn)定作用(1)一個(gè)酶的活性中心應(yīng)該在形狀和化學(xué)性質(zhì)上與底物的過渡態(tài)互補(bǔ)。(2)酶與底物之間的最多、最強(qiáng)的反應(yīng)只能發(fā)生在ES中。(3)所有能夠穩(wěn)定ES的因素都能夠加速反應(yīng)。 (4)減少的活化

54、能（X）實(shí)質(zhì)是額外能量的補(bǔ)充。其中：大部分來(lái)自于酶與底物的特異結(jié)合、定向所產(chǎn)生的能量；少部分來(lái)自于各種催化作用。二. 酶降低反應(yīng)活化能的原因(1)酶與底物的結(jié)合:鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng);酶與底物間的弱相互作用(2)酶活性中心的疏水微環(huán)境(3)酶對(duì)底物的催化 酸堿催化 共價(jià)催化 金屬離子催化(4)酶通常使用幾種催化機(jī)制12.米氏方程的應(yīng)用及意義（應(yīng)用題）意義：(1)酶的特征常數(shù): 只與酶的性質(zhì)有關(guān)。(2)判斷酶活性中心的性質(zhì): 近似表現(xiàn)酶與底物的親和力; 酶的專一性、最適底物。 可以利用米氏方程計(jì)算出KM （米氏常數(shù)）；Vmax （最大反應(yīng)速度）；kcat （酶的轉(zhuǎn)換數(shù)）kcat / KM （酶催化

55、效率的度量），為實(shí)際的生產(chǎn)和生活提供理論和實(shí)踐的依據(jù)。三種題型（1）如果要求反應(yīng)速度v達(dá)到Vmax的99%，其底物濃度應(yīng)為： v= VmaxS /（KM+S） 99% Vmax = VmaxS /（KM+S ） 99% × （KM+S）= S S=99 KM（2）已知某個(gè)酶的S=3KM ，求反應(yīng)速度v相當(dāng)于Vmax的百分率。 v = VmaxS/ (KM + S) v = Vmax· 3 KM / (KM + 3 KM ) v = ¾ Vmax v = 75% Vmax（3）一個(gè)酶促反應(yīng)中，反應(yīng)速度與底物濃度的值如下：S (mmol· L-1): 2.0

56、 3.3 5.0 10.0v (mmol· L-1 min-1): 2.5 3.1 3.6 4.2 （1） 請(qǐng)用雙倒數(shù)作圖法計(jì)算KM和Vmax并畫圖。（2）如果酶的濃度為4×10-5 mmol· L-1，請(qǐng)計(jì)算kcat（提示：kcat是每秒每個(gè)活性中心的反應(yīng)速度，單位是s-1）。 1/S: 0.50 0.30 0.20 0.10 1/v : 0.40 0.32 0.28 0.24 KM = 2.0 mmol Vmax = 5.0 mmol-1 min-1 kcat = Vmax ÷ E = 5.0 mmol-1 min-1÷ 4×10