发布时间 : 星期六 文章3 蛋白质化学 生物化学习题汇编 sqh更新完毕开始阅读8bf3c037b4daa58da0114aed
33、假设某蛋白质含有10个羧基，平均pK为3.5；2个咪唑基，平均pK为6.0；14个NH3+，平均pK为10.0。从 pH 1 开始用Na0H 滴定，试问达到等电点时应有多少个H+ 被滴定掉?画出蛋白质的滴定曲线，并标明等电点的位置。[1]
34、图3-4是由末端没有封闭的一条多肽链组成的蛋白质滴定曲线。(1)列出该蛋白质中所有可能的滴定基团和相应的 pKa 值。(2)估计该蛋白质分子中每一种可滴定的基团有多少？(假设每分子蛋白质中有36个可滴定的基团，而所有的半胱氨酸残基均包含在二硫键中)。(3)
1
33、(1)因为该蛋白质分子含有10个羧基，2个咪唑基，14个 -NH3，共有26个（10+2+14)解离的质子。
+
蛋白质的pI是指蛋白质分子所带净电荷为零时溶液的 pH 值。当该蛋白质分子中10个羧基的 H+，2个咪唑基的 H+ 和 4个 -NH3+ 的 H+ 被滴定掉，即有16个质子被滴定掉时蛋白质分子的净电荷为零(见图3-9)，这时就到达了该蛋白质的pI。
(2)为了画出蛋白质的滴定曲线，可粗略地计算一下不同pH值时每分子蛋白质解离的质子数，列于表3-3
表3-3 不同 pH 时，每分子蛋白质解离的质子数 pH值 解离的H+数 1 0 3.5 6 11 10 19 12 5 26 以pH值作横坐标，每分子蛋白质解离的H+数作纵坐标，作
该蛋白质的滴定曲线(图3-10)，从滴定曲线上可看到，当16个质子被滴定掉时溶液的pH值约为9.5，这就是该蛋白质的pI。
估计这个蛋白质的相对分子质量，并简述理由。 1
[1]
34、(1)有八种可滴定的基团，列于表3-4
表3-4 蛋白质可滴定基团的pKa值
滴定基团 C端α-羧基 γ-和β-羧基 咪唑基 N端的α-氨基
大约的pKa值
3 4~5 6~7 8
滴定基团 β-巯基 酚羟基 ε-氨基 胍基
大约的pKa值
8 9~10 10~11 12~13
(2)该蛋白质分子中，有一个C端的α-羧基和一个N端的α-氨基。侧链的羧基在低于pH＝pKa的情况下，也就是说大约低于 pH 5.5 时可能被滴定。
从图3-4可知，在 pH 2 到 pH 5.5 之间共有11个可滴定的基团，扣除C端的一个α-羧基，那么共有10
个侧链羧基。
扣除N端的α-氨基，所以有4个咪唑基。
在 pH 5.5 到 pH 8.5 范围内，可滴定的应该是咪唑基和N端的α-氨基，在该范围内滴定了5个基团(16-11)，假如在pH值低于10时，所有酚羟基均能滴定的话，那末分子中共有6个酚羟基(22-16)。这样余下的14个可解离的质子一定来自ε-氨基和胍基。虽然在pH 12左右，滴定曲线比较陡峭，不能很清楚地把两者区别开来。因为大部分ε-氨基在pH值低于12时应该被滴定，而胍基要高于12才被滴定。所以很自然地可以猜出14个可滴定的质子中8个来自ε-氨基，6个来自胍基，图3-4中所示的是牛胰核糖核酸酶的滴定曲线。表3-5列出这蛋由质真实的可滴定基团的数目。
表3-5 核糖核酸酶中可滴定的基团 滴定基团 C端α-羧基 γ-和β-羧基
存在数目
1 10
滴定基团 酚羟基 ε-氨基
存在数目
6 10
35、有A、B、C三种不同蛋白质，在 pH 7进行电泳，结果如图3-5所示。
若在 pH 7 用中性盐沉淀这三种蛋白质，哪种蛋白质首先沉淀?哪种次之?哪种最后? [1] 36、一些异常血红蛋白(HbD、HbJ、HbN、HbC)和正常血红蛋白(HBA)仅仅是一个氨基酸的
差异。
将上述四种异常血红蛋白与正常血红蛋白在 pH 8.6条件下进行电泳，电泳迁移率如下：
问：a带、b带、c带和d带分别代表哪种异常血红蛋白？[2]
咪唑基 N端的α-氨基
4 1
胍基
4
(3)6种氨基酸共出现34次，则每种氨基酸出现的平均频率为34／6，假设这种频率是有代表性的，那末在这蛋白质中氨基酸的数目可用下式来估计：
34/6×20＝113
氨基酸的平均相对分子质量为120，所以该蛋白质的相对分子质量为
113×120＝13600
幸运的是这个数值与真实的牛胰核糖核酸酶的相对分子质量很接近(Mr=13700)。然而，一般来说，可滴定氨基酸的平均频率是没有代表性的，所以用这种方法来计算相对分子质量通常是不正确的。
1
35、从电泳结果可知 pH 7 时蛋白质C带的电荷最多，蛋白质B其次，蛋白质A最少。pH 7 用中性盐沉淀时，电荷带得最少的首先沉淀，所以蛋白质A首先沉淀，其次是蛋白质B，最后是蛋白质C。 36、(1)HbD是由一个碱性氨基酸(Lys)取代了中性氨基酸。在 pH 8.6 时，Lys的ε-氨基呈 -NH3+ 状态，所以 HbD 比 HbA 带更多的正电荷，向阴极移动。
2
(2)HbJ是由一个酸性氨基酸(Asp)取代了中性氨基酸。在pH 8.6时，Asp的β-羧基呈 -COO- 状态，所以HbJ 比 HbA 带更多的负电荷，向阳极移动。
(3)HbN是由一个酸性氨基酸(Glu)取代了碱性氨基酸(Lys)。在pH 8.6时，Glu的γ-羧基呈 -COO- 状态，所以HbN比HbJ带更多的负电荷，向阳极移动。
若将HbN和HbJ比较，因为HbN是由一个酸性氨基酸取代了碱性氨基酸，而HbJ是一个酸性氨基酸取代了中性氨基酸。所以HbN比HbJ带更多的负电荷，HbN向阳极移动的速度比HbJ快.
(4)HbC是一个碱性氨基酸(Lys)代替了酸性氨基酸(Glu)。在pH 8.6时，Lys的ε-氨基呈 -NH3+ 状态，所以HbC与HbD带更多的正电荷，向阴极移动。
若将HbC与HbD比较，HbC是一个碱性氨基酸取代了酸性氨基酸，而HbD是一个碱性氨基酸取代了中性氨基酸，所以HbC比HbD带更多的正电荷，HbC向阴极移动的速度比HbD快。 综上所述可知：a带代表HbC，b带代表HbD，c带代表HbJ，d带代表HbN。
37、正常人血红蛋白(HbA)的β-链经胰蛋白酶水解可得一肽段为：
Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys
镰刀状贫血病血红蛋白(HbS)的β-链经胰蛋白酶水解可得一肽段为：
Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys
试讨论：
(1)在 pH 5.0 和 8.0 时，这两个八肽的电泳行为。
(2)若正常的八肽被一个六肽取代，N端的5个氨基酸不变，在 pH 8.0 时，此六肽在电场中不移动，问C端是什么氨基酸才会有这种电泳行为。
各解离基团的pK值如下：末端-NH3+ 7.0，末端-COOH 3.4，咪唑基 6.0，γ-COOH 4.0，ε-NH3+ 10.8。[1]
38、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? (1) pH 值从7.0增加到7.4
(2)CO2分压从 1000 Pa 增加到 4000Pa (3)O2分压从 6000Pa 下降到 2000Pa
(4)2,3-二磷酸甘油酸的浓度从8×10-4 mol/L 下降到 2×10-4 mol/L (5)α2β2解聚成单个亚基[2]
39、在下面指出的 pH 值，下述蛋白质在电场中将向哪个方向移动?即向阳极(A)、阴极(C)或不动(O)。(1)卵清蛋白，在 pH 5.0；(2)β-乳球蛋白，在 pH 5.0和 7.0; (3)胰凝乳蛋白酶原，
1
37、(1) pH5.0时
HbA：+Val-His+-Leu-Thr-Pro-Glu--Glu--Lys± 净电荷为零，在电场中不移动。
HbS： +Val-His+-Leu-Thr-Pro-Val-Glu--Lys± 净电荷为+1，在电场中向阴极移动。 pH 8.0 时
HbA：Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu--Glu--Lys± 净电荷为-2，向阳极移动。
HbS：Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys± 净电荷为-1，向阳极移动。 pH 8.0时
HbA的八肽向阳极移动的速度比HbS的八肽快。 (2)pH 8.0 时
六肽中N端5个氨基酸的带电情况如下： Val-His-Leu-Thr-Pro-(即N端5个氨基酸不带电荷)
根据题意六肽在电场中不移动，即净电荷要为零。只有当C端是Lys或Arg时，才有这种电泳行为。
2
38、(1)pH值增加，Hb与氧的亲和力增加。
(2)CO2分压增加，Hb与氧的亲和力下降。 (3)O2分压下降，Hb与氧的亲和力下降。 (4)2,3-DPG浓度下降，Hb与氧的亲和力增加。 (5)α2β2解聚成单个亚基，Hb与氧的亲和力增加。