第六章 蛋白质三维结构-习题
第六章蛋白质的三维结构
一、选择题
⒈维持蛋白质二级结构的主要化学键是：（）
A、盐键；
B、疏水键；
C、二硫键；
D、氢键；
E、范德华力
⒉蛋白质的构象特征主要取决于：（）A、氨基酸的组成、顺序和数目；B、氢键、盐键、范德
华力和疏水作用；C、温度、离子强度和pH 等环境条件；D、肽链间及肽链内的二硫键；E、各氨基酸之间的肽链
⒊在一个肽平面中含有的原子数为：（）
A、4；
B、5；
C、6；
D、7；
E、8
⒋具有四级结构的蛋白质的特征是：（）A、分子中必定含有辅基；B、含有两条或两条以上的
多肽链；C、每条多肽链都具有独立的生物学活性；D、依靠肽链维持结构的稳定性；E、以上都不是
⒌下列有关α-螺旋的叙述哪个是错误的？
A、分子内的氢键使α-螺旋稳定；
B、减弱R 基团间不利的相互作用使α螺旋稳定；
C、疏水作
用使α 螺旋中断；D、在某些蛋白质中，α 螺旋是二级结构中的一种类型；E、脯氨酸和甘氨酸残基使α螺旋中断
⒍下列有关β折叠的叙述哪个是错误的？（）
A、球状蛋白质中无β折叠的结构；
B、β折叠靠链间氢键而稳定；
C、它的氢键是肽链的C=O
和N-H 间形成的；D、α-角蛋白可以通过加热处理而转变成β折叠的结构；E、β-折叠有平行的β折叠和反平行的β折叠
⒎具有四级结构的蛋白质特征是：（）A、分子中必定含有辅基；B、含有两条或两条以上的肽
链；C、每条多肽链都具有独立的生物学活性；D、依靠肽链维持结构的稳定性；E、以上都不是
⒏具有四级结构的蛋白质是：（）
A、胰岛素；
B、核糖核酸酶；
C、血红蛋白；
D、肌红蛋白；
E、胰凝乳蛋白
⒐在四级结构的蛋白质分子中，每个具有三级结构的多肽链是：（）
A、辅基；
B、辅酶；
C、亚基；
D、寡聚体；
E、肽单位
⒑关于蛋白质亚基的描述，其中正确的是：（）A、一条多肽链卷曲成螺旋结构；B、两条以上多肽链卷曲成二级结构；C、两条以上多肽链与辅基与辅基结合成蛋白质；D、每个亚基都有各自的三级结构；E、以上都是正确
⒒胶原蛋白组成中出现的不寻常氨基酸是（）
A、乙酰氨基酸；
B、羟基氨基酸；
C、甲基氨基酸；
D、D 赖氨酸
⒓一种非常稳定的小分子量蛋白质的化学结构中，经常是（）
A、含有大量的二硫键；
B、含有丰富的甘氨酸；
C、有较多络合金属离子；
D、含有疏水氨基酸⒔形成稳定的肽链空间结构，一个重要原因是肽键中的四个原子以及和它相临的两个α碳原子处于（）
A、不断绕动状态；
B、可以相对自由旋转；
C、同一平面；
D、随不同外界环境而变化的状态
⒕在寡聚蛋白质中，亚基间的立体排布、相互作用以及接触部位间的空间结构称之为（）
A、三级结构；
B、缔合现象；
C、四级结构；
D、变构现象
⒖下列哪种方法是目前研究蛋白质分子空间结构最常用的（）
A、圆二色性；
B、荧光光谱；
C、X 光衍射；
D、核磁共振
二、判断是非
⒈从热力学上讲最稳定的蛋白质构象自由能最低。
⒉维持蛋白质三维结构的最重要的力是氢键。
⒊蛋白质的亚基和肽链是同义的。
⒋球蛋白与球状蛋白是不同的。
⒌在多肽分子中只存在一种共价键即肽键。
⒍蛋白质分子的亚基与结构域是同义的。
⒎多数寡聚蛋白质分子其亚基的排列是对称的，对称性是四级结构蛋白质分子最重要的性质之一。
⒏多肽链所以能够折叠、缠绕、卷曲，是由于肽键可以自由的旋转所造成的。
⒐蛋白质二级结构的稳定性是靠链内氢键维持的，肽链上每个肽键都参与氢键的形成。
⒑具有四级结构的蛋白质，它的每个亚基单独存在时仍能保持蛋白质原有的生物活性。
⒒结构域的组织层次介于三级结构和四级结构之间。
⒓胶原蛋白中有重复的疏水性氨基酸顺序出现，所以形成大面积的疏水区，相互作用使三股肽链稳定及整齐排列。
⒔球状蛋白质分子含有极性基团的氨基酸顺序出现，所以能溶于水；片层结构仅能出现在纤维状蛋白中，如丝心蛋白，所以不溶于水。
⒕疏水作用是使蛋白质立体结构稳定的一种重要的次级键。
⒖胶原螺旋和α螺旋是互为镜面对称的蛋白质的两种构象。
⒗蛋白质天然构象是在一定条件下的热力学上最稳定的结构，因此它的高级结构的形成遵循“自我装配”的原则，可见基因工程的产物---伸展的肽链总是自然地装配成天然构象。
⒘蛋白质的四级结构是第四度空间的蛋白质结构，即蛋白质结构因时间而变化的关系。
⒙两条单独肽链经链间二硫键交联，组成蛋白质分子，这两条肽链是蛋白质的亚基。
⒚含有四个二硫键的胰核糖核酸酶，若用巯基乙醇和尿素使其还原和变性，由于化学键遭到破坏和高级结构松散，已经无法恢复其原有功能。
⒛二硫键和蛋白质的三级结构密切有关，因此没有二硫键的蛋白质就没有三级结构。
三、填空题
⒈蛋白质之所以出现各种内容丰富的构象是因为键和键能有不同程度的转动。
⒉在蛋白质分子中相临氨基酸残基的β-碳原子如具有侧链会使α螺旋不稳定。因此当、
和三种氨基酸相临时，回破坏α螺旋。
⒊在α螺旋中C=O 和N-H 之间形成的氢键最稳定，因为这三个原子以排列。
⒋Pauling 等人提出的蛋白质α螺旋模型，每圈螺旋包含个氨基酸残基，高度为，每
个氨基酸残基沿轴上升，并沿轴旋转周，天然蛋白质分子中的α-螺旋大都属于手螺旋。
⒌胶原蛋白是由股肽链组成的超螺旋结构，并含有稀有的与残基。
⒍当蛋白质的非极性侧链避开水时，疏水作用导致自由能；此时环境水的熵。
⒎一般来说，球状蛋白质分子的氨基酸侧链位于分子内部，性氨基酸侧链位于分子
表面。
⒏两条相当伸展的肽链（或同一肽链的两个伸展的片段）之间形成氢键的结构单元称为。
⒐维持蛋白质构象的化学键有、、、、和。
⒑四级结构蛋白质中每个具有三级结构的球蛋白称为，它们之间是靠键联系在一起的。
⒒明胶是的部分水解产物。
⒓蛋白质二级结构的三种基本类型是、和，而胶原蛋白的二级结构是一种。
⒔蛋白质存在的超二级结构的三种基本组合形式为、和。
四、名词解释
⒈肽单位；⒉肽平面；⒊亚基；⒋结构域；⒌超二级结构；⒍桑格反应（Sanger reaction）；
⒎艾德曼反应（Edman reaction）；
五、问答题
⒈有一球状蛋白质分子，在pH7 的水溶液中能折叠成一定的空间结构，通常非极性氨基酸侧链位
于分子内部形成疏水核，极性氨基酸侧链位于分子外部形成亲水面。问：
⑴Val、Pro、Phe、Asp、Lys、Ile 和His 中哪些氨基酸侧链位于分子内部？哪些氨基酸位于分子外
部？
⑵为什么球状蛋白质分子外部和内部都可发现Gly 和Ala？
⑶虽然Ser、Thr、Asn、Gln 是极性的，为什么它们位于分子内部？
⑷在球状蛋白质分子的内部还是外部能找到Cys，为什么？
⒉一系列球状的单体蛋白质分子，相对分子量从10,000 到100,000，随着相对分子量的增加，亲水
性与疏水性氨基酸的比率将会发生什么变化？
⒊α螺旋的稳定性不仅取决于肽链内部的氢键，而且还与氨基酸侧链的性质有关。室温下，在溶液
中下列多聚氨基酸哪些能形成α螺旋？哪些能形成其他规则的结构？哪些能形成无规则的结构？并说明其理由。
⑴多聚亮氨酸，pH7；⑵多聚异亮氨酸，pH7；⑶多聚精氨酸，pH7；⑷多聚精氨酸，pH13；⑸多
聚谷氨酸，pH1.5；⑹多聚苏氨酸，pH7；⑺多聚羟脯氨酸，pH7
⒋某一蛋白质的多肽链有一些区段为α-螺旋构象，另一些区段为β-折叠构象，该蛋白质的相对分
子质量为240,000，多肽链的外形长度为5.06×10-5cm，试计算多肽链中α螺旋构象占多肽链分子的百分数。（蛋白质的平均分子量按110 计算）
⒌什么是蛋白质的二级结构？有哪几种类型？α-螺旋和β折叠各有何特色？
⒍什么是蛋白质的三级结构？有何特点？
⒎胶原蛋白的组成和构象有何特点？
⒏举例说明蛋白质三级结构决定于它的氨基酸顺序。
参考答案：
一、选择题
⒈D；⒉A；⒊C；⒋B；⒌C；⒍A；⒎B；⒏C；⒐C；⒑D；⒒B；⒓A；⒔C；⒕C；⒖C
二、判断是非
⒈√；⒉×；⒊×；⒋×；⒌×；⒍×；⒎√；⒏×；⒐×；⒑×；⒒×；⒓×；⒔×；⒕√；
⒖×；⒗×；⒘×；⒙×；⒚×；⒛×；
三、填空题
⒈ Cα-N、Cα-C；⒉ Thr、Val、Ile；⒊共轭双键；⒋ 3.6、0.54、0.15、100、右；⒌ 3-羟脯氨酸、羟赖氨酸；⒍降低、增加；⒎疏水性、亲水性；⒏β -折叠；⒐范德华力、二硫键、氢键、离子键、疏水作用、配位键；⒑亚基、次级键；⒒胶原蛋白；⒓α-螺旋、β-折叠、
β-曲折（凸起）、左手超螺旋；⒔αα、βαβ、ββ
四、名词解释
（1）指肽链中的酰胺基（-CO-NH-）
(2)组成肽基的4个原子和2个相邻的Cα原子趋向于共面，形成所谓多肽主链的酰胺平面又称肽平面。
（3）蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基或亚单位Subunit，它一般由一条肽链构成，无生
理活性。
（4）多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧
密球状实体。称为结构域。
（5）若干相邻的二级结构单元（螺旋、折叠、转角）组合在一起，彼此相互作用，形成有规则
在空间上能辨认的二级结构组合体、充当三级结构的构件，称为超二级结构，包括：αα、βαβ和ββ -曲折。
（6）Sanger法 2,4-二硝基氟苯在碱性条件下，与肽链N-端的游离氨基作用，生成二硝基苯衍生物（DNP），在酸性条件下水解，得到黄色DNP-氨基酸。该产物能够用乙醚抽提分离。不同的DNP-氨基酸可以用色谱法进行鉴定。
（7）氨基酸与PITC生成PTH-AA 是EDMAN降解法的原理，在多肽蛋白质氨末端测定和氨基酸
顺序分析中占有重要地位
五、问答题
1.（1.（1）Val、Pro、Phe、Ile位于分子内部， Asp、Lys、His位于分子外部。
（2）因为Gly的侧链是—H，Ala的侧链是—CH3，它们的侧链都比较小，疏水性不强，所以可
以存在于秋状蛋白质的分子内部，也可以在分子外部。
（3）因为Ser、Thr、Asn、Gln在pH7时有不带电荷的极性侧链，它们能参与内部氢键的形成，
氢键中和了它们的极性，所以可以存在于秋状蛋白质的分子内部。
（4）因为两个Cys时常形成二硫键，这样就中和了它的极性。
2．变小。分子量的增大意味着氨基酸数量的增加，蛋白质的半径R变大，表面积是R2的函数，
体积是R3的函数，R的增大使表面积与体积比减小，由于分子内部的作用有利于蛋白质的稳定，蛋白质表面与水的作用不利于其稳定，因此随着分子量的增加，亲水基团与疏水基团的比率将
变小。
3．（1）多聚亮氨酸的R基团不带电荷，适合形成α螺旋。
（2）Ile的β位上有分支，
（3）pH7时所有Arg基团的R基都带正电荷，彼此排斥，使氢键不能形成，形成无规则结构。（4）pH13时,Arg的R基团不带电荷，并且β碳位无分支，所以形成α螺旋。
（5）pH1.5时Glu的R基团不带电荷，并且β碳位无分支，所以形成α螺旋。
（6）Thrβ碳位有分支，不能形成α螺旋。
（7）脯氨酸和羟脯氨酸折叠成脯氨酸螺旋，是不同于α螺旋的有规则结构。
4．设形成α螺旋的氨基酸数目为x个0．15x+(240000/110-x)×0.35=5.06×10-5×107 X≈1288 1288/(240000/110) ≈59%
5、6、7、8（答案略）