发布时间 : 星期二 文章生物化学第三版课后习题答案更新完毕开始阅读
18.为什么在a ~螺旋片段中很少发现Pro? 提示: Pro 残基中的侧链成环，当片段中存代Pro残基时，由于其不能形成链内氢键，并且五元环的刚性结构导致肽键不能自出旋转，因此a ~螺旋结构会在此处中断。
19.如果在生理条件下，多聚赖氨酸呈现为松散的环结构。那么，在何种条件下，它会形成a ~螺旋结构?
提示:一条肽链能否形成a ~螺旋，与它的氨基酸组成和序列有极大的关系。R基小，并且不带电荷的有利于a -螺旋的形成和稳定。多聚顿氮酸在pH=7时，赖氨酸残基侧链带有正电荷，彼此间存在静电排斥作用，难以折叠成紧密的a ~螺旋二级结构形式。 随着pH升高，当pH>12时，赖氨酸残基侧链上的氨基去质子化，多聚赖氨酸将从无规则线团转变形成a ~螺旋结构。
20.你如何理解“蛋白质结构决定了它的生物功能”这句话?请简述之。 提示:蛋白质结构与功能之间存代着密切的联系。
(1)一级结构与功能的关系(2)高级结构与功能的关系 21、试设计应用化学法和不对称合成法合成L-Val。 提示:如下图所示。
23、
含有乳清蛋白(pI=，B乳球蛋白(p[=，以及胰凝乳蛋白酶(pI=的溶液，用DEAE一纤维素(-种阴离子交换树脂) pII = 时的色谱柱分离，然后用pH为的缓冲溶液洗脱，缓冲液盐浓度逐步增加，请预测三种待分离蛋白质组分的洗脱顺序，并简要说明理由。
提示:这三种蚩白质被洗脱出来的顺序为:胰凝乳蛋白酶> B乳球蛋白>乳清蛋白。
24、写出用DCC法和固相合成法合成四肽Ser-Phe-Asp- Ala的基本反应过程，并指出它们之间的异同。 提示:
不同;①DCC法合成方向是从N端到C端，固相合成法合成方向是从C端到N端。
②固相合成法不必分离纯化中间产物，合成过程可以连续进行。相同:①都用DCC作为肽键形成的脱水偶联剂。 ②不反应基团都被保护。
25、设计合成由Gly，Leu, Tyr组成的三肽库方法。 提示:用均分法合成三肽库
26、简述蛋白质组学的概念及研究意义。
提示:货白质组是指在一定条件下有一个特定细胞或牛物休产生的所有蛋白质。蛋白质组学就是通过对细胞或生物体所产生的蛋白质的全面分析，系统和全面地描述细胞或生物体的功能。
研究意义:因为转水调节、RNA加工、蛋白质合成以及加工等过程使得转冰物组和蛋白质组比基因组要复杂得多，因而它所提供的关于生命体系和生命活动化学本质的信息是单-的“基因组学”所不能比拟的，亦即，通过蛋白质组的研究可以更好地、更全面地了解生命整体的性状和功能。 第四章酶
1.酶作为生物催化剂有什么特点?
提示:酶和化学催化剂一样，能够改变化学反应的速度，但不能改变化学反应的平衡。酶的催化特点表现为:
(1)高效性。(2) 高度专一性。(3) 反应条件温和。(4) 可调控性。
2. 辅酶和金属离子在酶促反应中有何作用?水溶性维生素与辅酶有什么关系?
提示: (1)辅酶 和金属离子作为结合蛋白酶类的非蛋白部分(又称辅因子)，在酶实施催化作用过程中起到非常重要的作用。只有酶蛋白与辅囚子结合成的全酶才具有催化性能。 辅酶与金属酶中的金属离了在酶促反应中直接参加了反应，起到电子、原了或者某些化学基团转移的作用，决定了酶催化反应类型的专一性;而金属激酶中的金属离子主要起到激活酶的催化活性的作用。
(2)大部分辅酶的前体都是水溶性B族维生素，许多水溶性维生索的生理功能与辅酶的作用息息相关。
3.现有1mL乙醇脱氢酶制剂，用缓冲溶液稀释至100mL后，从中吸取500uL测定酶的活力。得知2 min使 mmol乙醇转化为乙醛。请计算每毫升酶制剂每小时能转化多少乙醇? (设: 最适条件下，每小时转化I mmol乙醇所需要的酶量为1个活力单位)。 提示: 500 pL的酶活力为15U。
1 mL酶制剂每小时能转化的乙醇量为3mol乙醇，即3X46= 138克乙醇。
4.称取25 mg蛋白酶粉配成25 mL溶液，取溶液测酶活力，结果每小时可以水解酪蛋白产生1500 ug酪氨酸。假定1个酶活力单位定义为每分钟产生1ug酪氨酸的酶量，请计算: (1) 酶溶液的比活力; (2) 每克酶粉的总活力。 提示: 25 mL溶液的醇活力为6250U。 比活力为: 6250+ 25=250(U/mg)
每克酶粉的总活力为: 250 X1000= 10(U) 5.说明米氏方程的生物学意义。 提示: (1) 米氏方程是酶促反应动力学最重要的一个数学表达式，根据它可以知道酶促反应 速率与底物浓度之间的关系。(2) 米氏方程所规定的动力学规律，是酶促反应的一项基本属 6.某种酶遵循米氏方程，其Km= 1 umolL'，当底物浓度为100 pmol:L!时，反 应初速率为 pumolL'min'。有一-竞争性抑制剂，当[S] = 10 pumolLl时，其 初速率为无抑制剂时的1/10。 请计算: (1) [S]= 1 时的初速率; (2)竞争性抑制剂存在时酶的Km值。
7.举例说明各种类型抑制剂的作用特点。如何判断两种抑制剂的抑制类型? 提示:
(1)抑制剂分两大类:可逆抑制剂和不可逆抑制剂。
可逆抑制剂根据抑制剂与酶结合情况，又分三类:竞争性抑制剂、反竞争性抑制剂和非 抑制性抑制剂。
(2)判断种抑制剂为可逆还是不可逆抑制剂时，主要看能不能用透析等物理方法除去抑制剂，如果能可初步判定为可逆抑制剂，反之为不可逆抑制剂。 判断种抑制剂为竞争性，非竞争性还是反竞争性抑制剂，可用抑制动力学研究方法进行判断，即通过抑制剂作用前后酶促反应动力学研究中的双倒数图进行判断。如果双倒数图中的直线交于纵坐标，Vmax.不变， Km变大，则为竟争性抑制剂;如果双倒数图中的直线交于横坐标或第二、三象限，且Vmax.变小，Km可变可不变，则为非竞争性抑制剂:如果双倒数图中的直线为平行线，且Vmax.变小，Km变小，则可能为反竞争性抑制剂。
B. 说明酶活性中心的结构与功能特点。研究酶活性中心的主要方法及原理。 提示: (1) 酶的活性中心是酶催化作用的核心部分。
结构特点:一个酶的活性中心是一个空间部位。组成活性中心的氨基酸残基可能位于同一肽链的不同部位，也可能位于不同的肽链上。酶活性中心的氮基酸残基在一级结构上可以相距较远，但通过肽链的盘旋折叠，在空间结构中都处于相近位置。
功能特点:酶的活性中心含有多种不同的基团，其中一些基团是酶的催化活性所必需的，
称为必需共团。在酶的催化过程中，这些必需基团与底物分子通过非共价儿(氢键、离子键等)、质子迁移或形成共价键等方式，起催化作用。 (2)研究酶活性中心的主要方法及原理:略。
9、请简单论述为什么酶可以降低反应的活化能?
提示:酶催化作用的木质是酶的活性中心与底物分子通过短程非共价力(如氢键，离子键和疏水键等)的作用，形成E-S反应中间物，其结果使底物的价键状态发生形变或极化，起到激活底物分子和稳定反应分子过渡态作用，即使原反应经历活化能更低的过渡态或能量更高的底物活性中间体，从而降低反应的活化能。
10、请简述酶为什么可以高效催化反应?请利用胰凝乳蛋白酶的催化机理解释多功能催化作用。
提示: (1)酶之 所以具有高效催化作用特点，主要有以下几方面的原因: a. 在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心，- 方面底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利于提高反应速率;另一方面，由于活性中心的立体结构和柑关基团的诱导和定向作用，使底物分子小参与反应的基团相互接近，并被严格定向定位，使酶促反应具有高效率和专一性特点。邻近效应和定向效应可使双分子反应速率提高104~108 倍。b. 酶通过多种催化作用机制，如酸碱催化、过渡态稳定化、共价催化、金属离子催化、多功能催化等，大大降低了酶促反应的活化能，达到高效催化的日的。
(2)多功能催化作用指的是酶的活性中心含有多个起催化作用的基团，这些基团在空间有特殊的排列和取向，得以对底物价键的形变和极化及调整底物基团的位置等起到协调作用，从而使底物达到最住反应状态。如图，胰凝乳蛋白酶的活性中心的关键氨基酸残基是Ser, His,Asp。胰凝乳蛋白酶I: 195位丝氨酸残基的羟基氧是一个强的亲核基团，可以进攻肽键上:的羰基碳。同时，Ilis 和Asp对质子的吸引，使得Ser的1I更容易离去，亲核性更强，酶与底物能共价连接形成短暂的酶一底物中间 体。随后不稳定的肽键上发生断裂。三个活性基团在提高催化反应效率上表现为;通过协同，实施酸碱催化作用和共价催化作用。 l1、有哪些因素可以影响酶催化反应的速率，如何影响的? 提示: (D)底物浓度; (2)pH; (3)温度; (4)介质等。
12、试解释:为什么底物与酶结合紧密对酶促反应并不利?
提示:由于酶与底物结合紧密，意味着底物被酶稳定化，从而使底物更难兑服活化能，生成产物。事实上，酶与底物的过渡态结合紧密，更有利于酶促反应的进行。 13、举例说明酸碱催化和共价催化的基本原理。
提示: (1) 酸碱催化;通过质子酸提供部分质子，或通过质子碱接受部分质子，达到降低反应活化能的催化作用。例子:酮式-烯醇式互变异构。广义酸可以将羰基氧质子化促进异构，广义碱可以结合炭基a氢使a碳带上负电促进异构。
(2)其价催化:催化剂通过与底物形成反应活性很高的其价中间产物，使反应活化能降低，从而实现提高反应速率的催化作用。例子:丝氨酸蛋白酶催化蛋白水解反应。蛋白酶活性中心Ser-OH上的氧亲核进攻蛋白质酰胺键上的羰基碳，并与其共价结合，催化酰胺键断裂。 14、某酶遵循米氏方程，
(1)当[S]=Km时，v= 35 pumol/min, Vmax是多少umo/min?
(2)当[S]=2 x 10-5 mol/L， v= 40 umolmin, 这个酶的Km是多少?
(3)若I是非竞争性抑制剂，Ki= K'=4 x 10~5 molL,当[S]=3x 10~2 mol/L和[=3x 10*mol/L, v是多少?
20.指出下列说法是否正确
①酶既可以降低反应的活化能，也可以降低反应的自由能。
②丝氨酸蛋白酶活性部位的氧负离子洞的作用是稳定酶与底物所形成的中间过渡态。 ③有机磷杀虫剂对胆碱酯酶的抑制作用属于不可逆抑制作用。
④辅酶作为全酶的一部分，可以转移基团、传递质子和电子以及决定酶的专一性。 提示: (1)错。(2) 对。(3) 对。(<4) 错。
21.已知饮用甲醇可以致命，甲醇本身无害，但它在体内经乙醇脱氢酶作用生成有害的甲醛，令人奇怪的是甲醇中毒的一种处理方法是让患者饮酒，试问这种处理是否有效?为什么? 提示;这种处理是有效的。因为甲醇与乙醇结构极其类似，甲醇可以和乙醇脱氢酶结合，但是乙醇才是乙醇脱氢酶的最佳底物，增加饮酒可以使乙醇脱氢酶与大量乙醇结合，有效阳止
其与甲醇结合，从而减少甲醛的生成。
22.某酶的化学修饰实验表明，Glu 和Lys残基是这个酶活性所必需的两个残基。根据pH对酶活性影响的研究揭示，该酶的最适pH近中性。请说明这个酶的活性部位的Glu和Lys残基在酶促反应中可能的作用，并予以解释。
提示:(1)Glu的侧链羧基在近中性条件下带负电荷，因而叫推测其在酶促反应中的时能作用由:广义碱催化作用，亲核共价修饰作用，稳定正电荷过渡态作用。
(2) Lys 的侧链氨基在近中性条件下带正电荷，因而推测其在酶促反应中的可能作用是:广义酸催化作用，稳定负电荷过渡态作用。
23. HIV-l有一关键的蛋白酶，分子量为21500。该酶催化水解的底物为一七肽，已知该水解反应的Kat= 1000s',Km=，(1) 计算当该蛋白酶的用量为 mg/mL时，催化底物水解的最大反应速率。(2) 计算底物浓度为时反应的初速率。 (3)当七肽中的-CONH-被- -CH2NH一替换，所获得的衍生物不能被酶水解断裂，而是一种抑制剂。如果酶促反应条件与上述(1)相同，但同时存在 M 的这种抑制剂，测得Vmax为 M/s。请说明这种抑制剂的抑制作用类型。
24.某酶的催化机制为共价催化，经研究发现，该酶活性中心的Cys对酶活性是必需的，其pK值为8。当将与Cys邻近的一个氨基酸残基置换后，发现Cys的pKa值升高到10。试问:这种置换对酶促反应的速率有何影响?为什么?
提示:这种置换将会降低酶促反应的速率。根据共价催化反应机理，半胱氨酸残基中的巯基作为亲核进攻基团进行催化反应，-S”的亲核性显然比一-SH强。当Cys的pKa值升到10时，说明酸性降低，在生理条件下更难解离为一s， 因此，会导致反应速率降低。 25.对硫磷是-种剧毒杀虫剂。解释为什么对硫磷对昆虫和人都具有很高的毒性。
提示:对硫磷可作为不可逆抑制剂，使比出和人体内的乙酰胆碱酶失活，导致有毒性的乙酰胆碱在体内积累，引起中毒。
26.试解释青霉素杀菌的原因。为什么青霉素对人体细胞毒性不大?
提示:因为人体细胞没有细胞壁，而青霉素是细菌细胞壁合成中转肽酶的不可逆抑制剂，故青霉素对人休细胞毒性不大。
27.为什么药物的手性结构对药效影响很大?
提示:酶具有立体专一性，即对具有手性的底物分子具有选择性。一种手性的药物分子对酶是抑制剂，其对映异构体可能完全不能被酶识别或识别能力相差很大，从而酶根本不能对其起作用或作用程度不同，甚至作用结果不同。因此，药物的于性结构对药效影响很大。 28.阿司匹林(乙酰水杨酸)的抗炎和解热作用是由于与花生酸环氧合酶活性中心的Ser作用，并使酶失活，从而抑制了前列腺素的合成。试写出阿司匹林与Ser残基的反应情况。 提示;阿司匹林可以通过与环氧合酶发生酰化反应，使酶失活，其与Ser残基的反应情况如