【正文】 生物化學(xué)（第三版）課后習(xí)題詳細(xì)解答第三章 氨基酸習(xí)題：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。[見表31]表31 氨基酸的簡寫符號名稱三字母符號單字母符號名稱三字母符號單字母符號丙氨酸(alanine)AlaA亮氨酸(leucine)LeuL精氨酸(arginine)ArgR賴氨酸(lysine)LysK天冬酰氨(asparagines)AsnN甲硫氨酸(蛋氨酸)(methionine)Met M天冬氨酸(aspartic acid)AspD苯丙氨酸(phenylalanine)PheFAsn和/或AspAsxB半胱氨酸(cysteine)CysC脯氨酸(praline)ProP谷氨酰氨(glutamine)GlnQ絲氨酸(serine)SerS谷氨酸(glutamic acid)GluE蘇氨酸(threonine)ThrTGln和/或GluGlsZ甘氨酸(glycine)GlyG色氨酸(tryptophan)TrpW組氨酸(histidine)HisH酪氨酸(tyrosine)TyrY異亮氨酸(isoleucine)IleI纈氨酸(valine)ValV計算賴氨酸的εαNH3+20%被解離時的溶液PH。[]解：pH = pKa + lg20% pKa = (見表33，P133) pH = + lg20% = 計算谷氨酸的γCOOH三分之二被解離時的溶液pH。[]解：pH = pKa + lg2/3% pKa = pH = + = ：(a)亮氨酸鹽酸鹽；(b)亮氨酸鈉鹽；(c)等電亮氨酸。[(a),(b), (c)]根據(jù)表33中氨基酸的pKa值，計算下列氨基酸的pI值：丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和精氨酸。[pI:。]解：pI = 1/2（pKa1+ pKa2） pI(Ala) = 1/2（+）= pI(Cys) = 1/2（+）= pI(Glu) = 1/2（+）= pI(Ala) = 1/2（+）= 向1L1mol/，問所得溶液的pH是多少？ NaOH以代替HCl時，pH將是多少？[pH：；]將丙氨酸溶液（400ml），然后向該溶液中加入過量的甲醛。問起始溶液中丙氨酸的含量為多少克？[]（mol/L）。[His2+104，His+，104]說明用含一個結(jié)晶水的固體組氨酸鹽酸鹽（相對分子質(zhì)量=；咪唑基pKa=）和1mol/L [()，加入352ml 1mol/L KOH，用水稀釋至1L]為什么氨基酸的茚三酮反映液能用測壓法定量氨基酸？解：茚三酮在弱酸性溶液中與α氨基酸共熱，引起氨基酸氧化脫氨脫羧反映，（其反應(yīng)化學(xué)式見P139），其中，定量釋放的CO2可用測壓法測量，從而計算出參加反應(yīng)的氨基酸量。1L亮氨酸溶液（）在20cm旋光管中測得的旋光度為+。計算L亮氨酸在6mol/L HCl中的比旋（[a]）。[[a]=+]1標(biāo)出異亮氨酸的4個光學(xué)異構(gòu)體的（R，S）構(gòu)型名稱。[參考圖315]1甘氨酸在溶劑A中的溶解度為在溶劑B中的4倍，苯丙氨酸在溶劑A中的溶解度為溶劑B中的兩倍。利用在溶劑A和B之間的逆流分溶方法將甘氨酸和苯丙氨酸分開。在起始溶液中甘氨酸含量為100mg ，苯丙氨酸為81mg ，試回答下列問題：(1)利用由4個分溶管組成的逆流分溶系統(tǒng)時，甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一號分溶管中含量最高？（2）在這樣的管中每種氨基酸各為多少毫克？[（1）第4管和第3管；（2） Gly+24mg +36mg Phe]解：根據(jù)逆流分溶原理，可得：對于Gly：Kd = CA/CB = 4 = q(動相)/p（靜相） p+q = 1 = (1/5 + 4/5) 4個分溶管分溶3次：（1/5 + 4/5）3=1/125+2/125+48/125+64/125對于Phe：Kd = CA/CB = 2 = q(動相)/p（靜相） p+q = 1 = (1/3 + 2/3) 4個分溶管分溶3次：（1/3 + 2/3）3=1/27+6/27+12/27+8/27故利用4個分溶管組成的分溶系統(tǒng)中，甘氨酸和苯丙氨酸各在4管和第3管中含量最高，其中：第4管：Gly：64/125100= mg Phe：8/2781=24 mg第3管：Gly：48/125100= mg Phe：12/2781=36 mg1指出在正丁醇：醋酸：水的系統(tǒng)中進(jìn)行紙層析時，下列混合物中氨基酸的相對遷移率（）：(1)Ile, Lys。 (2)Phe, Ser (3)Ala, Val, Leu。 (4)Pro, Val (5)Glu, Asp。 (6)Tyr, Ala, Ser, His.[Ile lys；Phe, Ser；Leu Val Ala,；Val Pro；GluAsp；Tyr AlaSer≌His]解：根據(jù)P151 圖325可得結(jié)果。15．將含有天冬氨酸(pI=)、甘氨酸(pI=)、亮氨酸(pI=)和賴氨酸(pI=)的檸檬酸緩沖液，加到預(yù)先同樣緩沖液平衡過的強陽離交換樹脂中，隨后用愛緩沖液析脫此柱，并分別收集洗出液，這5種氨基酸將按什么次序洗脫下來？[Asp, Thr, Gly, Leu, Lys]解：在pH3左右，氨基酸與陽離子交換樹脂之間的靜電吸引的大小次序是減刑氨基酸(A2+)中性氨基酸(A+)酸性氨基酸(A0)。因此氨基酸的洗出順序大體上是酸性氨基酸、中性氨基酸，最后是堿性氨基酸，由于氨基酸和樹脂之間還存在疏水相互作用，所以其洗脫順序為：Asp, Thr, Gly, Leu, Lys。第四章 蛋白質(zhì)的共價結(jié)構(gòu)習(xí)題，含10種氨基酸，并假設(shè)每種氨基酸在該蛋白質(zhì)分子中的數(shù)目相等，問這種蛋白質(zhì)有多少種可能的排列順序？[10100]解：1012000/120=10100 有一個A肽，經(jīng)酸解分析得知為Lys、His、Asp、GluAla以及Val、Tyr忽然兩個NH3分子組成。當(dāng)A肽與FDNB試劑反應(yīng)后得DNPAsp；當(dāng)用羧肽酶處理后得游離纈氨酸。如果我們在實驗中將A肽用胰蛋白酶降解時，得到兩種肽，其中一種（Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr），凈電荷為零，另一種（His、Glu以及Val）可給除DNPHis，帶正電荷。此外，A肽用糜蛋白酶降解時，也得到兩種肽，其中一種（Asp、Ala、Tyr），另一種（Lys、His、Glu2以及Val）。問A肽的氨基酸序列如何？[AsnAlaTyrGluLysHisGlnVal]解：N末端分析：FDNB法得：Asp； C末端分析：羧肽酶法得：Val； 胰蛋白酶只斷裂賴氨酸或精氨酸殘基的羧基形成的肽鍵，得到的是以Arg和Lys為C末端殘基的肽斷。酸水解使Asn→Asp+ NH4+，由已知條件（Lys、Asp、Glu、Ala、Tyr）可得：Asn( )( )( )Lys( )( )Val； FDNB法分析N末端得DNPHis，酸水解使Gln→Glu+NH4+由已知條件（His、Glu、Val）可得：Asn( )( )( )LysHisGlnVal； 糜蛋白酶斷裂Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸殘基的羧基端肽鍵。由題，得到的一條肽（Asp、Ala、Tyr）結(jié)合（3）、（4）可得該肽的氨基酸序列為：AsnAlaTyrGluLysHisGlnVal某多肽的氨基酸序列如下：GluValLysAsnCysPheArgTrpAspLeuGlySerLeuGlu AlaThrCysArgHisMetAspGlnCysTyrProGlyGlu_GluLys。（1）如用胰蛋白酶處理，此多肽將產(chǎn)生幾個肽？并解釋原因（假設(shè)沒有二硫鍵存在）；（2），此多肽的凈電荷是多少單位？說明理由（假設(shè)pKa值：；α NH3+；；；；；）；（3）如何判斷此多肽是否含有二硫鍵？假如有二硫鍵存在，請設(shè)計實驗確定5，17和23位上的Cys哪兩個參與形成？[（1）4個肽；（2）；（3）如果多肽中無二硫鍵存在，經(jīng)胰蛋白酶水解后應(yīng)得4個肽段；如果存在一個二硫鍵應(yīng)得3個肽段并且個肽段所帶電荷不同，因此可用離子交換層析、電泳等方法將肽段分開，鑒定出含二硫鍵的肽段，測定其氨基酸順序，便可確定二硫鍵的位置]今有一個七肽，經(jīng)分析它的氨基酸組成是：Lys、Pro、Arg、Phe、Ala、Tyr和Ser。此肽未經(jīng)糜蛋白酶處理時，與FDNB反應(yīng)不產(chǎn)生αDNP氨基酸。經(jīng)糜蛋白酶作用后，此肽斷裂城兩個肽段，其氨基酸組成分別為Ala、Tyr、Ser和Pro、Phe、Lys、Arg。這兩個肽段分別與FDNB反應(yīng)，可分別產(chǎn)生DNPSer和DNPLys。此肽與胰蛋白酶反應(yīng)能生成兩個肽段，它們的氨基酸組成分別是Arg、Pro和Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala。試問此七肽的一級結(jié)構(gòu)怎樣？[它是一個環(huán)肽，序列為：PheSerAlaTyrLysProArg]解：（1）此肽未經(jīng)糜蛋白酶處理時，與FDNB反應(yīng)不產(chǎn)生αDNP氨基酸，說明此肽不含游離末端NH2，即此肽為一環(huán)肽； （2）糜蛋白酶斷裂Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸殘基的羧基端肽鍵，由已知兩肽段氨基酸組成（Ala、Tyr、Ser和Pro、Phe、Lys、Arg）可得：( )( )Tyr和( )( )( )Phe； （3）由（2）得的兩肽段分別與FDNB反應(yīng)，分別產(chǎn)生DNPSer和DNPLys可知該兩肽段的N末端分別為Ser和Lys，結(jié)合（2）可得：SerAlaTyr和Lys( )( )Phe； （4）胰蛋白酶專一斷裂Arg或Lys殘基的羧基參與形成的肽鍵，由題生成的兩肽段氨基酸組成（Arg、Pro和Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala）可得：ProArg和( )( )( )( )Lys； 綜合（2）、（3）、（4）可得此肽一級結(jié)構(gòu)為：LysProArgPheSerAlaTyr三肽Lys Lys Lys的pI值必定大于它的任何一個個別基團(tuán)的pKa值，這種說法是否正確？為什么？[正確，因為此三肽處于等電點時，七解離集團(tuán)所處的狀態(tài)是C末端COO（pKa=），N末端NH2（pKa≌），3個側(cè)鏈3（1/3ε NH3+）（pKa=）(pKa=),因此pI最大的pKa值（）]一個多肽可還原為兩個肽段，它們的序列如下：鏈1為AlaCysPheProLysArgTrpCysArg ArgValCys；鏈2為CysTyrCysPheCys。當(dāng)用嗜熱菌蛋白酶消化原多肽（具有完整的二硫鍵）時可用下列各肽：（1）（Ala、CysVal）；（2）（Arg、Lys、Phe、Pro）；（3）(ArgCysTrp、Tyr)；（4）(CysPhe)。試指出在該天然多肽中二硫鍵的位置。（結(jié)構(gòu)如下圖） SSAlaCysPheProLysArgTrpCysArgArgVal_Cys S S CysTyrCysPheCys解：嗜熱菌蛋白酶作用專一性較差，根據(jù)題中已知條件： （1）消化原多肽得到（Ala、CysVal），說明鏈1在2位Cys 后及11位Val前發(fā)生斷裂，2位Cys與12位Cys之間有二硫鍵； （2）由鏈1序列可得該肽段序列為：PheProLysArg； （3）由（1）（2）可知該肽段(ArgCysTrp、Tyr)中必有一Cys來自鏈2，另一Cys為鏈1中8位Cys，即鏈1中8位Cys與鏈2中的一個Cys有二硫鍵；（4）嗜熱菌蛋白酶能水解Tyr、Phe等疏水氨基酸殘基，故此肽（CysPhe）來自鏈2，結(jié)合（3）中含Tyr，可知（3）中形成的二硫鍵為鏈1 8位Cys與鏈2中3位Cys與鏈2中3位Cys之間；（4）中（CysPhe）說明鏈2中1位Cys與5位Cys中有二硫鍵。綜合（1）、（2）、（3）、（4）可得結(jié)果。一個十肽的氨基酸分析表明其水解液中存在下列產(chǎn)物：NH4+ Asp Glu Tyr ArgMet Pro Lys Ser Phe并觀察下列事實：（1）用羧肽酶A和B處理該十肽無效；（2）胰蛋白酶處理產(chǎn)生兩各四肽和游離的Lys；（3）梭菌蛋白酶處理產(chǎn)生一個四肽和一個六肽；（4）溴化氫處理產(chǎn)生一個八肽和一個二肽，用單字母符號表示其序列位NP；（5）胰凝乳蛋白酶處理產(chǎn)生兩個三肽和一個四肽，N末端的胰凝乳蛋白酶水解肽段在中性pH時攜帶1凈電荷，在pH1