【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(jiàn)表31]表31 氨基酸的簡(jiǎn)寫(xiě)符號(hào)名稱(chēng)三字母符號(hào)單字母符號(hào)名稱(chēng)三字母符號(hào)單字母符號(hào)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(jì)算賴氨酸的εαNH3+20%被解離時(shí)的溶液PH。[]解：pH = pKa + lg20% pKa = (見(jiàn)表33，P133) pH = + lg20% = 計(jì)算谷氨酸的γCOOH三分之二被解離時(shí)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(jì)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(wèn)所得溶液的pH是多少？ NaOH以代替HCl時(shí)，pH將是多少？[pH：；]將丙氨酸溶液（400ml），然后向該溶液中加入過(guò)量的甲醛。問(wèn)起始溶液中丙氨酸的含量為多少克？[]（mol/L）。[His2+104，His+，104]說(shuō)明用含一個(gè)結(jié)晶水的固體組氨酸鹽酸鹽（相對(duì)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(cè)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(jiàn)P139），其中，定量釋放的CO2可用測(cè)壓法測(cè)量，從而計(jì)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(cè)得的旋光度為+。計(jì)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(gè)光學(xué)異構(gòu)體的（R，S）構(gòu)型名稱(chēng)。[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(kāi)。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(wèn)題：(1)利用由4個(gè)分溶管組成的逆流分溶系統(tǒng)時(shí)，甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一號(hào)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(duì)于Gly：Kd = CA/CB = 4 = q(動(dòng)相)/p（靜相） p+q = 1 = (1/5 + 4/5) 4個(gè)分溶管分溶3次：（1/5 + 4/5）3=1/125+2/125+48/125+64/125對(duì)于Phe：Kd = CA/CB = 2 = q(動(dòng)相)/p（靜相） p+q = 1 = (1/3 + 2/3) 4個(gè)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(gè)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(shí)，下列混合物中氨基酸的相對(duì)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(guò)的強(qiáng)陽(yáng)離交換樹(shù)脂中，隨后用愛(ài)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(lái)？[Asp, Thr, Gly, Leu, Lys]解：在pH3左右，氨基酸與陽(yáng)離子交換樹(shù)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(shù)脂之間還存在疏水相互作用，所以其洗脫順序?yàn)椋篈sp, Thr, Gly, Leu, Lys。第四章 蛋白質(zhì)的共價(jià)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(wèn)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(gè)A肽，經(jīng)酸解分析得知為L(zhǎng)ys、His、Asp、GluAla以及Val、Tyr忽然兩個(gè)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?cè)趯?shí)驗(yàn)中將A肽用胰蛋白酶降解時(shí)，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(shí)，也得到兩種肽，其中一種（Asp、Ala、Tyr），另一種（Lys、His、Glu2以及Val）。問(wèn)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(gè)肽？并解釋原因（假設(shè)沒(méi)有二硫鍵存在）；（2），此多肽的凈電荷是多少單位？說(shuō)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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定5，17和23位上的Cys哪兩個(gè)參與形成？[（1）4個(gè)肽；（2）；（3）如果多肽中無(wú)二硫鍵存在，經(jīng)胰蛋白酶水解后應(yīng)得4個(gè)肽段；如果存在一個(gè)二硫鍵應(yīng)得3個(gè)肽段并且個(gè)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(kāi)，鑒定出含二硫鍵的肽段，測(cè)定其氨基酸順序，便可確定二硫鍵的位置]今有一個(gè)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(shí)，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(gè)肽段，其氨基酸組成分別為Ala、Tyr、Ser和Pro、Phe、Lys、Arg。這兩個(gè)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(gè)肽段，它們的氨基酸組成分別是Arg、Pro和Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala。試問(wèn)此七肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)怎樣？[它是一個(gè)環(huán)肽，序列為：PheSerAlaTyrLysProArg]解：（1）此肽未經(jīng)糜蛋白酶處理時(shí)，與FDNB反應(yīng)不產(chǎn)生αDNP氨基酸，說(shuō)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(zhuān)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(jí)結(jié)構(gòu)為：LysProArgPheSerAlaTyr三肽Lys Lys Lys的pI值必定大于它的任何一個(gè)個(gè)別基團(tuán)的pKa值，這種說(shuō)法是否正確？為什么？[正確，因?yàn)榇巳奶幱诘入婞c(diǎn)時(shí)，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(gè)側(cè)鏈3（1/3ε NH3+）（pKa=）(pKa=),因此pI最大的pKa值（）]一個(gè)多肽可還原為兩個(gè)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(shí)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(zhuān)一性較差，根據(jù)題中已知條件： （1）消化原多肽得到（Ala、CysVal），說(shuō)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(lái)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(gè)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(lái)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(shuō)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(gè)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(shí)：（1）用羧肽酶A和B處理該十肽無(wú)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(gè)四肽和一個(gè)六肽；（4）溴化氫處理產(chǎn)生一個(gè)八肽和一個(gè)二肽，用單字母符號(hào)表示其序列位NP；（5）胰凝乳蛋白酶處理產(chǎn)生兩個(gè)三肽和一個(gè)四肽，N末端的胰凝乳蛋白酶水解肽段在中性pH時(shí)攜帶1凈電荷，在pH1