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本篇2000~20西年约考过149题。每年必考点有:蛋白质的结构与功能(约l7题),核酸的结构与功能(约l4题),酶(约20题),糖代谢(约13题),脂类代谢(约22题),氨基酸代谢(约11题),遗传信息的传递(约10题)。考生重点掌握:蛋白质的结构;DNA的结构与功能;酶的分子结构与催化作用;糖原的分解代谢;脂肪的合成与分解代谢;氨基酸和氨的代谢;DNA的生物合成。
第1单元 蛋白质的结构与功能
重点提示
本单元2000~2009年约考过l7题,其中氨基酸与多肽5题,蛋白质的结构域功能8题,蛋白质的理化性质4题。本单元几乎每年必考,题量2~3题。出题重点集中在蛋白质的结构,其次是蛋白质的理化性质,应重点掌握。
考点串讲
一、氨基酸与多肽
(一)氨基酸的结构与分类
1.结构 由共同连接在α-碳原子的NH3+、C00-及支链组成,H2NCHRCOOH为通式。
2.必需氨基酸 包括赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸(蛋氨酸)、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸8种(2008)。
3.分类
(1)非极性疏水性氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸等。
(2)极性中性氨基酸:色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、苏氨酸等。
(3)酸性氨基酸:天冬氨酸、谷氨酸(2006、2008)。
(4)碱性氨基酸:赖氨酸、精氨酸、组氨酸。
4.半胱氨酸和胱氨酸 两个半胱氨酸的巯基脱氢后以二硫键结合形成胱氨酸,蛋白中不少半胱氨酸以胱氨酸的形式存在(2003、2006、2008)。
5.氨基酸的理化性质
(1)两性解离和等电点:两性氨基酸,成为兼性离子时的pH。
(2)紫外线吸收性质:280nm的光吸收值,用于分析蛋白质的含量。
(3)茚三酮反应:570nm波长处最大吸收峰,做氨基酸的定量分析。
(二)肽键与肽链
1.肽键 连接两个氨基酸的酰胺键,有一定双键性能,不能自由旋转。 (2003)
2.肽链 氨基酸通过肽键连接互相结合组成。二肽,三肽,寡肽,多肽。
3.生物活性肽 谷胱甘肽、多肽类激素和神经肽。
二、蛋白质的结构和功能
(一)蛋白质的一级结构
1.即N-端至C-端氨基酸的排列顺序,是蛋白质空间构象和生物学功能的基础(2007)。
2.主要化学键为肽键,部分包含二硫键(2000)。
(二)蛋白质的二级结构
即肽链主链骨架原子的相对空间位置,包括α螺旋、β折叠、β转角和无规卷曲(2002、2005)。
1.α螺旋 螺旋式上升,顺时钟方向,肽键的N-H和第四个肽键的羰基氧形成氢键,与螺旋长轴基本平行,稳固螺旋结构,氨基酸侧链伸向螺旋外侧(2001)。
2.β折叠 以Cα为旋转点,折叠成锯齿状结构,残基侧链位于锯齿状结构的上下方。
3.模体 二个或三个具有二级结构的肽段,具有特征性的氨基酸序列、特殊的空间构象,发挥特殊的功能;锌指结构。
(三)三级和四级结构的概念
1.三级结构 为全部氨基酸残基的相对空间位置。
2.结构域 三级结构的划分,球状或纤维状区域,折叠紧密。
3.分子伴侣 保护协助蛋白质折叠成天然构象或四级结构,如二硫键的正确形成、热休克蛋白等。
4.四级结构 蛋白质分子各亚基之间特定的三维空间排布。氢键和离子键为各亚基间的主要结合力,同二聚体,异二聚体(2003)。
三、蛋白质结构与功能的关系
(一)蛋白质一级结构与功能的关系
1.一级结构是空问构象的基础。
2.一级结构相似的多肽或蛋白质,其空间构象和功能也相似。
3.起关键作用的氨基酸残基缺失或被替代,会严重影响空问构象甚至生理功能。
(二)蛋白质高级结构与功能的关系
1.血红蛋白构象的变化与功能
(1)血红蛋白具有4个亚基组成的四级结构,α2β2。
(2)每个亚基结构中间有一个疏水局部,可结合1分子血红素、携带l分子氧。
(3)紧张态:未结合氧时α1β1和α2β2呈对角排列,结构较紧密,与02亲和力小。
(4)松弛态:结合氧后,血红蛋白(二)三和四级结构发生变化,α1β1和α2β2长轴呈15°夹角,结构相对松弛。
2.蛋白质构象的改变可造成的疾病老年痴呆症,亨丁顿舞蹈病、疯牛病。
四、蛋白质的理化性质
(一)蛋白质的两性电离、胶体性质
1.在一定pH条件下可解离为带正电荷或负电荷的基团。
2.大小属胶粒范围,亲水基团可吸引水分子。
(二)蛋白质的变性(2000、2003、2006、2007)
1.蛋白质空间构象的破坏,理化性质的改变以及生物活性的丧失。二硫键和非共价键的破坏,不涉及氨基酸序列的改变。
2.变性后的蛋白质疏水侧链暴露,易于析出、沉淀。
3.变性程度轻的蛋白质,去除变性因素后,可恢复或部分恢复原有的构象和功能,称为复性。
历年经典试题
1.下列氨基酸中属于酸性氨基酸的是(D)
A.丙氨酸
B.赖氨酸
C.丝氨酸
D.谷氨酸
E.苯丙氨酸
2.含巯基的氨基酸是(C)
A.蛋氨酸
B.丝氨酸
C.半胱氨酸
D.脯氨酸
E.鸟氨酸
3.属于必需氨基酸的是(D)
A.丙氨酸
B.丝氨酸
c.天冬氨酸
D.甲硫氨酸
E.谷氨酸
4.下列关于肽键性质和组成的叙述正确的是(D)
A.由C0和C―cooH组成
B.由Cal和Ca2组成
C.由Ca和N组成
D.肽键有一定程度双键性质
E.肽键可以自由旋转
5.维系蛋白质分子一级结构的化学键是(B)
A.离子键
B.肽键
C.二硫键
D.氢键
E.疏水键
6.蛋白质二级结构是指分子中(c)
A.氨基酸的排列顺序
B.每一氨基酸侧链的空间构象
c.局部主链的空间构象
D.亚基间相对的空间位置
E.每一原子的相对空间位置
7.蛋白质合成后经化学修饰的氨基酸是(B)
A.半胱氨酸
B.羟脯氨酸
C.甲硫(蛋)氨酸
D.丝氨酸
E.酪氨酸
8.下列有关蛋白质变性的叙述,错误的是(D)
A.蛋白质变性时其一级结构不受影响
B.蛋白质变性时其理化性质发生变化
C.蛋白质变性时其生物学活性降低或丧失
D.去除变性因素后变性蛋白质都可以复性
E.球蛋白变性后其水溶性降低
9.变性蛋白质的主要特点是(D)
A.不易被蛋白酶水解
B.分子量降低
C.溶解性增加
D.生物学活性丧失
E.共价键被破坏
(10~11题共用备选答案)
A.一级结构破坏
B.二级结构破坏
C.三级结构破坏
D.四级结构破坏
E.空间结构破坏
10.亚基解聚时(D)
11.蛋白酶水解时(A)