2015临床助理医师考试生物化学第一单元
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第―单元 蛋白质结构与功能
第一节 氨基酸与多肽
一、氨基酸的结构与分类
(一)氨基酸的一般结构式
氨基酸是组成人体蛋白质的基本单位,其有20种,除甘氨酸外均属L-a-氨基酸。氨基酸的一般结构式为NH2―CH(R)―COOH。连在COOH基团上的C称为a―碳原子,不同氨基酸其侧链(R)各异。
【助理】1组成人体蛋白质多肽链的基本单位是(2005)
A.L-α-氨基酸
B.D-α-氨基酸
C.L-β-氨基酸
D.D-β-氨基酸
E.以上都不是
答案:A
(二)氨基酸分类
体内20种氨基酸按理化性质分为4组:①非极性、疏水性氨基酸;②极性、中性氨基酸;③酸性氨基酸;④碱性氨基酸 (表2-1-1)
表2―1―1 氨基酸的分类
分 类 |
氨基酸名称 |
非极性、疏水性氨基酸 |
甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯内氨酸、脯氨酸 |
极性、中性氨基酸 |
色氨酸、丝氨酸、酪氨酸,半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸 |
酸性氨基酸 |
天冬氨酸、谷氨酸 |
碱性氨基酸 |
赖氨酸、精氨酸、组氨酸 |
【助理】4下列氨基酸中无L型或D型之分的是(2003)
A.谷氨酸
B.甘氨酸
C.半胱氨酸
D.赖氨酸
E.组氨酸
答案:B
【助理】5下列属于疏水性氨基酸的是(2004)
A.苯丙氨酸
B.半胱氨酸
C.苏氨酸
D.谷氨酸
E.组氨酸
答案:A
二、肽键与肽链
氨基酸分子之间通过去水缩合形成肽链,NH2―CH(R)―CO―NH―CH(R)―COOH在相邻两个氨基酸之间新生的酰胺键称为肽键。若许多氨基酸依次通过肽键相互连接,形成长链,称为多肽链。肽链中的游离氨基的一端称为氨基末端(N-末端);游离羧基的一端称为羧基末端(C-末端)。蛋白质就是由许多氨基酸残基组成的多肽链。
【执业】7.下列关于肽键性质和组成的叙述正确的是(2003)
A.由Cα和C-COOH组成
B.由Cα1和Cα2组成
C.由Cα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
答案: D
解析:肽键具有一定程度双键性质。
三、谷胱甘肽和多肽类激素
(一)谷胱甘肽(GSH) GSH由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽,分子中的半胱氨酸巯基是其主要功能基团。GSH在体内具有解毒和抗氧化等主要生理功能。
(二)多肽类激素 体内许多多肽具有激素生理作用,如促甲状腺素释放激素(TRH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)等。
第二节 蛋白质的结构
体内具有生物功能的蛋白质都具有有序结构。每种蛋白质有其―定的氨基酸百分组成及排列顺序,也有特殊的空间结构。
一、蛋白质的一级结构
多肽链中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构,肽键是维系一级结构的化学键。蛋白质分子的一级结构是其特异空间结构及生物学活性的基础。
【执业】4.维系蛋白质分子一级结构的化学键是
A.离子键
B.肽键
C.二硫键
D.氢键
E.疏水键
答案:B
二、蛋白质的二级结构
蛋白质的二级结构是指局部或某一段肽链主链的空间结构,即肽链某一区段中氨基酸残基相对空间位置,它不涉及侧链的构象及与其它肽段的关系。α- 螺旋是二级结构的主要形式之一,其结构特征如下:①多肽链主链围绕中心轴旋转,每隔3.6个氨基酸残基上升一个螺距;②每个氨基酸残基与第四个氨基酸残基形成氢键。氢键维持了α-螺旋结构的稳定;③α-螺旋为右手螺旋,氨基酸侧链基团伸向螺旋外侧。
【执业】6.蛋白质二级结构是指分子中 (2002,2005)
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
答案:C
【执业】10.关于蛋白质二级结构的叙述正确的是指(2004)
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
答案:C
【执业】11.维系蛋白质分子中螺旋的化学键是(2001)
A.盐键
B.疏水键
C.氢键
D.肽键
E.二硫键
答案:C
【助理】3蛋白质分子中α-螺旋的特点是(2002)
A.α-螺旋为左手螺旋
B.每一螺旋含3个氨基酸残基
C.靠氢键维持的紧密结构
D.氨基酸侧链伸向螺旋内部
E.结构中含有脯氨酸
答案:C
【助理】7.下列关于蛋白质二级结构的叙述正确的是(2004)
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
答案:C
三、蛋白质三级和结构
蛋白质的三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,即整条肽链的三维空间结构。三级结构的形成和稳定主要靠疏水键、盐键、二硫键、氢键等。许多(并非所有)有生物活性的蛋白质由两条或多条具有三级结构的肽链构成,每条肽链被称为一个亚基,通过非共价键维系亚基与亚基之间的空间位置关系,这就是蛋白质的四级结构。各亚基之间的结合力主要是疏水键,氢键和离子键也参与维持四级结构。
体内约有几十万种结构相异的蛋白质分子,各自执行着特异的生理功能。可见蛋白质的一级结构和空间结构与其特有功能之间的密切关系。
(8~9题共用备选答案) (2003)
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
【执业】8.亚基解聚时
答案:D
【执业】9.蛋白酶水解时
答案:A
四、蛋白质的变性
在某些理化因素的作用下,蛋白质的空间结构(但不包括一级结构)遭到破坏,导致蛋白质若干理化性质和生物学活性的改变,称为蛋白质的变性作用。
引起蛋白质变性的常见理化因素有:加热、高压、紫外线、X射线、有机溶剂、强酸、强碱等。球状蛋白质变性后其溶解度降低,容易发生沉淀。蛋白质变性理论在医疗工作中的应用很广,如高温高压灭菌和低温保存生物活性蛋白等。
【执业】5.变性蛋白质的主要特点是
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
答案:D
【执业】6.下列对蛋白质变性的描述中合适的是(2003)
A.变性蛋白质的溶液黏度下降
B.变性的蛋白质不易被消化
C.蛋白质沉淀不一定就是变性
D.蛋白质变性后容易形成结晶
E.蛋白质变性不涉及二硫健破坏
答案:C
解析:引起蛋白质变性的常见理化因素有加热、高压、紫外线、X线、有机溶剂、强酸、强碱等。球状蛋白质变性后,其溶解度降低,容易发生沉淀。
【助理】8 下列有关蛋白质变性的叙述,错误的是(2006)
A.蛋白质变性时一级结构不受影响
B.蛋白质变性时理化性质发生变化
C.蛋白质变性时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
答案:D
(1~3题共用备选答案)
A.蛋白质一级结构
B.蛋白质二级结构
C.蛋白质三级结构
D.蛋白质四级结构
E.单个亚基结构
【执业】1.不属于空间结构的是
答案:A
【执业】2.整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置即是
答案:C
【执业】3.蛋白质变性时,不受影响的结构是
答案:A
第三节 蛋白质结构与功能关系
一、肌红蛋白与血红蛋白
肌红蛋白和血红蛋白都是含有血红素的球状蛋白质,是阐述蛋白质结构与功能关系的典型例子。
肌红蛋白由153个氨基酸残基及―个血红素组成。从三维结构来看,它有8段a-螺旋结构。而血红蛋白由2个a亚基和2个β亚基组成,每个亚基各结合1分子血红素。肌红蛋白与血红蛋白a及β亚基的三级结构十分相似,而且它们都能可逆地与O2结合,但由于血红蛋白具有四级结构,它的氧解离曲线呈S 状。这说明血红蛋白分子中第一个亚基与O2结合后,促进了第二及第三个亚基与O2的结合,三个亚基与O2结合后,又大大促进了第四个亚基与O2结合,这种效应称为正协同效应。而肌红蛋白只具有三级结构,容易与O2结合,所以它的氧解离曲线为矩形双曲线。
【助理】6下列蛋白质中属于单纯蛋白质的是(2004)
A.肌红蛋白
B.细胞色素C
C.血红蛋白
D.单加氧酶
E.清(白)蛋白
答案:E
解析:A、C含血红素辅基。B含铁檩D含色素。
二、别构效应
―个蛋白质与其配体(或其它蛋白质)结合后,蛋白质的构象发生变化,使它更适合于功能需要,这一类变化称为别构效应。血红蛋白与O2的结合是典型的别构效应例子。第一分子O2与血红蛋门的第一个亚基结合后,改变了血红蛋白分子的构象,导致第二、第三和第四个O2分子很快与血红蛋白结合。小分子的 O2被称为别构剂,血红蛋白则被称为别构蛋白。变构效应可以是促进别构蛋白的功能,也可抑制别构蛋白的活性。
【解析】本章中氨基酸的分类,蛋白质的结构、蛋白质的理化性质(尤其是变性)为常考点。蛋白质的结构又分一级结构和空间结构,维持一级结构的腱为肽键,维系二级结构为氢键,一般蛋白质变性只涉及空间结构发生改变,而不涉及一级结构。
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