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一、问答题

1． 任举一个例子来说明蛋白质三级结构决定于它的氨基酸顺序。

【答案】蛋白质的一级结构决定蛋白质的高级结构这一原则目前基本上仍是正确的，但是是有条件的。例如同样一条肽链，在存在变性剂的条件下是松散的。现在所说的蛋白质的三级结构取决于它的氨基酸序列是指在生理条件下，蛋白质的一级结构和其三级结构之间的特定的对应关系。典型的例子是核糖核酸酶S 的变性与复性试验。核糖核酸酶S 三级结构的形成与维持还有赖于多肽链内4个二硫键的形成。在含有巯基乙醇的8mol/L的尿素溶液中还原二硫键，使核糖核酸酶S 变性失活；然后透析除去尿素和巯基乙醇，在有氧和痕量疏基乙醇的水溶液中，变性核糖核酸酶S 伸展的肽键自动折叠，重建的二硫键配对完全正确，酶活性几乎恢复到原来的水平。这个试验出色的证明了蛋白质的功能取决于特定的天然构象，而规定其构象所需要的信息包含在它的氨基酸序列中。当前有相当多的蛋白质工程的例子可以说明，肽链中某些残基的突变可以引起突变蛋白的构象改变。

2．

分子丙氨酸如何脱氨? 脱下的氨要如何进入鸟氨酸循环才能出现在同一尿素分子中? 请写出其反应式与催化的酶。

【答案】主要通过联合脱氨基作用，把氨基转移给旷酮戊二酸，后者转化为谷氨酸，丙氨酸脱氨后转化为丙酮酸。形成的两分子谷氨酸，其中之一进入肝脏细胞线粒体，在氨甲酰磷酸合成酶的作用下形成氨甲酰磷酸的一部分进入鸟氨酸循环；另一分子谷氨酸通过联合脱氨基作用，把氨基转移给草酰乙酸，使后者转化为天冬氨酸，天冬氨酸与瓜氨酸在精氨琥珀酸合成酶作用下形成精氨琥珀酸，进入鸟氨酸循环，并为尿素合成提供另一个氨。

总反应方程式：

3． 在下，水解成和的平衡常数为求该反应的

4． 在

（1）在时，的水解反应可以写成：

分子上新形成的电离基团，其第 2 页，共 13 页 【答案】根据公式代入已知数据，则得

为若总的自由能

为（2）和其中有多少来自分子上末端磷酸的为的电离？ 和由末端磷酸衍生的无机磷酸，其

为该无机磷酸的电离是否对总的有影响？

值（2.3），因此，它的也无影响。另为12.5，在时基本不电离，因此它对【答案】（1）根据公式：

来自电离对电离产生的自由能为影响。新形成的酸性基团（2）由于末端磷酸中最强的酸性基团在水解前后具有相同的

的影响可用公式计算：

一个酸性基团水解后酸

可见，无机磷酸的电离对总的有影响，其中自由能来自于无机磷酸。

5． 如果上题中五个肽的混合物，在Dowex-1（—种阴离子交换树脂）的离子交换柱上以pH 从10到1.0连续变化的缓冲系统作洗脱，试分析每种肽洗脱的相对次序。

【答案】在pH10时，题中的各种肽均带负电荷，都能与Dowex-1上的阴离子发生交换。肽

，带的负电荷愈多，与Dowex-1树脂的结合能力就愈强。题中肽（4）带的负电荷最多，其次是（3）

再次是（2），肽（1）和（5）带的负电荷最少且相近。随着洗脱时pH 的下降，带负电荷少的最先洗脱下来，所以其洗脱次序为（1）～（5）, （2），（3），（4）。

6． 丙酮酸脱氢酶受磷酸化调节，其状态由作为丙酮酸脱氢酶系一部分的一种激酶和一种磷酸酶决定。已发现磷酸化的丙酮酸脱氢酶是没有活性的。缺乏磷酸酶的基因的小鼠在某些情况下表现出糖尿病的症状。假定你是一家制药公司研发部的主任，你愿意投入人力和物力进行进一步的研究吗（特别是它与2型糖尿病的关系）？如果你愿意，你会从哪方面着手？

【答案】缺乏磷酸酶将导致丙酮酸的堆积和乙酰CoA 的缺乏。于是，有更多的物质进入糖异生途径。糖酵解仍然能够进行，产生乳酸或丙氨酸。因此问题在于过于旺盛的糖异生，而不是不足的糖酵解。无论如何，这意味着丙酮酸脱氢酶受到激酶和磷酸酶的控制，这对稳定血糖水平十分重要。作为制药公司的主任应该紧紧抓住这一现象，特别它与2型糖尿病的关系做更多的研宄。目前，2型糖尿病患者的数目越来越多。导致2型糖尿病的原因不是胰岛素分泌不足，而是细胞对胰岛素缺乏反应。对于糖尿病，要做的是逆转基因敲除产生的表型，所以需要找到磷酸酶的激活剂或激酶的抑制剂，后者可能更容易发现。有趣的是，这样的基因敲除小鼠还能存活。如果是

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丙酮酸脱氢酶的基因完全失活，小鼠肯定不能存活，因为将不能从糖类合成脂质。由于哺乳动物含有三种丙酮酸脱氢酶的磷酸酶，所以体内的实际情况可能更加复杂。被敲除的如果是诱导型的，那么意味着只有在特定的条件下，糖尿病症状才能表现出来。

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