蛋白质凝固原理

2012年凝固原理

考试题型 （分数是预估的） 名词解释 15’ 简答 25’ 公式推导 25’ 计算 35’

一、绪论 （基本不考）

二、基础概念（名词解释，简答） 凝固组织三晶区； 溶质再分配

1铸锭的典型凝固组织结构特征是什么？如何改变不同结构组织之间的比例？ 三晶区，各个影响因素

2冷却速率是由哪些因素决定的？体散热和一维方向散热最终产生什么样的组织？（应该不考）

散热的那张PPT

3合金的结晶温度和哪些因素有关系？ 结晶温度那张PPT

4什么是溶质再分配？从热力学上和统计学上如何解释?

溶质再分配：浓度均匀的合金液在凝固过程中固相浓度与液相浓度处于平衡但浓度不同的现象。需要记忆，如果是简单题的话，热力学和统计学上的解释也要知道，PPT上有的 5平衡分配系数？有效分配系数？非平衡分配有效系数？

溶质再分配中介绍的，K0=Cs/CL 及这章节的最后一张PPT上平衡凝固分配系数，有效凝固分配系数，非平衡凝固分配系数。

三、形核和界面结构（名词解释，简答，公式推导） 形核的热力学条件，过冷度（理解，公式推导）； 界面结构与生长机制（概念理解） 1 推导均质形核过程中临界形核半径和临界形核功

Ⅱ实验内容

实验一 蛋白质的沉淀与凝固

蛋白质溶液是一稳定的亲水性溶胶液，其稳定的因素有二：一是蛋白质胶粒上的电荷使之相互排斥，不易凝集成团；二是胶粒表面的水化膜，它使胶粒与水融洽相依，又在胶粒之间起了隔离作用。如果上述两种稳定蛋白质溶液的因素被破坏，蛋白质将于溶液中沉淀析出。

促使蛋白质沉淀的因素很多，大致可分为两类：

第一类是可逆的沉淀反应。这时蛋白质的空间构象未受到很大改变，除去沉淀因素后，可以重新溶解，例如盐析和低温乙醇沉淀蛋白。

第二类是不可逆的沉淀反应，重金属盐类或生物碱试剂沉淀蛋白后，由于蛋白质结构发生重大改变，所以不再溶于水中。不可逆的蛋白质沉淀多表示蛋白质已经变性。变性的蛋白质在等电点附近加热时，蛋白质分子间相互盘绕而变成坚实的凝块。

一、 蛋白质的盐析

[原理]

高浓度的盐离子可与蛋白质胶粒争夺水化膜，同时盐又是强电解质，可抑制蛋白质的解离。因而用高浓度的中性盐，使蛋白质带电量减少，水化膜破坏而从溶液中沉淀出来。盐析沉淀蛋白一般不引起蛋白变性，故常用于分离各种天然蛋白质。

由于蛋白质的组成及性质不同，所以盐析时所需中性盐的浓度也不相同。例如半饱和的硫酸铵沉出球蛋白，饱和的硫酸铵则沉出清蛋白。

班级：________________ 姓名：________________ 学号：________________ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _装_ _ _ _ _订_ _ _ _ _线_ _ _（装订线内禁止填写答案）_ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____ _ _____

一、单项选择题,（在备选答案中只有一个是正确的）(本大题共100小题,100分)

1. 维系蛋白质α-螺旋和β-折叠结构稳定的化学键是

A.氢键 B.离子键 C.二硫键 D.疏水作用 E.肽键

(4)氨基酸的疏水侧链很少埋在蛋白质分子的内部 A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4

11. 在电场中，蛋白质泳动速度取决于

A.蛋白质颗粒的大小 B.蛋白质颗粒的形状 C.带净电荷的多少

D.A+C

E.蛋白质所带电荷的多少，分子量的大小

第五章 蛋白质（Protein) 本章主要内容（Content）

蛋白质的一般性质（General aspects)

■ 结构 ■ 蛋白质-水相互作用，影响蛋白质水溶性的因素 ■ 蛋白质-脂的相互作用 蛋白质的变性（Denaturation）

■ 蛋白质变性产生的效应 ■ 导致蛋白质变性的物理因素 ■ 导致蛋白质变性的化学因素

蛋白质的功能性质（Functional Properties） 定义与分类

水化性质 溶解度与粘度、凝胶作用

组织化 热凝结和形成、纤维的形成热塑挤压、面团 乳化性质 乳化能力与乳化稳定性 起泡作用 起泡性与泡沫稳定性 ?蛋白质的营养特性（Nutritional properties） ?蛋白质的开发利用（Utilization）

植物蛋白质和动物蛋白质：浓缩蛋白质与分离蛋白质利用微生物生产蛋白质——单细胞蛋白 第一节 引言（Introducti

■ 蛋白质是构成生物体的基本物质。

病毒，细菌，激素，植物和动物细胞原生 质都是以蛋白质为基

1

础的。

■ 酶是蛋白质 已经发现数以千计的酶。 ■ 蛋白质是由20种氨基酸构成的聚合物 一、蛋白质的分类： （一）根据组成分类

? 简单蛋白质（

蛋白质 (Protein)

组成（Composition）

?生物大分子（Macromolecule） ?构件分子—氨基酸 (Amino acid)

氨基酸 (Amino acids) R—基团

对氨基酸性质影响强烈

?非极性、疏水性。 ?极性、电中性。

?极性、负电荷、碱性。 ?极性、正电荷、酸性。

水溶液中的氨基酸 两性电解质

水溶液中的氨基酸 酸性氨基酸

水溶液中的氨基酸 碱性氨基酸

分类（Classification）

?非极性、疏水性的 ?极性、电中性的

?极性、带负电荷、碱性的 ?极性、带正电荷、酸性的

?植物蛋白与动物蛋白在氨基酸组成上

的差异——

?人体必须氨基酸——

8种氨基酸

?蛋白质的生物学效价（PER） ?转基因植物蛋白

?各种氨基酸配比的蛋白食品

一级结构（Primary structure）

?氨基酸——氨基+羧酸基 ?肽键(Peptide bond)

一级结构（Primary structure）

?线性结构(Linear polymer of amino

acids) ?氨基酸序列（Sequence）——蛋白质分子

?氨基末端（N-terminal） ?羧酸基末端（C-terminal）

?氨基酸残基(Amin

1- 蛋白质化学

名词解释

（一） 两性离子（dipolarion）与两性化合物 （二） 等电点(isoelectric point,pI)与等离子点 （三） 必需氨基酸（essential amino acid） （四） 稀有氨基酸(rare amino acid)

（五） 非蛋白质氨基酸(nonprotein amino acid) （六） 构型(configuration)与构象(conformation) （七） 肽键、肽平面、肽单位、多肽 （八） N末端与C末端

（九） 蛋白质的一级结构(protein primary structure) （十） 蛋白质的二级结构(protein secondary structure) （十一） 蛋白质的α－螺旋结构 （十二） 蛋白质的β－折叠结构 （十三） 结构域(domain)

（十四） 超二级结构(super-secondary structure) （十五） 蛋白质的三级结构(protein tertiary

第十二章 蛋白质代谢

一：填空题

1.蛋白质的生物合成是以________________作为模板，________________作为运输氨基酸的工具，________________作为合成的场所。 2.细胞内多肽链合成的方向是从________________端到________________端，而阅读mRNA的方向是从________________端到________________端。

3.核糖体上能够结合tRNA的部位有________________部位、________________部位和________________部位。 4.ORF是指________________，已发现最小的ORF只编码________________个氨基酸。

5.蛋白质的生物合成通常以________________作为起始密码子，有时也以________________作为起始密码子，以________________、________________和________________作为终止密码子。

6.SD序列是指原核细胞mRNA的5′-端富含________________碱基的序列

蛋白质纯化

一．可溶性蛋白的纯化

方法 AC IEX GF 粗分离 + + - 中度纯化 + + - 精细纯化 - + + 1. 盐析

硫酸铵沉淀法可用于从大量粗制剂中浓缩和部分纯化蛋白质。用此方法可以将主要的免疫球从样品中分离，是免疫球蛋白分离的常用方法。高浓度的盐离子在蛋白质溶液中可与蛋白质竞争水分子，从而破坏蛋白质表面的水化膜，降低其溶解度，使之从溶液中沉淀出来。各种蛋白质的溶解度不同，因而可利用不同浓度的盐溶液来沉淀不同的蛋白质。这种方法称之为盐析。盐浓度通常用饱和度来表示。硫酸铵因其溶解度大，温度系数小和不易使蛋白质变性而应用最广。 硫酸铵分级沉淀的方法其实很简单，一般就是用浓度从低到高的硫酸铵去沉淀蛋白，可以直接在液体里加固体的硫酸铵就可以，到一定的浓度离心沉淀，上清继续加硫酸铵，再离心，上清再加硫酸铵，然后用电泳检测或者活性检测沉淀的效果。

2. 亲和纯化

Tag His GST MBP Strep(II) Flag

Size (aa) 6 218 396 8 8 Capacity (mg/ml) 40 10 10 6 0.6 MW (kDa) 1 26 42.5 1 1 Cleavage TEV/ Thrombin Thr

一、单选题

1. 蛋白质分子中的大多数氨基酸属于下列哪一项？

(A) L-β- 氨基酸 (B) D-β- 氨基酸 (C) L-α- 氨基酸 (D) D-α- 氨基酸 (E) L 、 D-α- 氨基酸 2. 属于碱性氨基酸的是

(A) 天冬氨酸 (B) 异亮氨酸 (C) 组氨酸 (D) 苯丙氨酸 (E) 半胱氨酸 3. 280nm 波长处有吸收峰的氨基酸为

(A) 丝氨酸 (B) 谷氨酸 (C) 蛋氨酸 (D) 色氨酸 (E) 精氨酸 4. 维系蛋白质二级结构稳定的化学键是

(A) 盐键 (B) 二硫键 (C) 肽键 (D) 疏水键 (E) 氢键 5. 维系蛋白质一级结构的化学键是

①盐键 ②二硫键 ③疏水键 ④肽键 ⑤氢键 6. 关于蛋白质二级结构错误的描述是

(A) 蛋白质局部或某一段肽链有规则的重复构象 (B) 二级结构仅指主链的空间构象

(C) 多肽链主链构象由每个肽键的二个二面角所确定 (D) 整条多肽链中全部氨基酸的空间位置

(E) 无规卷曲也属二级结构范畴

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《命的化学 ) 0 1年 2生 20 l卷 2期

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蛋白质芯片李民周宗灿

北京大学公共卫生学院毒理学系，北京 10 8 0 0 3)

关键词：白质芯片；白质相互作用蛋蛋中图分类号：Q 3 T 97

随着人类基因组计划 ( P)利实施， HG顺以生命活动的执行者—蛋白质为研究对象的蛋白质组学蛋白质芯片越来越显得重要…,构想和发展了快捷、效、并高并行、通量的蛋白质组检测新技术—高技术。 1 .蛋白质芯片的基本构成用于蛋白质组分析的抗体茜片

圈 1抗体蛋白质芯片的设计应用流程

蛋白质芯片是高通量、型化和自动化的蛋白微质分析技术。目前蛋白质芯片主要分两种：种 一

类似于 DN A芯片，即在固相支持物表面高密度排列的探针蛋白点阵，可特异地捕获样品中的靶蛋白，然后通过检测器对靶蛋白进行定性或定量分析 (图如 1:另一种就是微型化的凝胶电泳板。在电场作用 )下，品中的蛋白质通过芯片上的孔道分离开来，样经

要比 D A芯片复杂得多， N并且定位于固体表面的蛋白质易于改变空问构象，去生物活性。芯片制作失过程中保持蛋白质的生物活性 .为限制蛋白质芯成片发展的瓶颈技术。 C