例子问题
例子问题1:分子间作用力
朊病毒被怀疑是哺乳动物各种神经退行性疾病的原因。根据流行的理论,朊病毒是仅由蛋白质构成的传染性颗粒,在受感染动物的大脑中高浓度存在。所有哺乳动物都能产生正常的朊病毒蛋白C这是一种跨膜蛋白,其功能尚不清楚。
传染性朊病毒,PrPRes,诱导现有PrP发生构象变化C蛋白质按以下反应:
PrPC+ PrPRes→PrPRes+ PrPRes
的PrPRes继而被怀疑积聚在感染患者的神经组织中而引起疾病。这种传播模式产生复制的蛋白质,但它绕过了分子生物学中心教条的标准模型。转录和翻译显然在这个复制过程中不起作用。
这一理论与先前确立的生物学教条有很大的不同。一位科学家决定测试朊病毒传播的蛋白质理论。他的实验如下:
将感染家兔的均质脑物质注射到健康家兔的大脑中,如下表所示:
兔1、兔2:第1、2天注射生理盐水
上述试验作为对照。
兔3和兔4:第1天和第2天注射均质脑物质
上述试验使用的是未经修饰的脑物质。
兔5和兔6:在第1天和第2天注射辐照后的均质脑物质
上述试验使用经过辐照的脑物质来破坏匀浆中的核酸。
兔7、8:第1、2天注射无蛋白离心均质脑物质
上述试验使用离心后的脑物质生成无蛋白质的匀浆和基于分子量的富含蛋白质的匀浆。
兔9和兔10:第1天和第2天注射煮沸的均质脑物质
上述试验使用煮沸的脑物质来破坏匀浆中的任何细菌污染物。
一位科学家声称他已经发现了PrPRes的传播方式。他声称PrPRes与PrPC的相互作用是通过它自身的部分负电荷氧原子与PrPC上的部分正电荷氢原子相互作用。这些化学键是怎样的呢?
它们是最强的分子间键,比共价键更强。
它们是最弱的分子间键,比共价键弱。
它们是最弱的分子间键,但比共价键强。
它们是最强的分子间键,但比共价键弱。
它们是共价键,在两种蛋白质之间形成了一个二硫键桥。
它们是最强的分子间键,但比共价键弱。
氢键是最强分子间键的一个例子。然而,它们仍然是分子间的,因此总是比共价键弱。
例子问题1:分子间作用力
隐孢子虫是感染哺乳动物肠道上皮的一种胃肠道寄生虫。隐孢子虫是水生的,是一种尖端复杂的寄生虫。这个门还包括疟原虫,巴贝西虫,而且弓形虫。
顶端复合物是独特的,因为它们的顶端质体,一种帮助穿透哺乳动物上皮细胞的顶端细胞器。在隐孢子虫感染的情况下,哺乳动物上皮组织的表面蛋白与隐孢子虫感染阶段的顶端部分蛋白之间存在相互作用卵囊.一名科学家正在进行一项实验,以验证卵囊分泌中和肠道防御细胞的肽化合物的假设。这些防御细胞存在于肠上皮细胞中,通过吞噬卵囊来保护组织。
她进行了以下实验:
由于中和化合物被认为是卵囊分泌的,因此将卵囊收集到生长培养基上。卵囊在肠上皮细胞中培养,然后收集培养基。然后将培养基添加到另一个盘子中刚地弓形虫与肠上皮细胞一起生长。第二盘刚地弓形虫用相同类型的肠上皮细胞培养,但不添加卵囊来源的培养基。
一位科学家正在进行上述实验的后续实验。她试图确定隐孢子虫是如何附着在胃肠道粘膜上的。她确定关键步骤是表面蛋白配体与受体的结合。下列哪个力是蛋白质-蛋白质相互作用的常见模式?
一、氢键
2坐标共价键
3极性共价
四、金属键合
I和IV
I, II,和III
一、二、三、四
I和II
我只
我只
在列出的选项中,只有氢键在蛋白质-蛋白质键中非常常见。共价键坚固而持久,因此在大分子之间并不常见。有些蛋白质在分子内形成硫原子间的二硫桥或共价键,但分子间的共价相互作用通常不合适。
示例问题21:分子性质
免疫系统的一个组成部分是中性粒细胞,一种吞噬入侵细胞的专业吞噬细胞。中性粒细胞通过血液作为前中性粒细胞或单核细胞被运送到感染部位,准备根据需要进行分化以保护它们的宿主。
为了离开血液并迁移到感染活跃的组织中,单核细胞经历了一个称为脱体的过程。尿外渗是一种外渗过程,其中单核细胞通过在内皮细胞之间移动而离开循环,进入组织,并成熟为中性粒细胞。
退化是由一类被称为选择素的蛋白质介导的,存在于单核细胞膜和内皮上。这些选择素相互作用,吸引单核细胞到内皮,并允许单核细胞沿着内皮滚动,直到它们能够通过离开血管系统进入组织来完成透析。
下图显示单核细胞在血管中移动,沿着血管壁“滚动”,最终离开血管迁移到感染部位。
关于选择素和“滚动”单核细胞之间的相互作用,下列哪一项可能是正确的?
它们很可能被共价二硫键所加强
它们需要离子电荷来调节相互作用
它们很可能位于两条表面脂肪酸链之间
它们只在可溶性酶的帮助下形成
它们可能是由分子间相互作用介导的
它们可能是由分子间相互作用介导的
引起中性粒细胞滚动现象的相互作用可能是分子间键的产物,如氢键,通常不需要完全的离子电荷。
此外,蛋白质和碳水化合物是这些相互作用的典型介质,而不是脂肪酸,它们通常迅速、可逆、自发地形成,而不需要局部酶的帮助。
示例问题21:分子性质
1型糖尿病是一种众所周知的自身免疫性疾病。自身免疫性疾病是由免疫系统介导的对自身身体组织的攻击引起的。在正常发育过程中,一种叫做胸腺的器官将免疫细胞引入身体的正常蛋白质中。这个过程叫做消极的选择,因为那些识别正常蛋白质的免疫细胞被删除了。如果细胞逃避这一过程,那些识别正常蛋白质的细胞就会进入血液循环,在那里它们可以攻击身体组织。胸腺对于激活识别外来蛋白质的t细胞也很重要。
如下图所示,免疫细胞通常起源于骨髓。一些免疫细胞,称为t细胞,然后进入胸腺进行负选择。那些在负选择中存活下来的,进入全身循环来对抗感染。其他细胞,称为b细胞,直接从骨髓进入全身循环。正是这个精心安排的过程的崩溃导致了自身免疫性疾病,如1型糖尿病。
在本文所述的负选择过程中,t细胞与正常身体蛋白质的相互作用是通过短暂而容易断裂的生化键发生的。最可能涉及哪种类型的结合?
非极性共价键
极性共价键
坐标共价键
氢键
离子键
氢键
氢键是生物化学系统中大量分子间相互作用的特征。离子键和共价键的结合太持久了,如果这些结合模式是主要的相互作用,t细胞就永远不会逃离胸腺。离子和共价的相互作用通常代表分子内的相互作用,而分子间的相互作用则是暂时的。常见的分子间力有氢键、偶极相互作用和范德华力。(注意,氢键也可以是某些分子结构的分子内相互作用)。
例子问题1:分子间作用力
哪种分子间作用力能解释醇比烷烃的沸点高?
范德华力
共价键
氢键
离子键
没有一个;烷烃的沸点比醇高。
氢键
氢键发生在一个分子的负电原子(在醇中,这个负电原子是氧)上的氢原子被另一个分子(氧、氮或氟)的负电原子吸引时。这种吸引力非常强,它会显著提高酒精的沸点。