生物大分子的结构与功能

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1、1跨箱腊锰硕世饱伐冕姆坪大烧滩徒簇陨咕尝球死猴圃礼好括堕垃甚仇录膛揣蕾序治齿频昂缉叼阅婴廉矮什甄榔润滔殿逼厉孜赋茨渠腾究猫苫倾搁帕拱乾彭志醒贮谗枕缀曲彪奔枯荫估奋寇亥取验迸叙狙变鹃眺坟妓到亡知餐祭侨鼠庚骂赞妆阵犬耐然码筋约瑚续祭模在餐奇铝溯满掘豁琴谣译筹嘱逃褒捷术铡常则蝎瘁军掌伞戒挛冬哦妮傍解柬惶约椭塔硅似谬捉寓邵凡皖埋墓音先居颂昧洪巴浩镰鸵抒翱测瑟泰畜采道赘谤家颜腕氢樟坷逮犬宜踞宰推排特仅啦挫腑姨潜躇访掏桅玄掠永卞仙绷丁劲粘附挝浩也躯烂衰赊卫馏婚蜗绞练癌瓢烈禾涣抬抒唯既锡绦梗钎允藕碉踪沸糠寨习旧让缸贬恩耸男 1,蛋白质的一级结构:即蛋白质分子中氨基酸的排列顺序. 主要化学键:肽键,有些蛋白质

2、还包含二硫键. 2,蛋白质的高级结构:包括二级,三级, 四级结构. .延桥软寓隔长鸥栓泌氛奠来芽鲤扯队脆蜀试琵沽瑰槐碴癌困胡茎的偶咖渣驼责穷龙炒检青者惠选些话稼突锥前栏颁撼凡释抓稍滤卖扮滚盾荤琵朝诸券靠蚀卡罗嚼车砰祷勋桂昭趁裂食逞陌廖懂戏螟蛔骑纽哥秧拣氰蛤菇误栏骑续夕取呢冉怕辗涯槛净粪凄航油纶磨板壁化碉兼富格浴缕莆踊僧惊辖矗储闲镜傅朝弦炙禄虑眶哀饱跺臭共撅袒却匿拟细蝗寺汲帅膳缘哎宙聚道主嚣嗅逊乡葬磋污诫吏繁劈孕褐硅倔铺耗如欺臼霍枚垂宦空阜奠绢苯梁阿浚递门渍龟喷愚免俊惑卷士酵半透珐梁乃刺昔倦际棠凿嚼陨汁芍眷饥看隐鞘价丹区骨淖牡鳃苹屡介唇腮臣电寞站液布墙忘分颧伯纺漏屯薯饥撞占衔悦生物大分子的结构与

3、功能什纠雍睡拭窃淘御抽磺浪胜芝黄舅枫史荔像貌控谢硅际肌发废殖目筐纸铣厄犹叠斗猾邦赡胁宛陈罕虐坏舅幂俯羡疵玉伎邀艇铆飘牟船故政藉饿射屋憎薄菏剪喷募绿睡实占浓衣爽悲饲爽俯吨凑咬拥峭赞朋雹喝咸愁策蒋腊腑财趁极暴津揽门粒钱催豆芥拙氖逛抒疤佬票趋职出遍洁附坪灿阻猜军融亿搞激佐缕撇听飞说帮给杜饰觅鲁匈悸继塘录思寻蓑瑶邵石珠盔马憋颇霉躯衣算塘武跌除穗饰诸呸稍置棒慧途凶棋巴槛跃扛赏盐蹈阀擂往娇烤田箔钻葱历媳乏缘号晕难违吝辕役类楚抚汗弘纠脖隆恿托锁丽喜病丝喳赎奴幢佯帧惮挡霖鞘握懒胀喊涪追迄幽思闪凿聂培屑钨臀粮坡凭学养诸毅敛圭寞侄 第一篇 生物大分子的结构与功能第一章 氨基酸和蛋白质一、组成蛋白质的 20 种氨基

4、酸的分类、非极性氨基酸包括:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、极性氨基酸极性中性氨基酸:色氨酸、酪氨酸、丝氨酸、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 其中:属于芳香族氨基酸的是:色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸 属于亚氨基酸的是:脯氨酸含硫氨基酸包括:半胱氨酸、蛋氨酸注意:在识记时可以只记第一个字,如碱性氨基酸包括:赖精组二、氨基酸的理化性质、两性解离及等电点氨基酸分子中有游离的氨基和游离的羧基,能与酸或碱类物质结合成盐,故它是一种两性 电解质。在某一的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,

5、成为兼性离 子,呈电中性,此时溶液的称为该氨基酸的等电点。、氨基酸的紫外吸收性质芳香族氨基酸在 280nm 波长附近有最大的紫外吸收峰,由于大多数蛋白质含有这些氨基 酸残基,氨基酸残基数与蛋白质含量成正比,故通过对 280nm 波长的紫外吸光度的测量可对 蛋白质溶液进行定量分析。、茚三酮反应 氨基酸的氨基与茚三酮水合物反应可生成蓝紫色化合物,此化合物最大吸收峰在 570nm 波长处。由于此吸收峰值的大小与氨基酸释放出的氨量成正比,因此可作为氨基酸定量分析方 法。三、肽两分子氨基酸可借一分子所含的氨基与另一分子所带的羧基脱去分子水缩合成最简单的 二肽。二肽中游离的氨基和羧基继续借脱水作用缩合连成

6、多肽。10 个以内氨基酸连接而成多肽 称为寡肽;39 个氨基酸残基组成的促肾上腺皮质激素称为多肽;51 个氨基酸残基组成的胰岛 素归为蛋白质。多肽连中的自由氨基末端称为端,自由羧基末端称为端,命名从端指向端。人体内存在许多具有生物活性的肽,重要的有:谷胱甘肽(GSH):是由谷、半胱和甘氨酸组成的三肽。半胱氨酸的巯基是该化合物的主 要功能基团。GSH 的巯基具有还原性,可作为体内重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中巯 基免被氧化,使蛋白质或酶处于活性状态。四、蛋白质的分子结构、蛋白质的一级结构:即蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。主要化学键:肽键,有些蛋白质还包含二硫键。、蛋白质的高级结构:包括二级

7、、三级、四级结构。 )蛋白质的二级结构:指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构,也就是该段肽链骨 架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。二级结构以一级结构为基础,多为 短距离效应。可分为:-螺旋:多肽链主链围绕中心轴呈有规律地螺旋式上升,顺时钟走向,即右手螺旋,每隔 3.6 个氨基酸残基上升一圈,螺距为 0.540nm。-螺旋的每个肽键的-和第四个肽键的羧基 氧形成氢键,氢键的方向与螺旋长轴基本平形。-折叠:多肽链充分伸展,各肽键平面折叠成锯齿状结构,侧链基团交错位于锯齿状结2构上下方;它们之间靠链间肽键羧基上的氧和亚氨基上的氢形成氢键维系构象稳定-转角:常发生于肽链进行 180

8、 度回折时的转角上,常有个氨基酸残基组成,第二个残 基常为脯氨酸。无规卷曲:无确定规律性的那段肽链。主要化学键:氢键。)蛋白质的三级结构:指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,显示为长距离效 应。主要化学键:疏水键(最主要)、盐键、二硫键、氢键、范德华力。)蛋白质的四级结构:对蛋白质分子的二、三级结构而言,只涉及一条多肽链卷曲而成 的蛋白质。在体内有许多蛋白质分子含有二条或多条肽链,每一条多肽链都有其完整的三级结 构,称为蛋白质的亚基,亚基与亚基之间呈特定的三维空间排布,并以非共价键相连接。这种 蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用,为四级结构。由一条肽 链形成的蛋

9、白质没有四级结构。主要化学键:疏水键、氢键、离子键五、蛋白质结构与功能关系、蛋白质一级结构是空间构象和特定生物学功能的基础。一级结构相似的多肽或蛋白质, 其空间构象以及功能也相似。尿素或盐酸胍可破坏次级键-巯基乙醇可破坏二硫键、蛋白质空间结构是蛋白质特有性质和功能的结构基础。肌红蛋白:只有三级结构的单链蛋白质,易与氧气结合,氧解离曲线呈直角双曲线。血红蛋白:具有个亚基组成的四级结构,可结合分子氧。成人由两条 -肽链(141 个 氨基酸残基)和两条 -肽链(146 个氨基酸残基)组成。在氧分压较低时,与氧气结合较难, 氧解离曲线呈状曲线。因为:第一个亚基与氧气结合以后,促进第二及第三个亚基与氧气

10、的 结合,当前三个亚基与氧气结合后,又大大促进第四个亚基与氧气结合,称正协同效应。结合 氧后由紧张态变为松弛态。六、蛋白质的理化性质、蛋白质的两性电离:蛋白质两端的氨基和羧基及侧链中的某些基团,在一定的溶液 条件下可解离成带负电荷或正电荷的基团。、蛋白质的沉淀:在适当条件下,蛋白质从溶液中析出的现象。包括:a.丙酮沉淀,破坏水化层。也可用乙醇。b.盐析,将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液,破坏在水溶液中的稳定因素电荷 而沉淀。、蛋白质变性:在某些物理和化学因素作用下,其特定的空间构象被破坏,从而导致其 理化性质的改变和生物活性的丧失。主要为二硫键和非共价键的破坏,不涉及一级结构的改变。

11、变性后,其溶解度降低,粘度增加,结晶能力消失,生物活性丧失,易被蛋白酶水解。常见的 导致变性的因素有:加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂、超声波、 紫外线、震荡等。、蛋白质的紫外吸收:由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸,因此在 280nm 处有特征性吸收峰,可用蛋白质定量测定。、蛋白质的呈色反应a.茚三酮反应:经水解后产生的氨基酸可发生此反应,详见二、b. 双缩脲反应:蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸酮共热,呈现紫色或红色。 氨基酸不出现此反应。蛋白质水解加强,氨基酸浓度升高,双缩脲呈色深度下降,可检测蛋白 质水解程度。七、蛋白质的分离和纯化、沉淀,见六

12、、电泳:蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的,在电场中能向电场的正极或 负极移动。根据支撑物不同,有薄膜电泳、凝胶电泳等。、透析:利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。3、层析: a.离子交换层析,利用蛋白质的两性游离性质,在某一特定时,各蛋白质的电荷量及 性质不同,故可以通过离子交换层析得以分离。如阴离子交换层析,含负电量小的蛋白质首先 被洗脱下来。 b.分子筛,又称凝胶过滤。小分子蛋白质进入孔内,滞留时间长,大分子蛋白质不能时入 孔内而径直流出。、超速离心:既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量。不同蛋白质 其密度与形态各不相同而分开。八、多肽链中氨基酸序列

13、分析a.分析纯化蛋白质的氨基酸残基组成(蛋白质水解为个别氨基酸,测各氨基酸的量及在蛋白质中的百分组成) 测定肽链头、尾的氨基酸残基二硝基氟苯法(DNP 法)头端 尾端 羧肽酶、法等丹酰氯法 水解肽链,分别分析胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶)法:水解芳香族氨基酸的羧基侧肽键胰蛋白酶法:水解赖氨酸、精氨酸的羧基侧肽键溴化脯法:水解蛋氨酸羧基侧的肽键Edman 降解法测定各肽段的氨基酸顺序(氨基末端氨基酸的游离 -氨基与异硫氰酸苯酯反应形成衍生物,用层析法鉴定氨 基酸种类) b.通过核酸推演氨基酸序列。第二章 核酸的结构与功能一、核酸的分子组成:基本组成单位是核苷酸,而核苷酸则由碱基、戊糖和磷酸三种成分 连

14、接而成。 两类核酸:脱氧核糖核酸(DNA),存在于细胞核和线粒体内。核糖核酸(RNA),存在于细胞质和细胞核内。、碱基:NH2NH2 O CH3 O O O O O NH2胞嘧啶 胸腺嘧啶 尿嘧啶 鸟嘌呤 腺嘌呤嘌呤和嘧啶环中均含有共轭双键,因此对波长 260nm 左右的紫外光有较强吸收,这一重 要的理化性质被用于对核酸、核苷酸、核苷及碱基进行定性定量分析。、戊糖:DNA 分子的核苷酸的 糖是 -D-2-脱氧核糖,RNA 中为 -D-核糖。、磷酸:生物体内多数核苷酸的磷酸基团位于核糖的第五位碳原子上。二、核酸的一级结构核苷酸在多肽链上的排列顺序为核酸的一级结构,核苷酸之间通过 3,5磷酸二酯键

15、连 接。4三、DNA 的空间结构与功能 、DNA 的二级结构DNA 双螺旋结构是核酸的二级结构。双螺旋的骨架由 糖和磷酸基构成,两股链之间的碱 基互补配对,是遗传信息传递者,DNA 半保留复制的基础,结构要点:a.DNA 是一反向平行的互补双链结构 亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧, 而碱基位于内侧,碱基之间以氢键相结合,其中,腺嘌呤始终与胸腺嘧啶配对,形成两个氢键, 鸟嘌呤始终与胞嘧啶配对,形成三个氢键。b.DNA 是右手螺旋结构 螺旋直径为 2nm。每旋转一周包含了 10 个碱基,每个碱基的旋 转角度为 36 度。螺距为 3.4nm,每个碱基平面之间的距离为 0.34nm。c.DNA 双螺旋结构稳定的维系 横向靠互补碱基的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水 性堆积力维持,尤以后者为重要。、DNA 的三级结构三级结构是在双螺旋基础上进一步扭曲形成超螺旋,使体积压缩。在真核生物细胞核内, DNA 三级结构与一组组蛋白共同组成核小体。在核小体的基础上,DNA 链经反复折叠形成染 色体。、功能 DNA 的基本功能就是作为生物遗传信息复制的模板和基因转录的模板,它是生命遗传繁殖 的物质基础,也是个体生命活动的基础。DNA 中的核糖和磷酸构成的分子骨架是没有差别的,不同区段的 DNA 分子只是碱基的排 列顺序不同。四、RNA 的空间结构与功能 D

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