生物化学(甲)复习(陈军部

《生物化学(甲)复习(陈军部》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学(甲)复习(陈军部（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、生物化学生物化学（甲甲）复习复习（陈军部分陈军部分）生物化学生物化学（甲甲）复习复习（陈军部分陈军部分）概述 概述 氨基酸与蛋白质氨基酸与蛋白质 糖代谢 生物氧化 脂肪代谢脂肪代谢 氨基酸分解代谢第第一部分一部分概述概述第第一部分一部分：概述概述1. 生命与细胞的分子逻辑生命与细胞的分子逻辑 不同生物体的化学单元；能量的产生与在新陈代谢中的消耗；生物信息转移；生物 究中核真核究化学研究中所用的细胞与组织；原核与真核细胞的进化和结构；细胞组分的研究； 病毒。 2. 生物大分子与水生物大分子与水 化学合成与结合三维结构构型与构象化学反应能力大分子与单体生物前化学合成与结合；三维结构：构型与构象；化

2、学反应能力；大分子与单体；生物前 进化；弱相互作用与水相系统；水、弱酸和弱碱的电离；生物系统中抵抗pH改变的 缓冲能力；水作为反应物；生物体对水环境的适应。第二部分第二部分 氨基酸与蛋白质氨基酸与蛋白质第二部分第二部分 氨基酸与蛋白质氨基酸与蛋白质1. 氨基酸、多肽与蛋白质氨基酸、多肽与蛋白质 氨基酸；多肽与蛋白质；蛋白质研究；蛋白质的共价结构。 2. 蛋白质的三维结构蛋白质的三维结构 蛋白质结构概述；蛋白质的二级结构；蛋白质的三级与四级结构；蛋 白质变性与折叠。 3 蛋白质功能蛋白质功能3. 蛋白质功能蛋白质功能 蛋白质与配体的可逆结合：氧结合蛋白；蛋白质与配体的补足结合： 免疫系统与免疫球

3、蛋白；化学能调节的蛋白质反应：肌动蛋白、肌球 蛋白与分子发动机蛋白与分子发动机。提要提要 一. 概念一 概念 简单蛋白、结合蛋白、基本氨基酸、等电点、Edman降解、一级结构 、肽键、构型与构象、二面角、二级结构、超二级结构、结构域、三 级结构、四级结构、亚基、别构蛋白、分子病、蛋白质的变性与复性级结构、四级结构、亚基、别构蛋白、分子病、蛋白质的变性与复性二.氨基酸 分类、基本氨基酸的结构、分类、名称、符号、化学反应、鉴定、蛋分类、基本氨基酸的结构、分类、名称、符号、化学反应、鉴定、蛋 白质的水解三 蛋白质的结构三.蛋白质的结构 一级结构 结构特点、测定步骤、常用方法、酶 二级结构 四种 结构

4、特点、数据、超二级结构 三级结构 主要靠疏水键维持三级结构 主要靠疏水键维持 四级结构 变构现象 结构与功能的适应、结构变化对功能的影响、典型蛋白质结构与功能的适应、结构变化对功能的影响、典型蛋白质四.蛋白质的性质 分子量的测定方法、酸碱性、溶解性、变性、颜色反应分子量的测定方法、酸碱性、溶解性、变性、颜色反应一、蛋白质通论一、蛋白质通论蛋白质的分类 （一）按分子形状分类 球状蛋白 外形近似球体多溶于水大都具有活性如酶转运蛋白蛋白激素1.球状蛋白 外形近似球体，多溶于水，大都具有活性，如酶、转运蛋白、蛋白激素、 抗体等。球状蛋白的长度与直径之比一般小于10。 2.纤维状蛋白 外形细长，分子量大

5、，大都是结构蛋白，如胶原蛋白，弹性蛋白，角 蛋白等纤维蛋白按溶解性可分为可溶性纤维蛋白与不溶性纤维蛋白前者如血液蛋白等。纤维蛋白按溶解性可分为可溶性纤维蛋白与不溶性纤维蛋白。前者如血液 中的纤维蛋白原、肌肉中的肌球蛋白等，后者如胶原蛋白，弹性蛋白，角蛋白等结 构蛋白。 （二）按分子组成分类（二）按分子组成分类 1.简单蛋白 完全由氨基酸组成，不含非蛋白成分。如血清清蛋白等。根据溶解性的 不同，可将简单蛋白分为以下7类：清蛋白、球蛋白、组蛋白、精蛋白、谷蛋白、醇 溶蛋白和硬蛋白溶蛋白和硬蛋白。 2.结合蛋白 由蛋白质和非蛋白成分组成，后者称为辅基。根据辅基的不同，可将结 合蛋白分为以下7类：核蛋

6、白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血红素蛋白、黄素蛋白和 金属蛋白。金属蛋白。级结构又称化学结构指蛋白质多肽链氨基酸连接在起的顺序（肽键）一级结构：又称化学结构，指蛋白质多肽链氨基酸连接在一起的顺序（肽键）， 包括二硫键位置，为共价键连接的全部情况。二级结构多肽链借助氢键排列成自己特有的 螺旋和 折叠片段这些片段构二级结构：多肽链借助氢键排列成自己特有的螺旋和折叠片段，这些片段构 成规则结构，并沿一维方向伸展。三级结构：由二级结构元件（螺旋折叠等）构造成的总三维结构包括一三级结构：由二级结构元件（螺旋，折叠等）构造成的总三维结构，包括 级结构中相距远的肽段之间的几何相互关系和侧链在三维空间中彼此间相

7、互关 系。四级结构：寡聚蛋白质中各亚基之间在空间上的相互关系和结合方式。 寡聚蛋白是由两条或多条多肽链构成，其中每条多肽链称为亚基或亚单位。二、 氨基酸二、 氨基酸 蛋白质水解最后成为氨基酸混合物 酸水解得19种 L-AA，色氨酸破坏。酸水解得19种 L AA，色氨酸破坏。 碱水解得色氨酸，其余氨基酸消旋破坏。 酶水解不消旋破坏，但水解不彻底。 -氨基酸的一般结构 生物体内已发现氨基酸180种，常见氨基酸20种生物体内已发现氨基酸180种，常见氨基酸20种 常见蛋白质氨基酸，或称基本氨基酸。每个氨基酸可用三个字母或单字母简写表示。按侧链R基不同进行分类。1.脂肪族氨基酸 共15种。 侧链只是烃

8、链：Gly, Ala, Val, Leu, Ile后三种带有支链，人体不能合成，是必需氨基酸。 侧链含有羟基：Ser, Thr许多蛋白酶的活性中心含有丝氨酸，它还在蛋白质与糖类及磷酸的结合中起重要作用。 侧链含硫原子：Cys, Met两个半胱氨酸可通过形成二硫键结合成一个胱氨酸。 侧链含有羧基：Asp（D）, Glu（E） 侧链含酰胺基：Asn（N）, Gln（Q） 侧链显碱性：Arg（R）, Lys（K）2.芳香族氨基酸 包括苯丙氨酸（Phe,F）和酪氨酸(Tyr,Y)两种。 酪氨酸是合成甲状腺素的原料。3.杂环氨基酸 包括色氨酸(Trp,W)、组氨酸(His)和脯氨酸(Pro)三种。其中的

9、色氨酸与芳香族氨基酸都含苯环，都 有紫外吸收(280nm)。所以可通过测量蛋白质的紫外吸收来测定蛋白质的含量。组氨酸也是碱性氨基酸，但碱 性较弱，在生理条件下是否带电与周围内环境有关。它在活性中心常起传递电荷的作用。组氨酸能与铁等金 属离子配位。脯氨酸是唯一的仲氨基酸，是螺旋的破坏者。B是指Asx，即Asp或Asn；Z是指Glx，即Glu或Gln。基本氨基酸也可按侧链极性分类： 非极性氨基酸：Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro共八种 极性不带电荷：Gly, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, Tyr共七种 带正电荷：Arg, Lys, H

10、is 带负电荷：Asp, Glu氨基酸的酸碱化学氨基酸的酸碱化学氨基酸在电场中的运动氨基酸在电场中的运动氨基酸化学性质氨基酸化学性质1 氨基的反应1.氨基的反应 （1）酰化 （2）与亚硝酸作用 （3）与醛反应（3）与醛反应 （4）与异硫氰酸苯酯(PITC)反应 （5）磺酰化 （6）与DNFB反应与反应 （7）转氨反应2.羧基的反应 3.茚三酮反应 4.侧链的反应 丝氨酸、苏氨酸含羟基，能形成酯或苷。 胱氨高半胱氨酸侧链巯基反应性高： （1）二硫键(disulfide bond) （2）烷化 （ ）与重金属反应（3）与重金属反应肽和肽键结构 肽的命名从N端开始到COOH端，氨基酸残基按顺序从左向

11、右写，NH2末端在左，2 COOH端在右。如SerGlyPhe，称为：丝氨酰甘氨酰苯丙氨酸。 一般氨基酸数目20的肽为多肽。肽的物理化学性质 与氨基酸同，为离子晶格，熔点高，在水溶液中以偶极离子存在。多肽中酰胺的 氢不易解离，肽的酸碱性质主要取决于游离末端的氨基和羧基，以及侧链R基 上的可解离基团如的的上的可解离基团，如Glu的COOH、Lys的NH2。 滴定曲线：也有等电点，为多价离子等电点。化学反应化学反应 与茚三酮在弱酸性溶液中共热显紫色，为NH2反应（注意：伯胺也可使茚三酮显 紫色），氨基酸、多肽均有此反应。Pro为仲胺（亚氨基氨基酸），与茚三酮生成黄色 物质物质。 茚三酮反应可用于定

12、性、定量测定氨基酸和多肽氨基酸和多肽。 肽键的双缩脲反应：多肽，蛋白质中有肽键，有此反应，氨基酸没有此反应多肽，蛋白质中有肽键，有此反应，氨基酸没有此反应。双缩 脲：H N CO NH CO NH脲：H2NCONHCONH2 。 双缩脲反应：含有两个或两个以上肽键的化合物（如双缩脲或二肽以上等多肽）在 碱性溶液中能与CuSO4生成紫红色或紫蓝色复合物，可定性或定量测定蛋白质含量，颜 色深浅与蛋白质浓度成正比。色深浅与蛋白质浓度成正比。蛋白质测序蛋白质测序测定蛋白质的级结构要求样品必须是均的（纯度大于）而且是已知分子量的测定蛋白质的一级结构，要求样品必须是均一的（纯度大于97）而且是已知分子量的

13、 蛋白质。一般的测定步骤是： 1.通过末端分析确定蛋白质分子由几条肽链构成。 2 将每条肽链分开并分离提纯2.将每条肽链分开，并分离提纯。3.肽链的一部分样品进行完全水解，测定其氨基酸组成和比例。 4 肽链的另一部分样品进行N末端和C末端的鉴定4.肽链的另一部分样品进行N末端和C末端的鉴定。 5.拆开肽链内部的二硫键。 6. 肽链用酶促或化学的部分水解方法降解成一套大小不等的肽段，并将各个肽段分离出 来来。 7.测定每个肽段的氨基酸顺序。 8.从第二步得到的肽链样品再用另一种部分水解方法水解成另一套肽段，其断裂点与第 五步不同分离肽段并测序比较两套肽段的氨基酸顺序，根据其重叠部分拼凑出整个五步

14、不同。分离肽段并测序。比较两套肽段的氨基酸顺序，根据其重叠部分拼凑出整个 肽链的氨基酸顺序。 9. 测定原来的多肽链中二硫键和酰胺基的位置。三）常用方法 1. 末端分析 （1）N末端（1）N末端 蛋白质的末端氨基与2,4二硝基氟苯(DNFB)在弱碱性溶液中作用生成二硝基苯基蛋白质 （DNP蛋白质）。 （2）C末端（2）C末端 a) C末端氨基酸可用硼氢化锂还原生成相应的氨基醇。肽链水解后，再用层析法鉴定。 有断裂干扰。 b)另一个方法是肼解法。b)另个方法是肼解法。 c) 也可用羧肽酶法鉴定。 2.二硫键的拆开和肽链的分离 3.肽链的完全水解和氨基酸组成的测定。肽链的完全水解和氨基酸组成的测定

15、 4.肽链的部分水解和肽段的分离 当肽链的氨基酸组成及N末端和C末端已知后，随后的步骤是肽链的部分水解。这是测序 工作的关键步骤。这一步通常用专一性很强的蛋白酶来完成。 最常用的是胰蛋白酶（trypsin），生成的肽段之一的C末端是赖氨酸或精氨酸。 糜蛋白酶，水解苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸等疏水残基的羧基形成的肽键。 用溴化氰处理，可断裂甲硫氨酸的羧基形成的肽键。水解后甲硫氨酸残基转变为C末端 高丝氨酸残基。 胃蛋白酶和嗜热菌蛋白酶。 6.二硫键位置的确定蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构一、有关概念 1. 构型configration与构象conformation 构型指立体异构体中取代原子或基

16、团在空间的取向，构型的改变必须通过共价键的断 裂构象是指这些取代基团当单键旋转时能形成的不同的立体结构构象的改变不裂。构象是指这些取代基团当单键旋转时可能形成的不同的立体结构，构象的改变不 涉及共价键的改变。 2. 二面角 因为肽键不能自由旋转所以肽键的四个原子和与之相连的两个 碳原子共处个平面因为肽键不能自由旋转，所以肽键的四个原子和与之相连的两个碳原子共处一个平面， 称肽平面。肽平面内的C=O与NH呈反式排列，各原子间的键长和键角都是固定的。 肽链可看作由一系列刚性的肽平面通过碳原子连接起来的长链，主链的构象就是由肽 平面之间的角度决定的主链上只有碳原子连接的两个键是单键可自由旋转绕平面之间的角度决定的。主链上只有碳原子连接的两个键是单键，可自由旋转。绕 CN1旋转的角称，而绕CC2旋转的角称。这两个角称为二面角。二级结构二级结构1. 螺旋:最强的破坏者(B)：Gly、Pro螺旋最强坏者()y 如肽链中6个连续的残基中有