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1、第一章蛋白质化学1、什么是生物化学生物化学是用化学的原理及方法在分子水平上来研究生物体的化学组成和生命活动过程中化学变化规律的一门科学。2、蛋白质的生物学功能生化反应：酶的催化作用小分子物质和离子的运输：氧气、钠泵肌球蛋白、肌动蛋白的相对滑动：运动抗体：防御激素：调节作用毛发、肌键等：保护作用遗传信息的控制细胞膜的通透性高等动物的记忆、识别机构3、蛋白质的元素组成C（5055%）、H（68%）、O（2023%）、N（1518%）、 S（04%）、少量的P、Fe、Zn、I等。N的含量平均为16%，1克氮6.25克蛋白质 凯氏定氮法的理论基础。4、氨基酸异构体旋光性C是不对称的。除甘氨酸（ Gly
2、）：（1）具有两种立体异构体 D-型和L-型（2）具有旋光性 ：左旋（-），或右旋（+）5、氨基酸重要理化性质1）一般物理性质无色晶体，熔点极高（200以上），不同味道；水中溶解度差别较大（极性和非极性），不溶于有机溶剂。2）两性解离和等电点氨基酸分子在溶液中，NH2上孤对电子能把COOH上的H原子吸引过来形成两性离子。在酸性溶液中羧基的游离受到抑制，氨基酸带正电荷，在电场中向阴极移动；在碱性溶液中，氨基的解离受到抑制，氨基酸带负电荷，在电场中向阳极移动，这种现象称为两性解离。当氨基酸溶解于水时，正负离子都能电离，调节溶液的PH，使氨基酸带上等量的正负电荷，使氨基正离子和羧基负离子的解离度相同
3、，即氨基酸所带净电荷为零。这时，氨基酸在电场中既不向阳极移动，也不向阴极移动。此时氨基酸所处溶液的PH值，称为氨基酸的等电点。3） 化学性质（1）与茚三酮的反应：Pro产生黄色物质，其它为蓝紫色。在570nm（蓝紫色）或440nm（黄色）定量测定（几g）。（2）与2,4-二硝基氟苯(DNFB)的反应多肽N末端氨基酸的-氨基也能与DNFB反应，生成DNP多肽。当DNP多肽用酸水解时，所有的肽键被切开，DNP基仍连在N末端氨基酸上，形成黄色的DNP氨基酸。利用乙醚抽提出来的DNP氨基酸经纸层析可鉴定N末端氨基酸的种类和数目。利用这一反应可用来测定蛋白质的一级结构。（3）与异硫氰酸苯酯（PITC）的
4、反应6、蛋白质的一级结构（1）一级结构就是蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序。化学键：共价键：（肽键）（ 二硫键）一级结构 次级键：（氢键）二三四级 （疏水键）（盐键）（范德华力）三四级7、空间结构（构象 ）蛋白质分子的多肽链是按一定方式折叠盘绕形成的，是指蛋白质分子中原子和基团在空间的排列分布和肽链的走向。8、蛋白质的二级结构（类型、要点）类型：（l）-螺旋结构（2）-折叠结构（3）-转角结构（4）自由回转9、要点：（l）-螺旋结构要点：每隔36个氨基酸残基，螺旋体上升一圈。距0.54nm。螺旋上升时，每个残基沿轴旋转1000。氨基酸残基侧链伸向外侧，每个氨基酸残基的N-H与前面隔三个氨基酸残
5、基的C-O形成链内氢键。-螺旋体中所有肽键都能形成链内氢键，-螺旋构象相当稳定。 -螺旋有左手螺旋和右手螺旋两种，天然蛋白质的a-螺旋绝大多数都是右手螺旋，即从R-CH-NH一端作起点，围绕着螺旋轴心向右盘旋。极少数蛋白质中存在左手螺旋的结构。（2）-折叠结构要点：肽链按层排列，依靠相邻肽链上的羰基和氨基形成的氢键维持结构的稳定性。肽键的平面性使多肽折叠成片，氨基酸侧链伸展在折叠片的上面和下面。-折叠片中，相邻多肽链平行或反平行（较稳定）。（3）-转角结构要点：-转角结构一个氨基酸的羰基氧以氢键结合到相距的第四个氨基酸的氨基氢上使蛋白质分子的多肽链呈现180的回折。4）自由回转要点：自由回转没
6、有一定规律的松散肽链结构，是酶的活性部位。10、蛋白质的三级结构（举例那种生物）蛋白质分子在二级结构的基础上进一步卷曲折叠，构成一个很不规则的具有特定构象的蛋白质分子。 11、四级结构（举例那种生物）由两条或两条以上的具有三级结构的多肽链聚合而成特定构象的蛋白质分子，其中每一条多肽链称为亚基，亚基单独存在无生物活性。12、蛋白质的性质（一）蛋白质的分子量蛋白质是分子量很大的生物大分子。常用超离心法进行测定。基本原理是将蛋白质溶液放在2550万倍重力场的离心力作用下，使蛋白质颗粒从溶液中沉降下来。根据沉降速度计算出蛋白质的分子量。（二）蛋白质的两性电离及等电点蛋白质在其等电点偏酸溶液中带正电荷，
7、在偏碱溶液中带负电荷。在等电点时蛋白质颗粒在溶液中因为没有相同电荷而互相排斥的影响，极易借静电引力迅速结合成较大的聚集体沉淀析出。电泳带电颗粒在电场中移动的现象。分子大小不同的蛋白质所带净电荷密度不同，迁移率不同，在电泳时可以分开。1. 自由界面电泳：蛋白质溶于缓冲液中进行电泳。2. 区带电泳：将蛋白质溶液点在浸了缓冲液的支持物上进行电泳，不同组分形成带状区域。（1）纸上电泳：用滤纸作支持物。（2）凝胶电泳：用凝胶（淀粉、琼脂糖、聚丙烯酰胺）作支持物。1）圆盘电泳：玻璃管中进行的凝胶电泳。2）平板电泳：铺有凝胶的玻板上进行的电泳。（三）蛋白质的胶体性质蛋白质分子在水溶液中所形成的颗粒具有胶体溶
8、液的特征：布郎运动、丁道尔现象、电泳现象，不能透过半透膜，具有吸附能力。蛋白质溶液稳定的原因：1）表面形成水膜； 2）带相同电荷。（四）蛋白质的沉淀反应蛋白质由于带有电荷和水膜，因此在水溶液中成稳定的胶体如果在蛋白质溶液中加入适当的试剂，破坏了蛋白质的水膜或中和了蛋白质的电荷，则蛋白质胶体溶液就不稳定而出现沉淀现象。1. 加高浓度盐类（盐析）分段盐析：调节盐浓度，可使混合蛋白质溶液中的几种蛋白质分段析出。2. 加有机溶剂3. 加重金属盐4. 加生物碱试剂（五）蛋白质的变性 蛋白质的变性就是在一定条件下处理时，蛋白质的共价键不变,特定构象改变，失去了生物活性的过程。变性蛋白质主要标志是生物学功能
9、的丧失。溶解度降低，易形成沉淀析出，结晶能力丧失，分子形状改变，肽链松散，反应基团增加，易被酶消化。变性蛋白质分子互相凝集为固体的现象称凝固。（六）蛋白质的颜色反应1、双缩脲反应 双缩脲是由两分子尿素缩合而成的化合物将尿素加热到180，则两分子尿素缩合成一分子双缩脲， 并放出一分子氨双缩脲在碱性溶液中能与硫酸铜反应产生红紫色络合物，此反应称双缩脲反应。2、蛋白质黄色反应 含有芳香族氨基酸（酪氨酸和色氨酸）的蛋白质所特有的呈色反应。蛋白质溶液遇硝酸后，先产生白色沉淀，加热则白色沉淀变成黄色，再加碱，颜色加深呈橙黄色，这是因为硝酸将蛋白质分子中的苯环硝化，产生了黄色硝基苯衍生物。3、米伦氏反应 米
10、伦试剂为硝酸汞、亚硝酸汞、硝酸和亚硝酸的混合液，蛋白质溶液加入米伦试剂后即产生白色沉淀，加热后沉淀变成红色酚类化合物有此反应，酪氨酸含有酚基，故酪氨酸及含有酪氨酸的蛋白质都有此反应第二章 核酸的化学13、核酸的组成成分（DNARNA有哪些碱基和多糖构成）从细胞核中提取出来的并表现酸性，故称为核酸。 核酸是一切细胞中的生物高分子，基本组成单位是核苷酸。是遗传信息及基因表达的物质基础。核酸：脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）核酸-核苷酸-核苷-嘌呤碱（ 嘧啶碱）（碱基） -磷酸-核糖 （ 脱氧核糖）（戊糖 ）14、嘌呤碱和嘧啶碱腺嘌呤 （A）鸟嘌呤 （G）-(DNA和RNA共同含有)胞嘧啶
11、（C）尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（T）DNA：CTRNA：CU15、核苷是核糖或脱氧核糖与嘌呤碱或嘧啶碱生成的糖苷。嘌呤核苷是糖的第一个碳原子与嘌呤碱的第九氮原子相连。嘧啶核苷通常是糖的第一个碳原子与嘧啶碱的第一个氮原子相连。16、核酸的化学性质（DNARNA）（一）DNA是遗传信息的载体 Avery 的“肺炎双球菌转化”实验证明DNA是有机体的遗传物质：（二）RNA在蛋白质的合成中起重要作用（1）核糖体RNA对于核糖体的自动装配和活力的表现起着重要作用，是蛋白质生物合成的场所。（2）转移RNA携带活化的氨基酸到生长中肽链的正确位置，起转移氨基酸的作用。（3）信使RNA 转录DNA的遗传信息并指导蛋
12、白质的合成。17、核苷酸分子之间的连接方式核酸是没有分支的多核苷酸长链。链中的每个核苷酸的3 /羟基和相邻核苷酸的戊糖上的5 /磷酸相连，形成3 /- 5 /磷酸二酯键。3， 端多核苷酸片段最后一个核苷酸的戊糖的C31羟基不再参与3， 5 ，磷酸二酯键的形成，可与磷酸残基连接。5， 端多核苷酸片段最后一个核苷酸的戊糖的C51磷酸不再参与3， 5 ，磷酸二酯键的形成，可与磷酸残基连接。18、DNA的一级结构，特点各核苷酸残基沿多核苷酸长链排列的顺序称为核酸的一级结构。由于戊糖和磷酸两种成分在核酸主链上不断重复，也可用碱基序列表示核酸的一级结构。真核生物DNA一级结构的特点： 1真核生物DNA含有
13、重复多次的减基顺序 高度重复顺序 中度重复顺序 单一顺序（单拷贝） 2含有“内含子”原核生物基因是编码DNA的一个完整片段，大多数真核生物为蛋白质编码的基因都含有的“居间顺序”。基因中不编码的居间顺序称为“内含子”，而编码的片段则称作“外显子”。 19、DNA的双螺旋二级结构（主要依据，说明什么，证据是） 双螺旋结构的主要依据（1）X光衍射数据：Wilkins和Franklin发现不同来源的DNA纤维具有相似的X射线衍射图谱，说明DNA可能有共同的分子模型。（2）关于碱基成对的证据：发现DNA中A与T、C与G的数目相等。A与T生成2个氢键、C与G生成3个氢键。（3）电位滴定证明：DNA的磷酸基
14、可以滴定，嘌呤与嘧啶的可解离基团由氢键连接，不能滴定。20、双螺旋结构模型要点（1）两条多核苷酸链反向平行。（2）碱基内侧，A与T、G与C配对，分别形成 2和3个氢键。（3）双螺旋每转一周有10个bp，螺距3.4nm，直径2nm。21、tRNA的三叶草叶型二级结构模型 三叶草特征（1）分子中由 AU，GC碱基对构成的双螺旋区叫做臂，不能配对的部分叫做环tRNA一般由四臂四环组成。（2）三叶草的叶柄叫做氨基酸臂，它包括3，端接受氨基酸的部位一CCAOH（3）位于氨基酸臂对面的反密码环含有组成该 tRNA反密码子的三个核苷酸。（4）左臂连接一个D环，环上含有二氢尿嘧啶（D）。 （5)右侧有一个T C环和一个可变环。 (6)tRNA分子中都含有修饰碱基在某些位置上的核苷酸很少变化，叫做不变核苷酸。22、核酸的紫外吸收性质核酸中的嘌呤和嘧啶环的共轭体系强烈吸收260290nm波段紫外光，吸收高峰260nm （蛋白质的紫外吸收峰在280nm） 。核酸的光吸收值比各核苷酸光吸收值的和少3040%，当核酸变性或降解时光吸收值显著增加（增色效应），但核酸复性后，光吸收值又回复到原有水平（减色效应）。23、核酸的的变性变性概念:核酸双螺旋区因加热,酸,碱和低离子强度的影响,碱基对拆离,双链解开,称为变性24、分子杂交在退火条件下，不同来源的DNA
