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1、 生生 物物 化化 学学 期末总结本学期讲授内容第一章：糖类的结构与性质（重点）第一章：糖类的结构与性质（重点）第二章：脂类的结构与性质第二章：脂类的结构与性质第三章：氨基酸（重点）第三章：氨基酸（重点）第四章：蛋白质的结构与性质（重点）第四章：蛋白质的结构与性质（重点）第五章：酶（重点）第五章：酶（重点）第六章：核酸化学（重点）第六章：核酸化学（重点）第七章：维生素第七章：维生素期末总结第一章：糖类的结构与性质第一章：糖类的结构与性质 一、糖类概况一、糖类概况 二、糖的旋光性二、糖的旋光性 三、单糖（结构、性质、代表性单糖及衍生物）三、单糖（结构、性质、代表性单糖及衍生物） 四、寡糖四、寡糖
2、 五、复合糖（糖胺聚糖、蛋白聚糖、糖蛋白）五、复合糖（糖胺聚糖、蛋白聚糖、糖蛋白） 六、糖链结构分析六、糖链结构分析期末总结基本概念基本概念 异异构构 旋旋光光异异构构 差差向向异异构构 不不对对称称碳碳原原子子 对对映体映体 构型构型 构象构象 异头物异头物异异构构：化化合合物物具具有有相相同同的的分分子子式式，但但原原子子连连接接次次序序或或原原子子空空间排布不同。间排布不同。构型：构型：具有相同的分子式和结构式，但原子在空间的排布不具有相同的分子式和结构式，但原子在空间的排布不同，称之构型。同，称之构型。旋光异构：旋光异构：由于存在手性碳（不对称碳原子）而具有旋光性由于存在手性碳（不对称
3、碳原子）而具有旋光性差向异构体：差向异构体：仅有一个不对称碳原子的构型不同，两镜象非仅有一个不对称碳原子的构型不同，两镜象非对应异构物称为差向异构体。对应异构物称为差向异构体。不对称碳原子：不对称碳原子：与四个不同的原子或基团相连并因此失去对与四个不同的原子或基团相连并因此失去对称性的四面体碳。用称性的四面体碳。用C*表示表示 。期末总结 对映体对映体 ：一个不对称碳原子的取代基在空间里的两种取向：一个不对称碳原子的取代基在空间里的两种取向是物体与镜像的关系，并且两者不能重叠。这两种旋光异构体是物体与镜像的关系，并且两者不能重叠。这两种旋光异构体称为对映体。两个对映体具有程度相同但方向相反的旋
4、光性称为对映体。两个对映体具有程度相同但方向相反的旋光性（D+与与L-;D-与与L+）和不同的生物活性，其他物理和化学性质）和不同的生物活性，其他物理和化学性质完全相同。完全相同。含含n个个C*的化合物，其旋光异构体的数目是的化合物，其旋光异构体的数目是2n, 组成组成2n /2对对映体对对映体。非对映体：非对映体：任一旋光化合物都只有一个对映体，它的其他旋光任一旋光化合物都只有一个对映体，它的其他旋光异构体在理、化性质都与之不同，不是对映体的旋光异构体称异构体在理、化性质都与之不同，不是对映体的旋光异构体称非对映体非对映体。差向异构体：差向异构体：仅一个手性碳构型不同的非对映体称仅一个手性碳
5、构型不同的非对映体称差向异构体差向异构体（有几种情况）。（有几种情况）。 异头物异头物 单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳成为新单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳成为新的手性碳（异头碳），导致的手性碳（异头碳），导致C1差向异构化，产生两个非对映体，差向异构化，产生两个非对映体，称之。称之。、异头物判断：有异头物判断：有2种方式。见种方式。见P9-10。期末总结异构异构结构异构（结构式）结构异构（结构式）立体异构立体异构旋光异构（旋光异构（不对称碳原子不对称碳原子）几何异构（顺反异构，几何异构（顺反异构，双键或环双键或环）糖的构型的决定糖的构型的决定D、L构型构型（最远手性碳与甘油醛比较最
6、远手性碳与甘油醛比较）糖的立体结构表示糖的立体结构表示Fischer投影式（线形）投影式（线形）Haworth式（环式）式（环式）吡喃型吡喃型呋喃型呋喃型透视式透视式注意：糖的构型（注意：糖的构型（D、L）与旋光方向（）与旋光方向（+、-）并无直接联系。）并无直接联系。期末总结单糖性质单糖性质异构化（烯醇式互变）异构化（烯醇式互变）氧化氧化还原还原成酯、成醚成酯、成醚（酰基化、甲基化反应酰基化、甲基化反应）形成糖苷形成糖苷糖苷（键）：糖苷（键）：环状单糖的半缩醛或半缩酮羟基与另一化环状单糖的半缩醛或半缩酮羟基与另一化 合物发生缩合形成糖苷；糖苷键有合物发生缩合形成糖苷；糖苷键有O-苷、苷、 N
7、-苷、苷、S-苷等；糖苷是缩醛，无醛的性质。苷等；糖苷是缩醛，无醛的性质。 期末总结变旋现象变旋现象(mutarotation)(mutarotation): :一般醛类在水溶液中一般醛类在水溶液中 只有一个比只有一个比旋度，但新配制的葡萄糖水溶液的比旋随时间而变化。旋度，但新配制的葡萄糖水溶液的比旋随时间而变化。 =+112 =+112 称称-D-(+)-D-(+)葡萄糖葡萄糖 =+18.7 =+18.7称称-D-(+)-D-(+)葡萄糖葡萄糖变旋现象将这两种葡萄糖分别溶于水后变旋现象将这两种葡萄糖分别溶于水后, ,其旋光率都逐渐其旋光率都逐渐变为变为+52.7,+52.7,这一现象称变旋现
8、象。这一现象称变旋现象。 变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。旋光物质使平面偏振光的偏振面发生旋转的能力称旋光性、旋光物质使平面偏振光的偏振面发生旋转的能力称旋光性、光学活性或光学活性或 旋光度旋光度 。 tD100 tD L C -为比旋光度，即单位浓度和单位长度下的为比旋光度，即单位浓度和单位长度下的旋光度，旋光度，是特征物理常数。是特征物理常数。期末总结重要的糖重要的糖单糖：甘油醛单糖：甘油醛 、D-核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖（结构）核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖（结构）寡糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖（键型、还原性、寡糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖
9、、纤维二糖（键型、还原性、旋光性）旋光性）多糖：多糖：同多糖：同多糖： 淀粉、纤维素、糖原、几丁质淀粉、纤维素、糖原、几丁质糖胺聚糖（透明质酸、硫酸角质素）、蛋白糖胺聚糖（透明质酸、硫酸角质素）、蛋白聚糖聚糖杂多糖：杂多糖：细菌多糖（肽聚糖、脂多糖、磷壁酸）细菌多糖（肽聚糖、脂多糖、磷壁酸）糖蛋白：糖肽键（糖蛋白：糖肽键（N、O型）；糖链（寡糖链，具重要功能）型）；糖链（寡糖链，具重要功能）期末总结一、什么是脂质？一、什么是脂质？ 二、脂肪酸二、脂肪酸 三、三酰甘油三、三酰甘油 四、脂质过氧化四、脂质过氧化 五、磷脂五、磷脂 六、糖脂六、糖脂 七、萜和类固醇七、萜和类固醇 八、脂蛋白八、脂蛋白
10、 九、脂质的提取、分离九、脂质的提取、分离第二章：脂类的结构与性质第二章：脂类的结构与性质期末总结脂质的分类脂质的分类化学组成化学组成单纯脂质单纯脂质复合脂质复合脂质衍生脂质衍生脂质取代烃固醇类萜其它皂化性质皂化性质可皂化脂质可皂化脂质不可皂化脂质不可皂化脂质极性极性极性脂质极性脂质非极性脂质非极性脂质生物功能生物功能储存脂质储存脂质结构脂质结构脂质活性脂质活性脂质期末总结 脂质：脂质：是一类微溶于水而易溶于非极性溶剂的有机分子，是一类微溶于水而易溶于非极性溶剂的有机分子，大多数是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。大多数是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。 两亲化合物：两亲化合物：具有极性头部
11、（亲水）和非极性尾部（亲脂）具有极性头部（亲水）和非极性尾部（亲脂）的分子称之的分子称之。 必需脂肪酸：必需脂肪酸：亚油酸和亚麻酸对人体功能必不可少，但必须亚油酸和亚麻酸对人体功能必不可少，但必须由膳食提供，称之。由膳食提供，称之。 碘值：碘值： 指指100g油脂卤化时所能吸收碘的克数。油脂卤化时所能吸收碘的克数。 皂化值：皂化值：皂化皂化1g油脂所需的油脂所需的KOHmg数；数； 乙酰值：乙酰值：中和中和1g乙酰化物所释放的乙酸所需要的乙酰化物所释放的乙酸所需要的KOHmg数；数； 酸值：酸值：中和中和1g油脂中的游离脂肪酸所需的油脂中的游离脂肪酸所需的KOHmg数数 重要概念重要概念期末总
12、结 脂脂 肪肪 酸酸 概概 况况 脂肪酸的种类及简写符号：脂肪酸的种类及简写符号： 分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸；偶数碳与奇数碳脂肪酸（奇数碳脂肪酸酸、多不饱和脂肪酸；偶数碳与奇数碳脂肪酸（奇数碳脂肪酸含量极少！）；含量极少！）；简写符号简写符号用碳数：双键数用碳数：双键数双键位号双键位号(含顺反式含顺反式)表示，表示，如如18：2 9c,12c。 多不饱和脂肪酸家族：多不饱和脂肪酸家族： 分为分为-3和和-6系列（指离羧基最远的系列（指离羧基最远的双键到甲基末端双键到甲基末端3个碳和个碳和6个碳）。如亚油酸和个碳）。如亚油酸和-亚麻酸为亚麻酸为-
13、6系列，而系列，而-亚麻酸为亚麻酸为-3系列。人体内二者不能互转！系列。人体内二者不能互转！且二者对血脂的影响不同。见且二者对血脂的影响不同。见89页表格。页表格。期末总结三酰甘油的化学性质三酰甘油的化学性质水解与皂化（皂化值）水解与皂化（皂化值）氢化和卤化（碘值）氢化和卤化（碘值）乙酰化（含羟基，乙酰化值）乙酰化（含羟基，乙酰化值）酸败（酸值）酸败（酸值）皂化值：皂化皂化值：皂化1g油脂所需的油脂所需的KOHmg数；数； 碘值：碘值：100g油脂卤化时所吸收的碘的克数；油脂卤化时所吸收的碘的克数；乙酰值：中和乙酰值：中和1g乙酰化物所释放的乙酸所需要的乙酰化物所释放的乙酸所需要的KOHmg数
14、；数； 酸值：中和酸值：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需的油脂中的游离脂肪酸所需的KOHmg数数期末总结重要的脂质重要的脂质磷脂磷脂甘油磷脂甘油磷脂鞘磷脂鞘磷脂卵磷脂卵磷脂脑磷脂脑磷脂脂肪酸脂肪酸必需脂肪酸必需脂肪酸（亚油酸、亚麻酸亚油酸、亚麻酸）DHA EPA（ -3系列系列）花生四烯酸（衍生物为类二十碳烷：如前列腺素等）花生四烯酸（衍生物为类二十碳烷：如前列腺素等） 心磷脂心磷脂鞘糖脂鞘糖脂鞘脂类鞘脂类神经酰胺神经酰胺鞘胺醇鞘胺醇神经节苷脂神经节苷脂脑苷脂脑苷脂磷脂酸磷脂酸饱和脂肪酸饱和脂肪酸：月桂酸、软、硬脂酸、花生四烯酸月桂酸、软、硬脂酸、花生四烯酸期末总结 两个长长的碳氢链形成一个非极
15、性的尾巴，含磷两个长长的碳氢链形成一个非极性的尾巴，含磷酸的一端则是极性的头部，各种磷酸甘油酯的差别就酸的一端则是极性的头部，各种磷酸甘油酯的差别就在于其极性头的大小，形状和电荷的差异。在于其极性头的大小，形状和电荷的差异。期末总结萜和类固醇萜和类固醇 萜：萜：由两个或多个异戊二烯单位组成；如类胡萝卜素由两个或多个异戊二烯单位组成；如类胡萝卜素为四萜；单萜、倍半萜等。为四萜；单萜、倍半萜等。 类固醇：类固醇：即甾类，环戊烷多氢菲衍生而来即甾类，环戊烷多氢菲衍生而来；胆固醇衍生物胆固醇衍生物激素：激素：5类类胆汁酸胆汁酸维生素维生素D 脂蛋白：脂蛋白：由脂质和蛋白质以非共价键结合而成的复合物，由
16、脂质和蛋白质以非共价键结合而成的复合物，血浆可分为乳糜微粒、血浆可分为乳糜微粒、VLDL、IDL、LDL、HDL五类；五类；血浆脂蛋白的结构与各自的功能！血浆脂蛋白的结构与各自的功能！其它其它期末总结氨基酸类别氨基酸类别非蛋白质氨基酸非蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸（20种）酸性氨基酸酸性氨基酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸碱性氨基酸碱性氨基酸赖氨酸赖氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸中性氨基酸中性氨基酸极性氨基酸极性氨基酸非极性氨基酸非极性氨基酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸半胱氨酸半胱氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰氨天冬酰氨谷氨酰胺谷氨酰胺甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸苯丙氨酸苯丙氨
17、酸甲硫氨酸甲硫氨酸色氨酸色氨酸脯氨酸脯氨酸颉氨酸颉氨酸相应的结构和缩写相应的结构和缩写期末总结非非极极性性极极性性碱碱性性酸酸性性芳芳香香族族期末总结氨基酸的酸碱性质氨基酸的酸碱性质 根据酸碱质子理论，根据酸碱质子理论，HA A- H+氨基酸是两性电解质，既是质子供体，又是质子受体。当氨氨基酸是两性电解质，既是质子供体，又是质子受体。当氨基酸完全质子化时，可看作是多元酸；基酸完全质子化时，可看作是多元酸；COOH和和NH3+可以发可以发生解离，用生解离，用Ka表示它们的解离常数；在氨基酸溶液中，表示它们的解离常数；在氨基酸溶液中，pH值值计算公式如下：计算公式如下： pH=pKalg（质子受体
18、（质子受体/质子供体）质子供体）当当pH大于等电点时，氨基酸带净负电荷；当大于等电点时，氨基酸带净负电荷；当pH小于等电点小于等电点时，氨基酸带净正电荷！在一定的时，氨基酸带净正电荷！在一定的pH范围内，氨基酸溶液的范围内，氨基酸溶液的pH离等电点愈远，氨基酸所携带的净电荷愈大。离等电点愈远，氨基酸所携带的净电荷愈大。期末总结pKa = 1.82.4pKa = 3.94.3pKa = 6.0pKa = 8.3pKa = 10pKa = 8.811pKa = 1012.5+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+-COOH-COO-aaaa-COOH-COO-RR-ImidazoleH+-Im
19、idazoleHisHis-SH-S-CysCys-OH-O-TyrTyr-NH3+-NH2aaaa-NH3+-NH2RRp pKaKa 越小质子越容易放出越小质子越容易放出氨氨基酸中有很多可以放出质子或接受质子的基团基酸中有很多可以放出质子或接受质子的基团氨基氨基酸侧链的离子化与其酸侧链的离子化与其 p pKaKaHis 是唯一具有近中性是唯一具有近中性 pKa 基团基团 咪唑基咪唑基(imidazole) 的氨基酸的氨基酸a a 酸基或氨基的酸基或氨基的 pKa 都比都比 R R 基团上面者要低基团上面者要低 (较较容易解容易解离离)期末总结H3N+CH2COOHH3N+CH2COOHH3
20、N+CH2COO -H2NCH2COO -H3N+CH2COO -H2N CH2COO -H3N+CH2COO -在在pH2.34和和 pH9.60处，处，Gly具有缓具有缓冲能力。冲能力。期末总结氨基酸的化学反应氨基酸的化学反应-氨基参加的反应氨基参加的反应与亚硝酸反应（生成羟基氨基酸和氮气）与亚硝酸反应（生成羟基氨基酸和氮气）与酰化试剂反应（与酰化试剂反应（氨基保护试剂氨基保护试剂）烃基化反应烃基化反应DNFB反应（生成反应（生成DNP-氨基酸）氨基酸）Sanger试剂试剂PITC反应（生成反应（生成PTH-氨基酸）氨基酸）形成西佛碱反应（与醛类化合物）形成西佛碱反应（与醛类化合物）脱氨基
21、反应脱氨基反应DNFB: 2，4-二硝基氟苯二硝基氟苯PITC:苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯期末总结-羧基参加的反应羧基参加的反应成盐成酯成盐成酯成酰氯（与二氯亚砜等）成酰氯（与二氯亚砜等）脱羧基反应脱羧基反应叠氮反应（氨基酸酯与肼、亚硝酸）叠氮反应（氨基酸酯与肼、亚硝酸）-氨基与氨基与-羧基共同参加反应羧基共同参加反应与与茚三酮反应茚三酮反应（氨与还原茚三（氨与还原茚三酮发生作用生成紫色物质）酮发生作用生成紫色物质）成肽反应成肽反应侧链侧链R基参加的反应基参加的反应酪氨酸酚羟基酪氨酸酚羟基Pauly 反应反应组氨酸咪唑组氨酸咪唑Pauly反反应精氨酸胍基精氨酸胍基坂口反坂口反应色氨酸吲哚基色氨酸
22、吲哚基半胱氨酸巯基半胱氨酸巯基期末总结氨基酸的旋光性与光谱性质氨基酸的旋光性与光谱性质氨基酸的旋光性：氨基酸的旋光性： 氨基酸的构型（指氨基酸的构型（指-碳）也以甘油醛为参考物，从蛋白质碳）也以甘油醛为参考物，从蛋白质的酸水解或酶水解液中得到的都是的酸水解或酶水解液中得到的都是L型，但型，但D型氨基酸在自然型氨基酸在自然界也存在；蛋白质用碱水解或有机合成氨基酸时，得到的都是界也存在；蛋白质用碱水解或有机合成氨基酸时，得到的都是无旋光性的无旋光性的DL-消旋物消旋物Gly一种构型一种构型,无旋光性无旋光性Thr和和Ile有四种光学异构体。有四种光学异构体。其余其余17种氨基酸有两种光学异构体：种
23、氨基酸有两种光学异构体：L型、型、D型。型。构成蛋白质的氨基酸均属构成蛋白质的氨基酸均属L-型。型。氨基酸的光谱性质：氨基酸的光谱性质： 参与蛋白质组成的参与蛋白质组成的20多种氨基酸在可见光区没有光吸收，多种氨基酸在可见光区没有光吸收，在红外区和远紫外区都有光吸收，但在近紫外区只有芳香族氨在红外区和远紫外区都有光吸收，但在近紫外区只有芳香族氨基酸有光吸收；基酸有光吸收；Tyr, Trp, Phe期末总结氨基酸混合物的分析分离氨基酸混合物的分析分离分离方法分离方法柱层析柱层析纸层析（相对迁移率，非极性性质）纸层析（相对迁移率，非极性性质）薄层层析薄层层析离子交换层析（电荷和非极性）离子交换层析
24、（电荷和非极性）气相层析气相层析高效液相层析高效液相层析氨基酸洗脱顺序的判定：氨基酸洗脱顺序的判定：氨基酸与树脂的亲合力主要决定氨基酸与树脂的亲合力主要决定于它们之间的静电吸引，其次是氨基酸侧链与树脂聚苯乙于它们之间的静电吸引，其次是氨基酸侧链与树脂聚苯乙烯之间的疏水相互作用；亲和力愈大愈难洗脱！烯之间的疏水相互作用；亲和力愈大愈难洗脱！期末总结第四章：蛋白质（重点）第四章：蛋白质（重点）蛋白质概况；蛋白质概况；蛋白质的共价结构；蛋白质的共价结构；蛋白质的三维结构；蛋白质的三维结构；蛋白质的结构与功能的关系；蛋白质的结构与功能的关系；蛋白质的分离、纯化与鉴定；蛋白质的分离、纯化与鉴定；期末总结
25、相关概念总结相关概念总结 构象：构象：指具有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的指具有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的多种形态；构象形态间的改变不涉及共价键的破裂！每一种多种形态；构象形态间的改变不涉及共价键的破裂！每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或三维结构，称之为蛋天然蛋白质都有自己特有的空间结构或三维结构，称之为蛋白质的构象；一个给定的蛋白质可以有多种构象，但只有一白质的构象；一个给定的蛋白质可以有多种构象，但只有一种或少数几种在能量上是有利的。种或少数几种在能量上是有利的。蛋白质的结构蛋白质的结构一级结构（即共价结构，指多肽链的氨基酸序列）一级结构（即共价结构，指多肽链
26、的氨基酸序列）二级结构（指多肽链借助氢键形成二级结构（指多肽链借助氢键形成螺旋和螺旋和折叠片）折叠片）三级结构（指多肽链借助各种非共价键弯曲、折叠成具有特三级结构（指多肽链借助各种非共价键弯曲、折叠成具有特定走向的紧密球状结构）定走向的紧密球状结构）四级结构（指多聚蛋白质的各亚基之间在空间上的相互缔四级结构（指多聚蛋白质的各亚基之间在空间上的相互缔合关系）合关系）期末总结氨基酸残基：氨基酸残基：肽链中的氨基酸由于参加肽键的形成因而肽链中的氨基酸由于参加肽键的形成因而 不在是不在是原来完整的分子，称为氨基酸残基；两个氨基酸形成一个肽原来完整的分子，称为氨基酸残基；两个氨基酸形成一个肽键时失去一分
27、子水，因此失去的水分子数比氨基酸残基数少键时失去一分子水，因此失去的水分子数比氨基酸残基数少一个。每个氨基酸残基的平均分子量为一个。每个氨基酸残基的平均分子量为110。氨基酸的平均。氨基酸的平均分子量为分子量为128。肽：肽：由两个或多个氨基酸残基通过肽键相连而形成的化合物；由两个或多个氨基酸残基通过肽键相连而形成的化合物；肽有寡肽和多肽之分。一条肽链通常在一端含有一个游离的肽有寡肽和多肽之分。一条肽链通常在一端含有一个游离的末端氨基，称为末端氨基，称为N-末端，而另一端含有一个游离的末端羧基末端，而另一端含有一个游离的末端羧基称为称为C-末端；末端；Edman化学降解法：化学降解法：用用Ed
28、man试剂试剂PITC与游离氨基作用生成与游离氨基作用生成PTH-氨基酸，并可用各种层析技术分离；用此法降解，一氨基酸，并可用各种层析技术分离；用此法降解，一次可连续测出次可连续测出60-70个氨基酸残基的序列个氨基酸残基的序列期末总结同源蛋白质：同源蛋白质：在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质 称同源蛋白质。同源蛋白质具有共同的进化起源。同源蛋白称同源蛋白质。同源蛋白质具有共同的进化起源。同源蛋白质具有明显的氨基酸序列相似性，称之为序列同源。根据同质具有明显的氨基酸序列相似性，称之为序列同源。根据同源蛋白质的氨基酸序列资料可建立系统树（进化树）。两
29、个源蛋白质的氨基酸序列资料可建立系统树（进化树）。两个物种的同源蛋白质，其序列中氨基酸的差异数目与这些物种物种的同源蛋白质，其序列中氨基酸的差异数目与这些物种间的进化发生差异是成比例的。间的进化发生差异是成比例的。蛋白质激活：蛋白质激活：在生物体内有些蛋白质是以前体形式合成，不在生物体内有些蛋白质是以前体形式合成，不具有活性，只有按一定方式裂解除去部分肽链后才具有生物具有活性，只有按一定方式裂解除去部分肽链后才具有生物活性，称之为蛋白质激活。如酶原激活。活性，称之为蛋白质激活。如酶原激活。固相肽合成固相肽合成：是控制合成技术的巨大进步，利用固相肽合成：是控制合成技术的巨大进步，利用固相肽合成仪
30、已成功合成多种肽和蛋白质。其实质是肽的羧基端第一个仪已成功合成多种肽和蛋白质。其实质是肽的羧基端第一个氨基酸共价挂接在树脂上，然后加入氨基受保护的第二个氨氨基酸共价挂接在树脂上，然后加入氨基受保护的第二个氨基酸并发生缩合反应，形成肽键，依次类推。最后是肽与树基酸并发生缩合反应，形成肽键，依次类推。最后是肽与树脂断裂并去掉氨基端的保护基团。脂断裂并去掉氨基端的保护基团。期末总结超二级结构：超二级结构：由若干相邻的二级结构元件组合在一起，彼此相由若干相邻的二级结构元件组合在一起，彼此相互作用，形成种类不多，有规则的互作用，形成种类不多，有规则的 二级结构串，并在多种蛋白二级结构串，并在多种蛋白质中
31、充当三级结构的构件，称为超二级结构。已知有质中充当三级结构的构件，称为超二级结构。已知有3种基本形种基本形式：式：、。结构域：结构域：在多肽链上由二级结构元件或超二级结构形成的相对在多肽链上由二级结构元件或超二级结构形成的相对独立的独立的 紧密球状实体，是三级结构的局部折叠区。较小的球状紧密球状实体，是三级结构的局部折叠区。较小的球状蛋白质或亚基是单结构域，而较大的球状蛋白质或亚基是多结蛋白质或亚基是单结构域，而较大的球状蛋白质或亚基是多结构域。结构域可分构域。结构域可分4类：全类：全结构、结构、 ，结构、全结构、全结构和富含结构和富含金属或二硫键结构域。金属或二硫键结构域。蛋白质变性：蛋白质
32、变性：天然蛋白质分子在受到理化因素的作用时导致溶天然蛋白质分子在受到理化因素的作用时导致溶解度降低、不对称性增高、生物活性丧失及理化特性改变，此解度降低、不对称性增高、生物活性丧失及理化特性改变，此过程称之为蛋白质变性。过程称之为蛋白质变性。蛋白质变性的实质是分子中次级键被破坏，引起天然构象解体。蛋白质变性的实质是分子中次级键被破坏，引起天然构象解体。变性不涉及共价键破坏，即蛋白质一级结构仍保持完好。当变变性不涉及共价键破坏，即蛋白质一级结构仍保持完好。当变性因素除去后，变性蛋白质又可重新回复到天然构象，此为蛋性因素除去后，变性蛋白质又可重新回复到天然构象，此为蛋白质的复性。是否蛋白质变性与复
33、性可逆，仍有疑问。白质的复性。是否蛋白质变性与复性可逆，仍有疑问。期末总结蛋白质折叠：蛋白质折叠：蛋白质折叠不是随机的而是通过累积选择找到自蛋白质折叠不是随机的而是通过累积选择找到自由能最低的构象；折叠需要折叠酶和分子伴侣参加。由能最低的构象；折叠需要折叠酶和分子伴侣参加。分子伴侣：分子伴侣：是一类与蛋白质折叠有关的蛋白质家族（来源相同、是一类与蛋白质折叠有关的蛋白质家族（来源相同、结构相似、功能相关），它们通过抑制新生肽链不正常的聚集结构相似、功能相关），它们通过抑制新生肽链不正常的聚集并排除与其他蛋白质不合理的结合而协助多肽链的正确折叠。并排除与其他蛋白质不合理的结合而协助多肽链的正确折叠
34、。血红蛋白分子病：血红蛋白分子病：导致一个蛋白质中氨基酸改变的基因突变能导致一个蛋白质中氨基酸改变的基因突变能产生分子病，这是一种遗传病。了解最清楚的分子病是镰刀状产生分子病，这是一种遗传病。了解最清楚的分子病是镰刀状细胞贫血病，该病人的不正常的血红蛋白称细胞贫血病，该病人的不正常的血红蛋白称HbS，它，它只是在两只是在两条条链的链的N端第端第6位上位上Glu被被Val置换置换。这一改变使血红蛋白表面。这一改变使血红蛋白表面产生一个疏水小区，导致血红蛋白聚集成不溶性的纤维束，并产生一个疏水小区，导致血红蛋白聚集成不溶性的纤维束，并引起红细胞镰刀状化和输氧能力降低。地中海贫血是由于缺失引起红细胞
35、镰刀状化和输氧能力降低。地中海贫血是由于缺失一个或多个编码血红蛋白链的基因造成的。一个或多个编码血红蛋白链的基因造成的。期末总结别构效应：别构效应： 别构部位与配体的结合可能影响其他亚基，使这别构部位与配体的结合可能影响其他亚基，使这些亚基构象改变，增强或减弱对底物的结合。些亚基构象改变，增强或减弱对底物的结合。协同效应协同效应 正协同效应正协同效应：引起与配体结合能力的增强（激活）：引起与配体结合能力的增强（激活） 负协同效应：负协同效应：引起与配体结合能力的减弱（抑制）引起与配体结合能力的减弱（抑制）正效应物：正效应物：促进活性部位与配基结合的别构效应物。促进活性部位与配基结合的别构效应物
36、。负效应物：负效应物：抑制活性部位与配基结合的别构效应物。抑制活性部位与配基结合的别构效应物。别别构构蛋蛋白白：除除了了有有活活性性部部位位（结结合合底底物物）外外，还还有有别别构构部部位位（结结合合调调节节物物）。有有时时活活性性部部位位和和别别构构部部位位分分属属不不同同的的亚亚基基（活活性性亚亚基基和和调调节节亚亚基基），活活性性部部位位之之间间以以及及活活性性部部位位和和调调节部位之间通过蛋白质构象的变化而相互作用。节部位之间通过蛋白质构象的变化而相互作用。 期末总结等电聚焦等电聚焦：也称电聚焦，是一种高分辨率的蛋白质分离技：也称电聚焦，是一种高分辨率的蛋白质分离技术，也可用于蛋白质等
37、电点的测定。在外加电场时，蛋白术，也可用于蛋白质等电点的测定。在外加电场时，蛋白质混合物在具有质混合物在具有pH梯度的介质中移向并聚焦（停留）在等梯度的介质中移向并聚焦（停留）在等于其等电点的于其等电点的pH处，形成区带。处，形成区带。密度梯度离心密度梯度离心：蛋白质颗粒在具有密度梯度的介质中离心：蛋白质颗粒在具有密度梯度的介质中离心时，质量和密度大的颗粒比质量和密度小的颗粒沉降得快，时，质量和密度大的颗粒比质量和密度小的颗粒沉降得快，且每种蛋白质颗粒沉降到与其自身密度相等的介质密度梯且每种蛋白质颗粒沉降到与其自身密度相等的介质密度梯度时，即停止不前，最后各种蛋白质在离心管中被分离成度时，即停
38、止不前，最后各种蛋白质在离心管中被分离成不同的区带。不同的区带。盐溶和盐析：盐溶和盐析：中性盐在低浓度时可增加蛋白质的溶解度，中性盐在低浓度时可增加蛋白质的溶解度，即盐溶。原因是蛋白质分子吸附盐类离子后，带电层使蛋即盐溶。原因是蛋白质分子吸附盐类离子后，带电层使蛋白质分子彼此排斥，而与水分子相互作用加强；当离子强白质分子彼此排斥，而与水分子相互作用加强；当离子强度增大到足够高时，此时与蛋白质疏水基团接触的自由水度增大到足够高时，此时与蛋白质疏水基团接触的自由水被移去以溶剂化盐离子，导致蛋白质疏水基团暴露，使蛋被移去以溶剂化盐离子，导致蛋白质疏水基团暴露，使蛋白质因疏水作用凝聚沉淀。白质因疏水作
39、用凝聚沉淀。期末总结亲和层析：亲和层析： 是利用蛋白质分子对其配体分子特有的识别是利用蛋白质分子对其配体分子特有的识别能力，也即生物学亲和力，建立起来的一种有效的纯化方能力，也即生物学亲和力，建立起来的一种有效的纯化方法。法。蛋白质纯化的总目标：蛋白质纯化的总目标：是增加制品的纯度，即设法除去变是增加制品的纯度，即设法除去变性的和不需要的蛋白质以增加单位蛋白质重量中所需蛋白性的和不需要的蛋白质以增加单位蛋白质重量中所需蛋白质的含量或生物活性。分离纯化蛋白质的程序为：前处理质的含量或生物活性。分离纯化蛋白质的程序为：前处理（细胞或组织处理）、粗分级分离（除去杂蛋白）和细分（细胞或组织处理）、粗分
40、级分离（除去杂蛋白）和细分级分离。级分离。 期末总结蛋白质概况蛋白质概况 蛋白质的化学组成：碳（蛋白质的化学组成：碳（50%）、氢（）、氢（7%）、氧（）、氧（23%）、氮）、氮（16%）、硫（）、硫（0-3%）、其它元素微量；蛋白质的平均含氮量为）、其它元素微量；蛋白质的平均含氮量为16%，此为凯氏定氮法测定蛋白质含量的基础。此为凯氏定氮法测定蛋白质含量的基础。分类分类单纯蛋白质（如清蛋白、球蛋白、组蛋白、谷蛋白、硬蛋白等）单纯蛋白质（如清蛋白、球蛋白、组蛋白、谷蛋白、硬蛋白等）缀合蛋白质（如糖蛋白、脂蛋白、核蛋白、金属蛋白、黄素蛋白等）缀合蛋白质（如糖蛋白、脂蛋白、核蛋白、金属蛋白、黄素蛋
41、白等）分类分类 ：按生物学功能可将蛋白质分为酶、调节蛋白、结构蛋白、转运蛋按生物学功能可将蛋白质分为酶、调节蛋白、结构蛋白、转运蛋白等等；白等等；分类分类分类分类纤维状蛋白质（一般不溶于水。典型的有：胶原蛋白、弹性蛋白、纤维状蛋白质（一般不溶于水。典型的有：胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白、丝蛋白、肌球蛋白等）角蛋白、丝蛋白、肌球蛋白等）球状蛋白质（可溶性好。典型的有：胞质酶类等）球状蛋白质（可溶性好。典型的有：胞质酶类等）膜蛋白（与细胞的膜系统结合而存在）膜蛋白（与细胞的膜系统结合而存在）单体蛋白质单体蛋白质（寡）多聚蛋白质（寡）多聚蛋白质期末总结蛋白质结构的层次蛋白质结构的层次 构象：构象：指具
42、有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的多种形态；指具有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的多种形态；构象形态间的改变不涉及共价键的破裂！每一种天然蛋白质都有自己特构象形态间的改变不涉及共价键的破裂！每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或三维结构，称之为蛋白质的构象；一个给定的蛋白质可有的空间结构或三维结构，称之为蛋白质的构象；一个给定的蛋白质可以有多种构象，但只有一种或少数几种在能量上是有利的。以有多种构象，但只有一种或少数几种在能量上是有利的。蛋白质的结构蛋白质的结构一级结构（即共价结构，指多肽链的氨基酸序列）一级结构（即共价结构，指多肽链的氨基酸序列）二级结构（指多肽链借助氢键形
43、成二级结构（指多肽链借助氢键形成螺旋和螺旋和折叠片）折叠片）三级结构（指多肽链借助各种非共价键弯曲、折叠成具有三级结构（指多肽链借助各种非共价键弯曲、折叠成具有特定走向的紧密球状结构）特定走向的紧密球状结构）四级结构（指多聚蛋白质的各亚基之间在空间上的相互四级结构（指多聚蛋白质的各亚基之间在空间上的相互缔合关系）缔合关系）蛋白质的一级结构即多肽链的氨基酸序列决定蛋白质的高级结构！蛋白质的一级结构即多肽链的氨基酸序列决定蛋白质的高级结构！蛋白质的功能：蛋白质的功能：催化、调节、转运、储存、运动、结构催化、调节、转运、储存、运动、结构组分、支架作用、免疫、异常功能；组分、支架作用、免疫、异常功能；
44、期末总结蛋白质的共价结构（一级结构）蛋白质的共价结构（一级结构）氨基酸残基、氨基酸残基、 肽（键）、肽（键）、 蛋白质一级结构的测蛋白质一级结构的测定、氨基酸序列与生物功能定、氨基酸序列与生物功能 、 肽的人工合成肽的人工合成氨基酸残基：氨基酸残基：肽链中的氨基酸由于参加肽键的形成因而肽链中的氨基酸由于参加肽键的形成因而 不在是原来完整的分子，称为氨基酸残基；两个氨基酸不在是原来完整的分子，称为氨基酸残基；两个氨基酸形成一个肽键时失去一分子水，因此失去的水分子数比形成一个肽键时失去一分子水，因此失去的水分子数比氨基酸残基数少一个。每个氨基酸残基的平均分子量为氨基酸残基数少一个。每个氨基酸残基的
45、平均分子量为110。氨基酸的平均分子量为。氨基酸的平均分子量为128。肽：肽：由两个或多个氨基酸残基通过肽键相连而形成的化由两个或多个氨基酸残基通过肽键相连而形成的化合物；肽有寡肽和多肽之分。一条肽链通常在一端含有合物；肽有寡肽和多肽之分。一条肽链通常在一端含有一个游离的末端氨基，称为一个游离的末端氨基，称为N-末端，而另一端含有一个末端，而另一端含有一个游离的末端羧基称为游离的末端羧基称为C-末端；末端；期末总结肽键肽键具有部分双键的性质具有部分双键的性质肽键比一般碳肽键比一般碳-氮单键短氮单键短与肽键相连的氢原子和氧原子呈反式构型与肽键相连的氢原子和氧原子呈反式构型肽键不可自由旋转肽键不可
46、自由旋转肽的理化性质：肽的理化性质： 肽键的酰氨氢不解离，肽的酸碱性质主要决定于肽键中的游离末端肽键的酰氨氢不解离，肽的酸碱性质主要决定于肽键中的游离末端-NH2、-COOH及侧链及侧链R基上的可解离基团；基上的可解离基团； 肽中末端肽中末端-羧基的羧基的pKa值比游离氨基酸的大，末端值比游离氨基酸的大，末端 -氨基的氨基的pKa值比游值比游离氨基酸的小；离氨基酸的小； 游离的游离的-氨基、氨基、 -羧基和羧基和R基可发生与氨基酸中相应的类似反应，如茚基可发生与氨基酸中相应的类似反应，如茚三酮反应等；三酮反应等； 蛋白质部分水解后所得的肽若不发生消旋，则具有旋光性，短肽的蛋白质部分水解后所得的
47、肽若不发生消旋，则具有旋光性，短肽的 旋光旋光度约等于组成氨基酸的旋光度之和，较长的肽的旋光度则不是简单加和；度约等于组成氨基酸的旋光度之和，较长的肽的旋光度则不是简单加和；活性肽：活性肽：具特殊的生物学功能的肽段，如脑啡肽、谷胱甘肽、肌肽等；具特殊的生物学功能的肽段，如脑啡肽、谷胱甘肽、肌肽等；肽期末总结蛋白质一级结构的测定蛋白质一级结构的测定测定多肽链的数目测定多肽链的数目蛋蛋白白质质测测序序的的步步骤骤拆分多肽链拆分多肽链断开多肽链内的二硫键断开多肽链内的二硫键测定每一肽链的氨基酸组成测定每一肽链的氨基酸组成鉴定多肽链的鉴定多肽链的N-末端和末端和C-末端末端裂解多肽链为较小的肽段裂解多
48、肽链为较小的肽段测定各肽段的氨基酸序列测定各肽段的氨基酸序列利用重叠肽重建完整多肽链的一级结构利用重叠肽重建完整多肽链的一级结构确定二硫键的位置确定二硫键的位置期末总结蛋白质测序的重要方法蛋白质测序的重要方法N-末端测定末端测定二硝基氟苯（二硝基氟苯（DNFB）法：肽游离末端）法：肽游离末端NH2与与DNFB反应生反应生成成DNP-肽，最后水解生成黄色肽，最后水解生成黄色DNP-氨基酸氨基酸丹磺酰氯（丹磺酰氯（DNS）法：用）法：用DNS取代取代DNFB，生成，生成DNS-氨基酸氨基酸苯异硫氰酸（苯异硫氰酸（PITC）法：生成）法：生成PTH-氨基酸，从肽上断裂下来氨基酸，从肽上断裂下来氨肽酶
49、法：外切酶，但效果不好氨肽酶法：外切酶，但效果不好C-末端测定末端测定肼解法：测定肼解法：测定C-末端的最重要的化学方法，肽与肼反应，除末端的最重要的化学方法，肽与肼反应，除C-末端氨基酸游离外，其他氨基酸转变为氨基酸酰肼化物末端氨基酸游离外，其他氨基酸转变为氨基酸酰肼化物还原法：还原法：C-末端氨基酸用硼氢化锂还原成相应的末端氨基酸用硼氢化锂还原成相应的-氨基醇氨基醇羧肽酶法：最有效、最常用羧肽酶法：最有效、最常用羧肽酶羧肽酶A羧肽酶羧肽酶B羧肽酶羧肽酶C羧肽酶羧肽酶Y二硫键的断裂二硫键的断裂过甲酸氧化法：将二硫键氧化成磺酸基过甲酸氧化法：将二硫键氧化成磺酸基巯基化合物还原法：将二硫键还原成
50、巯基，然后用烷基化试剂如巯基化合物还原法：将二硫键还原成巯基，然后用烷基化试剂如碘乙酸保护巯基，防止其重新被氧化碘乙酸保护巯基，防止其重新被氧化期末总结氨基酸组成的测定：氨基酸组成的测定：酸水解：是主要方法，多用酸水解：是主要方法，多用HCl，同时辅以碱水解；所得，同时辅以碱水解；所得氨基酸不消旋，但氨基酸不消旋，但Trp全部被破坏，全部被破坏，Ser，Thr，Tyr部分部分破坏，破坏，Asn和和Gln的酰氨基被水解，生成的酰氨基被水解，生成Asp和和Glu；多肽链的裂解多肽链的裂解酶裂解：酶裂解：胰蛋白酶胰蛋白酶：专一性强，断裂：专一性强，断裂Lys或或Arg的羧的羧基参与形成的肽键基参与形
51、成的肽键糜蛋白酶糜蛋白酶：断裂：断裂Phe，Trp，Tyr，Leu等疏水氨基酸的羧基端肽键等疏水氨基酸的羧基端肽键嗜热菌蛋白酶嗜热菌蛋白酶：专一性差，断裂：专一性差，断裂Val，Leu，Phe，Tyr，Trp等氨基参与形成的肽键等氨基参与形成的肽键胃蛋白酶：在酸性条件稳定，肽键胃蛋白酶：在酸性条件稳定，肽键 两侧均为疏两侧均为疏水氨基酸。在确定二硫键位置时，常用到此酶。水氨基酸。在确定二硫键位置时，常用到此酶。其它酶：略其它酶：略化学裂解：化学裂解：溴化氰（溴化氰（CNBr）：只断裂）：只断裂Met的羧基形成的羧基形成的肽键的肽键羟氨（羟氨（NH2OH）：在）：在pH9时，专一性断裂时，专一性
52、断裂Asn-Gly之间的肽键，其它条件下不专一之间的肽键，其它条件下不专一期末总结肽段的氨基酸测序肽段的氨基酸测序Edman化学降解法：化学降解法：用用Edman试剂试剂PITC与游离氨基与游离氨基作用生成作用生成PTH-氨基酸，并可用各种层析技术分离；氨基酸，并可用各种层析技术分离；用此法降解，一次可连续测出用此法降解，一次可连续测出60-70个氨基酸残基的个氨基酸残基的序列；工作量大，操作麻烦；现改用蛋白质测序仪。序列；工作量大，操作麻烦；现改用蛋白质测序仪。酶解法：利用氨肽酶和羧肽酶，局限性大，有困难酶解法：利用氨肽酶和羧肽酶，局限性大，有困难质谱法：质谱仪质谱法：质谱仪由核苷酸序列推定
53、法：由核苷酸序列推定法：mRNA cDNA ，推出，推出 cDNA的核苷酸序列，然后推测出蛋白质的氨基酸的核苷酸序列，然后推测出蛋白质的氨基酸序列序列肽段在肽链中次序的确定：肽段在肽链中次序的确定：需借助重叠肽。需借助重叠肽。 重叠肽：由于不同的断裂方法即断裂的专一性不同，产生的切口彼此重叠肽：由于不同的断裂方法即断裂的专一性不同，产生的切口彼此错位，使两套肽段正好跨过切口而重叠的肽段；获得重叠肽需要两种或错位，使两套肽段正好跨过切口而重叠的肽段；获得重叠肽需要两种或两种以上的不同方法断裂同一多肽样品，得到两套或多套肽段。两种以上的不同方法断裂同一多肽样品，得到两套或多套肽段。二硫键位置的确定
54、：二硫键位置的确定：一般采用胃蛋白酶水解原来的含二硫键的蛋白质。一般采用胃蛋白酶水解原来的含二硫键的蛋白质。一是胃蛋白酶专一低，切点多，得到含有二硫键的肽段较小，易分离鉴一是胃蛋白酶专一低，切点多，得到含有二硫键的肽段较小，易分离鉴定；二是在酸性条件下，有利于防止二硫键发生交换反应。定；二是在酸性条件下，有利于防止二硫键发生交换反应。期末总结蛋白质的氨基酸序列与生物功能；肽合成蛋白质的氨基酸序列与生物功能；肽合成同源蛋白质：同源蛋白质：在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质称同源蛋白质。同源蛋在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质称同源蛋白质。同源蛋白质具有共同的进化起源。同源蛋白质具有明
55、显的氨基酸序列相似性，称之为序列白质具有共同的进化起源。同源蛋白质具有明显的氨基酸序列相似性，称之为序列同源。根据同源蛋白质的氨基酸序列资料可建立系统树（进化树）。两个物种的同同源。根据同源蛋白质的氨基酸序列资料可建立系统树（进化树）。两个物种的同源蛋白质，其序列中氨基酸的差异数目与这些物种间的进化发生差异是成比例的。源蛋白质，其序列中氨基酸的差异数目与这些物种间的进化发生差异是成比例的。蛋白质激活：蛋白质激活：在生物体内有些蛋白质是以前体形式合成，不具有活性，只有按一在生物体内有些蛋白质是以前体形式合成，不具有活性，只有按一定方式裂解除去部分肽链后才具有生物活性，称之为蛋白质激活。如酶原激活
56、。定方式裂解除去部分肽链后才具有生物活性，称之为蛋白质激活。如酶原激活。肽的人工合成：肽的人工合成：氨基酸共聚合（由一种或两种氨基酸反应）氨基酸共聚合（由一种或两种氨基酸反应）控制合成（由不同氨基酸按一定顺序）：接肽反应需接肽试剂，为控制合成（由不同氨基酸按一定顺序）：接肽反应需接肽试剂，为避免接肽试剂与某些活泼基团反应，故在接肽前须首先将这些基团避免接肽试剂与某些活泼基团反应，故在接肽前须首先将这些基团加以封闭或保护，如氨基保护或羧基保护等。在正常条件下，羧基加以封闭或保护，如氨基保护或羧基保护等。在正常条件下，羧基和氨基之间不会自发形成肽键，即氨基或羧基需活化，通常是羧基和氨基之间不会自发
57、形成肽键，即氨基或羧基需活化，通常是羧基活化。活化。固相肽合成：是控制合成技术的巨大进步，利用固相肽合成仪已成功合成多种肽和蛋固相肽合成：是控制合成技术的巨大进步，利用固相肽合成仪已成功合成多种肽和蛋白质。其实质是肽的羧基端第一个氨基酸共价挂接在树脂上，然后加入氨基受保护的白质。其实质是肽的羧基端第一个氨基酸共价挂接在树脂上，然后加入氨基受保护的第二个氨基酸并发生缩合反应，形成肽键，依次类推。最后是肽与树脂断裂并去掉氨第二个氨基酸并发生缩合反应，形成肽键，依次类推。最后是肽与树脂断裂并去掉氨基端的保护基团。基端的保护基团。期末总结蛋白质的三维结构稳定蛋白质三维结构的作用力稳定蛋白质三维结构的作
58、用力非共价键（次级键）非共价键（次级键）氢键氢键范德华力范德华力疏水作用：突出地位疏水作用：突出地位离子键（盐键、静电引力）离子键（盐键、静电引力）共价键：二硫键，重要作用共价键：二硫键，重要作用蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构无规卷曲无规卷曲 转角转角折叠片折叠片螺旋：最常见、最典型、最丰富的二级结构元件螺旋：最常见、最典型、最丰富的二级结构元件螺旋：螺旋：是重复性结构，每圈螺旋站是重复性结构，每圈螺旋站3.6个氨基酸残基，沿螺旋轴上升个氨基酸残基，沿螺旋轴上升0.54nm，即螺距值；由氢键封闭的环为即螺距值；由氢键封闭的环为13元环；一般为右手螺旋；元环；一般为右手螺旋；分子内或链内氢键使
59、分子内或链内氢键使之稳定之稳定，减少减少R基间的相互作用或基间的相互作用或-碳原子无分支结构均利于其稳定，而碳原子无分支结构均利于其稳定，而Pro存存在可中断之。在可中断之。(影响该结构的因素课件）影响该结构的因素课件）非重复性结构非重复性结构期末总结折叠片折叠片：为重复性结构；：为重复性结构； 折叠片的肽链处于曲折的伸展状态；折叠片的肽链处于曲折的伸展状态；借助链间或肽段间的氢键而稳定；分为平行和反平行借助链间或肽段间的氢键而稳定；分为平行和反平行折叠片，平折叠片，平行的比反平行的更规则。行的比反平行的更规则。0.7nm纤维状蛋白质纤维状蛋白质不溶性（硬蛋白）不溶性（硬蛋白）可溶性蛋白可溶性
60、蛋白角蛋白角蛋白胶原蛋白：结缔组织中（骨、皮肤胶原蛋白：结缔组织中（骨、皮肤等）大量存在等）大量存在, 结构特点结构特点重复单元：重复单元：Gly-X-Pro(Gly-X-HyPro)弹性蛋白：存在于结缔组织弹性蛋白：存在于结缔组织角蛋白：主要存在于毛发角蛋白：主要存在于毛发中中(结构特点）结构特点）角蛋白：天然存在于丝角蛋白：天然存在于丝中中(结构特点（结构特点（Gly-Ala /Ser-Gly-Ala ）肌球蛋白肌球蛋白血纤蛋白原血纤蛋白原其它其它说明：说明： 角蛋白经充分伸展后可转变成角蛋白经充分伸展后可转变成角蛋白，即角蛋白，即折叠片结构。折叠片结构。无规卷曲：二级结构的一种结构单元，
61、在这种结构单元的存在下，才使得蛋白无规卷曲：二级结构的一种结构单元，在这种结构单元的存在下，才使得蛋白质形成球形，这一部分的存在往往与蛋白的活性有关。质形成球形，这一部分的存在往往与蛋白的活性有关。 无规卷曲与其他二级无规卷曲与其他二级结构一样是明确而稳定的结构。结构一样是明确而稳定的结构。期末总结球状蛋白质：球状蛋白质： 其种类远比纤维状蛋白质多，蛋白质结构的复杂性和功能的多样性主要其种类远比纤维状蛋白质多，蛋白质结构的复杂性和功能的多样性主要体现在球状蛋白质；体现在球状蛋白质； 球状蛋白质的整个肽链没有均一的二级结构，但具有多种二级结构元件球状蛋白质的整个肽链没有均一的二级结构，但具有多种
62、二级结构元件如如螺旋、螺旋、折叠片、无规卷曲等，由此构建的三级结构折叠片、无规卷曲等，由此构建的三级结构结构域，并将球结构域，并将球状蛋白质分成状蛋白质分成4大类；大类； 其三维结构具有明显的其三维结构具有明显的 折叠层次，且疏水测链球状分子内部，亲水侧链折叠层次，且疏水测链球状分子内部，亲水侧链暴露在分子表面；暴露在分子表面； 在多数的胞内酶、血浆蛋白及蛋白类激素都属于球状蛋白质。在多数的胞内酶、血浆蛋白及蛋白类激素都属于球状蛋白质。超二级结构：超二级结构：由若干相邻的二级结构元件组合在一起，彼此相互作用，形成种由若干相邻的二级结构元件组合在一起，彼此相互作用，形成种类不多，有规则的类不多，
63、有规则的 二级结构串，并在多种蛋白质中充当三级结构的构件，称为二级结构串，并在多种蛋白质中充当三级结构的构件，称为超二级结构。已知有超二级结构。已知有3种基本形式：种基本形式：、。结构域：结构域：在多肽链上由二级结构元件或超二级结构形成的相对独立的在多肽链上由二级结构元件或超二级结构形成的相对独立的 紧密球紧密球状实体，是三级结构的局部折叠区。较小的球状蛋白质或亚基是单结构域，而状实体，是三级结构的局部折叠区。较小的球状蛋白质或亚基是单结构域，而较大的球状蛋白质或亚基是多结构域。结构域可分较大的球状蛋白质或亚基是多结构域。结构域可分4类：全类：全结构、结构、 ，结构、结构、全全结构和富含金属或
64、二硫键结构域。结构和富含金属或二硫键结构域。期末总结蛋白质变性与蛋白质折叠蛋白质变性与蛋白质折叠蛋白质变性：蛋白质变性：天然蛋白质分子在受到理化因素的作用时导致溶解度降低、不天然蛋白质分子在受到理化因素的作用时导致溶解度降低、不对称性增高、生物活性丧失及理化特性改变，此过程称之为蛋白质变性。对称性增高、生物活性丧失及理化特性改变，此过程称之为蛋白质变性。蛋白质变性的实质是分子中次级键被破坏，引起天然构象解体。变性不涉及共蛋白质变性的实质是分子中次级键被破坏，引起天然构象解体。变性不涉及共价键破坏，即蛋白质一级结构仍保持完好。当变性因素除去后，变性蛋白质又价键破坏，即蛋白质一级结构仍保持完好。当
65、变性因素除去后，变性蛋白质又可重新回复到天然构象，此为蛋白质的复性。是否蛋白质变性与复性可逆，仍可重新回复到天然构象，此为蛋白质的复性。是否蛋白质变性与复性可逆，仍有疑问。有疑问。蛋白质折叠：蛋白质折叠：蛋白质折叠不是随机的而是通过累积选择找到自由能最低的构象；蛋白质折叠不是随机的而是通过累积选择找到自由能最低的构象；折叠需要折叠酶和分子伴侣参加。折叠需要折叠酶和分子伴侣参加。分子伴侣：分子伴侣：是一类与蛋白质折叠有关的蛋白质家族（来源相同、结构相似、功是一类与蛋白质折叠有关的蛋白质家族（来源相同、结构相似、功能相关，它们通过抑制新生肽链不正常的聚集并排除与其他蛋白质不合理的结能相关，它们通过
66、抑制新生肽链不正常的聚集并排除与其他蛋白质不合理的结合而协助多肽链的正确折叠。合而协助多肽链的正确折叠。亚基缔合与四级结构亚基缔合与四级结构：在同多聚体蛋白质中，原体就是亚基，而在杂多聚体在同多聚体蛋白质中，原体就是亚基，而在杂多聚体蛋白质中，原体是由不同的亚基组成；亚基缔合的驱动力主要是疏水相互作用，蛋白质中，原体是由不同的亚基组成；亚基缔合的驱动力主要是疏水相互作用，亚基缔合的专一性由相互作用的表面上的机性基团之间的氢键和离子键决定。亚基缔合的专一性由相互作用的表面上的机性基团之间的氢键和离子键决定。期末总结蛋白质的结构与功能的关系 肌红蛋白和血红蛋白是两个研究得最透彻的蛋白质，它们是蛋白
67、质结构与功肌红蛋白和血红蛋白是两个研究得最透彻的蛋白质，它们是蛋白质结构与功能的范例。肌红蛋白是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质，它和血红蛋白的亚基在能的范例。肌红蛋白是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质，它和血红蛋白的亚基在氨基酸序列上具有明显的同源性，它们的构象和功能也十分相似。氨基酸序列上具有明显的同源性，它们的构象和功能也十分相似。肌红蛋白肌红蛋白辅基血红素：原卟啉辅基血红素：原卟啉与与Fe的络合物称血红素。的络合物称血红素。 卟啉化合物有很强的着色力，使生物组织呈现特定的颜色。卟啉环中心的铁原卟啉化合物有很强的着色力，使生物组织呈现特定的颜色。卟啉环中心的铁原子有子有6个配位键，其中个配位键，其中
68、4个与四吡咯环的个与四吡咯环的N原子相连，另原子相连，另2个沿垂直于卟啉环面的轴个沿垂直于卟啉环面的轴分布在环面的上下。分布在环面的上下。 铁原子可以是亚铁（铁原子可以是亚铁（Fe2+）或高铁）或高铁(Fe3+)，相应的血红素称为亚铁血红素和高，相应的血红素称为亚铁血红素和高铁血红素，相应的肌红蛋白称为亚铁肌红蛋白和高铁肌红蛋白。其中只有亚铁态铁血红素，相应的肌红蛋白称为亚铁肌红蛋白和高铁肌红蛋白。其中只有亚铁态的蛋白质才能结合的蛋白质才能结合O2。 在肌红蛋白分子中，血红素共价地结合于肌红蛋白分子的疏水空穴中。其中血在肌红蛋白分子中，血红素共价地结合于肌红蛋白分子的疏水空穴中。其中血红素铁在
69、第红素铁在第5配位键与珠蛋白第配位键与珠蛋白第93位位His残基的咪唑残基的咪唑N配位结合；第配位结合；第6配位键是配位键是O2的结合部位。血红素的铁原子如果处在水环境则容易被氧的结合部位。血红素的铁原子如果处在水环境则容易被氧 化成化成Fe3+，失去氧合能，失去氧合能力，此时力，此时H2O分子代替分子代替O2成为成为Fe3+的第的第6个配体。个配体。CO能与能与O2竞争第竞争第6配位键，且配位键，且结合能力远大于结合能力远大于O2。期末总结血红蛋白（血红蛋白（Hb）的主要功能是在血液中结合并转运氧气，它存在于红细胞中。）的主要功能是在血液中结合并转运氧气，它存在于红细胞中。Hb的结构：的结构
70、：脊椎动物的脊椎动物的Hb由由4个多肽链亚基组成，如成人的血红蛋白主要是个多肽链亚基组成，如成人的血红蛋白主要是HbA，亚基组成为亚基组成为22，次要组分是，次要组分是HbA2，亚基组成为，亚基组成为22；每个血红蛋白分子都有；每个血红蛋白分子都有4个个血红素，每个血红素分别位于每个多肽链中的裂隙处，并暴露在分子的表面。血红素，每个血红素分别位于每个多肽链中的裂隙处，并暴露在分子的表面。氧合过程中的构象变化：氧合过程中的构象变化：氧合作用显著改变氧合作用显著改变Hb的四级结构，且氧合血红蛋白和去氧的四级结构，且氧合血红蛋白和去氧血红蛋白具有不同的构象。血红蛋白具有不同的构象。氧合曲线和别构效应
71、：氧合曲线呈氧合曲线和别构效应：氧合曲线呈S形曲线（氧饱和度与氧分压之间），即血红蛋白形曲线（氧饱和度与氧分压之间），即血红蛋白的氧合具有正协同性同促效应，一个的氧合具有正协同性同促效应，一个O2的结合增加同一的结合增加同一Hb分子中其余空的氧合部位分子中其余空的氧合部位对对O2的亲合力；的亲合力；Hb对对O2亲和力的影响因素：亲和力的影响因素：H+、CO2促进促进O2从血红蛋白中释放，从血红蛋白中释放，O2也促进也促进H+、CO2 在肺泡毛细血管中释放；在肺泡毛细血管中释放；BPG（2，3-二磷酸甘油酸）降低二磷酸甘油酸）降低Hb对对O2的亲和力，的亲和力，其只与去氧血红蛋白结合。其只与去氧
72、血红蛋白结合。镰刀状细胞贫血病：镰刀状细胞贫血病：是一种是一种血红蛋白分子病，血红蛋白分子病，该病人的不正常的血红蛋白称该病人的不正常的血红蛋白称HbS，它只是在两条它只是在两条链的链的N端第端第6位上位上Glu被被Val置换。置换。这一改变使血红蛋白表面产生一个这一改变使血红蛋白表面产生一个疏水小区，导致血红蛋白聚集成不溶性的纤维束，并引起红细胞镰刀状化和输氧能疏水小区，导致血红蛋白聚集成不溶性的纤维束，并引起红细胞镰刀状化和输氧能力降低。力降低。期末总结蛋白质的分离纯化蛋白质的分离纯化 蛋白质的分离和纯化蛋白质的分离和纯化:主要是利用蛋白质之间各种特性的差异，包括蛋白质分子的主要是利用蛋白
73、质之间各种特性的差异，包括蛋白质分子的酸碱性质、分子的大小和形状、溶解度、吸附性质和对配体分子的特异亲合力。酸碱性质、分子的大小和形状、溶解度、吸附性质和对配体分子的特异亲合力。 蛋白质的酸碱性质：蛋白质的酸碱性质：蛋白质是两性电解质。在蛋白质分子中，可解离基团主要来自蛋白质是两性电解质。在蛋白质分子中，可解离基团主要来自侧链上的功能团，此外还有少数的末端侧链上的功能团，此外还有少数的末端-羧基和羧基和-氨基。氨基。小肽的带电性判断小肽的带电性判断 可以把蛋白质分子看作是一个多价离子，所带电荷的性质和数量是由蛋白质分子可以把蛋白质分子看作是一个多价离子，所带电荷的性质和数量是由蛋白质分子中的可
74、解离基团的种类和数目以及溶液的中的可解离基团的种类和数目以及溶液的pH所决定的。所决定的。 对某一种蛋白质来说，在某一对某一种蛋白质来说，在某一pH时，它所带的时，它所带的 正电荷与负电荷恰好相等，即净电正电荷与负电荷恰好相等，即净电荷为零，这一荷为零，这一pH称蛋白质的称蛋白质的等电点等电点。蛋白质的等电点在中性盐存在下可发生明显的变。蛋白质的等电点在中性盐存在下可发生明显的变化，这是由于蛋白质分子中的可解离基团可与中性盐中的阳离子或阴离子相结合。在化，这是由于蛋白质分子中的可解离基团可与中性盐中的阳离子或阴离子相结合。在没有其他盐类干扰时，蛋白质的没有其他盐类干扰时，蛋白质的 质子供体基团
75、解离出来的质子数与质子受体基团结合质子供体基团解离出来的质子数与质子受体基团结合的质子数相等时的的质子数相等时的pH称为蛋白质的等离子点。称为蛋白质的等离子点。 蛋白质分子的形状：蛋白质分子的形状：测定蛋白质分子的形状或构象，最精确的方法是测定蛋白质分子的形状或构象，最精确的方法是 X射线晶体结射线晶体结构分析，但这种方法只能测定晶体状态的蛋白质空间结构。对于溶液中的蛋白质分子构分析，但这种方法只能测定晶体状态的蛋白质空间结构。对于溶液中的蛋白质分子的形状，只能借助间接的方法来描述蛋白质分子构象的轮廓。的形状，只能借助间接的方法来描述蛋白质分子构象的轮廓。期末总结测定蛋白质分子测定蛋白质分子相
76、对质量的方法相对质量的方法根据化学组成测定最低相对分子质量：测定某一微量元素或某一根据化学组成测定最低相对分子质量：测定某一微量元素或某一氨基酸的含量如铁原子或色氨酸，并假设蛋白质分子中只有一个氨基酸的含量如铁原子或色氨酸，并假设蛋白质分子中只有一个铁原子或一个色氨酸，即最低相对分子质量铁原子或一个色氨酸，即最低相对分子质量=铁的原子量铁的原子量/铁的百铁的百分含量分含量渗透压法：在半透膜存在时，蛋白质溶液将产生渗透压（平渗透压法：在半透膜存在时，蛋白质溶液将产生渗透压（平衡时的静水压力）。理想溶液的渗透压与溶质的浓度呈线性衡时的静水压力）。理想溶液的渗透压与溶质的浓度呈线性相关，渗透压法简单
77、、准确、且不受蛋白质分子的形状和水相关，渗透压法简单、准确、且不受蛋白质分子的形状和水化程度影响，但受化程度影响，但受pH的影响，不能区别溶液中蛋白质分子是的影响，不能区别溶液中蛋白质分子是否均一。否均一。沉降法：离心力作用沉降法：离心力作用沉降速率法：单位离心场的沉降速度沉降速率法：单位离心场的沉降速度是个定值，称沉降系数是个定值，称沉降系数s。见。见P296页页沉降平衡法：沉降产生浓度梯度沉降平衡法：沉降产生浓度梯度凝胶过滤法：标准蛋白质（已知凝胶过滤法：标准蛋白质（已知Mr和斯托克半径）和待测和斯托克半径）和待测蛋白质必须具有相同的分子形状（接近球体），分子形状蛋白质必须具有相同的分子形
78、状（接近球体），分子形状为线型或与凝胶发生吸附的蛋白质不可用此法测定。为线型或与凝胶发生吸附的蛋白质不可用此法测定。SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法：加入聚丙烯酰胺凝胶电泳法：加入SDS和少量巯基乙醇，则和少量巯基乙醇，则电泳迁移率主要取决于其相对分子质量，而与电荷和分子电泳迁移率主要取决于其相对分子质量，而与电荷和分子形状无关。形状无关。期末总结蛋蛋白白质质沉沉淀淀法法 蛋白质的胶体性质：蛋白质溶液属于胶体系统，其具备形成胶体系的条件：分散相蛋白质的胶体性质：蛋白质溶液属于胶体系统，其具备形成胶体系的条件：分散相（蛋白质分子颗粒）的质点大小在（蛋白质分子颗粒）的质点大小在1100nm，能在分散介质
79、中作布朗运动；分散相的，能在分散介质中作布朗运动；分散相的质点带同种电荷，不易凝聚成大颗粒而沉淀；分散相的质点能与溶剂形成溶剂化层如质点带同种电荷，不易凝聚成大颗粒而沉淀；分散相的质点能与溶剂形成溶剂化层如水化层而不易凝聚。水化层而不易凝聚。 蛋白质在溶液中的稳定性是有条件的，相对的。如果条件改变，则蛋白质就会从溶蛋白质在溶液中的稳定性是有条件的，相对的。如果条件改变，则蛋白质就会从溶液中沉淀出来，如改变质点大小、电荷或水化层等。沉淀蛋白质的方法如下：液中沉淀出来，如改变质点大小、电荷或水化层等。沉淀蛋白质的方法如下：盐析法：加入大量的中性盐，脱去水化层而沉淀盐析法：加入大量的中性盐，脱去水化
80、层而沉淀有机溶剂沉淀法：加入极性的有机溶剂如甲醇等，脱去水化层并增加质有机溶剂沉淀法：加入极性的有机溶剂如甲醇等，脱去水化层并增加质点间的相互作用而沉淀点间的相互作用而沉淀重金属盐沉淀法：当重金属盐沉淀法：当pH大于等电点时，蛋白质颗粒带净负电荷，易与重金大于等电点时，蛋白质颗粒带净负电荷，易与重金属离子结合成不溶性盐而沉淀属离子结合成不溶性盐而沉淀生物碱或酸类沉淀法：当生物碱或酸类沉淀法：当pH小于等电点时，蛋白质颗粒带净正电荷，小于等电点时，蛋白质颗粒带净正电荷，易与生物碱或酸根负离子结合成不溶性盐而沉淀易与生物碱或酸根负离子结合成不溶性盐而沉淀加热变性沉淀法：蛋白质因加热变性而凝固加热变
81、性沉淀法：蛋白质因加热变性而凝固 蛋白质纯化的总目标是增加制品的纯度，即设法除去变性的和不需要的蛋白质以蛋白质纯化的总目标是增加制品的纯度，即设法除去变性的和不需要的蛋白质以增加单位蛋白质重量中所需蛋白质的含量或生物活性。分离纯化蛋白质的程序为：增加单位蛋白质重量中所需蛋白质的含量或生物活性。分离纯化蛋白质的程序为：前处理（细胞或组织处理）、粗分级分离（除去杂蛋白）和细分级分离。前处理（细胞或组织处理）、粗分级分离（除去杂蛋白）和细分级分离。期末总结蛋蛋白白质质的的分分离离纯纯化化方方法法分子大小分子大小透析和超滤透析和超滤：透析指利用蛋白质分子不能通过半透膜而与小分子：透析指利用蛋白质分子不
82、能通过半透膜而与小分子分离；超滤是利用压力或离心力使小分子溶质通过半透膜而蛋白分离；超滤是利用压力或离心力使小分子溶质通过半透膜而蛋白质被截留在膜上而分离。质被截留在膜上而分离。密度梯度离心密度梯度离心：蛋白质颗粒在具有密度梯度的介质中离心时，：蛋白质颗粒在具有密度梯度的介质中离心时，质量和密度大的颗粒比质量和密度小的颗粒沉降得快，且每质量和密度大的颗粒比质量和密度小的颗粒沉降得快，且每种蛋白质颗粒沉降到与其自身密度相等的介质密度梯度时，种蛋白质颗粒沉降到与其自身密度相等的介质密度梯度时，即停止不前，最后各种蛋白质在离心管中被分离成不同的区即停止不前，最后各种蛋白质在离心管中被分离成不同的区带
83、。带。凝胶过滤凝胶过滤：即分子排阻层析。凝胶颗粒内部为多孔的网状结构。：即分子排阻层析。凝胶颗粒内部为多孔的网状结构。大分子最先流出层析柱，分子小的后流出大分子最先流出层析柱，分子小的后流出。溶解度溶解度等电点沉淀和等电点沉淀和pH控制控制盐溶和盐析盐溶和盐析：中性盐在低浓度时可增加蛋白质的溶解度，即：中性盐在低浓度时可增加蛋白质的溶解度，即盐溶。原因是蛋白质分子吸附盐类离子后，带电层使蛋白质盐溶。原因是蛋白质分子吸附盐类离子后，带电层使蛋白质分子彼此排斥，而与水分子相互作用加强；当离子强度增大分子彼此排斥，而与水分子相互作用加强；当离子强度增大到足够高时，此时与蛋白质疏水基团接触的自由水被移
84、去以到足够高时，此时与蛋白质疏水基团接触的自由水被移去以溶剂化盐离子，导致蛋白质疏水基团暴露，使蛋白质因疏水溶剂化盐离子，导致蛋白质疏水基团暴露，使蛋白质因疏水作用凝聚沉淀。作用凝聚沉淀。有机溶剂分级分离法有机溶剂分级分离法：一是降低介质的介电常数，二是与蛋：一是降低介质的介电常数，二是与蛋白质争夺水化水。白质争夺水化水。温度沉淀温度沉淀：温度对溶解度有影响，低温稳定，高温不稳定。：温度对溶解度有影响，低温稳定，高温不稳定。在在040，大部分的球状蛋白质溶解度随温度升高而增加。，大部分的球状蛋白质溶解度随温度升高而增加。期末总结蛋蛋白白质质分分离离纯纯化化方方法法电荷电荷电泳电泳（净电荷、分子
85、（净电荷、分子大小、形状）大小、形状）区带电泳区带电泳聚丙烯酰氨凝胶电泳（聚丙烯酰氨凝胶电泳（PAGE）毛细管电泳毛细管电泳离子交换层析：相应的离子交换胶，离子交换层析：相应的离子交换胶，CM阳离子，阳离子，DEAE阴离子阴离子等电聚焦等电聚焦：外加电场时，蛋白质混合物在具有：外加电场时，蛋白质混合物在具有pH梯度的介质中梯度的介质中移向并聚焦（停留）在等于其等电点的移向并聚焦（停留）在等于其等电点的pH处，形成区带。处，形成区带。层析聚焦层析聚焦：层析柱中建立连续的：层析柱中建立连续的pH梯度，蛋白质样品由柱上梯度，蛋白质样品由柱上端随缓冲液的展开而聚焦在各自的等电点端随缓冲液的展开而聚焦在
86、各自的等电点pH处，形成区段。处，形成区段。吸附吸附：吸附层析，吸附剂（硅石、氧化铝、活性碳）和疏水吸附剂，吸附层析，吸附剂（硅石、氧化铝、活性碳）和疏水吸附剂，与待分离分子和杂质分子的吸附与解吸能力不同。与待分离分子和杂质分子的吸附与解吸能力不同。特异亲和力：亲和层析特异亲和力：亲和层析其它：如高效液相层析（其它：如高效液相层析（HPLC）, 快速蛋白液相层析（快速蛋白液相层析（FPLC）期末总结 蛋白质纯度的鉴定方法蛋白质纯度的鉴定方法：采用物理化学方法如电泳、离心沉降、采用物理化学方法如电泳、离心沉降、HPLC和溶和溶解度分析等。纯的蛋白质电泳时，其电泳图谱只呈现一个条带或峰，离心时以单
87、解度分析等。纯的蛋白质电泳时，其电泳图谱只呈现一个条带或峰，离心时以单一的沉降速度移动；纯的蛋白质在一定的溶剂系统中具有恒定的溶解度，即溶解一的沉降速度移动；纯的蛋白质在一定的溶剂系统中具有恒定的溶解度，即溶解度曲线只有一个折点，在折点以前直线斜率为度曲线只有一个折点，在折点以前直线斜率为1，在折点以后斜率为零，在折点以后斜率为零；此外，此外，N-末端分析也用于纯度鉴定（单体蛋白质而言）。末端分析也用于纯度鉴定（单体蛋白质而言）。 必须指出，采用任何单独的一种方法鉴定纯度只能作为蛋白质均一性的必要条必须指出，采用任何单独的一种方法鉴定纯度只能作为蛋白质均一性的必要条件而非充分条件，即蛋白质往往
88、在一种鉴定中表现为均一性，而在另一种鉴定中件而非充分条件，即蛋白质往往在一种鉴定中表现为均一性，而在另一种鉴定中又表现为不均一性。又表现为不均一性。蛋白质含量测定与纯度鉴定：蛋白质含量测定与纯度鉴定： 测定蛋白质含量的常用方法有：凯氏定氮法、双缩脲法、测定蛋白质含量的常用方法有：凯氏定氮法、双缩脲法、Folin-酚试酚试剂法（剂法（Lowry法，标准测定方法）法，标准测定方法） 、紫外吸收法、染料（考马斯亮蓝）、紫外吸收法、染料（考马斯亮蓝）结合法、胶体金法（带负电的疏水胶体，洋红色，遇蛋白质变蓝色，灵结合法、胶体金法（带负电的疏水胶体，洋红色，遇蛋白质变蓝色，灵敏度最高）敏度最高）期末总结第
89、五章：酶（第五章：酶（重点重点）v 酶概论；酶概论；v 酶促反应动力学；酶促反应动力学；v 酶的作用机制和酶的调节；酶的作用机制和酶的调节；期末总结基本概念基本概念酶酶具有生物催化功能的蛋白质或核酸。酶作为生物催化剂具有高具有生物催化功能的蛋白质或核酸。酶作为生物催化剂具有高效性、高度专一性、活性调控和易失活等特点。效性、高度专一性、活性调控和易失活等特点。通过降低反应的活化通过降低反应的活化能，加速化学反应的进行。能，加速化学反应的进行。多酶复合体多酶复合体由几种酶靠非共价键彼此嵌合而成，也称酶系。由几种酶靠非共价键彼此嵌合而成，也称酶系。酶的分类酶的分类国际酶学委员会根据催化反应类型，将酶
90、分为国际酶学委员会根据催化反应类型，将酶分为6大类，大类，即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类。酶类。酶活力酶活力即酶活性，指酶催化某一化学反应的能力，酶活力的大小即酶活性，指酶催化某一化学反应的能力，酶活力的大小可以用在一定条件下所催化的某一化学反应的反应速率来表示，二者可以用在一定条件下所催化的某一化学反应的反应速率来表示，二者呈线性相关。所以测定酶活力就是测定酶促反应速率，酶促反应速率呈线性相关。所以测定酶活力就是测定酶促反应速率，酶促反应速率可用单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。可用单位时
91、间内底物的减少量或产物的增加量来表示。酶单位（酶单位（U）在一定条件下，一定时间在一定条件下，一定时间 内将一定量的底物转化为产物所内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。酶的含量用每克酶制剂或酶毫升酶制剂含有多少酶单位表示（需的酶量。酶的含量用每克酶制剂或酶毫升酶制剂含有多少酶单位表示（U/g或或U/ml）。）。期末总结酶的比活力酶的比活力每每mg蛋白质所含的酶的活力单位数表示，其代表酶的蛋白质所含的酶的活力单位数表示，其代表酶的纯度，也可用来比较每单位质量蛋白质的催化能力。纯度，也可用来比较每单位质量蛋白质的催化能力。转化数转化数在一定条件下每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，或每秒在一定条件
92、下每秒钟每个酶分子转换底物的分子数，或每秒钟每微摩尔酶分子转化底物的微摩尔数。钟每微摩尔酶分子转化底物的微摩尔数。核酶（核酶（ribozyme）某些具有催化功能的某些具有催化功能的RNA，即为核酶。核酶的发，即为核酶。核酶的发现，开辟了生物化学研究的新领域，提出了生命起源的新概念：即现，开辟了生物化学研究的新领域，提出了生命起源的新概念：即RNA可能早于蛋白质和可能早于蛋白质和DNA，是生命起源中首先出现的生物大分子。，是生命起源中首先出现的生物大分子。酶的专一性酶的专一性即酶对底物的高度选择性，酶一般只能催化一种或一类即酶对底物的高度选择性，酶一般只能催化一种或一类反应，作用于一种或一类底物
93、。酶的专一性可分为结构专一性和立体异反应，作用于一种或一类底物。酶的专一性可分为结构专一性和立体异构专一性，用构专一性，用“诱导契合说诱导契合说”解释酶的专一性已被广泛认同。解释酶的专一性已被广泛认同。酶的分离纯化酶的分离纯化是酶学研究的基础，大多数酶的本质是蛋白质，故可是酶学研究的基础，大多数酶的本质是蛋白质，故可用分离纯化蛋白质的方法纯化酶。但要选择合适的材料，操作条件要温用分离纯化蛋白质的方法纯化酶。但要选择合适的材料，操作条件要温和，且在制备过程中，每一步都要测定酶的总活力和比活力，以了解酶和，且在制备过程中，每一步都要测定酶的总活力和比活力，以了解酶的回收率和提纯倍数。的回收率和提纯
94、倍数。酶工程酶工程是将酶学原理与化学工程技术及基因重组技术有机结合而形是将酶学原理与化学工程技术及基因重组技术有机结合而形成的新型应用技术，是生物工程的重要组成部分，并必将成为一个很大成的新型应用技术，是生物工程的重要组成部分，并必将成为一个很大的生物技术产业。的生物技术产业。期末总结酶促反应动力学：酶促反应动力学：底物浓度与酶促反应速率的关系呈双曲线，即当底物底物浓度与酶促反应速率的关系呈双曲线，即当底物浓度较低时，反应速率与底物浓度呈正比关系，表现为一级反应；当底浓度较低时，反应速率与底物浓度呈正比关系，表现为一级反应；当底物浓度逐渐增加时，反应速率不再按正比关系升高，反应表现为混合级物浓
95、度逐渐增加时，反应速率不再按正比关系升高，反应表现为混合级反应；当底物浓度达到反应；当底物浓度达到 足够高时，反应速率与底物浓度几乎无关，反应足够高时，反应速率与底物浓度几乎无关，反应达到最大反应速率，表现为零级达到最大反应速率，表现为零级 反应。反应。 米氏方程米氏方程1913年年Michaelis和和Menten在前人工作基础上，根据酶在前人工作基础上，根据酶反应的中间复合物学说，即：反应的中间复合物学说，即： E S ES E P假定假定 E S ES 迅速建立平衡，底物浓度远大于酶浓度下，迅速建立平衡，底物浓度远大于酶浓度下，ES分分解成产物的逆反应忽略不计，推导出一个数学方程式来表示
96、底物与酶反解成产物的逆反应忽略不计，推导出一个数学方程式来表示底物与酶反应速率之间的定量关系，称为米氏方程，表达式如下：应速率之间的定量关系，称为米氏方程，表达式如下： Vmax S/ (Km S)式中式中Km为米氏常数，其物理意义是当酶反应速率达到最大反应速率一半为米氏常数，其物理意义是当酶反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度，单位是时的底物浓度，单位是mol/L，与底物浓度的单位一样。，与底物浓度的单位一样。期末总结米氏常数米氏常数Km的意义如下：的意义如下： Km是酶的一个特征常数，其大小只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关；是酶的一个特征常数，其大小只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关
97、； Km值随测定的底物、反应温度、值随测定的底物、反应温度、pH及离子强度而改变，即及离子强度而改变，即Km作为常数作为常数只是针对一定的底物、温度、只是针对一定的底物、温度、pH和离子强度而言；和离子强度而言； Km值可以判断酶的专一性和天然底物：有的酶可作用于几种底物，因此值可以判断酶的专一性和天然底物：有的酶可作用于几种底物，因此就有几个就有几个Km值，其中值，其中Km值最小的底物称为该酶的最适底物或天然底物。值最小的底物称为该酶的最适底物或天然底物。Km值随不同底物而异的现象可以帮助判断酶的专一性；值随不同底物而异的现象可以帮助判断酶的专一性； 若已知某个酶的若已知某个酶的Km值，可以
98、计算出在某一底物浓度时的反应速率相当值，可以计算出在某一底物浓度时的反应速率相当Vmax的比例；的比例； Km值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径：同一种底物往往可以被值可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径：同一种底物往往可以被几种酶作用，催化不同的反应走不同的途径，究竟走哪一条途径决定于几种酶作用，催化不同的反应走不同的途径，究竟走哪一条途径决定于Km值值最小的酶，只有最小的酶，只有Km值小的酶反应比较占优势。值小的酶反应比较占优势。利用作图法测定利用作图法测定Km和和Vmax值：值： Km值可用公式计算求得，值可用公式计算求得，Km （ k2 k3） /k1；当；当k3远小于远小于k2
99、时，时， Km k2 /k1 Ks，在此时，在此时，Km相当于相当于ES复合物的解离常数复合物的解离常数Ks！，期末总结 Vmax= k3 Et (Et 为总酶浓度为总酶浓度)； Km和和Vmax可根据实验数据通过作图法直接求得：即将米氏方程进行变换，可根据实验数据通过作图法直接求得：即将米氏方程进行变换，使其成为直线方程，然后用图解法求出使其成为直线方程，然后用图解法求出Km与与Vmax值。例如，值。例如，Lineweaver-Burk双双倒数作图法：倒数作图法：1/ Km/Vmax 1/S1/Vmax ，横轴截距为，横轴截距为-1/Km，纵轴截距为纵轴截距为1/Vmax ；酶的抑制：酶的抑
100、制：酶主要是蛋白质，使酶蛋白变性而导致酶活力丧失的作用称为失活作酶主要是蛋白质，使酶蛋白变性而导致酶活力丧失的作用称为失活作用；若由于酶的必需基团化学性质的改变，但酶并未变性，而引起酶活力的降低用；若由于酶的必需基团化学性质的改变，但酶并未变性，而引起酶活力的降低或丧失称为抑制作用。引起抑制作用的物质称为抑制剂。抑制类型如下：或丧失称为抑制作用。引起抑制作用的物质称为抑制剂。抑制类型如下：抑抑制制类类型型不可逆抑制：抑制剂与酶的必需基团以共价键结合，不能不可逆抑制：抑制剂与酶的必需基团以共价键结合，不能用物理方法除去抑制剂。用物理方法除去抑制剂。可逆抑制：以非可逆抑制：以非共价键结合共价键结合
101、竞争性抑制竞争性抑制：竞争酶的结合部位：竞争酶的结合部位非竞争性抑制非竞争性抑制：同时和酶的不同部位结合：同时和酶的不同部位结合反竞争性抑制反竞争性抑制：酶与底物结合后，才可与抑制剂：酶与底物结合后，才可与抑制剂结合结合 竞争性抑制，竞争性抑制，Vmax不变，不变，Km增加；增加；可逆抑制动力学可逆抑制动力学 非竞争性抑制，非竞争性抑制，Vmax减小，减小，Km不变；不变； 反竞争性抑制，反竞争性抑制，Vmax减小，减小，Km减小；减小；期末总结KmCompetitive Non-competitive Uncompetitive Direct PlotsDouble ReciprocalVm
102、axVmaxKmKmS, mMvoS, mMvoI II IKmS, mMVmaxI IKmVmaxVmaxVmax unchangedKm increasedVmax decreasedKm unchangedBoth Vmax & Km decreasedI I1/S1/Km1/vo1/ VmaxI ITwo parallellinesI IIntersect at X axis1/vo1/ Vmax1/S1/Km1/S1/Km1/ Vmax1/vo Intersect at Y axis= Km期末总结重要的抑制剂重要的抑制剂不可逆抑制剂不可逆抑制剂非专一性非专一性：有机磷化合物：与酶活
103、性部位有机磷化合物：与酶活性部位Ser-OH共价结合，共价结合，强烈抑制胆碱酯酶活性；敌敌畏、敌百虫强烈抑制胆碱酯酶活性；敌敌畏、敌百虫有机汞、有机砷化合物：与酶分子中有机汞、有机砷化合物：与酶分子中Cys-SH作用，抑制含巯基的酶作用，抑制含巯基的酶重金属：使酶蛋白变性失活，用螯合剂可解除重金属：使酶蛋白变性失活，用螯合剂可解除氰化物、硫化物、氰化物、硫化物、CO：与酶分子中金属离子：与酶分子中金属离子形成络合物形成络合物烷化剂：与酶的巯基、氨基、羧基、咪烷化剂：与酶的巯基、氨基、羧基、咪唑基等结合唑基等结合专一性：专一性：作用某一作用某一种酶种酶Ks型：具底物类似结构，可与相应酶结合，并带
104、有一型：具底物类似结构，可与相应酶结合，并带有一个活泼的化学基团，可对酶分子的必需基团进行修饰，个活泼的化学基团，可对酶分子的必需基团进行修饰，从而抑制酶的活性。亦称亲和标记试剂。从而抑制酶的活性。亦称亲和标记试剂。Kcat型：具有底物类似结构，本身也是酶的底物，且型：具有底物类似结构，本身也是酶的底物，且存在潜伏的反应基团：当发生催化反应时，潜伏基团存在潜伏的反应基团：当发生催化反应时，潜伏基团暴露或活化，作用酶活性部位的必需基团或辅基，使暴露或活化，作用酶活性部位的必需基团或辅基，使酶不可逆失活。亦称自杀性底物。酶不可逆失活。亦称自杀性底物。期末总结 可逆抑制剂：可逆抑制剂：最重要和最常见
105、的是竞争性抑制剂。这类抑制剂与天然最重要和最常见的是竞争性抑制剂。这类抑制剂与天然代谢物在结构上十分相似，能选择性抑制病菌或癌细胞在代谢过程中的代谢物在结构上十分相似，能选择性抑制病菌或癌细胞在代谢过程中的某些酶，故称之为抗代谢物。如磺胺药，对氨基苯磺酰胺，它是对氨基某些酶，故称之为抗代谢物。如磺胺药，对氨基苯磺酰胺，它是对氨基苯甲酸的结构类似物，而对氨基苯甲酸是叶酸结构的一部分，细菌不能苯甲酸的结构类似物，而对氨基苯甲酸是叶酸结构的一部分，细菌不能直接利用外源的叶酸，只能在二氢叶酸合成酶的作用下，利用对氨基苯直接利用外源的叶酸，只能在二氢叶酸合成酶的作用下，利用对氨基苯甲酸为原料合成二氢叶酸
106、，继而合成四氢叶酸甲酸为原料合成二氢叶酸，继而合成四氢叶酸嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸合成中重要的辅酶！因此，可利用竞争性抑制的原理设计药物。中重要的辅酶！因此，可利用竞争性抑制的原理设计药物。 此外，过渡态底物类似物也可作为竞争性抑制剂：所谓过渡态底物此外，过渡态底物类似物也可作为竞争性抑制剂：所谓过渡态底物是指底物和酶结合而形成的中间复合物被活化后的过渡形式。过渡态底是指底物和酶结合而形成的中间复合物被活化后的过渡形式。过渡态底物对酶的亲和力远大于底物，因此可将抑制剂的化学结构设计成类似于物对酶的亲和力远大于底物，因此可将抑制剂的化学结构设计成类似于过渡态底物，从而一起酶的强烈抑制。目前报道的
107、过渡态底物类似物都过渡态底物，从而一起酶的强烈抑制。目前报道的过渡态底物类似物都是竞争性抑制剂，其抑制效率比基态底物类似物高的多。是竞争性抑制剂，其抑制效率比基态底物类似物高的多。 温度、温度、pH、激活剂对酶活性的影响：、激活剂对酶活性的影响：存在酶反应的最适温度、最适存在酶反应的最适温度、最适pH；凡能提高酶活性的物质都称为激活剂，它对酶的作用具有一定的选；凡能提高酶活性的物质都称为激活剂，它对酶的作用具有一定的选择性，即一种激活剂对某种酶起激活作用，而对另一种酶可能起抑制作择性，即一种激活剂对某种酶起激活作用，而对另一种酶可能起抑制作用。用。期末总结酶的作用机制和酶的调节酶的作用机制和酶
108、的调节酶活性部位酶活性部位酶的催化能力只局限在酶分子的一定区域，只有少数特酶的催化能力只局限在酶分子的一定区域，只有少数特异的氨基酸残基参与了底物结合与催化作用，这些特异的氨基酸残基比异的氨基酸残基参与了底物结合与催化作用，这些特异的氨基酸残基比较集中的区域，即与酶活性直接相关的区域称为酶的活性部位或活性中较集中的区域，即与酶活性直接相关的区域称为酶的活性部位或活性中心。心。活性部位包括活性部位包括结合部位决定酶的专一性；结合部位决定酶的专一性；催化部位决定酶的催化能力催化部位决定酶的催化能力酶活性部位的共同特点：酶活性部位的共同特点：酶活性部位在酶分子的总体积中只占相当小的部分，通常只占整个
109、酶分子体积的酶活性部位在酶分子的总体积中只占相当小的部分，通常只占整个酶分子体积的1%2%；酶的活性部位是一个三维实体（空间概念）：不是点、线、面的概念；酶的活性部位是一个三维实体（空间概念）：不是点、线、面的概念；酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补，而是在结合过程中二者发生一定的酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补，而是在结合过程中二者发生一定的构象变化后才互补的：此动态的辨认过程称为诱导契合；构象变化后才互补的：此动态的辨认过程称为诱导契合；酶的活性部位是位于酶分子表面的一个裂缝内，底物分子或底物分子的一部分结酶的活性部位是位于酶分子表面的一个裂缝内，底物分子或底物分子的一部分结合到
110、裂缝内并发生催化作用；合到裂缝内并发生催化作用；底物通过次级键结合到酶上：酶与底物形成底物通过次级键结合到酶上：酶与底物形成ES复合物主要靠氢键、盐键、范德复合物主要靠氢键、盐键、范德华力和疏水相互作用；华力和疏水相互作用；酶活性部位具有柔性或可运动性：活性部位更易被破坏；酶活性部位具有柔性或可运动性：活性部位更易被破坏；期末总结补充：补充： 酶的催化作用是由氨基酸侧链上功能基团和辅因子为媒介的，主要的有酶的催化作用是由氨基酸侧链上功能基团和辅因子为媒介的，主要的有His、Ser、Cys、Lys、Glu、Asp的侧链常直接参加催化过程；辅因子对于的侧链常直接参加催化过程；辅因子对于酶的催化具有
111、协同作用；酶的催化具有协同作用； 对于多底物的酶促催化反应，存在着对于多底物的酶促催化反应，存在着1个以上的底物结合部位，在活性部个以上的底物结合部位，在活性部位存在位存在1个以上的催化基团，能进行协同催化；个以上的催化基团，能进行协同催化； 与底物相比较，酶分子很大，而活性部位通常只比底物稍大一些，故活与底物相比较，酶分子很大，而活性部位通常只比底物稍大一些，故活性部位通常包围着底物。性部位通常包围着底物。期末总结1.1.丝氨酸蛋白氨酸蛋白酶酶的的结构特点构特点 丝氨酸蛋白氨酸蛋白酶酶类包括胰蛋白包括胰蛋白酶酶、胰凝乳蛋白、胰凝乳蛋白酶酶、弹性蛋白性蛋白酶酶( (胰胰肽酶酶E)E)、枯草杆菌
112、蛋白、枯草杆菌蛋白酶酶(subtilisin)(subtilisin)和其他和其他相关相关酶酶。之所以称。之所以称为丝氨酸蛋白氨酸蛋白酶酶，是因，是因为它它们有共同有共同的、涉及特有的反的、涉及特有的反应丝氨酸残基的作用机制；二异苯氟氨酸残基的作用机制；二异苯氟磷酸磷酸(DIPF)(DIPF)是是丝氨酸蛋白氨酸蛋白酶酶的不可逆抑制的不可逆抑制剂，它只能与，它只能与活性部位的活性部位的SerSer残基残基结合，从而合，从而导致致酶酶的失活，的失活，这就就证明了明了这个个丝氨酸残基是氨酸残基是酶酶活性所必需的。（活性所必需的。（虽然乙然乙酰胆胆碱碱酯酶酶本身不是一种蛋白本身不是一种蛋白酶酶，但，但
113、该酶酶是一个是一个丝氨酸氨酸酯酶酶，并在机制上与并在机制上与丝氨酸蛋白氨酸蛋白酶酶相似）。相似）。 期末总结 胰蛋白胰蛋白酶酶、胰凝乳蛋白、胰凝乳蛋白酶酶和和弹性蛋白性蛋白酶酶都能完成都能完成同同样的反的反应-肽链裂解。裂解。虽然它然它们的的结构和作用机制构和作用机制是十分相似的，但是，它是十分相似的，但是，它们却表却表现出很不相同的出很不相同的( (基基团) )专一性。一性。这三种三种酶酶的分子量大的分子量大约是是25 kD25 kD，有相似的，有相似的的的顺序和三序和三维空空间结构，整个分子呈构，整个分子呈椭球形。它球形。它们的的活性中心存在催化三活性中心存在催化三联体体(His57(Hi
114、s57、Asp102Asp102和和Ser195) Ser195) 的位置。催化三的位置。催化三联体在三种胰体在三种胰脏酶酶中都存在。中都存在。期末总结3.3.丝氨酸蛋白氨酸蛋白酶酶进化上的关系化上的关系 胰凝乳蛋白胰凝乳蛋白酶酶、胰蛋白、胰蛋白酶酶、弹性蛋白性蛋白酶酶来自同一来自同一组织-胰胰脏, ,都是内都是内肽酶酶。这三种三种酶酶被被认为是由一个共同的祖先基是由一个共同的祖先基因因(ancestral gene)(ancestral gene)在在进化化过程中通程中通过同源同源同源同源趋趋异异异异进进化化化化(divergent (divergent evolution) evoluti
115、on) 产生的三个基因生的三个基因编码的。因的。因为: : 1).1).这三种三种酶酶的活性中心都含有可与的活性中心都含有可与DIFPDIFP起反起反应的的SerSer残基；残基； 2).2).在活性部位的在活性部位的SerSer附近都含有相同的氨基酸附近都含有相同的氨基酸顺序：序： -Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro- -Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro-3).3).在它在它们的三的三级结构中都含有相同的、恒定的构中都含有相同的、恒定的 Asp102-His57-Ser195- Asp102-His57-Ser195- 的的组合合顺序序( (相同的相同的电荷荷转换
116、系系统) )；4).4).它它们氨基酸的氨基酸的顺序大序大约有有40%40%相同；相同；5) 5) 它它们有很相似的空有很相似的空间结构。构。期末总结w枯草杆菌蛋白酶和小麦胚芽丝氨酸羧肽酶枯草杆菌蛋白酶和小麦胚芽丝氨酸羧肽酶(一种外肽酶一种外肽酶)也也是丝氨酸蛋白酶，彼此之间以及与胰凝乳蛋白酶之间在一级是丝氨酸蛋白酶，彼此之间以及与胰凝乳蛋白酶之间在一级或三级结构上不具有共同的可辩别的关系。然而，这两种酶或三级结构上不具有共同的可辩别的关系。然而，这两种酶在它们的活性部位上具有与胰脏酶相似的催化三联体，由于在它们的活性部位上具有与胰脏酶相似的催化三联体，由于这两种酶活性部位相应的催化三联体的顺
117、序是不同的这两种酶活性部位相应的催化三联体的顺序是不同的(在胰在胰凝乳蛋白酶中是凝乳蛋白酶中是Asp102His57Ser195,在枯草杆菌蛋白在枯草杆菌蛋白酶中是酶中是Asp32His64Ser221,在小麦胚芽丝氨酸羧肽酶在小麦胚芽丝氨酸羧肽酶中是中是Asp338His397-Ser146)，因此，它们从一个共同的，因此，它们从一个共同的祖先蛋白祖先蛋白(ancestor protein)进化而来是很不可能的。这些进化而来是很不可能的。这些酶显然构成了一个酶显然构成了一个异源趋同进化异源趋同进化异源趋同进化异源趋同进化(convergent evolution)(convergent ev
118、olution)的的例子。例子。期末总结影影响响酶酶催催化化效效率率的的因因素素底物和酶的邻近效应与定向效应底物和酶的邻近效应与定向效应：邻近效应指酶与底物结合成中间复合物：邻近效应指酶与底物结合成中间复合物后，使底物与底物之间，酶的催化基团与底物之间的有效浓度大大提高；后，使底物与底物之间，酶的催化基团与底物之间的有效浓度大大提高；定向效应指底物的反应基团之间和酶的催化基团与底物的反应基团之间的定向效应指底物的反应基团之间和酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确取位产生的效应。正确取位产生的效应。底物形变和诱导契合底物形变和诱导契合：酶使底物分子中敏感键基团的电子云密度增高或降低，：酶使底物
119、分子中敏感键基团的电子云密度增高或降低，产生电子张力，使底物分子形变而接近其过渡态，降低了反应活化能；产生电子张力，使底物分子形变而接近其过渡态，降低了反应活化能；酸碱催化：酶通过瞬时的向底物提供质子或从底物接受质子以稳定过渡态底酸碱催化：酶通过瞬时的向底物提供质子或从底物接受质子以稳定过渡态底物而加速反应的催化机制。在生理条件下，物而加速反应的催化机制。在生理条件下，pH中性，中性，OH-H+很低，不能起到很低，不能起到酸碱催化作用，此时主要依靠广义的酸碱催化来作用，即酶蛋白分子中某些酸碱催化作用，此时主要依靠广义的酸碱催化来作用，即酶蛋白分子中某些基团既是质子供体又是质子受体，如氨基、羧基
120、、巯基、酚羟基、咪唑基等。基团既是质子供体又是质子受体，如氨基、羧基、巯基、酚羟基、咪唑基等。共价催化：酶蛋白中的亲核基团容易攻击底物的亲电中心，形成酶共价催化：酶蛋白中的亲核基团容易攻击底物的亲电中心，形成酶-底物共价底物共价结合的中间物，从而降低反应活化能，加速反应。酶蛋白中最常见的结合的中间物，从而降低反应活化能，加速反应。酶蛋白中最常见的3种亲核种亲核基团是：丝氨酸羟基、半胱氨酸巯基、组氨酸咪唑基；底物中典型的亲电中心：基团是：丝氨酸羟基、半胱氨酸巯基、组氨酸咪唑基；底物中典型的亲电中心：磷酰基、酰基和糖基。磷酰基、酰基和糖基。金属离子催化：几乎金属离子催化：几乎1/3的酶催化活性需要
121、金属离子，金属离子通过的酶催化活性需要金属离子，金属离子通过3种主要途径种主要途径参与催化过程：结合底物为反应定向；可逆地改变金属离子的氧化态调节氧化还参与催化过程：结合底物为反应定向；可逆地改变金属离子的氧化态调节氧化还原反应；静电稳定或屏蔽负电荷。原反应；静电稳定或屏蔽负电荷。多元协同催化：多元协同催化：酶活性部位受微环境影响：非极性、低介电环境利于酶促反应。酶活性部位受微环境影响：非极性、低介电环境利于酶促反应。期末总结酶活性的调控酶活性的调控酶酶活活性性的的调调控控激素激素产物反馈抑制产物反馈抑制抑制剂、激活剂抑制剂、激活剂别构调节：可逆、非共价：别构酶别构调节：可逆、非共价：别构酶共
122、价修饰共价修饰不可逆共价修饰：酶原激活不可逆共价修饰：酶原激活可逆共价修饰：可逆共价修饰：磷酸化与去磷酸化磷酸化与去磷酸化甲基化与去甲基化甲基化与去甲基化其它其它同工酶同工酶别构调节别构调节酶分子的非催化部位（别构部位）与某些化合物可逆地、非共价酶分子的非催化部位（别构部位）与某些化合物可逆地、非共价结合后使酶的构象发生改变，进而改变酶活性（增加或降低），称之为酶的别构结合后使酶的构象发生改变，进而改变酶活性（增加或降低），称之为酶的别构调节。具有这种调节作用的酶称为别构酶（变构酶）。使酶分子发生别构作用的调节。具有这种调节作用的酶称为别构酶（变构酶）。使酶分子发生别构作用的物质称为效应物或别
123、构剂，它包括正效应物（别构激活剂）和负效应物（别构抑物质称为效应物或别构剂，它包括正效应物（别构激活剂）和负效应物（别构抑制剂）。别构调节普遍存在于生物界，许多多谢途径的关键酶就是利用别构调节制剂）。别构调节普遍存在于生物界，许多多谢途径的关键酶就是利用别构调节来控制代谢途径之间的平衡。别构调节现象不仅存在于别构酶，还存在于其它的来控制代谢途径之间的平衡。别构调节现象不仅存在于别构酶，还存在于其它的别构蛋白质如血红蛋白；此外，操纵子中的调节蛋白也是别构蛋白质。别构蛋白质如血红蛋白；此外，操纵子中的调节蛋白也是别构蛋白质。期末总结关于别构酶：关于别构酶： 别构酶的酶促反应大多不符合别构酶的酶促反
124、应大多不符合Michaelis-Menten动力学，即不符合米动力学，即不符合米氏方程，其酶促反应曲线为氏方程，其酶促反应曲线为S型（正协同）或双曲；型（正协同）或双曲； 效应物（别构剂）与调节亚基（调节部位）结合后导致酶构象的改变，效应物（别构剂）与调节亚基（调节部位）结合后导致酶构象的改变，引起酶催化部位的活性增加或降低；引起酶催化部位的活性增加或降低； 具活性中心和别构中心，且二中心处在酶蛋白的不同亚基或同一亚基具活性中心和别构中心，且二中心处在酶蛋白的不同亚基或同一亚基的不同部位，即调节部位不同于催化部位；的不同部位，即调节部位不同于催化部位； 许多别构酶常处于代谢途径的起始部位或受控
125、部位，代谢途径的终产许多别构酶常处于代谢途径的起始部位或受控部位，代谢途径的终产物常作为别构酶的负效应物抑制这些酶；物常作为别构酶的负效应物抑制这些酶； 所有的别构酶均为寡聚酶；所有的别构酶均为寡聚酶； 存在同促效应和异促效应：底物分子本身对别构酶的调节作用称同促存在同促效应和异促效应：底物分子本身对别构酶的调节作用称同促效应；非底物分子对别构酶的调节作用称异促效应；效应；非底物分子对别构酶的调节作用称异促效应；期末总结实例：大肠杆菌的天冬氨酸转氨甲酰酶实例：大肠杆菌的天冬氨酸转氨甲酰酶 结构结构 ATcase相对分子质量是相对分子质量是310，0000，由，由12条肽链组成，条肽链组成， 每
126、个催化亚基每个催化亚基有有3个天冬氨酸底物结合部位个天冬氨酸底物结合部位 ，每个调节亚基有，每个调节亚基有2个别构剂的结合部位个别构剂的结合部位 催化反应：催化反应： 这是嘧啶核苷酸合成系列反应的第一个反应，反应终产物这是嘧啶核苷酸合成系列反应的第一个反应，反应终产物CTP是是ATcase的别构抑制剂，而的别构抑制剂，而ATP 是它的别构激活剂是它的别构激活剂 反应动力学曲线反应动力学曲线 当只有底物天冬氨酸和氨甲酰磷酸存在时，当只有底物天冬氨酸和氨甲酰磷酸存在时，ATcase的反应动力学曲线的反应动力学曲线为为S型曲线型曲线 ，如果其他条件不变，但反应为一，如果其他条件不变，但反应为一 就有
127、就有CTP存在，存在，CTP 与与ATcase 调节亚基结合使酶分子构象变化，与底物亲和力降低，使反应调节亚基结合使酶分子构象变化，与底物亲和力降低，使反应速度下降，速度下降，S型曲线右移。如果在反应系统加入型曲线右移。如果在反应系统加入ATP而不是而不是CTP，ATP 与与ATcase调节亚基结合后，使酶分子构象变化，与底物亲和力增强，调节亚基结合后，使酶分子构象变化，与底物亲和力增强，反应速度加快，反应速度加快，S型曲线左移。型曲线左移。 综上所述，对于综上所述，对于ATcase来说，底物，来说，底物，CTP, ATP是它的别构效应剂，可以是它的别构效应剂，可以通过别构效应影响酶的催化活性
128、，从而有效地调节内嘧啶核苷酸的生通过别构效应影响酶的催化活性，从而有效地调节内嘧啶核苷酸的生物合成物合成 期末总结补充：补充：为了区分符合米氏方程的酶和正协同效应的别构酶及负协同为了区分符合米氏方程的酶和正协同效应的别构酶及负协同效应的别构酶，用协同指数（效应的别构酶，用协同指数（cooperativity index，CI）来鉴别不同）来鉴别不同的协同作用以及协同的程度。的协同作用以及协同的程度。CI是指酶分子中的结合位点被底物饱是指酶分子中的结合位点被底物饱和和90%和饱和和饱和10%时底物浓度的比值。故协同指数又称饱和比值时底物浓度的比值。故协同指数又称饱和比值(Rs)。CI=Rs=81
129、 1/n ，n为协同系数（为协同系数（Hill系数），存在下列不同的系数），存在下列不同的Rs值：值：典型的米氏方程酶：典型的米氏方程酶：Rs=81；正协同效应的别构酶：正协同效应的别构酶：Rs81，且，且Rs愈小，正协同效应愈显著；愈小，正协同效应愈显著；负协同效应的别构酶：负协同效应的别构酶：Rs81,且且Rs愈大，负协同效应愈显著；愈大，负协同效应愈显著； 此外，也常用此外，也常用Hill系数来判断酶属于哪一种类型：米氏方程酶系数来判断酶属于哪一种类型：米氏方程酶n=1；正协同别构酶；正协同别构酶n 1；负协同别构酶；负协同别构酶n 1；期末总结调节酶调节酶凡能通过构象变化或亚基解聚或亚
130、基修饰等方凡能通过构象变化或亚基解聚或亚基修饰等方式来改变酶活性而对代谢起调节作用的酶称为调节酶。式来改变酶活性而对代谢起调节作用的酶称为调节酶。调节酶调节酶别构酶：别构酶：可逆地非共价结合，使构象改变，调节可逆地非共价结合，使构象改变，调节亚基发生变构或进一步脱离催化亚基（解聚）。亚基发生变构或进一步脱离催化亚基（解聚）。比如比如天冬氨酸转氨甲酰酶天冬氨酸转氨甲酰酶 ，是是CTP生物合成多酶生物合成多酶体系反应序列中的第一个酶。体系反应序列中的第一个酶。共价调节酶：共价调节酶：通过其它酶对其多肽链某些基团进通过其它酶对其多肽链某些基团进行可逆共价修饰，使处于活性与非活性的互变状行可逆共价修饰
131、，使处于活性与非活性的互变状态，从而调节酶活性；共价修饰主要是磷酸化、态，从而调节酶活性；共价修饰主要是磷酸化、腺苷酰化、甲基化等。如在蛋白激酶作用下发生腺苷酰化、甲基化等。如在蛋白激酶作用下发生磷酸化，主要的蛋白激酶有蛋白激酶磷酸化，主要的蛋白激酶有蛋白激酶A，磷酸化，磷酸化酶激酶，蛋白酪氨酸激酶等；共价调节酶是寡聚酶激酶，蛋白酪氨酸激酶等；共价调节酶是寡聚酶，且在每个亚基上都含有共价修饰的位点。酶，且在每个亚基上都含有共价修饰的位点。期末总结酶原激活酶原激活是不可逆共价修饰，指酶前体（酶原）经过蛋白水解是不可逆共价修饰，指酶前体（酶原）经过蛋白水解酶作用后释放出肽段，构象发生变化，形成酶的
132、活性部位，变成有酶作用后释放出肽段，构象发生变化，形成酶的活性部位，变成有活性的酶。活性的酶。同工酶同工酶指催化相同的化学反应，但其蛋白质的分子结构、理化指催化相同的化学反应，但其蛋白质的分子结构、理化性质和免疫功能等性质和免疫功能等 方面不同的一组酶，称为同工酶。关于同工酶的方面不同的一组酶，称为同工酶。关于同工酶的几点说明：几点说明： 同工酶的产生可能是基因分化的产物，而基因分化又可能是生同工酶的产生可能是基因分化的产物，而基因分化又可能是生物进化过程中为适应不同的代谢方式而引起的，故为适应不同的代物进化过程中为适应不同的代谢方式而引起的，故为适应不同的代谢方式，同工酶在不同组织或不同细胞
133、中分布不同，底物特异性不谢方式，同工酶在不同组织或不同细胞中分布不同，底物特异性不同和动力学特性不同，这决定了同工酶在体内的功能是不同的，同同和动力学特性不同，这决定了同工酶在体内的功能是不同的，同工酶只做相同的工作，不一定有相同的功能；工酶只做相同的工作，不一定有相同的功能； 同工酶是由不同基因编码的单体亚基通过不同的比例聚合成不同工酶是由不同基因编码的单体亚基通过不同的比例聚合成不同的多聚体，使得同工酶在催化同一反应时以不同的多聚体形式存同的多聚体，使得同工酶在催化同一反应时以不同的多聚体形式存在；在； 同工酶是研究代谢调节、分子遗传、生物进化、个体发育、细同工酶是研究代谢调节、分子遗传、
134、生物进化、个体发育、细胞分化和细胞癌变的有力工具，在酶学、医学和生物学研究中具有胞分化和细胞癌变的有力工具，在酶学、医学和生物学研究中具有重要地位。重要地位。期末总结第五章第五章 核酸核酸 核酸核酸 是重要的生物大分子（还有蛋白质、多糖和脂是重要的生物大分子（还有蛋白质、多糖和脂类复合物），是生物化学与分子生物学研究的重要对象和类复合物），是生物化学与分子生物学研究的重要对象和领域。它包括核糖核酸（领域。它包括核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸）和脱氧核糖核酸(DNA)。腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶C尿嘧啶尿嘧啶U胸腺嘧啶胸腺嘧啶T期末总结核酸的种类、分布、功能核酸的种类、分布、功能种类
135、种类 脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA）：）：是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。核糖核酸核糖核酸（RNA） tRNA (15%) mRNA (3-5%) rRNA (80%) 其它其它RNA：如反义如反义RNA等等 所有生物细胞都含有所有生物细胞都含有DNA和和RNA这两类核酸，而病毒只这两类核酸，而病毒只含含DNA或或RNA。 真核生物染色体真核生物染色体DNA是线型双链是线型双链DNA。原核生物的染色。原核生物的染色体体DNA、质粒、质粒DNA和真核生物的细胞器和真核生物的细胞器DNA都是环状双都是环状双链链DNA。 细胞细胞RNA通常都是线型单链，但病毒通常都是线型单链，但病毒RNA
136、则有线型与环则有线型与环状、双链与单链之分。状、双链与单链之分。期末总结 分布分布DNA原核生物原核生物真核生物真核生物拟核拟核质粒质粒染色体（质）染色体（质）细胞器：如线粒体、叶绿体等细胞器：如线粒体、叶绿体等RNA：核内核内（snRNA、hnRNA）、）、胞质胞质(scRNA)、细胞器细胞器 质粒质粒DNA为为cccDNA。类病毒为环状类病毒为环状ssRNA。 功能功能DNA：是主要的遗传物质，遗传信息以密码形式编码在是主要的遗传物质，遗传信息以密码形式编码在核酸分子上，表现为特定的核苷酸序列。核酸分子上，表现为特定的核苷酸序列。RNA参与蛋白质合成参与蛋白质合成tRNA： 转运、识别转运
137、、识别rRNA： 装配、催化装配、催化mRNA：信使、模板：信使、模板多种细胞功能多种细胞功能期末总结RNA的的5种功能种功能控制蛋白质合成控制蛋白质合成作用于作用于RNA转录后加工与修饰转录后加工与修饰基因表达与细胞功能调节：如反义基因表达与细胞功能调节：如反义RNA、RNAi（RNA干扰）干扰）生物催化与细胞持家功能（细胞基本功能）生物催化与细胞持家功能（细胞基本功能）遗传信息的加工与进化遗传信息的加工与进化 生物体通过生物体通过DNA复制将遗传信息由亲代传递给子代。通过复制将遗传信息由亲代传递给子代。通过RNA转录和蛋白质翻译使遗传信息在子代中得以表达转录和蛋白质翻译使遗传信息在子代中得
138、以表达。 基因：基因：是指具有遗传效应的是指具有遗传效应的DNA片段或片段或RNA，它能编码蛋，它能编码蛋白质或功能白质或功能RNA。某些病毒的基因组是。某些病毒的基因组是RNA。期末总结核酸结构核酸结构核酸分子的组成核酸分子的组成 核酸的四级结构核酸的四级结构基本内容基本内容核核 酸酸 核酸分子组成核酸分子组成 核苷酸核苷酸磷酸磷酸核苷核苷戊糖戊糖碱基碱基AGTCU核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖碱基结构、稀有碱基结构、稀有碱基、核苷三磷碱基、核苷三磷酸、环化核苷酸酸、环化核苷酸期末总结 磷酸基的位置磷酸基的位置 在在RNA分子中，磷酸在分子中，磷酸在2、3、5均可；均可；在在DNA分子中，磷酸在分
139、子中，磷酸在3、5（ D-2-脱氧核糖脱氧核糖 ）。）。 核酸分子的形成核酸分子的形成 由多个核苷酸分子聚合而成，无分支结由多个核苷酸分子聚合而成，无分支结构。核苷酸分子之间以构。核苷酸分子之间以 3，5磷酸二酯键相连。磷酸二酯键磷酸二酯键相连。磷酸二酯键的走向为的走向为3 5。 DNA与与RNA的四级结构的四级结构与蛋白质四级结构比较。与蛋白质四级结构比较。DNA的的四四级级结结构构一级结构：一级结构：由多个由多个4种脱氧核苷酸分子通过种脱氧核苷酸分子通过3，5磷酸磷酸二酯键连接形成的直线型或环型多聚体。二酯键连接形成的直线型或环型多聚体。二级结构：二级结构：在碱基互补配对的基础上形成的在碱
140、基互补配对的基础上形成的DNA双螺旋结构。双螺旋结构。三级结构：三级结构：在二级结构上，在二级结构上，DNA双螺旋结构通过折叠和扭曲双螺旋结构通过折叠和扭曲所形成的特定构象。如超螺旋等。所形成的特定构象。如超螺旋等。四级结构：四级结构：指指DNA与蛋白质形成的复合物。如染色体（质）。与蛋白质形成的复合物。如染色体（质）。期末总结重要概念重要概念 碱基互补配对碱基互补配对 指碱基指碱基A、T配对，碱基配对，碱基G、 C配对。它们之间配对。它们之间分别通过分别通过2个氢键和个氢键和3个氢键配对。即个氢键配对。即A=T G =C 。 Chargaff规则规则 在双链在双链DNA分子中，碱基摩尔数存在
141、下列关系：分子中，碱基摩尔数存在下列关系：A=T G=C A+C=G+T A+G=T+C DNA双螺旋结构双螺旋结构 1953年，年，Watson和和Crick在前人工作的基础在前人工作的基础上提出上提出DNA双螺旋结构模型。该模型的特征如下：双螺旋结构模型。该模型的特征如下：两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕，且两条链两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕，且两条链均为右手螺旋。碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行；均为右手螺旋。碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行；嘌呤与嘧啶碱基位于双螺旋的内侧；嘌呤与嘧啶碱基位于双螺旋的内侧； 双螺旋的平均直径为双螺旋的平均直径为
142、2nm， 两个相邻碱基对之间的距离为两个相邻碱基对之间的距离为0.34nm，即碱基堆积距离为，即碱基堆积距离为0.34nm；沿中心轴每旋转一周有；沿中心轴每旋转一周有10个核个核苷酸，故每一转的高度为苷酸，故每一转的高度为3.4nm，即螺距为，即螺距为3.4nm；两个核苷酸之间；两个核苷酸之间的夹角为的夹角为36；期末总结 两条核苷酸链依靠碱基之间形成的氢键而结合在一起，即两条核苷酸链依靠碱基之间形成的氢键而结合在一起，即A与与T配配对，对，C与与G配对；配对；碱基在一条链上的排列顺序不受限制，但一旦确定后，即可决定碱基在一条链上的排列顺序不受限制，但一旦确定后，即可决定另一条互补链上的序列。
143、另一条互补链上的序列。该模型中的该模型中的DNA结构称为结构称为B型构象，表示型构象，表示DNA钠盐在较高湿度下钠盐在较高湿度下制得的纤维的结构，可能比较接近大部分制得的纤维的结构，可能比较接近大部分DNA在细胞中的构象；在细胞中的构象；DNA能以多种构象存在，如能以多种构象存在，如A、C、D、E、Z（比较特殊）。其中（比较特殊）。其中A和和B型是型是DNA的两种基本构象；这些构象在一定条件下可以互变，但的两种基本构象；这些构象在一定条件下可以互变，但不涉及共价键的断裂；不涉及共价键的断裂；稳定双螺旋结构的因素稳定双螺旋结构的因素碱基堆积力形成疏水环境（主要因素）碱基堆积力形成疏水环境（主要因
144、素） 。碱基配对的氢键。碱基配对的氢键。GC含量越多，越稳定。含量越多，越稳定。磷磷酸酸基基上上的的负负电电荷荷与与介介质质中中的的阳阳离离子子或或组组蛋蛋白白的的正正离离子子之之间间形形成成离子键，中和了磷酸基上的负电荷间的斥力，有助于离子键，中和了磷酸基上的负电荷间的斥力，有助于DNA稳定。稳定。期末总结 超螺旋超螺旋 当当DNA分子在溶液中以一定的构象存在时，双螺旋处于能分子在溶液中以一定的构象存在时，双螺旋处于能量最低的状态，此为松弛态；如果这种正常的量最低的状态，此为松弛态；如果这种正常的DNA分子额外地多转几圈分子额外地多转几圈或少转几圈，就会使双螺旋中存在张力。当或少转几圈，就会
145、使双螺旋中存在张力。当DNA分子的两端是固定的，分子的两端是固定的，或是环状分子，则这种额外的张力就不能释放掉，或是环状分子，则这种额外的张力就不能释放掉，DNA分子就会发生扭分子就会发生扭曲，用以抵消张力。这种扭曲称为超螺旋，即双螺旋的螺旋。如曲，用以抵消张力。这种扭曲称为超螺旋，即双螺旋的螺旋。如B型构象型构象的两条链均为右手螺旋，则其负超螺旋为左手螺旋。的两条链均为右手螺旋，则其负超螺旋为左手螺旋。 在生物体内，绝大多数的在生物体内，绝大多数的DNA是以超螺旋的形成存在的。是以超螺旋的形成存在的。 L=T+W核酸的变性和复性核酸的变性和复性：当核酸的氢键在外界因素的影响下：当核酸的氢键在
146、外界因素的影响下,发生断裂发生断裂,使两使两条链分开条链分开,但不降解但不降解.叫核酸的变性叫核酸的变性.当当经加热变性的经加热变性的DNA在适当条件下，在适当条件下，二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种逆转过程。热变性逆转过程。热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为退火一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为退火(annealing)。期末总结熔解温度（熔解温度（Tm）：）：DNA的的双双螺螺旋旋结结构构失失去去一一半半时时对对应应的的温温度度（核核酸酸 G+C 组组成成分分越越高者高者 Tm
147、越大，越大，离子强度高，离子强度高，Tm高）高）分分子子杂杂交交：不不同同来来源源的的核核酸酸变变性性后后，合合并并在在一一处处进进行行复复性性，这这时时，只只要要这这些些核核酸酸分分子子的的核核苷苷酸酸序序列列含含有有可可以以形形成成碱碱基基互互补补配配对对的的片片段段，复复性性也也会会发发生生于于不不同同来来源源的的核核酸酸链链之之间间，即即形形成成所所谓的杂化双链，这个过程称为杂交谓的杂化双链，这个过程称为杂交(hybridization)(hybridization)。增色效应与减色效应增色效应与减色效应增色效应：增色效应：DNA变性过程中，摩尔吸光系数增大。变性过程中，摩尔吸光系数增
148、大。减色效应：减色效应：DNA复性过程中，摩尔吸光系数减小。复性过程中，摩尔吸光系数减小。期末总结RNA的高级结构wtRNA的二级结构和三级结构的二级结构和三级结构 二级结构：二级结构： 三叶草结构，由氨基酸臂、二氢脲嘧三叶草结构，由氨基酸臂、二氢脲嘧啶环、反密码环、额外环、假脲嘧啶环构成啶环、反密码环、额外环、假脲嘧啶环构成 三级结构：三级结构：倒倒L 型结构型结构wrRNA的结构组成的结构组成wmRNA的结构特点和功能的结构特点和功能 内含子、外显子内含子、外显子 5帽子，帽子，3尾巴尾巴期末总结维生素维生素 水溶性维生素 脂溶性维生素 维生素缺乏症 各种维生素构成的辅酶（辅基）及其在酶反
149、应中的功能知识点维生素（维生素（Vitamin）维生素是维持生物体正常生长发育和代谢所必需的维生素是维持生物体正常生长发育和代谢所必需的一类微量有机物质，不能由机体合成或合成量不足，必须靠食物供给。维生一类微量有机物质，不能由机体合成或合成量不足，必须靠食物供给。维生素在生物体内的作用不同于糖类、脂类和蛋白质，它不是作为碳源、氮源或素在生物体内的作用不同于糖类、脂类和蛋白质，它不是作为碳源、氮源或能源物质，不是用来供能或构成生物体的组成部分，但却是代谢过程中所必能源物质，不是用来供能或构成生物体的组成部分，但却是代谢过程中所必需的，即绝大多数的维生素是作为酶的辅酶或辅基的组成部分，在代谢中起需
150、的，即绝大多数的维生素是作为酶的辅酶或辅基的组成部分，在代谢中起到重要作用。到重要作用。维生素缺乏症维生素缺乏症由于各种维生素的生理功能不同，因而缺乏不同的维生素由于各种维生素的生理功能不同，因而缺乏不同的维生素将产生不同的疾病，即由于维生素缺乏而引起的疾病称为维生素缺乏症。如将产生不同的疾病，即由于维生素缺乏而引起的疾病称为维生素缺乏症。如缺乏维生素缺乏维生素A导致夜盲症，缺乏维生素导致夜盲症，缺乏维生素B1导致脚气病，维生素导致脚气病，维生素C缺乏导致坏缺乏导致坏血病等等。血病等等。维生素的分类维生素的分类维生素都是小分子有机化合物，它们在化学结构上无共同维生素都是小分子有机化合物，它们在
151、化学结构上无共同性，有脂肪族、芳香族、脂环族、杂环和甾类化合物。通常根据维生素的溶性，有脂肪族、芳香族、脂环族、杂环和甾类化合物。通常根据维生素的溶解性质分为脂溶性和水溶性两大类。分类如下：解性质分为脂溶性和水溶性两大类。分类如下：期末总结维维生生素素脂溶性维生素脂溶性维生素维生素维生素A（视黄醇）：包括（视黄醇）：包括A1和和A2；维生素；维生素A和和-胡萝卜素的结构有联系，胡萝卜素的结构有联系，1个个-胡萝卜素分子可转化胡萝卜素分子可转化为为2分子维生素分子维生素A。视网膜中的视紫红质可分解成视。视网膜中的视紫红质可分解成视蛋白和视黄醛，因而与视觉有关。蛋白和视黄醛，因而与视觉有关。维生素
152、维生素D：包括：包括D2和和D3，维生素，维生素D原与胆固醇的结原与胆固醇的结构有联系；维生素构有联系；维生素D原经紫外线照射后转化为原经紫外线照射后转化为D2或或D3。维生素维生素E（生育酚）：与生育有关，抗氧化剂作用，（生育酚）：与生育有关，抗氧化剂作用，缺乏导致营养性肌肉萎缩。缺乏导致营养性肌肉萎缩。维生素维生素K：与凝血有关。：与凝血有关。水溶性维生素水溶性维生素维生素维生素C（抗坏血酸）：人体等不能合成。（抗坏血酸）：人体等不能合成。维生素维生素B族族维生素维生素B1（硫胺素）（硫胺素）维生素维生素B2（核黄素）（核黄素）维生素维生素PP（尼克酸和尼克酰胺）：（尼克酸和尼克酰胺）：或
153、称烟酸和烟酰胺或称烟酸和烟酰胺泛酸泛酸维生素维生素B6（吡哆醛、醇、胺）（吡哆醛、醇、胺）叶酸叶酸生物素生物素维生素维生素B12(钴胺素钴胺素)硫辛酸硫辛酸期末总结各种维生素构成的辅酶（辅基）及其主要功能脂溶性维生素：脂溶性维生素：维生素A(视黄醇) 11-顺视黄醛顺视黄醛 视循环视循环 维生素维生素D 1、25-二羟胆钙甾醇二羟胆钙甾醇 调节钙、磷代谢调节钙、磷代谢维生素维生素E(生育酚生育酚) 抗氧化抗氧化维生素维生素K 羧基化、氧化还原反应羧基化、氧化还原反应 水溶性维生素：水溶性维生素：维生素B1(硫胺素) 硫胺素焦磷酸（硫胺素焦磷酸（TPP) 转醛基和转醛基和-酮酸脱羧酮酸脱羧维生素
154、维生素B2(核黄素核黄素) 黄素单核苷酸（黄素单核苷酸（FMN） 氧化还原反应氧化还原反应 黄素腺嘌呤二核苷酸（黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD） 氧化还原反应氧化还原反应维生素维生素PP(烟酸和烟酰胺烟酸和烟酰胺) NAD和和NADP 氢原子（电子）转移氢原子（电子）转移泛酸泛酸 辅酶辅酶A(CoA) 转醛基转醛基维生素维生素B6(吡哆醛、胺、醇吡哆醛、胺、醇) 磷酸吡哆醛、胺磷酸吡哆醛、胺 氨基酸转氨基、脱羧氨基酸转氨基、脱羧生物素生物素 生物胞素生物胞素 传递传递CO2叶酸叶酸 四氢叶酸四氢叶酸 传递一碳单位传递一碳单位维生素维生素B12(钴胺素钴胺素) 甲基钴胺素等甲基钴胺素等 甲基化、氢原子重排甲基化、氢原子重排硫辛酸硫辛酸 硫辛酸赖氨酸硫辛酸赖氨酸 转醛基、氧化还原反应转醛基、氧化还原反应维生素维生素C(抗坏血酸抗坏血酸) 羟基化反应羟基化反应 类类 别别 辅酶、辅基或其活性形式辅酶、辅基或其活性形式 主要功能主要功能期末总结
