生物化学笔记汇总Word文件下载.docx

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2•按R基的极性和在中性溶液的解离状态分为非极性氨基酸、极性不带电荷、极性带负电荷或带正电荷的四类。

带有非极性R（烃基、甲硫基、吲哚环等，共9种）：

甘（Gly）、丙（人。

）、缬（Vai）、亮

（Leu）、异亮（lie）、苯丙（Phe）、甲硫（Met）、脯（Pro）、色（Trp）

带有不可解离的极性R（羟基、巯基、酰胺基等，共6种）：

丝（Ser）、苏（Thr）、天胺（Asn）、

谷胺（Gin）、酪（Tyr）、半（Cys）

带有可解离的极性R基（共5种）：

天（Asp）、谷（Glu）、赖（Lys）、精（Arg）、组（His），前两个为酸性氨基酸，后三个是碱性氨基酸。

（三）氨基酸的重要理化性质

1.一般物理性质

a-氨基酸为无色晶体，熔点一般在2000C以上。

各种氨基酸在水中的溶解度差别很大（酪

氨酸不溶于水）。

一般溶解于稀酸或稀碱，但不能溶解于有机溶剂，通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析岀。

芳香族氨基酸（Tyr、Trp、Phe）有共轭双键，在近紫外区有光吸收能力，Tyr、Trp的吸收

峰在280nm，Phe在265nm。

由于大多数蛋白质含Tyr、Trp残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值，是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。

2.两性解离和等电点（isoelectricpoint,pl）

氨基酸在水溶液或晶体状态时以两性离子的形式存在，既可作为酸，又可作为碱起作用，是两性

电解质，其解离度与溶液的pH有关。

在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势和程度相等，成为兼性离子，呈

电中性，

此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。

3•氨基酸的化学反应

氨基酸的化学反应是其基团的特征性反应。

（1）茚三酮反应

所有具有自由a-氨基的氨基酸与过量茚三酮共热形成蓝紫色化合物。

（2）与2，4-二硝基氟苯（DNFB）的反应

三、肽（peptide）

1•肽键与肽链

一个氨基酸的a-羧基和另一个氨基酸的a-氨基脱水形成的酰胺键称为肽键。

多肽链的方向

性是从N末端指向C末端。

肽分子中不完整的氨基酸称为氨基酸残基。

肽按其序列从N端到C端命名。

一般10肽以下

属寡肽，10肽以上为多肽。

2.生物活性肽

谷胱甘肽（glutathione,GSH）

是由Glu、Cys、Gly组成的一种三肽，又叫丫-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸（含丫-肽键）。

第二节蛋白质的分子结构

一、蛋白质的一级结构（primarystructure）

蛋白质一级结构是空间结构和特异生物学功能的基础。

二、蛋白质的二级结构（secondarystructure）

蛋白质的二级结构是指其分子中主链原子的局部空间排列，是主链构象（不包括侧链R基

团）。

两种主链原子的局部空间排列的分子模型（a-螺旋）和（B-折叠）。

1.肽单位肽键及其两端的a-C共6个原子处于同一平面上，组成了肽单位（所在的平面称肽键平面）。

肽键C—N键长为0.132nm，比相邻的单键（0.147nm）短，而较C=N双键（0.128nm）长，有部分双键的性质，不能自由旋转。

肽键平面上各原子呈顺反异构关系，肽键平面上的0、H以

及2个a-碳原子为反式构型（transconfiguration）。

2.a-螺旋

a-螺旋是肽键平面通过a-碳原子的相对旋转形成的一种紧密螺旋盘绕，是有周期的一种主

链构象。

其特点是：

②螺旋每转一圈上升3.6个氨基酸残基，螺距约0.54nm

2相邻的螺圈之间形成链内氢键，氢键的取向几乎与中心轴平行。

3螺旋的走向绝大部分是右手螺旋，残基侧链伸向外侧。

R基团的大小、荷电状态及形状均对a

-螺旋的形成及稳定有影响。

3.B-折叠

1相邻肽键平面间折叠成110度角，呈锯齿状。

2两个以上具B-折叠的肽链或同一肽链内不同肽段相互平行排列，形成B-折叠片层，其稳定

因素是肽链间的氢键。

3逆向平行的片层结构比顺向平行的稳定。

a-螺旋和B-折叠是蛋白质二级结构的主要形式。

4.B-转角

5.不规卷曲

6.超二级结构和结构域

三、蛋白质的三级结构（tertiarystructure）

指一条多肽链中所有原子的整体排布，包括主链和侧链。

维系三级结构的作用力主要是次级

键（疏水相互作用、静电力、氢键等）。

在序列中相隔较远的氨基酸疏水侧链相互靠近，结合蛋白质的辅基往往镶嵌其内，形成功能活性部位，而亲水基团则在外，这也是球状蛋白质易溶于水

的原因。

四、蛋白质的四级结构（quaternarystructure）

有些蛋白质的分子量很大，由2条或2条以上具有独立三级结构的多肽链通过非共价键相互

结合而成，称为蛋白质的四级结构。

构成四级结构的每条多肽链称为亚基（subunit），亚基单独存

在时一般没有生物学功能，构成四级结构的几个亚基可以相同或不同。

如血红蛋白（hemoglobin,Hb）是由两个a-亚基和两个p-亚基形成的四聚体。

五、蛋白质分子中的化学键

蛋白质的一级结构是由共价键形成的，如肽键和二硫键。

而维持空间构象稳定的是非共价的

次级键。

如氢键、盐键、疏水键、范德华引力等。

第三节蛋白质结构与功能的关系

一、蛋白质一级结构与功能的关系

（1）一级结构是空间构象的基础

如果一级结构未破坏，保持了氨基酸的排列顺序就可能回复到原来的三级结构，功能依然存在。

（2）种属差异

（3）分子病

镰刀状红细胞贫血病。

二、蛋白质空间结构与功能的关系

蛋白质的空间结构是其生物活性的基础，空间结构变化，其功能也随之改变。

第四节蛋白质的理化性质

蛋白质的理化性质和氨基酸相似，有两性解离及等电点、紫外吸收和呈色反应。

还有胶体性质、沉淀、变性和凝固等特点。

一、蛋白质的高分子性质

蛋白质的水溶液具有亲水胶体的性质。

颗粒表面的水化膜和电荷是其稳定的因素，调节pH

至pl、加入脱水剂等，蛋白质即可从溶液中沉淀岀来。

透析法是利用蛋白质不能透过半透膜的性质，去掉小分子物质，达到纯化的目的。

大小不同的蛋白质分子可以通过凝胶过滤分开。

又称分子筛层析。

二、蛋白质的两性解离

蛋白质和氨基酸一样是两性电解质，在溶液中的荷电状态受pH值影响。

当蛋白质溶液处于

某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为该蛋白质的等电点。

pH>

pI时，该蛋白质颗粒带负电荷，反之则带正电荷。

在人体体液

中多数蛋白质的等电点接近pH5，所以在生理pH7.4环境下，多数蛋白质解离成阴离子。

少量蛋

白质，如鱼精蛋白、组蛋白的pI偏于碱性，称碱性蛋白质，而胃蛋白酶和丝蛋白为酸性蛋白。

三、蛋白质的变性、沉淀和凝固

蛋白质在某些理化因素的作用下，空间结构被破坏，导致理化性质改变，生物学活性丧失，

称为蛋白质的变性（denaturation）。

蛋白质变性的本质是多肽链从卷曲到伸展的过程，不涉及一级结构的改变。

变性作用不过于

剧烈，是一种可逆反应，去除变性因素，有些蛋白质原有的构象和功能可恢复或部分恢复，称为

复性（denaturation）。

蛋白质变性的主要表现是失去生物学活性，变性蛋白溶解度降低，易形成沉淀析岀；

易被蛋白水解酶消化。

蛋白质自溶液中析岀的现象，称为蛋白质的沉淀。

盐析、有机溶剂、重金属盐、生物碱试剂

都可沉淀蛋白质。

盐析沉淀蛋白质不变性，是分离制备蛋白质的常用方法。

如血浆中的清蛋白在饱和的硫酸铵溶液中可沉淀，而球蛋白则在半饱和硫酸铵溶液中发生沉淀。

乙醇、丙酮均为脱水

剂，可破坏水化膜，降低水的介电常数，使蛋白质的解离程度降低，表面电荷减少，从而使蛋白质沉淀析岀。

低温时，用丙酮沉淀蛋白质，可保留原有的生物学活性。

但用乙醇，时间较长则会导致变性。

重金属盐（Hg2+、Cu2+、Ag+），生物碱与蛋白质结合成盐而沉淀，是不可逆的。

凝固是蛋白质变性发展的不可逆的结果。

沉淀的蛋白质不一定变性（如盐析）。

四、蛋白质的紫外吸收和呈色反应

蛋白质含芳香族氨基酸，在280nm波长处有特征性吸收峰。

第五节蛋白质的分类

第二章核酸的化学

第一节核酸的化学组成

天然存在的核酸有两类，即脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）和核糖核酸

（ribonucleicacid，RNA）。

一、核酸的基本组成单位

核酸是一种多聚核苷酸，组成单位一一核苷酸。

而核苷酸又由碱基、戊糖和磷酸组成。

（一）戊糖

（二）碱基（base）

核酸中的碱基有两类：

嘌吟碱和嘧啶碱。

有5种基本的碱基外，DNA和RNA中常见的两

种嘌吟碱是腺嘌吟（adenine，A）、鸟嘌吟（guanine，G）。

而嘧啶碱有所不同：

RNA主要含

胞嘧啶（cytosine,C）、尿嘧啶（uracil，U），DNA主要含胞嘧啶、胸腺嘧啶（thymine，T）。

tRNA中含有较多的稀有碱基（修饰碱基），多为甲基化的。

（三）核苷酸

是核苷的磷酸酯。

生物体内游离存在的多是5/-核苷酸（如pA、pdG等）。

常见的核苷酸

为AMP、GMA、CMP、UMP。

常见的脱氧核苷酸有dAMP、dGMA、dCMP、dTMP。

AMP是一些重要辅酶的结构成分（如NAD+、NADP+、FAD等）；

环化核苷酸（cAMP/cGMP）是细胞

功能的调节分子和信号分子。

ATP在能量代谢中起重要作用。

二、核苷酸的连接方式

RNA和DNA链都有方向性，从5/~3，。

前一位核苷酸的3/-OH与下一位核苷酸的5/

位磷酸基之间形成3/，5/-磷酸二酯键，从而形成一个没有分支的线性大分子，两个末端分别称为5/末端和3/末端。

第二节DNA的分子结构

一、DNA的一级结构（primarystucture）

DNA的一级结构是指分子中脱氧核苷酸的排列顺序，常被简单认为是碱基序列（base

sequenee）。

碱基序有严格的方向性和多样性。

一般将5/-磷酸端作为多核苷酸链的“头”，一般将3/-磷酸端作为多核苷酸链的“尾”。

二、DNA的二级结构双螺旋（doublehelix）

1•两条反向平行的多核苷酸链形成右手螺旋。

一条链为5/-3/，另一条为3/-5/。

（某些病毒的DNA是单链分子ssDNA）

2•碱基在双螺旋内侧，A与T，G与C配对，A与T形成两个氢键，G与C形成三个氢键。

糖基-磷酸基骨架在外侧。

表面有一条大沟和一小沟。

3•螺距为3.4nm，含10个碱基对（bp），相邻碱基对平面间的距离为0.34nm。

螺旋直径

为2nm。

氢键维