《生物化学》-绪论和蛋白质PPT资料.ppt

1、实验考核实验考核:25%目目 录录绪绪 论论Introduction to biochemistry目目 录录l 什么是生物化学什么是生物化学?化学分子化学分子化学分子化学分子化学反应化学反应化学反应化学反应是从是从是从是从分子水平分子水平分子水平分子水平探讨探讨探讨探讨生物体内生物体内生物体内生物体内的的的的医学生物化学研究的对象为人体医学生物化学研究的对象为人体。l 研究对象研究对象 生物化学发展史生物化学发展史 18世纪中到世纪中到19世纪末世纪末 初期发展阶段初期发展阶段 主要研究生物体的化学组成主要研究生物体的化学组成 20世纪初到中期世纪初到中期 快速发展阶段快速发展阶段 多方面研

2、究都取得重大进展，主要在营养生化、代谢生化、酶多方面研究都取得重大进展，主要在营养生化、代谢生化、酶学、内分泌研究学、内分泌研究 20世纪世纪50年代到现在年代到现在分子生物学时期分子生物学时期 1953年年 Watson 和和Crick 提出提出DNA双螺旋模型双螺旋模型 1973年年 重组重组DNA技术的建立技术的建立（基因工程诞生）（基因工程诞生）2003年年 HGP完成，蛋白组学、代谢组学及它组学研究完成，蛋白组学、代谢组学及它组学研究 于于2003完成的人类基因组计划完成的人类基因组计划（HGP）是由美国科学家于是由美国科学家于1985年年率先提出，于率先提出，于1990年正式由美国

3、年正式由美国能源部和国立卫生研究院启动，能源部和国立卫生研究院启动，随后英、日、法、德、中也先后随后英、日、法、德、中也先后参与进来，共耗时参与进来，共耗时13年、耗资约年、耗资约30亿美元。亿美元。HGP完成了对构成人完成了对构成人类基因组的类基因组的30多亿个多亿个碱基碱基对对进行进行了精确测序。与曼哈顿原子弹计了精确测序。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学划和阿波罗计划并称为三大科学计划。计划。Human Karyotype中国科学家在生化领域取得的成就中国科学家在生化领域取得的成就中国科学家在生化领域取得的成就中国科学家在生化领域取得的成就中国科学家在生化领域取得的成就中国科

4、学家在生化领域取得的成就 我国生化学界的先驱我国生化学界的先驱吴宪吴宪教授在教授在2020年代初由美回国后，在协年代初由美回国后，在协和医科大学生化系与汪猷、张昌颖等人完成了和医科大学生化系与汪猷、张昌颖等人完成了蛋白质变性理论蛋白质变性理论、血液生化检测和免疫化学血液生化检测和免疫化学等一系列有重大影响的研究。等一系列有重大影响的研究。19651965年我国在世界上年我国在世界上首次人工合成了具有生物活性的结晶牛胰首次人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素岛素；19831983年又通过大协作完成了年又通过大协作完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工合成工合成。199919

5、99年中国获准加入人类基因组计划年中国获准加入人类基因组计划，承担，承担1 1的测序任务，成的测序任务，成为参与这一计划的唯一发展中国家。此外，我国科学家在酶学研为参与这一计划的唯一发展中国家。此外，我国科学家在酶学研究、蛋白质结构及生物膜结构与功能等方面都有举世瞩目的研究究、蛋白质结构及生物膜结构与功能等方面都有举世瞩目的研究成果。成果。奖奖 励励 等等 级：一等奖级：一等奖主要完成单位：主要完成单位：上海生物化学研究所上海生物化学研究所 北京大学北京大学 上海有机化学研究所上海有机化学研究所主要完成者：主要完成者：钮经义，龚岳亭，邹承鲁，钮经义，龚岳亭，邹承鲁，杜雨苍，季爱雪杜雨苍，季爱雪

6、,邢其毅，汪猷，徐杰诚邢其毅，汪猷，徐杰诚 19811981年年,我国科学家在世界上首次人工合成酵母我国科学家在世界上首次人工合成酵母 Ala-tRNA.王德宝院士王德宝院士，1940年毕业于中央大学。年毕业于中央大学。1951年获美年获美国西部保留地大学博士学位。国西部保留地大学博士学位。19511954年在美国年在美国约翰约翰.霍普金斯大学从事博士后研究。首创了从辅酶霍普金斯大学从事博士后研究。首创了从辅酶I直接合成辅酶直接合成辅酶II的方法，的方法，30年来为世界各大药厂采年来为世界各大药厂采用；在我国最早开展核酸生化研究工作，是我国生用；在我国最早开展核酸生化研究工作，是我国生产核苷酸

7、类助鲜剂的创始人；参加并领导产核苷酸类助鲜剂的创始人；参加并领导世界首次世界首次人工合成了具有生物活性酵母丙氨酸转移核糖核酸人工合成了具有生物活性酵母丙氨酸转移核糖核酸的工作；使我国人工合成生物大分子的水平居于世的工作；使我国人工合成生物大分子的水平居于世界领先地位。界领先地位。杨焕明杨焕明（Huan ming Yang）19991999年年中国获准加入人类基因组计划，承担1的测序任务，成为参与这一计划的唯一发展中国家。生化研究内容生化研究内容 生物大分子的结构与功能生物大分子的结构与功能蛋白质、核酸、糖类、脂类的结构组成与功能蛋白质、核酸、糖类、脂类的结构组成与功能 物质代谢和调节物质代谢和

8、调节生物大分子（糖、脂、蛋白质）的代谢及其调控过程生物大分子（糖、脂、蛋白质）的代谢及其调控过程DNA是遗传物质，基因作为是遗传物质，基因作为DNA的功能片段是如何将其所携的功能片段是如何将其所携带的遗传信息准确无误地传递给后代？是如何指导蛋白质合带的遗传信息准确无误地传递给后代？是如何指导蛋白质合成的？这些过程又是如何进行精确调控？以及由此衍生出的成的？以及由此衍生出的现代分子生物学技术。现代分子生物学技术。遗传信息的传递及调控遗传信息的传递及调控病因与机制病因与机制病因与机制病因与机制诊断与检测诊断与检测诊断与检测诊断与检测治治治治 疗疗疗疗疾病疾病医学医学医学医学 生化与医学之间的关系生

9、化与医学之间的关系生生化化与与分分子子生生物物学学目目 录录掌握掌握熟悉熟悉了解了解怎样学习生物化学怎样学习生物化学目目 录录一些建议一些建议认真阅读教科书，不懂即问不要犹豫。认真阅读教科书，不懂即问不要犹豫。不要单纯地死记硬背，要在理解的基础上不要单纯地死记硬背，要在理解的基础上 加深记忆。加深记忆。作好准备学习新词汇。横向、纵向综合所学知识。通过练习，运用所学知识来解决相关问题。通过实验，加深理解所学知识。目目 录录第一章第一章蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能Structure and function of protein目目 录录1.蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成2.蛋白质的分子

10、结构蛋白质的分子结构3.蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系4.蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质5.蛋白质的分离、纯化与结构分析蛋白质的分离、纯化与结构分析本本 章章 内内 容容目目 录录蛋白质的分子组成The Molecular Component of Protein第第 一一 节节目目 录录 什么是蛋白质什么是蛋白质?蛋蛋白白质质（protein）是是由由许许多多氨氨基基酸酸（amino acids）通通过过肽肽键键（peptide bond）相相连连形形成成的的高高分分子含氮化合物。子含氮化合物。蛋白质的生物学重要性蛋白质的生物学重要性1.蛋白质是生物体重要组成成分蛋白质是生物

11、体重要组成成分分分布布广广：所所有有器器官官、组组织织和和细细胞胞中中都都含含有有蛋蛋白质。白质。含含量量高高：蛋蛋白白质质是是细细胞胞内内最最丰丰富富的的有有机机分分子子，占占人人体体干干重重的的45，某某些些组组织织含含量量更更高高，例例如如脾脾、肺及横纹肌等高达肺及横纹肌等高达80。目目 录录1 1）作为生物催化剂（酶）作为生物催化剂（酶）2 2）代谢调节作用）代谢调节作用3 3）免疫保护作用）免疫保护作用4 4）物质的转运和存储）物质的转运和存储5 5）运动与支持作用）运动与支持作用6 6）参与细胞间信息传递）参与细胞间信息传递2.蛋白质具有重要的蛋白质具有重要的生物学功能生物学功能3

12、.氧化供能氧化供能 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16。由于食物由于食物中含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的中含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以推算出蛋白质的大致含量：含氮量，就可以推算出蛋白质的大致含量：100克样品中蛋白质的含量克样品中蛋白质的含量=每克样品含氮克数每克样品含氮克数 6.251001/16%主要有主要有C、H、O、N和和S。有些蛋白质含有少量。有些蛋白质含有少量磷磷或金属元或金属元素素铁、铜、锌、锰、钴铁、铜、锌、锰、钴、钼钼，个别蛋白质还含有，个别蛋白质还含有碘碘。组成蛋白质的元素组成蛋白质的元素

13、蛋白质元素组成的特点蛋白质元素组成的特点 婴儿因长期服食含三聚氰胺的婴儿因长期服食含三聚氰胺的“三鹿三鹿”婴幼儿配方奶粉，患有婴幼儿配方奶粉，患有“双肾多发性结石双肾多发性结石”和和“输尿管结石输尿管结石”症。三聚氰胺的致病机理是症。三聚氰胺的致病机理是在尿路结晶形成结石阻塞泌尿系，导致肾衰。在尿路结晶形成结石阻塞泌尿系，导致肾衰。三聚氰胺其分子中含有大量氮元素三聚氰胺其分子中含有大量氮元素。用普通的全氮测定法测饲。用普通的全氮测定法测饲料和食品中的蛋白质数值时，根本不会区分这种伪蛋白氮。添加在料和食品中的蛋白质数值时，根本不会区分这种伪蛋白氮。添加在食品中，可以提高检测时食品中蛋白质检测数值

14、。食品中，可以提高检测时食品中蛋白质检测数值。目目 录录一、氨基酸一、氨基酸 组成蛋白质的基本单位组成蛋白质的基本单位存存在在自自然然界界中中的的氨氨基基酸酸有有300余余种种，但但组组成成人人体体蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸仅仅有有20种种（编编码码氨氨基基酸酸），且且均均属属 L-氨基酸氨基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。自自然然界界中中的的D-氨氨基基酸酸不不参参与与蛋蛋白白质质的的构构成成，主主要要分布于较低等的生物中（抗生素、生物碱、细胞壁）。分布于较低等的生物中（抗生素、生物碱、细胞壁）。目目 录录氨基酸的一般结构通式氨基酸的一般结构通式-羧基羧基-氨基氨基-碳原子碳原子侧链或侧

15、链或 R基团基团目目 录录 COO lH3N C H l CH3 CHO l HOC H l CH2OH L-丙氨酸丙氨酸L-甘油醛甘油醛_+H甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-L-氨基酸的通式氨基酸的通式R1.非极性脂肪族氨基酸非极性脂肪族氨基酸2.极性中性氨基酸极性中性氨基酸3.芳香族氨基酸芳香族氨基酸4.酸性氨基酸酸性氨基酸5.碱性氨基酸碱性氨基酸二、氨基酸的分类二、氨基酸的分类*2020种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:1.非极性脂肪族氨基酸非极性脂肪族氨基酸甘氨酸甘氨酸（Gly,G）丙氨酸丙氨酸（Ala,A）缬氨酸缬氨酸（Val,V）脯氨酸

16、脯氨酸（Pro,P）亮氨酸亮氨酸（Leu,L）异亮氨酸异亮氨酸（Ile,I）2.极性中性氨基酸极性中性氨基酸半胱氨酸半胱氨酸（Cys,C）甲硫氨酸甲硫氨酸（Met,M）丝氨酸丝氨酸（Ser,S）苏氨酸苏氨酸（Thr,T）天冬酰胺天冬酰胺（Asn,N）谷氨酰胺谷氨酰胺（Gln,Q）目目 录录苯丙氨酸苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸酪氨酸（Tyr,Y）色氨酸色氨酸（Trp,W）3.芳香族氨基酸芳香族氨基酸吲哚吲哚4.酸性氨基酸酸性氨基酸天冬氨酸天冬氨酸（Asp,D）谷氨酸谷氨酸（Glu,E）5.碱性氨基酸碱性氨基酸赖氨酸赖氨酸（Lys,K）精氨酸精氨酸（Arg,R）组氨酸组氨酸（His,H）胍基胍基胍基胍基咪唑咪唑 脯氨酸脯氨酸（亚氨基酸）（亚氨基酸）几种特殊氨基酸几种特殊氨基酸:半胱氨