生物化学—氨基酸、蛋白质和酶

但氨基酸总共有八十多 种
人体内其它的重要氨基 酸
鸟氨酸 (O R N)
瓜氨酸（C I T )
知识点
氨基酸（重点）
氨基酸分类
氨基酸的酸碱性质
氨基酸的化学反应 氨基酸混合物的分离
氨基酸：是蛋白质的构件分子，具有酸碱性质、手性、聚
合能力、特定的侧链结构及多样的化学反应；
兼性离子：指氨基酸分子含有一个正电荷和一个负电荷的 形式。在氨基酸晶体中或中性水溶液中以兼性离子形式存 在；
生物化学（一） —氨基酸、蛋白质和酶
竞赛生物化学考什么
蛋白质（氨基酸、酶） 核酸（中心法则） 糖类（糖代谢） 脂质
维生素 激素
生物化学怎么学
1、选一份好的教材 2、做一份好的笔记
3、 在联系和比较中学习
4、多做题，勤查书
预科：几个有机化学术语（1）
苯环（芳香环）
羟基 ……………………—OH 羰基 ……………………—C=O 甲基 ……………………—CH3 氨基 ……………………—NH2
等电点就是水溶液的一个PH值，在这 个PH值下氨基酸呈中性
等电点的计算
原理很复杂 记忆不难
等电点的计算
氨基 酸有 两个 或三 个 PKA， 分别 是
pka1
酸性氨基酸（谷GLU、天冬ASP): 两个低的相加除以二
碱性氨基酸（赖LYS、精ARG、组HIS) 两个高的之和除以二
中性氨基酸 半胱 CYS和酪TYR是两个低的之和除以
胶原蛋白
胶原蛋白或称胶原(collagen)是很 多脊椎动物和无脊椎动物体内含量最 丰富的蛋白质，它也属于结构蛋白质， 使骨、腱、软骨和皮肤具有机械强度。 胶原蛋白至少包括四种类型，称胶原 蛋白I、H、HI和IV。
胶原蛋白吃下去以后很难消化。
这是什么？
毛发酱油（我也觉得很恶心。。）
三鹿奶粉为什么要加三聚氰胺？
氨基酸的类别（2）
含苯环的氨基酸(芳香族氨基酸） 酪氨酸 Tyr 苯丙氨酸 Phe 色氨酸 Trp
苯环对应着280MM处最大的紫外吸收， 以色氨酸（TRP）最强
【例题 2010年决赛】
14．在氨基酸的分类中，下面哪一个氨基酸属于芳香族氨基酸?(1分) A．丙氨酸 B．丝氨酸 C．色氨酸 D．亮氨酸
例题（易错题）
胰岛素由两条肽链组成，那么胰岛素 有木有四级结构
例题（易错题）
胰岛素由两条肽链组成，那么胰岛素 有木有四级结构
答案（没。。。） 解析：胰岛素由两条肽链组成，但是 两条肽链由三个-s-s-（二硫键）连接。 二硫键是共价键！！
蛋白质各级结构的作用力
肽键 二硫 疏水 离子 范德华力 氢键 键键键
3). 范德华力
这是一种普遍存在的作用力，是一个原子的原 子核吸引另一个原子外围电子所产生的作用力。 它是一种比较弱的、非特异性的作用力。 这种作用力非常依赖原子间的距离，当相互靠 近到大约0.4～0.6nm(4～6A)时，这种力就表 现出较大的集合性质。 范德华力包括引力和排斥力，其中作用势能与 1/R6成正比的三种作用力（静电力、诱导力和 色散力）通称为范德华引力。
三聚氰胺（C6H6N6) 的分子中氮含量很 高
蛋白质含量的测定
凯氏定氮法 双羧脲法：样品量0.2-1.7mg/L Folin-Lowry法：在碱性条件下磷钼 酸、磷钨酸混合试剂与酪氨酸上的酚 发生反应，生成蓝色化合物，将其与 双羧脲法结合起来，蛋白质形成两种 颜色的混合物老绿色，在650nm具有特 定的吸收。灵敏度较高25g-250g/ml.
二 其他都只有两个PKA，相加除以二
几个有特色的氨基酸
含硫氨基酸
特殊基团
精 ARG 胍基
甲硫MET
酪 TYR 酚基
ห้องสมุดไป่ตู้
半胱氨酸CYS 组 HIS 咪唑基
色 TRP 吲哚
没有手性的氨基酸
不同的基团分别对应 甘氨酸 GLN 不同的检测方法！！！
氨基酸的化学反应
成肽（脱水缩合） 茚三酮（指纹分析）
茚三酮会把氨基酸染成蓝紫色（579mm） 但是脯氨酸（PRO）是黄色（440mm）
变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于 水和其它溶剂，也不可能恢复原有蛋白质所 具有的性质。所以，蛋白质的变性通常都伴 随着不可逆沉淀。引起变性的主要因素是热、 紫外光、激烈的搅拌以及强酸和强碱等。
几种重要的蛋白质
血红蛋白 免疫球蛋白 胶原蛋白
血红蛋白
血红蛋白是脊椎动物红细胞主要组成部分，
它的主要功能是运输氧和二氧化碳。 （不仅有血红蛋白，还有血蓝蛋白） 血红蛋白中，血红素Fe原子的第六配价键可以 与不同的分子结合：无氧存在时，与水结合， 生成去氧血红蛋白(Hb)；有氧存在时，能够与 氧结合形成氧合血红蛋白(HbO2)。 血的红形蛋成白和与离氧解的受结氧合的不分牢压固和，pH容等易因离素解的。影响Hb，O2 氧的分压和pH较高时，有利于血红蛋白与氧的 结合，反之，则有利于离解。
3,蛋白质的四级结构
蛋白质的四级结构(Quaternary Structure)是指由多条各自具有一、二、 三级结构的肽链通过非共价键连接起来 的结构形式；各个亚基在这些蛋白质中 的空间排列方式及亚基之间的相互作用 关系。
维持亚基之间的化学键主要是疏水力。
由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为 寡聚蛋白；
蛋白质的沉淀
在温和条件下，通过改变溶液的pH或电荷状 况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。 在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化， 在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液， 所以这种沉淀又称为非变性沉淀。 可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法， 如等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法。
蛋白质的变性
左手和右手螺旋
左手旋和右手旋
在生化中有很多螺 旋，注意区分“左手” 和“右手”螺旋
左手和右手螺旋
（2） -折叠 -折叠是由两条或多条几乎完
全伸展的肽链平行排列，通过链间 的氢键交联而形成的。肽链的主链 呈锯齿桩折叠构象。 ①在-折叠中，两个氨基酸之间的 轴心距为0.35nm. ② -折叠结构的氢键主要是由两条 肽链之间形成的；也可以在同一肽 链的不同部分之间形成。③-折叠 有两种类型。一种为平行式，即所 有肽链的N-端都在同一边。另一种 为反平行式，即相邻两条肽链的方
4),疏水作用
疏水作用是指极性基团间的静电 力和氢键使极性基团倾向于聚集 在一起，因而排斥疏水基团，使 疏水基团相互聚集所产生的能量 效应和熵效应。
蛋白质和酶的表面通常具有极性 链或区域，这是由构成它们的氨 基酸侧链上的烷基链或苯环在空 间上相互接近时形成的。
高分子的蛋白质可形成分子内疏 水链、疏水腔或疏水缝隙，可以 稳定生物大分子的高级结构。
蛋白质氨基酸 （20种）
氨基酸类别（1）
天冬氨酸ASP
酸性氨基酸
谷氨酸 GLU
碱性氨基酸
赖氨酸LYS 精氨酸ARG
甘氨酸GLN 丝氨酸SER
组氨酸HIS
苏氨酸THR
极性氨基酸
半胱氨酸CYS 酪氨酸 TYR 天冬酰氨ASN
中性氨基酸
谷氨酰胺GLU
非极性氨基酸
（贾府携一本亮 色饼干）
丙氨酸ALA 亮氨酸LEU 异亮氨酸ILE 苯丙氨酸PHE 甲硫氨酸MET 色氨酸TRP 脯氨酸PRO 颉氨酸VAL
+ + 一级
—— —— —— ——
二级 —— ____ ____ ____ ____
+
+ + 三级 —— ____
+
+
+ 四级 —— ____
++
（1)离子键
生物大分子表面的带电基团可以与药 物或底物分子的带电基团形成离子键。 这种键可以解离。
2)，氢键
氢键的形成 氢键是由两个负电性原子对氢原 子的静电引力所形成，是一种特殊形式的偶 极—偶极键。它是质子给予体X-H和质子接受 体Y之间的一种特殊类型的相互作用。 氢键的大小和方向 氢键的键能比共价键弱， 比范德华力强，在生物体系中为8.4～ 33.4kj/mol(2-8kcal/mol)。键长为0.25～ 0.31nm，比共价键短。氢键的方向用键角表示， 是指X—H与H…Y之间的夹角，一般为180～ 250。
向相反。尽管以反平行为主， 但也有正平行
（3） -转角 在-转角部分，由四个氨基酸
残基组成.四个形成转角的残基中， 第三个一般均为甘氨酸（GLN）或 脯氨酸（PRO)残基．弯曲处的第一 个氨基酸残基的 -C=O 和第四个残 基的 –N-H 之间形成氢键，形成一 个不很稳定的环状结构。这类结构 主要存在于球状蛋白分子中。
免疫球蛋白的结构（Y形）
抗原
某些低分子量的物质可以与抗体结合， 但它们本身不能刺激抗体的产生。 几乎所有外来的蛋白质都是抗原，并且 每种蛋白质都能诱导特异抗体的产生。 一个人得体内在任一个给定时刻大约有 10000种抗体存在。
抗体的特点
抗体具有两个最显著的特点，一是高度 特异性，二是多样性。
高度特异性就是一种抗体一般只能与引 起它产生的相应抗原发生反应。抗原— 抗体复合物往往是不溶的，因此常从溶 液中沉淀出来，此即“沉淀反应”。在 体外，沉淀反应已被广泛用于研究抗 原—抗体反应，并成为免疫学的基础。 多样性就是它们可以和成千上万的各种 抗原(天然的和人工的)起反应。
★其中最重要的是多肽链的 氨基酸顺序，它是蛋白质 生物功能的基础。
蛋白质的二级结构
蛋白质的二级结构有多种，常见的主要是
α螺旋 β折叠 β转角 自由回转 ……
在-螺旋中肽平面的键 长和键角一定,肽键的原子排 列呈反式构型,相邻的肽平面 构成两面角. ①多肽链中的各个肽平面围 绕同一轴旋转，形成螺旋结 构，螺旋一周，沿轴上升的 距离即螺距为0.54nm,含3.6 个氨基酸残基；两个氨基酸 之间的距离0.15nm. ②肽链内形成氢键，氢键的 取向几乎与轴平行，第一个 氨基酸残基的酰胺基团的CO基与第四个氨基酸残基酰 胺基团的-NH基形成氢键。 ③蛋白质分子为右手-螺旋。
【例题 2010年决赛】
14．在氨基酸的分类中，下面哪一个氨基酸属于芳香族氨基酸?(1分) A．丙氨酸 B．丝氨酸 C．色氨酸 D．亮氨酸
答案 C
（很多书上不把色氨酸当成芳香族氨 基酸，有的人2010年就吃了大亏……）
氨基酸的两性
氨基酸有羧基和氨基
羧基有酸性 氨基有碱性
@$#%^&*… 。。。
氨基酸的等电点（难点）
煤气中毒的机制
一氧化碳（CO）也能与血红素Fe原子结 合。由于CO与血红蛋白结合的能力是O2 的200倍，因此，人体吸入少量的CO即可 完全抑制血红蛋白与O2的结合，从而造 成缺氧死亡。急救方法是尽快将病人转 移到富含O2的环境中（如新鲜空气、纯 氧气或高压氧气），使与血红素结合的 CO被O2置换出来。
肽键
高中内容我就不讲了 肽键不是肽平面！ 肽键不是单键 一般都是反式肽键 肽键有极性！
双缩脲试剂无法检验单个的肽键
鹅肌肽
尿素
两种活性寡肽
谷胱甘肽（GSH）
还原剂，可抗衰老
α－鹅膏蕈碱
剧毒！！抑制转录
蛋白质的结构
一级结构 二级结构 三级结构 四级结构
蛋白质的一级
结构
蛋白质的一级结构(Primary structure)包括： (1)组成蛋白质的多肽链数 目. (2)多肽链的氨基酸顺序， (3)多肽链内或链间二硫键 的数目和位置。
预科：几个有机化学术语（2）
单键…………一个短横（ - ) 双键…………两个短横（=） 叁键…………………………
第一部分 蛋白质
生命是蛋白体的存在形式 —— 恩格斯《反杜林论》
蛋白质由氨基酸(AA)组成 研究蛋白质必先研究氨基酸
蛋白质氨基酸 22种 中学讲了20种 另两种： 含硒半胱氨酸 吡咯赖氨酸
（４）自由回转 没有一定规律的松散肽链结构，但仍是紧密有序的稳定结构，通过主链间
及主链与侧链间氢键维持其构象．不同的蛋白质，自由回转的数量和形式各不 相同．分两类：
① 紧密环 ② 连接条带
2．蛋白质的三级结构
蛋白质的三级结构(Tertiary Structure)是指 在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基 团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包 括主链和侧链构象在内的特征三维结构。 维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、 离子键和范德华力等是。尤其疏水键，在蛋白 质三级结构中起着重要作用。 需要说明的是蛋白质的三级结构是由一级结构 确定的
蛋白质电泳
蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解，也 有等电点。在等电点时(Isoelectric point pI)，蛋白质的溶解度最小，在电场中不移 动。 在不同的pH环境下，蛋白质的电学性质不同。 在等电点偏酸性溶液中，蛋白质粒子带负电 荷，在电场中向正极移动；在等电点偏碱性 溶液中，蛋白质粒子带正电荷，在电场中向 负极移动。这种现象称为蛋白质电泳 (Electrophoresis)。