生化知识总结

蛋白质

1.蛋白质的元素组成：碳氢氧氮硫，有些含磷和其他金属元素如铁锰钴镍铜锌

2.蛋白质含量：细胞干重的百分之五十以上

3.凯氏定氮法的基础：蛋白质中氮含量接近16%。凯氏定氮法公式：蛋白质含量=含氮量×100/16

4.蛋白质分子量：几千到几十万

氨基酸

1.氨基酸碳原子编号：方法①:羧基碳原子编号为C-1，侧链碳原子依次编号为C-2，C-3...方法②：与羧基相连的碳原子标记为α-碳（中心碳原子），侧链基团的其他碳原子依次编号为β、γ、等

2.氨基酸分类：①R基团为非极性的氨基酸：

②R基团为极性不带电荷的氨基酸（较易溶于水）

特殊氨基酸：甘氨酸（不含手性碳），脯氨酸（唯一的亚氨基酸），半胱氨酸（巯基氧化形成二硫键，二硫键可以在一条肽链内形成折叠，也可以在两条肽链间形成连接）

③R基团带电荷的氨基酸

酸性氨基酸（生理条件下给出质子，自身带负电荷）

碱性氨基酸（生理条件下获得质子，自身带正电荷）

其他氨基酸分类方式：分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸；分为必需氨基酸和非必需氨基酸

5.蛋白质中的稀有氨基酸：

概念：遗传密码只对应20种氨基酸，但蛋白质中还有很多种其他氨基酸，是翻译后经过加工而来，称为蛋白质的稀有氨基酸。

两种重要的稀有氨基酸：4-羟基脯氨酸和5-羟基赖氨酸（是哺乳动物体内最丰富的蛋白质胶原蛋白的组成成分）

N-甲酰甲硫氨酸是所有原核生物肽链N端的第一个氨基酸。

蛋白质中稀有氨基酸的存在会影响蛋白质的溶解性、稳定性以及与其他蛋白质的相互作用，从而使蛋白质的功能更加丰富。

第二十一种氨基酸：硒代半胱氨酸。是丝氨酸的衍生物（硒代氧），是在蛋白质合成时进入肽链而非在肽链合成后修饰形成。它有自己的密码子和tRNA.某些古菌中还有第23种氨基酸。

6.非蛋白质氨基酸：非蛋白质氨基酸是常见氨基酸的衍生物，所以大多也是L-α-氨基酸（细菌蛋白、抗生素蛋白、放线菌素蛋白含有一些D-氨基酸），不参与蛋白合成但具有广泛的生理功能如毒蛋白、生化反应的前体或中间产物、植物抗逆性等。

7.氨基酸的酸碱性质：氨基酸分子含有氨基和羧基，在溶液中呈解离状态。氨基酸是两性电解质，同一种氨基酸在不同pH条件下可以带正电荷、负电荷或净电荷为零。若某种氨基酸在某pH溶液中所带静电荷为零，此时整个分子呈电中性。此时溶液的pH值称为氨基酸的等电点，用pI表示。

用K1代表羧基的解离情况，K2代表氨基的解离情况，KR代表R基的解离情况。酸性氨基酸：PI=1/2（PK1+PKR)，碱性氨基酸：PI=1/2（PK2+PKR）。等电点的测定：在不同pH值溶液中对氨基酸进行电泳，样品在电场中不迁移时的电泳缓冲液的pH值为氨基酸的等电点。（蛋白质的等电聚焦电泳：在电泳时让凝胶中产生pH梯度，蛋白质样品在相当于该蛋白质等电点的pH值位点不再移动，凝集成一条带。组氨酸是生理条件下唯一具有明显的缓冲作用的氨基酸。

8.氨基酸的立体化学：除甘氨酸外，常见氨基酸的α-碳原子是一个不对称碳原子，即手性碳原子。

9.生物化学中立体异构的命名是根据绝对构型来命名的，不是由旋光性。L和D指的是四个基团的空间相对位置，与旋光值正负没有关系，旋光值正负是由旋光仪来测定的。

10.氨基酸的吸收光谱：酪氨酸Trp280nm，色氨酸Tyr275nm，苯丙氨酸Phe257nm。（主要是酪氨酸吸收，所以蛋白质的吸光值一般认为280nm）

11.氨基酸的重要化学反应：

茚三酮反应：弱酸性条件下，氨基酸脱氨脱羧，还原茚三酮，生成蓝紫色产物水合茚三酮。（脯氨酸的茚三酮反应

呈黄色）

Sanger反应：在弱碱性条件下，氨基酸的α氨基与2,4二硝基氟苯反应生成二硝基苯氨基酸（肽链就生成2,4二硝基苯肽），然后用酸水解，所有氨基酸都被解离下来，只有α氨基端的氨基酸因为连有疏水基团所以溶于乙酸乙酯（黄色的），所以可以用乙酸乙酯进行抽提，并用标准液进行对照，确定氨基端具体是哪种氨基酸。

Edman降解反应：苯异硫氰酸酯和N末端氨基酸反应，使其脱去，暴露出新的N末端，所以可用于蛋白质N末端氨基酸的测定以及氨基酸序列的分析测定。

肽

1.一个氨基酸分子的α氨基与另一个氨基酸分子的α羧基脱去一分子水形成的酰胺键称为肽键。肽是氨基酸通过肽键连接形成的线性聚合物（十个以下的叫做寡肽）

2.肽的命名：按照由N端到C端的氨基酸残基的排列顺序进行命名。也可以根据其生物功能进行命名。

3.天然活性多肽：谷胱甘肽，还原型谷胱甘肽是三肽，氧化时两个巯基脱氢成为二硫键，在体内作为氧化还原缓冲剂，起到抗氧化、抗自由基的作用，能够清除正常有氧代谢和生长中产生的对机体有毒性的氧化性物质。谷胱甘肽(GSH）可以维持蛋白质中的半胱氨酸残基维持还愿态，维持血红蛋白中的铁元素处于亚铁态。另外催产素、加压素（抗利尿激素）、缬氨霉素等抗生素也是天然活性肽。

4.肽平面：肽键的四个原子形成的共振杂化体。C-N键具有部分双键的性质。肽键的四个原子加上与之相连的两个α碳原子共处一个平面，称为肽平面。α-碳原子是肽平面间的连接点。

5.蛋白质的分子结构：

一级结构：蛋白质的一级结构是蛋白质中氨基酸的排列顺序。蛋白质的一级结构是蛋白质分子结构的基础，包

含了蛋白质的全部结构信息。

最早完成的一极结构测定：Sanger，胰岛素，Edman降解反应。

蛋白质一级结构测定前的准备工作：

①纯化②测定分子量来确定氨基酸数目③断裂二硫键④分离纯化肽链或亚基⑤水解肽链以测定其氨基酸组成

一级结构的序列测定：

①至少用两种方法，将肽链断裂成小肽段，得到两套肽段；②用蛋白质自动测序仪测定肽段中的氨基酸序列；③重建多肽结构，利用两套肽链的重叠部分，确定每个小肽段在整个肽链中的位置；③确定二硫键的位置、酰胺的位置一级结构测定的具体方法介绍：

测序：Sanger法和Edman法最常见，另外有新兴的方法：丹磺酰氯法：与Sanger法类似，但它紫外线下自带荧光，不需提取，灵敏度高；氨肽酶法：可以从N末端逐个水解氨基酸，但水解速度不稳定，很难判断哪个先水解出来，所以局限性大。还有高端的可以从C末端开始：肼解法、还原法（使C-末端氨基酸与众不同）、羧肽酶法。

二硫键断裂：氧化或还原。氧化：用过甲酸氧化使其断裂，肽链有伤；还原；β-巯基乙醇还原使得二硫键形成两个巯基，但这样可能会变回二硫键，所以一般在还原后使用碘乙酸等氧化剂对其进行巯基封闭。

二硫键位置的确定：胃蛋白酶将肽链水解成小肽段；对小肽段进行对角线电泳，含有二硫键的片段，在被过甲酸蒸汽熏蒸后产生两个不同肽段，就会偏离对角线。将这两个肽段分离出来并分别测序，就可以得到二硫键的位置。

肽链的断裂方法：酶解法：胰蛋白酶专一性强，切割得到的肽段大小合适。化学断裂法溴化氰能专一性断裂Met 甲硫氨酸的羧基参与的肽键，专一性好，常用。

现代新方法：基因序列辅助蛋白质测序，但不能完全替代。

蛋白质一级结构举例：胰岛素（两条链，两个二硫键），牛胰核糖核酸酶（一条链，四对二硫键）

二级结构

1.蛋白质的二级结构是指肽链主链有规律的折叠和盘绕，是肽链主链局部的空间构象，不涉及侧链构象和整个肽链的空间构型。维系二级结构的主要作用力是肽链上氨基酸残基非侧链基团之间形成的氢键。