生物化学：第五节 蛋白质的重要性质
生化第3章_蛋白质_2
• 测得几种标准蛋白质的洗脱体积〔Ve〕 • 以相对分子质量对数（logM）对Ve作图，得标准曲线 • 再测出未知样品洗脱体积〔Ve〕 • 从标准曲线上可查出样品蛋白质的相对分子质量
4. SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法 (SDS-PAGE)
1. 球状蛋白质（globular protein): 外形接近球形或椭圆形， 溶解性较好，能形成结晶，多数蛋白质属于这一类。 2. 纤维状蛋白质 (fibrous protein): 分子类似纤维或细棒, 又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。
二. 依据蛋白质的组成分类 按照蛋白质的组成，可以分为简单蛋白和结合蛋白。
×100% = 55.8/0.335 ×100 = 16700
2. 蛋白质的沉降分析： 利用超离心法 （ultracentrifuge）测定蛋白质及其它 生物大分子的分子量，有两种方法：沉降速度法和沉
降平衡法。
1）沉降速度法 (sedimentation velocity):
•
在 60 000～80 000 rpm 的高速离心力作用下，蛋白质 分子会沿旋转中心向外周方向移动，形成沉降界面， 界面的移动速度代表蛋白质分子的沉降速度。
★ 蛋白质沉淀的几种方法：
1.可逆沉淀: 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，称为可逆沉淀或非变性沉淀。 可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法。 1）pI 沉淀法：在温和条件下，通过改变溶液的 pH 或电荷状 况，使 pr 从胶体溶液中沉淀分离。
2）盐析法：加入大量中性盐（NaCl、(NH4)2SO4、Na2SO4）使 pr
中国农业大学_806生物化学_《生物化学》教学大纲
第十章
生物能学与生物氧化
第一节 自由能 第二节 高能磷酸化合物 第三节 线粒体电子传递链 第四节 氧化磷酸化作用 第五节 光合磷酸化作用（自学，植物生理会详细介绍） [主要内容]：介绍自由能、氧化还原电势的概念和在生物化学中的应用；线粒体电子传递链组成，氧化磷 酸化。 [教学要求]：要求掌握 ATP 的分子结构和作用，线粒体电子传递链组分的顺序；了解氧化磷酸化偶联机理。 [教学重点]：电子传递链与氧化磷酸化 [教学难点]：自由能，ATP 合成机理。
第二章
糖类
第一节 单糖 第二节 寡糖 第三节 多糖 第四节 结合糖 [主要内容]：重要单糖、双糖、多糖的化学结构和性质。 [教学要求]：掌握葡萄糖的构型、构象、理化性质和常见双糖的结构式；了解多糖的种类和功能。 [教学重点]: 糖的结构、化学连键。 [教学难点]：L-,D-构型，-，-异头/构体，烯醇式结构的活性，不均一多糖。
第十一章 糖代谢
第一节 糖原分解与合成 第二节 糖酵解 第三节 柠檬酸循环 第四节 戊糖磷酸途径 第五节 葡萄糖异生作用及血糖 第六节 多糖和双糖代谢 [主要内容] 介绍糖在生物体内的合成、分解及转化，以及其生理意义。 [教学要求] 要求学生掌握糖在体内的来龙去脉，即合成、分解及转化。 [教学重点] 糖酵解，柠檬酸循环。 [教学难点] 糖代谢途径的联系及其意义。
第六章
酶
第一节 酶的本质 第二节 酶的分类与命名 第三节 酶活力测定 第四节 酶促反应的动力学 第五节 酶的作用机理 第六节 核酶与同工酶 第七节 酶的调节 第八节 酶工程简介 [主要内容]：酶活性中心、酶促反应的动力学和高效、专一的作用机制。 [教学要求]：要求掌握酶活性的表示与酶活力的计算，以及酶动力学的规律；掌握各种类型抑制剂的作用 特点；了解酶的作用特点和作用机制。 [教学重点]：酶活力、酶动力学与酶作用机理；米氏常数的理解和应用；酶活性调节。 [教学难点]：过渡态，酶催化机理。源自第九章脂类与生物膜
蛋白质的功能生物化学
蛋白质的功能生物化学
蛋白质是生物体内最重要的有机物质之一，具有多种生物化学功能。
主要功能如下：
1. 结构功能：蛋白质是生物体内构成细胞、组织和器官的重要结构成分，如肌肉中的肌动蛋白和微管蛋白组成肌纤维和细胞骨架，而胶原蛋白是皮肤、骨骼和血管等组织的重要结构蛋白质。
2. 酶功能：许多蛋白质具有酶活性，能够催化生物体内的化学反应。
例如，消化系统中的胃蛋白酶和胰蛋白酶能够分解食物中的蛋白质，将其分解为氨基酸。
3. 运输功能：蛋白质能够通过细胞膜，运输溶解在血液中的物质，如载脂蛋白能够运输胆固醇和脂肪酸。
4. 免疫功能：抗体是蛋白质的一种，具有识别和结合抗原的能力，参与机体的免疫反应。
5. 调节功能：蛋白质可以作为激素或激素受体参与体内的信息传递和调节。
例如，胰岛素和胰高血糖素是由蛋白质构成的激素，能够调节血糖水平。
6. 储能功能：蛋白质也可以作为能量储存物质，例如肌肉中的肌球蛋白具有丰富的储能功能。
7. 保护功能：蛋白质能够保护细胞和组织免受外界的损伤和病
原体的侵袭。
例如，抗体能够结合病原体，促使其被免疫系统清除。
总之，蛋白质在生物体内发挥着重要的功能，涉及到生命的各个方面，包括结构、代谢、调节、免疫和保护等。
南开大学生物化学重点及《现代生物化学》第二版课后答案
第一章蛋白质化学（17学时）【目的要求】⒈ 掌握蛋白质的概念和化学组成；蛋白质的基本结构单位——氨基酸的分类及结构；蛋白质各级分子结构的内容和特点。
2．熟悉氨基酸、蛋白质的理化性质及分离鉴定方法。
3．了解蛋白质的分子结构与功能的关系及蛋白质一级结构的测定。
【教学内容】第一节蛋白质通论一、蛋白质是生命的物质基础二、蛋白质的分类：形状；功能；组成；溶解度三、蛋白质的元素组成第二节蛋白质的基本结构单位——氨基酸一、氨基酸的基本结构特征二、氨基酸的分类及结构三、蛋白质中不常见的氨基酸四、非蛋白质氨基酸五、氨基酸的理化性质1．一般物理学性质2．氨基酸的化学性质：酸碱性质，等电点六、氨基酸的化学反应1．茚三酮反应2．亚硝酸反应3． 2．4—二硝基氟苯反应（FDNB）4．甲醛反应5．二甲基氨基萘磺酰氯反应（DNS-Cl）6．与酰化剂的反应7．α-羧基的成酯反应8．侧链基团参加的反应七、氨基酸的分离和分析鉴定1．蛋白质的水解2．氨基酸的分离鉴定：离子交换柱层析，纸层析，薄层层析第三节蛋白质的结构一、蛋白质的一级结构1．肽键和肽链2．二硫键3．蛋白质的一级结构测定——片段重叠法二、蛋白质的二级结构1．酰胺平面和蛋白质的构象：肽平面，双面角，构象，构型2．维持蛋白质构象的作用力：氢键，离子键，范德华力，疏水作用，配位键，二硫键3．蛋白质二级结构的主要类型：α-螺旋，β-折叠，β-拐角，无规卷曲三、蛋白质的超二级结构和结构域1．超二级结构2．结构域四、纤维状蛋白质结构1．角蛋白：α-角蛋白，β-角蛋白2．胶原蛋白五、蛋白质的三级结构三级结构的特点：（1）（2）（3）（4）六、蛋白质的四级结构四级结构的特征：（1）（2）（3）（4）（5）第四节蛋白质的结构与功能一、蛋白质一级结构与空间结构的关系二、一级结构与功能的关系1．一级结构的微小差别可导致生理功能的重大不同（镰刀型细胞贫血症）2．同功能蛋白质中氨基酸顺序的种属差异与生物进化三、蛋白质的空间结构与功能1．蛋白质的变性与复性2．胰岛素的结构与功能3．血红蛋白与肌红蛋白的结构与功能4．免役球蛋白的结构与功能第五节蛋白质的理化性质一、蛋白质的胶体性质二、蛋白质的两性性质和等电点三、蛋白质的沉淀作用1．可逆沉淀作用：盐析与盐溶2．不可逆沉淀作用四、蛋白质的紫外吸收性质五、蛋白质的沉降作用第六节蛋白质的分离纯化与鉴定一、蛋白质分离纯化的基本原则二、细胞粉碎及蛋白质的抽提三、蛋白质分离纯化的主要方法1．离子交换柱层析法2．凝胶过滤法（分子筛）3．亲和层析法4．疏水层析法5．蛋白质沉淀法：等电点沉淀，盐析法，有机溶剂沉淀法四、蛋白质分子量的测定1．凝胶过滤2． SDS-PAGE五、蛋白质的纯度鉴定1．电泳2．等电聚焦：纯度，等电点六、蛋白质含量测定1．紫外吸收法2．染料结合法（Bradford）[返回索引]第二章核苷酸与核酸（13学时）【目的要求】1. 掌握核酸的化学组成; DNA的分子结构及生物学意义; RNA的种类及结构。
研究生入学考试动物生物化学蛋白质的结构与功能
（二）两面角（dihedral angle）
在多肽链里，Cα碳原子刚好位于互相连接的两个肽 平面的交线上。Cα碳原子上的Cα-N和Cα-C都是单键， 可以绕键轴旋转，其中以Cα-N旋转的角度称为ф，而以 Cα-C旋转的角度称为ψ、维持蛋白质分子构象的化学键
蛋白质分子构象主要靠非共价键维持
二) 蛋白质的变构与血红蛋白的输氧功能
变构作用（allosteric effect ）是指对于多亚基的蛋白质或
酶，效应剂作用于某个亚基，引发其构象改变，继而引 起其他亚基构象的改变，导致蛋白质或酶的生物活性的 变化。 这样的效应剂也称变构剂。
血红蛋白中的4个亚基与氧分子的亲和性不同。氧 分子与血红蛋白的一个亚基结合后，引起其构象发生改 变，这种变化在亚基之间传递，改变了其他亚基与氧的 结合能力。
第三节 蛋白质的化学结构
一、肽键和肽 二、蛋白质的一级结构 三、蛋白质的高级结构 （一）肽单位（酰胺平面） （二）非共价键（非共价相互作用力） （三）二级结构 （四）超二级结构 （五）结构域 （六）三级结构 （七）四级结构
一、肽键（peptide bond）和肽（peptide）
肽键：蛋白质分子中，由前一个氨基酸的-COOH和后
个别蛋白质含有：Zn, Fe, Cu 等金属元素
二、构成蛋白质的基本结构单位 ---氨基酸（Amino Acid）
（一）氨基酸的基本结构和构型
存在自然界氨基酸有300种，组成动物体氨基酸有20种
1、均为α-氨基酸（除脯氨酸） 2、均为L-氨基酸（除甘氨酸）
L-氨基酸通式
（二）氨基酸的分类
• 按R侧链极性和电荷不同，分为四大类 不带电荷极性氨基酸 ：Gly, Ser,Thr, Cys,Thr,Asn,Gln 带负电荷极性氨基酸 ：Asp,Glu 带正电荷极性氨基酸 ：His,Arg,Lys 非极性氨基酸：Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Phe, Trp, Met
生物化学(第三版) 第五章 蛋白质的三维结构课后习题详细解答 复习重点
第五章蛋白质的三维结构提要每一种蛋白质至少都有一种构像在生理条件下是稳定的，并具有生物活性，这种构像称为蛋白质的天然构像。
研究蛋白质构像的主要方法是X射线晶体结构分析。
此外紫外差光谱、荧光和荧光偏振、圆二色性、核磁共振和重氢交换等被用于研究溶液中的蛋白质构像。
稳定蛋白质构像的作用有氢键、范德华力、疏水相互作用和离子键。
此外二硫键在稳定某些蛋白质的构像种也起重要作用。
多肽链折叠成特定的构像受到空间上的许多限制。
就其主链而言，由于肽链是由多个相邻的肽平面构成的，主链上只有α-碳的二平面角Φ和Ψ能自由旋转，但也受到很大限制。
某些Φ和Ψ值是立体化学所允许的，其他值则不被允许。
并因此提出了拉氏构像，它表明蛋白质主链构象在图上所占的位置是很有限的（7.7%-20.3%）。
蛋白质主链的折叠形成由氢键维系的重复性结构称为二级结构。
最常见的二级结构元件有α螺旋、β转角等。
α螺旋是蛋白质中最典型、含量最丰富的二级结构。
α螺旋结构中每个肽平面上的羰氧和酰氨氢都参与氢键的形成，因此这种构象是相当稳定的。
氢键大体上与螺旋轴平行，每圈螺旋占3.6个氨基酸残基，每个残基绕轴旋转100°，螺距为0.54nm。
α-角蛋白是毛、发、甲、蹄中的纤维状蛋白质，它几乎完全由α螺旋构成的多肽链构成。
β折叠片中肽链主链处于较伸展的曲折（锯齿）形式，肽链之间或一条肽链的肽段之间借助氢键彼此连接成片状结构，故称为β折叠片，每条肽链或肽段称为β折叠股或β股。
肽链的走向可以有平行和反平行两种形式。
平行折叠片构象的伸展程度略小于反平行折叠片，它们的重复周期分别为0.65nm和0.70nm。
大多数β折叠股和β折叠片都有右手扭曲的倾向，以缓解侧链之间的空间应力（steric strain）。
蚕丝心蛋白几乎完全由扭曲的反平行β折叠片构成。
胶原蛋白是动物结缔组织中最丰富的结构蛋白，有若干原胶原分子组成。
原胶原是一种右手超螺旋结构，称三股螺旋。
弹性蛋白是结缔组织中另一主要的结构蛋白质。
【精品】生物化学蛋白质的性质实验
生物化学实验讲义实验一蛋白质的性质实验——蛋白质及氨基酸的呈色反应及蛋白质的沉淀反应实验目的1．了解构成蛋白质的基本结构单位及主要连接方式.2．了解蛋白质和某些氨基酸的呈色反应原理。
3．学习几种常用的鉴定蛋白质和氨基酸的方法。
4．加深对蛋白质溶液的胶体性质的认识，了解沉淀蛋白质的几种方法及其实用意义。
，一、茚三酮反应1.实验原理除脯氨酸、羟脯氨酸和茚三酮反应产生黄色物质外，所有α-氨基酸及一切蛋白质都能和茚三酮反应生成蓝紫色物质.β-丙氨酸、氨和许多一级胺都呈阳性反应.尿素、马尿酸、二酮吡唪和肽键上的亚氨基不呈现此反应.因此，虽然蛋白质和氨基酸均有茚三酮反应,但能与茚三酮呈阳性反应的不一定就是蛋白质或氨基酸。
在定性、定量测定中，应严防干扰物存在。
该反应十分灵敏，1∶浓度的氨基酸水溶液即能给出反应,是一种常用的氨基酸定量测定方法。
茚三酮反应分为两步，第一步是氨基酸被氧化形成CO2、NH3和醛，水合茚三酮被还原成还原型茚三酮;第二步是所形成的还原型茚三酮同另一个水合茚三酮分子和氨缩合生成有色物质。
此反应的适宜pH为5～7，同一浓度的蛋白质或氨基酸在不同pH条件下的颜色深浅不同，酸度过大时甚至不显色。
2.材料、仪器与试剂蛋白质溶液;新鲜鸡蛋清溶液(蛋清∶水=1∶9)；0。
5%甘氨酸溶液；0。
1％茚三酮水溶液；0。
1%茚三酮—乙醇溶液3。
实验操作①取2支试管分别加入鸡蛋清溶液和0.5％甘氨酸溶液1ml，再各加0。
5ml0.1%茚三酮水溶液，混匀,在沸水浴中加热1～2分钟，观察颜色由粉色变紫红色再变蓝。
②在一小块滤纸上滴一滴0。
5％甘氨酸溶液，风干后，再在原处滴一滴0.1％茚三酮乙醇溶液,在微火旁烘干显色，观察紫红色斑点的出现.二、黄色反应1。
实验原理含有苯环结构的氨基酸，如酪氨酸和色氨酸，遇硝酸后，可被硝化成黄色物质，该化合物在碱性溶液中进一步形成橙黄色的硝醌酸钠。
多数蛋白质分子含有带苯环的氨基酸，所以有黄色反应，苯丙氨酸不易硝化,需加入少量浓硫酸才有黄色反应。
第4章蛋白质的化学第五节 蛋白质的理化性质
食品生物化学
二、蛋白质的两性解离和等电点
蛋白质和氨基酸一样，既能和酸作用又能和碱作用，是两 性 电 解 质 。 分 子 中 ， 除 氨 基 末 端 的 α-NH2 和 羧 基 末 端 的 αCOOH，肽链内多种氨基酸残基的R侧链还有许多可离子化基 团，如－NH3、－COOH、－OH等。在一定的pH条件下，这 些基团解离而使蛋白质分子带电荷。其解离过程和带电状态取 决于溶液的pH。当某一pH条件时，蛋白质解离成阳、阴离子 的数量相等，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质等电点。 等电点时蛋白质以兼性离子状态存在。
NH2 P
COO-
蛋白质的阴离子
三、蛋白质的溶解性
蛋白质在低盐溶液中溶解度较大，在高盐溶液中溶解度下 降。前者称为盐溶，后者称为盐析。当盐溶液较低时，蛋白质 颗粒上吸附盐离子，使蛋白质颗粒带有同种电荷而相互排斥， 并加强与水分子的作用，溶解度增加。
食品生物化学
在高盐溶液中，盐不仅与水的亲合性很强，而且又是强电 解质。一方面从蛋白质中夺取水分，破坏蛋白质表面的水膜； 另一方面，由于盐离子浓度比较高，可以大量中和蛋白质颗粒 上的电荷，破坏了蛋白质胶体的稳定性，出现沉淀。
食品生物化学
第四章 蛋白质的化学
• 第一节 概述 • 第二节 蛋白质的化学组成 • 第三节 氨基酸的化学 • 第四节 蛋白质的结构 • 第五节 蛋白质的理化性质 • 第六节 蛋白质的分类 • 第七节 食物中的蛋白质 • 第八节 食品加工储藏对蛋白质的影响
食品生物化学
学习目标
1．掌握常见氨基酸的种类、结构/重要的性质以及常见氨 基酸名称和符号。
食品生物化学
五、蛋白质的呈色反应
1．双缩脲反应 尿素在加热时，两分子尿素缩合生成双缩脲并放出一分子 氨。双缩脲在碱性溶液中能与硫酸铜反应产生紫红色络合物。 蛋白质分子中含有许多与双缩脲结构相似的肽键，因此蛋白质 分子与碱性铜溶液中的铜离子形成紫红色络合物的反应，称为 双缩脲反应。碱性铜溶液称为双缩脲试剂。该反应可用于蛋白 质和多肽的定性、定量测定，也可用于蛋白质水解程度的测定。
高级动物生物化学：第五章 蛋白质结构与功能的关系
4、蛋白质变性的利用与预防 、
蛋白质变性有许多实际应用。 蛋白质变性有许多实际应用。如在医疗上利用高温 高压消毒手术器械、用紫外线照射手术室、 高压消毒手术器械、用紫外线照射手术室、用70%酒精 酒精 消毒手术部位的皮肤。这些变性因素都可使细菌、 消毒手术部位的皮肤。这些变性因素都可使细菌、病毒 的蛋白质发生变性，从而失去致病作用，防止伤口感染； 的蛋白质发生变性，从而失去致病作用，防止伤口感染； 另外，在蛋白质、酶的分离纯化过程中， 另外，在蛋白质、酶的分离纯化过程中，为了防止蛋白 质变性，必须保持低温，防止强酸、强碱、重金属盐、 质变性，必须保持低温，防止强酸、强碱、重金属盐、 剧烈震荡等变性因素的影响。 剧烈震荡等变性因素的影响。
（四） 蛋白质变性与复性 1、蛋白质的变性与变性因素 、
在变性因素的作用下，蛋白质的空间结构被破坏， 在变性因素的作用下，蛋白质的空间结构被破坏， 从而引起蛋白质生物学功能的丧失和理化性质的改变， 从而引起蛋白质生物学功能的丧失和理化性质的改变，这 种现象被称为变性（ ）。变性后的蛋白质 种现象被称为变性（denaturation）。变性后的蛋白质 ）。 称变性蛋白质；没有变性的称天然蛋白质。 称变性蛋白质；没有变性的称天然蛋白质。 引起天然蛋白质变性的因素很多。 引起天然蛋白质变性的因素很多。 变性的因素很多 物理因素包括热、紫外线、 射线 超声波、高压、 射线、 物理因素包括热、紫外线、X-射线、超声波、高压、 包括热 表面张力，以及剧烈的振荡、研磨、搅拌等； 表面张力，以及剧烈的振荡、研磨、搅拌等； 化学因素（又称变性剂）包括酸、 化学因素（又称变性剂）包括酸、碱、有机溶剂（如 变性剂 有机溶剂（ 乙醇、丙酮等）、尿素、盐酸胍、重金属盐、三氯醋酸、 ）、尿素 乙醇、丙酮等）、尿素、盐酸胍、重金属盐、三氯醋酸、 苦味酸、磷钨酸以及去污剂等。 苦味酸、磷钨酸以及去污剂等。 加入巯基试剂如β-巯基乙醇、二硫苏糖醇（ 加入巯基试剂如 巯基乙醇、二硫苏糖醇（ DTT）使二 巯基乙醇 ） 硫键还原。 硫键还原。
蛋白质化学—蛋白质的理化性质(生物化学课件)
第二步是所形成的还原型茚三酮同另一个水合茚三酮分 子和氨缩合生成有蓝色物质。
第一步 还原
O
H
C
OH
C
+ H2N C COOH
C
OH
R
O
O
C
OH
C
+
C
H
NH3 + CO2 + R
O
C H
O 还原型茚三酮
高温、高压
物理因素
紫外线、X射线、
变
性
电离辐射和超声波等
因
有机酸、生物碱
素
化学因素
有机溶剂、重金属盐
高浓度尿素、盐酸胍等
2024/4/13
28
变性实质：破坏了空间结构，一级结构不受影响。
2024/4/13
29
变性蛋白 质 的特点
①生物学活性丧失
②理化性质改变 ③易被蛋白酶水解
空间结构改变
溶解度↓，沉降率↑
4.黄色反应
含有苯环的氨基酸，如酪氨酸、色氨酸，遇硝酸后，可被硝化成
黄色物质，该化合物在碱性溶液中进一步形成深橙色的硝醌酸钠。反
应式如下
NaOH
HO
+
HNO3
HO
O
NO2
N
O- Na+
硝基酚（黄色） O
邻硝醌酸钠（橙黄色）
多数蛋白质分子含有带苯环的氨基酸，所以呈黄色反应，苯丙氨酸 不易硝化，须加入少量浓硫酸才有黄色反应。
常用硫酸铵作分离蛋白质的盐析剂
3.醇沉分离法
醇沉法：利用杂质不溶于乙 醇的特性，在加入乙醇后，杂质 被沉淀出来的过程。
《基础生物化学》课程教学大纲
《基础生物化学》课程教学大纲Fundamentals of Biochemistry一、课程基本信息二、教学目标（一）知识目标通过本课程的学习，学会从生物分子组成、结构以及代谢的角度理解生命活动中所进行的化学变化与其调控规律等生命现象的本质。
通过本课程的学习，能较全面了— 1 —解生物体的基本化学组成、结构、性质以及这些物质在体内的合成、降解和相互转化的规律，深入了解代谢活动与各种生命现象之间的联系，并为后续课程打好基础。
（二）能力目标通过本课程的学习，能综合运用所学的基本知识解决和解释后继课程中与生物化学相关的问题以及相关解决实际问题。
（三）素质目标在深入理解生物化学基本概念的基础上，通过对本课程的理论学习，形成较为完整的生物化学知识体系的框架，并将知识灵活运用至后续的课程中，培养其认真、严谨的以化学的视角观察生命现象的素质和能力。
三、基本要求（一）了解1、蛋白质一级结构测定的原理。
2、了解真核生物蛋白质和核酸生物合成的过程。
3、了解不饱和脂肪酸的生物合成的过程。
4、了解个别氨基酸的生物合成途径。
5、了解RNA复制、基因工程。
（二）理解1、理解氨基酸脱氧化脱氨基、联合脱氨基、脱羧基作用。
2、ATP合成的机制。
3、理解别构酶、共价修饰酶和同工酶的概念。
4、理解生物代谢调控的机制和途径。
（三）掌握1、掌握蛋白质、核酸等生物大分子的组成、结构和性质。
2、掌握酶的催化特性、影响酶促反应速度的因素、作用机理，辅基、辅酶与维生素构成之间的关系。
3、掌握呼吸链的组成及其作用机理。
4、掌握糖、脂肪、蛋白质生物合成和降解的途径以及相互转化的机制。
— 2 —5、掌握DNA复制的基本过程以及逆转录、RNA的转录及其加工。
四、教学内容与学时分配第一章绪论1学时1. 生物化学的含义、任务和主要内容2. 生物化学的发展及在各专业中的地位和作用3. 生物化学在我国的发展及与各专业的关系4. 生物化学的学习方法知识点：1．生物化学的含义、主要内容和发展。
基础生化学习要点-蛋白质 核酸
基本知识点:生物化学是研究生物的化学组成和生命过程中的化学变化的科学，即探究生命的化学本质。
第二章 蛋白质化学第一节蛋白质的元素组成蛋白质除含C、H、O、N及S外，有些蛋白质还含有P、Fe、Zn、Mo、Cu等。
各种蛋白质的平均含氮量为16%，这是蛋白质元素组成的重要特点，也是定氮法测定蛋白质含量的计算基础。
第二节蛋白质的基本组成单位——氨基酸一、蛋白质中的常见氨基酸蛋白质由L-α-氨基酸组成，组成蛋白质的氨基酸结构通式是。
各种氨基酸结构的不同表现在侧链基团或称R基团。
组成蛋白质的氨基酸主要有20种，称为常见氨基酸。
二、氨基酸的分类根据氨基酸R基团的极性分为三大类：（1）R基团为非极性或疏水的氨基酸；（2）R基团为极性但不带电荷氨基酸；（3）R基团为带电荷的氨基酸（中性pH时）。
其中第（3）类中又分为带正电荷和带负电荷的两种。
三、蛋白质的稀有氨基酸蛋白质中的稀有氨基酸没有对应的遗传密码子，是在肽链合成后，经过加工修饰而来。
因此，蛋白质稀有氨基酸的结构仍然是L-α-氨基酸。
四、非蛋白质氨基酸非蛋白质氨基酸是生物体内各种组织和细胞中存在的、不参与蛋白质组成的氨基酸。
这些氨基酸大多是L-α-氨基酸，但有些非蛋白质氨基酸是D型氨基酸、以及β-、γ-、或δ-氨基酸。
五、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。
如果某种氨基酸在溶液中所带净电荷为零――即整个分子呈电中性，此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点，以pI表示。
不同的氨基酸具有不同的等电点。
六、氨基酸的立体化学除去甘氨酸外，蛋白质的其余19种常见氨基酸中的α-碳原子是一个不对称碳原子，即手性碳原子。
七、氨基酸的吸收光谱蛋白质的20种常见氨基酸，在可见光区域都没有光吸收，在远紫外区都有光吸收。
但在近紫外区域，只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有光吸收。
由于蛋白质含有这几种芳香族氨基酸，因此也具有紫外吸收能力，其最大光吸收在280nm波长处。
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四、蛋白质的沉淀
五.蛋白质的重要性质
3）重金属盐 Hg2+、Ag+、Pb+ （与蛋白质中带负电基团形成不易溶解的盐）
4）生物碱试剂 苦味酸、三氯乙酸、目酸、钨酸等 （与蛋白质中带正电荷的基团生成不溶性盐）
蛋白质的分离纯化
六. 蛋白质的分离和纯化
2、蛋白质变性的因素
物理因素：加热、紫外线、超声波、高压等；
化学因素：强酸、强碱、脲、盐酸胍、去垢 剂、重金属盐等；
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
三、蛋白质的变性
五.蛋白质的重要性质
3、蛋白质变性后的表现
2、盐析（salting out）
基本原理：不同蛋白质的不同溶解度 作用机理：中性盐中和表面电荷，破坏水化层 常用方法：分级沉淀法 操作方法：固体加入法
饱和溶液加入法
3、电泳(electrophoresis)：
（1） 带电颗粒在电场作用下向其电荷相反 方向移动的现象
（2） 主要分成两大类： 自由界面电泳 区带电泳
第五节 蛋白质的 重要性质
一、胶体性质
五.蛋白质的重要性质
蛋白质的分子量1万~100万之间，其分 子直径1~100nm之间，在胶体颗粒的范围 。
所以蛋白质具有胶体性质，如布朗运动、 光散射、电泳、不能透过半透膜及具有吸附 能力等。
二、两性解离及等电点
五.蛋白质的重要性质
蛋白质的等电点（pI）：当某蛋白质在一定的pH的 溶液中，所带的正负电荷相等，它在电场中既不向z正 极也不向负极移动，此时溶液的pH值叫做该蛋白质的 等电点。
超滤 实验室用超滤器
搅拌式超滤器可配备不 同截留分子量的超滤膜使 用，在高流速操作中对高 达10%大溶质浓度的样品 进行快速浓缩或脱盐，浓 缩倍数可达100倍， 独特 的磁力搅拌设计可避免浓 缩过程中的蛋白样品在膜 表面形成的蛋白凝胶极化 ，从而加快工作速度，提 高浓缩倍数。
六. 蛋白质的分离和纯化
大多蛋白质变性后，很难复性。
五.蛋白质的重要性质
四、蛋白质的沉淀
加入适当的试剂使蛋白质分子处于等电点状态或失去 水化层，蛋白质的胶体溶液就不在稳定并将产生沉淀。
能使蛋白质沉淀的试剂有：
1） 高浓度中性盐 （NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl（中和蛋白质的电荷 ） 这种加入盐使蛋白质沉淀析出的现象称为盐析，用
层析方向
缓冲液 储存器
Байду номын сангаас
蠕动泵
层析柱
记录仪
紫外检测仪
自动部分收集仪
凝胶过滤层析原理
凝胶 凝胶基质 珠
小分子 大分子
凝胶过滤层析过程示意图
离子交换层析
（Ion exchange Chromatography ）
一 基本概念
1 什么是离子交换层析？
是以离子交换剂为固定相，液体为流动相， 通常是先设法让样液中的离子与离子交换剂上的 解离基团进行交换而被固定在离子交换剂上，然 后再通过提高溶液中相反离子浓度或者降低蛋白 质所带电荷数的方法将所要蛋白质分离出来的一 种层析法 。
根据的蛋白质性质 （1）凝胶层析（过滤）：分子量与分子形状特性
（2）离子交换层析： 电荷特性
（3）亲和层析：
生物学特性
凝胶层析（Gel Chromatography）
一 名称 又称凝胶过滤（ Gel Filtration ） 分子筛过滤（层析）
二 凝胶种类 1 葡聚糖凝胶（如 Sephadex G-100 ） 2 聚丙烯酰胺凝胶 如 Bio-Gel P-200 3 琼脂糖凝胶 如Sephrose 4B
2 离子交换剂
（1）基本构成： 基质-----功能基团------反离子
（2）需要满足的要求 高度的不溶解性 有疏松的多孔结构或有巨大的表面积 有较多的交换基团 有稳定的理化性质
常用和重要的有： a 羧甲基纤维素（CM-C）
-----阳离子交换剂 纤维素上交联了 -O-CH2-COO-
b 二乙基氨基乙基纤维素（DEAE-C） ------阴离子交换剂
纤维素上交联了 --O-（CH2）2- NH+ -（C2H5）2
生物活性丧失（酶）； 溶解度降低，粘度增大，扩散系数变小（蛋清）； 基团位置改变； 对蛋白酶敏感性增大。
三、蛋白质的变性
五.蛋白质的重要性质
4、蛋白的复性
蛋白质的变性作用若不过于剧烈，则是一种可逆 过程。高级结构松散了的变性蛋白质通常在除去变 性因素后，可缓慢地重新自发折叠形成原来的构象 ，恢复原有的理化性质和生物活性，这种现象称为 复性(renaturation)。
1、透析(dialysis) 和 超滤(ultra-filtration)
透析：
----按照蛋白质分 子大小进行，能否分 离取决于透析袋截留 的分子量。
六. 蛋白质的分离和纯化
1、透析(dialysis) 和 超滤(ultra-filtration)
透析袋 浓缩的蛋白样品
透析液
开始透析
处于平衡状态
蛋白质的带电性质与溶液的pH有关。
pH<pI 正电荷 pH>pI 负电荷 pH=pI 静电荷为零
二、两性解离及等电点
五.蛋白质的重要性质
三、蛋白质的变性
五.蛋白质的重要性质
1、蛋白质变性的概念
蛋白质受到某些理化因素的影响，其空间结构 发生改变，蛋白质的理化性质和生物学功能随之改 变或丧失，但未导致蛋白质一级结构的改变，这种 现象叫变性作用（denaturation）。
2020/11/21
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南京农业大学 生命科学学院
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南京农业大学 生命科学学院
等电聚焦电泳：当蛋白质在其等电点时，净电荷为 零，在电场中不再移动。
通电
稳
定 7.0
7.0
7.0
pH
梯 6.0
6.0
6.0
度
5.0
5.0
5.0
双向电泳示意图
pH3
IEF
pH10
SDS
4、层析 (chromatography)
纸、薄膜电泳
3、电泳 (electrophoresis)
SDS-PAGE 在蛋白质溶解液中加入SDS和疏基乙醇。
– 巯基乙醇使蛋白质分子中二硫键还原，使多肽分成 亚基
– SDS使蛋白质的氢键、疏水键打开，引起蛋白质构 象的改变，并形成近似长椭圆棒复合物。 不同蛋白质-SDS 复合物的短轴相同 ，约1.8nm，而长 轴则与蛋白质的 Mr成正比。