生物化1

生物化学

第二章蛋白质的结构与功能

1）、任何蛋白质都含有C、H、O、N四种元素，各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。由于蛋白质是体内的主要含氮化合物，因此，常用定氮法来推算生物样品中蛋白质的含量，即每克样品中含氮量×6.25=每克样品中蛋白质含量（g）

2）、α—氨基酸：是指分子中的氨基（—NH2）或亚氨基（=NH）都连接在与氨基（—COOH）相邻的α—碳原子上。除最简单的甘氨酸外，其余氨基酸的α—碳原子均为不对称碳原子，因此，其余氨基酸都有两种不同的立体构型，即L构型和D构型。【构成蛋白质的氨基酸都是α—AA。氨基在左侧为L型，氨基在右侧为D型】

3）、氨基酸的分类：①非极性氨基酸；②中性氨基酸；③酸性氨基酸：包括天冬氨基酸和谷氨酸；④碱性氨基酸：包括赖氨酸、精氨酸和组氨酸。

4）、肽键（酰胺键）：是指一个氨基酸的羧基与相邻的另一个氨基酸的氨基脱水缩合形成的化学键。肽：氨基酸之间通过肽键互相连接而形成的化合物。通常一条多肽链有两个游离末端,一端是未参与肽键形成的α—氨基末端，称氨基末端或简称为N端，写在肽链的左侧，并用H2N—或H—表示；另一端是未参与形成肽键的α—COOH，称为羧基末端或简称为C端，写在肽链的右侧，用—COOH或—OH表示，因此，肽链具有方向性。

4）、蛋白质一级结构：是指蛋白质分子中多肽链氨基酸残基的排列顺序(氨基酸顺序)及二硫键所在位置。这种顺序是由DNA分子中的核苷酸序列决定。蛋白质的二级结构：是指多肽链中主链原子在各局部空间进行盘曲、折叠形成的空间结构，而不涉及各R侧链的空间位置。它有四种不同的形式：α—螺旋、β—折叠、β—转角、无规则卷曲。α—螺旋：指多肽链主链围绕中心轴盘曲形成的结构。特点（见书本P11）。β—折叠：是指多肽链主链以每个肽键平面的Cα为旋转点折叠形成的折纸状结构。特点（见书本P11）。蛋白质的三级结构：是指在蛋白质分子二级结构的基础上，多肽链进一步折叠、卷曲和缠绕形成的结构。特点（见P13）。蛋白质的四级结构：是指亚基间的空间排布以及它们的连接和相互作用。含有四级结构的蛋白质，单独的亚基一般没有生物学功能，只有完整的四级结构才有生物学功能。【维持和稳定一级结构的是肽键；维持和稳定二级结构的是.氢键；维持和稳定三级结构和四级结构的是各种次级键（主要有疏水键、氢键、离子键与范德华力，其中以疏水键最为重要）】

5)、超二级结构（模体）：在许多蛋白质分子中，可发现2—3个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个具有规则的二级结构组合。

6）、蛋白质的理化性质：①蛋白质是两性电解质；②各种电离基团的电离程度取决于溶液的PH；③在某一PH条件下，蛋白质解离成正、负离子的数量相等、静电荷为零时，此时溶液的PH称为该蛋白质的等电点；④由于蛋白质能解离形成带电颗粒，带电颗粒在电场中向电荷相反方向移动的现象，称为电泳。蛋白质的胶体性质：①蛋白质溶液是亲水胶体；

②蛋白质分子表面的水化膜和同种电荷是蛋白质溶液稳定的两个主要因素；③蛋白质不能透过半透膜的性质对维持生物体内体液平衡起着重要的作用。蛋白质的变性：蛋白质在某种理化因素的作用下，次级键断裂，严格的空间结构遭到破坏，从而改变其理化性质与生物学活性的现象。蛋白质沉淀：蛋白质分子凝聚从溶液中析出的现象。常用的蛋白质沉淀方法有：盐析法、有机溶剂沉淀、某些酸类沉淀、重金属盐沉淀、加热凝固。蛋白质在紫外光范围有两处吸收峰：一是280nm处有最大吸收值；二是因肽键存在而引起的，在200—220nm处有一吸收值。

蛋白质的生理功能：①催化和调控作用（酶、激素、组蛋白等）；②协调和运动作用（肌动蛋白、肌球蛋白）；③运输和储存作用（血红蛋白、铁蛋白）；④免疫保护作用（抗体及补体）；⑤识别、传导作用（受体、视蛋白）；⑥结构支持作用（胶原蛋白）

第三章核酸的结构与功能

1）、核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两类。它由C、H、O、N、和P 元素组成。核酸的基本成分：磷酸、戊糖和碱基（包括嘌呤碱：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和嘧啶碱：胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）、胸腺嘧啶（T））。【T只存在于DNA中而不存在于RNA中，U只存在于RNA中而不存在于DNA中。RNA中的稀有碱基主要见于tRNA中，DNA中的主要见于噬菌体DNA中】

2）、核苷:碱基与戊糖通过糖苷键（N—C）连接形成的化合物。磷酸与核苷分子中戊糖环上的羟基以脂键结合形成核苷酸。【重要的环核苷酸有3＇，5＇—环核苷酸（cAMP）、3＇，5＇—环鸟苷酸（cGMP）,它们是由ATP和GTP分别在细胞膜上的腺苷酸环化酶和内的鸟苷酸环化酶催化下，脱去一份子的焦磷酸而生成。】

3）、体内重要的游离核苷酸：①多磷酸核苷酸：三磷酸腺苷（ATP）分子中含有高能建，用“~”表示。②环化核苷酸：是ATP在腺苷酸环化酶的催化下生成的一种环化腺苷酸。生物学功能：①是生物系统的通用能源；②为某些物质合成所必需（如尿苷二核苷酸（UDP）是糖基的载体；③构成许多酶的辅酶成分；④调节物质代谢：环腺苷酸（cAMP）和环鸟苷酸（cGMP）可作为激素第二信使。

4）、核酸（DNA和RNA）的一级结构：是指其分子中核苷酸的排列顺序，称为核苷酸序列。DNA：脱氧核苷酸通过3＇，5＇-磷酸二脂键连接而成多聚脱氧核苷酸链。

RNA：核苷酸通过3＇，5＇-磷酸二脂键连接而成多聚核苷酸链。

5＇—末端为游离的磷酸基，3＇—为游离的羟基。即5＇3＇方向为正方向。DNA 双螺旋结构模型的要点：见书本P30。

5）、DNA的三级结构包括核小体结构。核小体是真核生物染色质的基本结构。DNA的遗传信息是以基因的形式存在的。基因：是指DNA中具有功能片段的特定区段，其中核苷酸排列顺序决定了基因的功能。DNA是细胞内DNA复制和RNA合成的模板，DNA的核苷酸序列以遗传密码的方式决定了蛋白质的氨基酸排序。一个生物体的基因组是它全部的遗传信息。各种生物基因组的大小、结构、基因的种类和数量都是不同的。DNA是生物遗传信息的载体，并为基因复制和转录提供了模板。

6）、RNA分子有两种常见的二级结构形式：①“茎—环”；②“发夹”。几乎所有的RNA 都具备这两种形式。RNA可分为：①信使RNA（mRNA）：是蛋白质合成的模板，真核生物mRNA它的5＇—端有一个以7—甲基鸟苷三磷酸为主体的“帽子”结构；3＇—端大多有一个由80—250个多聚腺苷酸的“尾巴”。它的功能：是转录核内DNA遗传信息的碱基排列顺序，并携带至细胞质，指导蛋白质的生物合成。mRNA从5＇—端的碱基序列AUG 开始，每三个相邻的核苷酸组成一个三联体密码，编码一种氨基酸。因此，mRNA分子中核苷酸的排列顺序决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。②转运RNA（tRNA）：是相对分子质量最小的RNA。主要生理功能是：转运活化了的氨基酸，参与蛋白质的生物合成。它形似三叶草形。具有以下特点：㈠分子中含有较多的稀有碱基；㈡分子形成茎—环结构；㈢分子末端构成氨基酸臂；㈣tRNA序列中有反密码子。③核糖体RNA（rRNA）：是细胞中含量最多的一类，原核细胞的核糖体含有三种rRNA，其中23SrRNA与5SrRNA存在于大亚基中，而16SrRNA则存在于小亚基中。【S是沉降系数】真核生物核糖体中含有4种rRNA，其中大亚基含有28S、5.8S、5S，而小亚基中只含有18S一种。它是细胞合成蛋白质的场所。