基礎(chǔ)生物化學(xué)課件

1、第一部分第一部分 蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和功能及蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和功能及 遺傳信息的存儲、傳遞與表達(dá)遺傳信息的存儲、傳遞與表達(dá)一、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)、核酸核酸概述概述二、蛋白質(zhì)、核酸的蛋白質(zhì)、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位基本結(jié)構(gòu)單位三、蛋白質(zhì)、核酸的三、蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)、核酸四、蛋白質(zhì)、核酸結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系五、蛋白質(zhì)、核酸的五、蛋白質(zhì)、核酸的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)六、六、 遺傳信息的傳遞方向和規(guī)律（遺傳信息的傳遞方向和規(guī)律（核酸蛋白質(zhì)核酸蛋白質(zhì)的生物合成的生物合成）二、蛋白質(zhì)、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位蛋白質(zhì)、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位 1、氨基酸氨基酸、核苷酸核苷酸的的結(jié)構(gòu)和分類結(jié)構(gòu)和分類

2、2、 氨基酸、核苷酸性質(zhì)氨基酸、核苷酸性質(zhì) 兩性解離及等電點兩性解離及等電點（pI） 光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì) 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 3、基本結(jié)構(gòu)單位間的連接鍵及特征、基本結(jié)構(gòu)單位間的連接鍵及特征 蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)：肽鍵肽鍵 和和肽肽 核酸：核酸：3 ，5 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵三、蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu) 2、 高級結(jié)構(gòu)高級結(jié)構(gòu) （1）基本概念）基本概念 構(gòu)型和構(gòu)型和構(gòu)象構(gòu)象；維持構(gòu)象的作用力維持構(gòu)象的作用力； 蛋白質(zhì)分子中的蛋白質(zhì)分子中的肽平面肽平面、肽單位肽單位和和二面角二面角1、 一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 概念概念；鏈的走向規(guī)定；鏈的走向規(guī)定；特點特點 一級結(jié)構(gòu)的測定一級結(jié)構(gòu)的測定及及研究意義

3、研究意義（2）蛋白質(zhì)、核酸空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)層次）蛋白質(zhì)、核酸空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)層次蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)： 二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu) 超二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu) 四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)核核 酸：酸： DNA的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu) RNA的類別及其二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)的類別及其二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)、核酸結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系四、蛋白質(zhì)、核酸結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系 蛋白質(zhì)、核酸復(fù)雜的組成和結(jié)構(gòu)是其多種多樣生物學(xué)功能的基礎(chǔ)；而蛋白質(zhì)、核酸復(fù)雜的組成和結(jié)構(gòu)是其多種多樣生物學(xué)功能的基礎(chǔ)；而它們各自獨特的性質(zhì)和功能則是其結(jié)構(gòu)的反映。它們的一級結(jié)構(gòu)包含了其它們各自獨特的性質(zhì)和功能則是其結(jié)構(gòu)的反映。它們的

4、一級結(jié)構(gòu)包含了其分子的所有信息，并決定其高級結(jié)構(gòu)，高級結(jié)構(gòu)和其功能密切相關(guān)分子的所有信息，并決定其高級結(jié)構(gòu)，高級結(jié)構(gòu)和其功能密切相關(guān)。 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系實例：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系實例：同功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的種屬差異與保守性同功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的種屬差異與保守性蛋白質(zhì)前體的激活蛋白質(zhì)前體的激活核糖核酸酶的變性與復(fù)性核糖核酸酶的變性與復(fù)性血紅蛋白變構(gòu)和輸送氧的功能血紅蛋白變構(gòu)和輸送氧的功能血紅蛋白異常病變血紅蛋白異常病變鐮刀型貧血病鐮刀型貧血病 核酸結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系核酸結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 核酸是遺傳物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系主要體現(xiàn)在遺傳信息傳遞的核酸是遺傳物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系主要體現(xiàn)在遺傳信息傳

5、遞的中心法則中心法則之中之中五、蛋白質(zhì)、核酸的化學(xué)性質(zhì)五、蛋白質(zhì)、核酸的化學(xué)性質(zhì)1 大分子特性大分子特性 蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)膠體性質(zhì)和和沉淀沉淀（鹽析法，透析法）（鹽析法，透析法） 核酸的沉降特性核酸的沉降特性( 沉降系數(shù)沉降系數(shù) S)2 兩性解離性質(zhì)兩性解離性質(zhì) (pI)3 紫外吸收紫外吸收4 變性變性與與復(fù)性復(fù)性； 核酸分子核酸分子雜交雜交 ，增色效應(yīng)增色效應(yīng)，減色效應(yīng)減色效應(yīng)，Tm 5 顏色反應(yīng)顏色反應(yīng) 蛋白質(zhì)：茚三酮反應(yīng)；雙縮脲反應(yīng)：酚試劑反應(yīng)蛋白質(zhì)：茚三酮反應(yīng)；雙縮脲反應(yīng)：酚試劑反應(yīng) 核酸：核酸：DNA 與二苯胺反應(yīng)，與二苯胺反應(yīng)， RNA與甲基間苯二酚反應(yīng)與甲基間苯二酚反應(yīng)

6、第二章第二章 蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)化學(xué) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容：介紹氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類、介紹氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類、性質(zhì)及肽的概念，重點討論蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及肽的概念，重點討論蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)和功能的相互關(guān)系性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)和功能的相互關(guān)系。思考思考目錄目錄第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)元素組成及生理功能蛋白質(zhì)元素組成及生理功能第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位氨基酸氨基酸第三節(jié)第三節(jié) 肽肽第四節(jié)第四節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第五節(jié)第五節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第六節(jié)第六節(jié) 蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)第七節(jié)第七節(jié) 蛋白質(zhì)分類蛋白質(zhì)分類（自學(xué)

7、）（自學(xué)）思考思考蛋白質(zhì)主要元素組成蛋白質(zhì)主要元素組成：C C、H H、O O、N N、S S 及及 P P、FeFe、CuCu、ZnZn、MoMo、I I、Se Se 等微量元素。等微量元素。 蛋白質(zhì)平均含蛋白質(zhì)平均含N N量為量為1616, ,這是這是凱氏定凱氏定氮法氮法測蛋白質(zhì)含量的理論依據(jù)：測蛋白質(zhì)含量的理論依據(jù)： 蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含N N量量6.256.25 蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位氨基酸氨基酸 構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 蛋白質(zhì)氨基酸、稀有的蛋白質(zhì)氨基酸和非蛋白質(zhì)氨基酸、稀有的蛋白質(zhì)氨基酸和非蛋白質(zhì)氨基酸的概念蛋白質(zhì)氨

8、基酸的概念 二十種常見的蛋白質(zhì)氨基酸分類、結(jié)構(gòu)及二十種常見的蛋白質(zhì)氨基酸分類、結(jié)構(gòu)及三字符號三字符號蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 氨基酸、核苷酸的光學(xué)性質(zhì)氨基酸、核苷酸的光學(xué)性質(zhì)氨基酸：氨基酸： 除除甘氨酸甘氨酸外，所有天然外，所有天然-氨基酸都有不對稱碳原子，因此所氨基酸都有不對稱碳原子，因此所有天然氨基酸都具有旋光性。有天然氨基酸都具有旋光性。 參與蛋白質(zhì)組成的參與蛋白質(zhì)組成的20種氨基酸中種氨基酸中色氨酸色氨酸(Trp)、酪氨酸酪氨酸(Tyr)和和苯丙氨酸苯丙氨酸(Phe)的的R基團中含有苯環(huán)共軛雙鍵系統(tǒng)，在紫外光區(qū)基團中含有苯環(huán)共軛雙鍵系統(tǒng)，在紫外光區(qū)（220-300n

9、m）顯示特征的吸收譜帶，最大光吸收（顯示特征的吸收譜帶，最大光吸收（ max）分別分別為為279、278、和和259nm。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)都含有這些氨基酸殘。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)都含有這些氨基酸殘基，因此用紫外分光光度法可測定蛋白質(zhì)含量基，因此用紫外分光光度法可測定蛋白質(zhì)含量。核苷酸：核苷酸： 核苷酸分子中的核苷酸分子中的嘌呤嘌呤、嘧啶嘧啶含有共軛雙鍵系統(tǒng)，在紫外光區(qū)含有共軛雙鍵系統(tǒng)，在紫外光區(qū)-260nm顯示特征的吸收譜帶。顯示特征的吸收譜帶。生物體內(nèi)的氨基酸類別生物體內(nèi)的氨基酸類別 蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸： 蛋白質(zhì)中常見的蛋白質(zhì)中常見的20種氨基酸種氨基酸 稀有的蛋白質(zhì)氨基酸稀有的蛋白質(zhì)氨基

10、酸：蛋白質(zhì)組成中，除上述蛋白質(zhì)組成中，除上述20種常見氨基酸外，從少數(shù)蛋白質(zhì)中還分離出一些稀有種常見氨基酸外，從少數(shù)蛋白質(zhì)中還分離出一些稀有氨基酸，它們都是相應(yīng)常見氨基酸的衍生物。如氨基酸，它們都是相應(yīng)常見氨基酸的衍生物。如4-羥羥脯氨酸、脯氨酸、5-羥賴氨酸等。羥賴氨酸等。 非蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸：生物體內(nèi)呈游離或結(jié)合態(tài)的氨生物體內(nèi)呈游離或結(jié)合態(tài)的氨基酸。如瓜氨酸、鳥氨酸等。基酸。如瓜氨酸、鳥氨酸等。二十種常見蛋白質(zhì)氨基酸二十種常見蛋白質(zhì)氨基酸的的分類、結(jié)構(gòu)及三字符號分類、結(jié)構(gòu)及三字符號據(jù)營養(yǎng)據(jù)營養(yǎng)學(xué)分類學(xué)分類 必需必需非必需非必需據(jù)據(jù)R基團化基團化學(xué)結(jié)構(gòu)分類學(xué)結(jié)構(gòu)分類 脂肪族脂肪族A

11、 A芳香族芳香族A(A(PhePhe、TyrTyr、TrpTrp) )雜環(huán)雜環(huán)( (HisHis、ProPro、TrpTrp) )據(jù)據(jù)R基團基團極性分類極性分類極性極性R基團基團AA非極性非極性R基團基團AA（種）種）不帶電荷不帶電荷（種）種）帶電荷帶電荷帶正電荷帶正電荷（種）種）帶負(fù)電荷帶負(fù)電荷（種）種）據(jù)氨基、羧據(jù)氨基、羧基數(shù)分類基數(shù)分類一氨基一羧基一氨基一羧基一氨基二羧基一氨基二羧基( (GluGlu、AspAsp) )二氨基一羧基二氨基一羧基( (LysLys、HisHis、ArgArg) )人的必需氨基酸人的必需氨基酸LysLysTrpTrpPhePheValValMetMetLeu

12、LeuIleIleThrThrArgArg、HisHis非極性非極性R基團氨基酸基團氨基酸 （CHNH2-COOH）不帶電荷極性不帶電荷極性R基團氨基酸基團氨基酸 （CHNH2-COOH）帶電荷帶電荷R基團氨基酸基團氨基酸氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng) 與茚三酮反應(yīng)與茚三酮反應(yīng): :用于氨基酸定量定性測定用于氨基酸定量定性測定. . 與與2,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯( (DNFB)DNFB)的反應(yīng)的反應(yīng)（sangersanger反應(yīng)）反應(yīng)）: :用于用于蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)N-N-端測定端測定. . 與苯異硫氰酯（與苯異硫氰酯（PITCPITC）的反應(yīng)的反應(yīng)（EdmanEdman反應(yīng)

13、），反應(yīng)）， 用于蛋用于蛋白質(zhì)白質(zhì)N-N-端測定，蛋白質(zhì)順序測定儀設(shè)計原理的依據(jù)。端測定，蛋白質(zhì)順序測定儀設(shè)計原理的依據(jù)。氨基酸的兩性解離性質(zhì)及等電點氨基酸的兩性解離性質(zhì)及等電點（pI）pH = pI 凈電荷凈電荷=0 pH pI凈電荷為負(fù)凈電荷為負(fù)CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3+ + H+ OH+ + H+ OH+(pK 1)(pK 2) 當(dāng)氨基酸溶液在某一定當(dāng)氨基酸溶液在某一定pH值時，使某特定氨基酸分子上所帶正負(fù)值時，使某特定氨基酸分子上所帶正負(fù)電荷相等，成為兩性離子，在電場中既不向陽極也不向陰極移動，此電荷相等，成為兩性離子，在電場中既不向陽極也不向陰極移動

14、，此時溶液的時溶液的pH值即為該氨基酸的值即為該氨基酸的等電點等電點。 氨基酸等電點的計算氨基酸等電點的計算 可見，氨基酸的可見，氨基酸的pI值等于該氨基酸的兩性離子狀態(tài)兩側(cè)值等于該氨基酸的兩性離子狀態(tài)兩側(cè)的基團的基團pK值之和的二分之一。值之和的二分之一。pI=2pK 1+pK 2一氨基一羧基一氨基一羧基AA的等電點計算：的等電點計算：pI=2pK 2+pK R二氨基一羧基二氨基一羧基AA的等電點計算：的等電點計算：pI=2pK 1+pK R一氨基二羧基一氨基二羧基AA的等電點計算：的等電點計算：丙氨酸等電點的計算丙氨酸等電點的計算TryTyrPhe的的 紫紫外外吸吸收收光光譜譜摩爾吸收系數(shù)

15、摩爾吸收系數(shù)波長波長氨基酸與茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮反應(yīng)+3H20茚三酮茚三酮(無色無色)NH3CO2 RCHO+還原性茚三酮還原性茚三酮紫色化合物紫色化合物(弱酸弱酸)加熱加熱+ 2NH3 +還原性茚三酮還原性茚三酮還原性茚三酮還原性茚三酮氨基酸與氨基酸與2,42,4一二硝基氟苯一二硝基氟苯( (DNFB)DNFB)的反應(yīng)的反應(yīng)（sangersanger反應(yīng)）反應(yīng)）DNFB（dinitrofiuorobenzene）DNP-AA(黃色黃色)+ HF弱鹼中弱鹼中氨基酸氨基酸氨基酸與苯異硫氰酯（氨基酸與苯異硫氰酯（PITCPITC）的反應(yīng)的反應(yīng)（EdmanEdman反應(yīng)）反應(yīng)）PITC（phen

16、ylisothiocyanate）+苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物(PTH-AA) （phenylisothiohydantion-AA）弱鹼中弱鹼中(400 C)(硝基甲烷硝基甲烷 400 C)H+第三節(jié)第三節(jié) 肽肽一一 、肽肽( (peptide)peptide)和肽鍵和肽鍵( (peptide bend)peptide bend)的概念的概念二、肽的重要性質(zhì)二、肽的重要性質(zhì) 酸堿性質(zhì)、重要化學(xué)反應(yīng)類似于氨基酸性質(zhì)酸堿性質(zhì)、重要化學(xué)反應(yīng)類似于氨基酸性質(zhì)三、天然存在的活性肽三、天然存在的活性肽 生理活性肽的功能類別：激素、抗菌素、輔助因子生理活性肽的功能類別：激素、抗菌素、輔助因子 實

17、例實例：谷胱甘肽谷胱甘肽( (glutathioneglutathione) ) 短桿菌肽短桿菌肽促甲狀腺素釋放因子促甲狀腺素釋放因子（TRH） - -天冬氨酸天冬氨酸- -L-L-苯丙氨酸甲酯（甜味劑）苯丙氨酸甲酯（甜味劑）肽和肽鍵的形成肽和肽鍵的形成肽單位肽單位肽鍵肽鍵肽平面肽平面肽單位 谷胱甘肽在體內(nèi)參與氧化還原過程，作為某些氧化還谷胱甘肽在體內(nèi)參與氧化還原過程，作為某些氧化還原酶的輔因子，或保護(hù)巰基酶，或防止過氧化物積累。原酶的輔因子，或保護(hù)巰基酶，或防止過氧化物積累。重要的天然活性肽：谷胱甘肽重要的天然活性肽：谷胱甘肽促甲狀腺素釋放因子促甲狀腺素釋放因子 （TRH）兩種重要的天然活性

18、肽兩種重要的天然活性肽短桿菌肽短桿菌肽S蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)的的空空間間結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次的劃分一、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次的劃分一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)空間構(gòu)象空間構(gòu)象蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)多肽鏈中氨基酸的排列順序，包括二硫鍵的位置稱為蛋白多肽鏈中氨基酸的排列順序，包括二硫鍵的位置稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)( (primary structure)primary structure)。這是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)，這

19、是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)，它內(nèi)寓著決定蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)和生物功能的信息。一級結(jié)構(gòu)的它內(nèi)寓著決定蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)和生物功能的信息。一級結(jié)構(gòu)的走向規(guī)定為走向規(guī)定為N-端端 C-端端。例：例：牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)N-端端N-端端C-端端C-端端 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)測定蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)測定基本戰(zhàn)略基本戰(zhàn)略：片段重疊法氨基酸順序直測法：片段重疊法氨基酸順序直測法 要點：要點： 測定蛋白質(zhì)的分子量及其氨基酸組分測定蛋白質(zhì)的分子量及其氨基酸組分 測定肽鍵的測定肽鍵的N N末端和末端和C C末端末端 應(yīng)用兩種或兩種以上的肽鍵內(nèi)切酶分別在多肽鍵的專一位點上應(yīng)用兩種或兩種以上的肽鍵內(nèi)切酶分別在多肽鍵的專一位點上

20、斷裂肽鍵；也可用溴化氰法專一性地斷裂甲硫氨酸位點，從而得斷裂肽鍵；也可用溴化氰法專一性地斷裂甲硫氨酸位點，從而得到一系列大小不等的肽段。到一系列大小不等的肽段。 分離提純所產(chǎn)生的肽段，并分別測定它們的氨基酸順序分離提純所產(chǎn)生的肽段，并分別測定它們的氨基酸順序 將這些肽段的順序進(jìn)行跨切口重疊，進(jìn)行比較分析，推斷出蛋將這些肽段的順序進(jìn)行跨切口重疊，進(jìn)行比較分析，推斷出蛋白質(zhì)分子的全部氨基酸序列。白質(zhì)分子的全部氨基酸序列。將肽段順序進(jìn)行疊聯(lián)以確定完整的順序?qū)㈦亩雾樞蜻M(jìn)行疊聯(lián)以確定完整的順序 將肽段分離并測出順序?qū)㈦亩畏蛛x并測出順序?qū)Ｒ恍粤呀鈱Ｒ恍粤呀饽┒税被釡y定末端氨基酸測定拆開二硫鍵拆開二硫鍵純

21、蛋白質(zhì)純蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)順序測蛋白質(zhì)順序測 定基本戰(zhàn)略定基本戰(zhàn)略三、三、 蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象和維持構(gòu)象的作用力蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象和維持構(gòu)象的作用力(1) 蛋白質(zhì)的構(gòu)象（蛋白質(zhì)的構(gòu)象（conformation）(2) 多肽鏈折疊的空間限制因素多肽鏈折疊的空間限制因素肽平面和二面角肽平面和二面角基團間的相互作用基團間的相互作用水分子的作用水分子的作用(3) (3) 穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力亞基亞基四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu) -折疊片折疊片 -螺旋體螺旋體三級三級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 松散肽段松散肽段 -折疊片折疊片 -螺旋體螺旋體亞基亞基三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象 松散

22、肽段松散肽段核酸分子的構(gòu)象核酸分子的構(gòu)象DNADNA二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)rRNArRNA二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)tRNAtRNA三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)二面角二面角 二面角二面角 兩相鄰酰胺平面之間，能以共同的兩相鄰酰胺平面之間，能以共同的C為定點而旋轉(zhuǎn)，繞為定點而旋轉(zhuǎn)，繞C-N鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱角，繞角，繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱角。角。和和稱稱作二面角，亦稱構(gòu)象角。作二面角，亦稱構(gòu)象角。多肽鏈多肽鏈維持蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的作用力維持蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的作用力a.鹽鍵鹽鍵 b.氫鍵氫鍵 c.疏水鍵疏水鍵 d.范得華力范得華力 e.二硫鍵二硫鍵蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 螺旋螺旋（helixhe

23、lix） 折疊折疊（-pleated sheet） 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角（-turn） 無規(guī)則卷曲無規(guī)則卷曲（nonregular coil）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（secondary structuresecondary structure）指肽鏈指肽鏈主鏈不同區(qū)段通過自身的相互作用，形成氫鍵，沿某一主主鏈不同區(qū)段通過自身的相互作用，形成氫鍵，沿某一主軸盤旋折疊而形成的局部空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象軸盤旋折疊而形成的局部空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象單元主要有以下類型：單元主要有以下類型：特征特征：1 1、 每隔每隔3.63.6個個AAAA殘殘基 螺 旋 上 升 一 圈 ， 螺 距基 螺 旋

24、 上 升 一 圈 ， 螺 距0.540.54nm;nm; 2 、 螺旋體中所有氨螺旋體中所有氨基酸殘基側(cè)鏈都伸向外側(cè)，基酸殘基側(cè)鏈都伸向外側(cè)，鏈中的全部鏈中的全部C=0 和和N-H幾幾乎都平行于螺旋軸乎都平行于螺旋軸; 3、每個氨基酸殘基的、每個氨基酸殘基的N-H與前面第四個氨基酸殘與前面第四個氨基酸殘基的基的C=0形成氫鍵，肽鏈上形成氫鍵，肽鏈上所有的肽鍵都參與氫鍵的形所有的肽鍵都參與氫鍵的形成。成。形成因素形成因素：與組成和排與組成和排列順序直接相關(guān)。列順序直接相關(guān)。多態(tài)性多態(tài)性：多數(shù)為右手（較穩(wěn)多數(shù)為右手（較穩(wěn)定），亦有少數(shù)左手螺旋存定），亦有少數(shù)左手螺旋存在（不穩(wěn)定在（不穩(wěn)定） 螺旋（

25、螺旋（helix）折疊（折疊（-pleated sheet-pleated sheet）特征特征：兩條或多兩條或多條伸展的多肽鏈條伸展的多肽鏈（或一條多肽鏈（或一條多肽鏈的若干肽段）側(cè)的若干肽段）側(cè)向集聚，通過相向集聚，通過相鄰肽鏈主鏈上的鄰肽鏈主鏈上的N-HN-H與與C=OC=O之間有之間有規(guī)則的氫鍵，形規(guī)則的氫鍵，形成鋸齒狀片層結(jié)成鋸齒狀片層結(jié)構(gòu)，即構(gòu)，即折疊折疊片。片。類別類別：平行平行 反平行反平行 轉(zhuǎn)角（轉(zhuǎn)角（-turn-turn）特 征特 征 ： 多 肽多 肽鏈 中 氨 基 酸鏈 中 氨 基 酸殘基殘基n n的羰基的羰基上 的 氧 與 殘上 的 氧 與 殘基（基（n+3n+3）的的

26、氮 原 上 的 氫氮 原 上 的 氫之 間 形 成 氫之 間 形 成 氫鍵 ， 肽 鍵 回鍵 ， 肽 鍵 回折折1801800 0 。 無無規(guī)規(guī)則則卷卷曲曲示示意意圖圖無規(guī)則卷曲無規(guī)則卷曲細(xì)胞色素細(xì)胞色素C的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)中相鄰的二級結(jié)構(gòu)單位（即單個蛋白質(zhì)中相鄰的二級結(jié)構(gòu)單位（即單個螺旋或螺旋或折疊或折疊或轉(zhuǎn)角）組合在一起，形成有規(guī)則的、在轉(zhuǎn)角）組合在一起，形成有規(guī)則的、在空間上能辯認(rèn)的二級結(jié)構(gòu)組合體稱為蛋白質(zhì)的空間上能辯認(rèn)的二級結(jié)構(gòu)組合體稱為蛋白質(zhì)的超二級結(jié)超二級結(jié)構(gòu)構(gòu)（ supersecondarysupersecondary structur

27、e). structure). 主要組合方式：主要組合方式： ； 超二級結(jié)構(gòu)類型超二級結(jié)構(gòu)類型1 2 3 4 5 5 2 3 4 1 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽進(jìn)一步卷曲折疊成幾個相對獨立、在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽進(jìn)一步卷曲折疊成幾個相對獨立、近似球形的三維實體，再由兩個或兩個以上這樣的三維實體締合近似球形的三維實體，再由兩個或兩個以上這樣的三維實體締合成三級結(jié)構(gòu)，這種相對獨立的三維實體稱為成三級結(jié)構(gòu)，這種相對獨立的三維實體稱為結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域（structure structure domaindomain）。形成意義如下形成意義如下: : 動力學(xué)上更為合理動力學(xué)上更為

28、合理 蛋白質(zhì)（酶）活性部位常位于結(jié)構(gòu)域之間，使其更具柔性蛋白質(zhì)（酶）活性部位常位于結(jié)構(gòu)域之間，使其更具柔性. . -螺旋螺旋 -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 -折疊折疊二硫鍵二硫鍵結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域1結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域2兩個鐵原子兩個鐵原子蚯蚓血紅蛋白中四個蚯蚓血紅蛋白中四個 -螺旋組成的結(jié)構(gòu)域螺旋組成的結(jié)構(gòu)域免疫球蛋白免疫球蛋白VL -折疊結(jié)折疊結(jié)構(gòu)域構(gòu)域+結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域域乳酸脫氫酶結(jié)構(gòu)域乳酸脫氫酶結(jié)構(gòu)域1 /結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域丙酮酸激酶結(jié)構(gòu)域丙酮酸激酶結(jié)構(gòu)域43-P-甘油醛脫氫酶結(jié)構(gòu)域甘油醛脫氫酶結(jié)構(gòu)域2木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域1木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域2無規(guī)則卷曲無規(guī)則卷曲+ -螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu)域域無規(guī)則卷曲無規(guī)

29、則卷曲+-回折結(jié)構(gòu)回折結(jié)構(gòu)域域蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 多肽鍵在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過側(cè)鏈基團的相互多肽鍵在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過側(cè)鏈基團的相互作用進(jìn)一步卷曲折疊，借助次級鍵維系使作用進(jìn)一步卷曲折疊，借助次級鍵維系使螺旋、螺旋、折疊片、折疊片、轉(zhuǎn)角等二級結(jié)構(gòu)相互配置而轉(zhuǎn)角等二級結(jié)構(gòu)相互配置而形成特定的構(gòu)象形成特定的構(gòu)象。三級結(jié)構(gòu)的形成使肽鏈中所有的原子都達(dá)到空間上的。三級結(jié)構(gòu)的形成使肽鏈中所有的原子都達(dá)到空間上的重新排布。重新排布。 實例：實例：肌紅蛋白肌紅蛋白 核糖核酸酶核糖核酸酶肌肌紅紅蛋蛋白白三三級級結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)核糖核酸酶三級結(jié)構(gòu)示意圖核糖核酸酶三級結(jié)構(gòu)示意圖 N His12CHis

30、119Lys41蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)是指由相同或不同的稱作亞基（四級結(jié)構(gòu)是指由相同或不同的稱作亞基（subunitsubunit）的亞單位按照一定排布方式聚合而成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，維持的亞單位按照一定排布方式聚合而成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，維持四級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力主要是疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范四級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力主要是疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華力等次級鍵。亞基本身都具有球狀三級結(jié)構(gòu)，一般只得華力等次級鍵。亞基本身都具有球狀三級結(jié)構(gòu)，一般只包含一條多肽鏈，也有的由二條或二條以上由二硫鍵連接包含一條多肽鏈，也有的由二條或二條以上由二硫鍵連接的肽鏈組成。的肽鏈組成。 實例：實例：血紅蛋白血紅

31、蛋白 煙草花葉病毒的外殼蛋白四級結(jié)構(gòu)煙草花葉病毒的外殼蛋白四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)煙草花葉病毒外殼蛋白四級結(jié)構(gòu)煙草花葉病毒外殼蛋白四級結(jié)構(gòu)的的自我組裝自我組裝第五節(jié)第五節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一、一、 一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，也一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，也決定蛋白質(zhì)的功能決定蛋白質(zhì)的功能二、二、 高級構(gòu)象決定蛋白質(zhì)的功能高級構(gòu)象決定蛋白質(zhì)的功能一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，也決定蛋白質(zhì)的功能也決定蛋白質(zhì)的功能1 1、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的種屬差異與同源性、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的種屬差異與同源性 實例：實例：細(xì)胞色素細(xì)胞色素2 2、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的

32、變異與分子病、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的變異與分子病 實例：實例：血紅蛋白質(zhì)異常病變血紅蛋白質(zhì)異常病變鐮刀型貧血鐮刀型貧血病3 3、蛋白質(zhì)前體的激活與一級結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)前體的激活與一級結(jié)構(gòu) 實例：實例：胰島素原的激活胰島素原的激活 高級構(gòu)象決定蛋白質(zhì)的功能高級構(gòu)象決定蛋白質(zhì)的功能1 1 、蛋白質(zhì)高級構(gòu)象破壞，功能喪失蛋白質(zhì)高級構(gòu)象破壞，功能喪失 實例：實例：核糖核酸酶的變性與復(fù)性核糖核酸酶的變性與復(fù)性2 2 、蛋白質(zhì)在表現(xiàn)生物功能時，構(gòu)象發(fā)生蛋白質(zhì)在表現(xiàn)生物功能時，構(gòu)象發(fā)生一定變化（一定變化（變構(gòu)效應(yīng)變構(gòu)效應(yīng)） 實例：實例：血紅蛋白的變構(gòu)效應(yīng)和輸氧功能血紅蛋白的變構(gòu)效應(yīng)和輸氧功能不同生物與人的不同生物與人

33、的CytcCytc的的AAAA差異數(shù)目差異數(shù)目生物生物 與人不同的與人不同的AAAA數(shù)目數(shù)目黑猩猩黑猩猩 0恒河猴恒河猴 1兔兔 9袋鼠袋鼠 10牛、豬、羊、狗牛、豬、羊、狗 11馬馬 12雞、火雞雞、火雞 13響尾蛇響尾蛇 14海龜海龜 15金槍魚金槍魚 21角餃角餃 23小蠅小蠅 25蛾蛾 31小麥小麥 35粗早鏈孢霉粗早鏈孢霉 43酵母酵母 44 不不同同生生物物來來源源的的細(xì)細(xì)胞胞色色素素c c中中不不變變的的AAAA殘殘基基14106100134323029271817675952514845413887848280706891GlyGlyPheCysGlyGlyGlyArgLysG

34、lyCysLysPheHisProLeuGlyArgTyrAlaAsnTrpTyr707580LysLysLysProProTyrIleGlyThrMetAsnLeu血紅素血紅素細(xì)胞色素細(xì)胞色素c c分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)不變不變的的AAAA殘基殘基 35個不變的個不變的AA殘基，是殘基，是Cyt C 的生物功能所不的生物功能所不可缺少的。其中有的可能參加維持分子構(gòu)象；有的可缺少的。其中有的可能參加維持分子構(gòu)象；有的可能參與電子傳遞；有的可能參與可能參與電子傳遞；有的可能參與“識別識別”并結(jié)合并結(jié)合細(xì)胞色素還原酶和氧化酶。細(xì)胞色素還原酶和氧化酶。正常紅細(xì)胞與正常紅細(xì)胞與鐮刀形紅細(xì)胞鐮刀形

35、紅細(xì)胞的掃描電鏡圖的掃描電鏡圖鐮刀形鐮刀形紅細(xì)胞紅細(xì)胞正常紅正常紅細(xì)胞細(xì)胞 -鏈鏈N端氨基酸排列順序端氨基酸排列順序 1 2 3 4 5 6 7 8 Hb-A（正常人）正常人） Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys Hb-S（患患 者）者） Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys豬胰島素原激活成形成胰島素示意圖豬胰島素原激活成形成胰島素示意圖 核糖核酸酶變性與復(fù)性作用核糖核酸酶變性與復(fù)性作用Native ribonucleaseDenative reduced ribonucleaseNative ribonuclease8 M urea an

36、d -mercapotoethanolDialysis變性變性復(fù)性復(fù)性血紅蛋白輸氧功能和構(gòu)象變化血紅蛋白輸氧功能和構(gòu)象變化O2HbHb- O2O2血紅蛋白和肌紅蛋白的氧合曲線血紅蛋白和肌紅蛋白的氧合曲線活動肌肉毛細(xì)活動肌肉毛細(xì)血管中的血管中的PO20 20 40 60 80 100肺泡中的肺泡中的PO2MyoglobinHemoglobin第六節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)第六節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)一、一、 兩性解離性質(zhì)及等電點兩性解離性質(zhì)及等電點二、二、 蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)三、三、 蛋白質(zhì)的沉淀蛋白質(zhì)的沉淀四、四、 蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性五、五、蛋白質(zhì)的紫外吸收特性蛋白質(zhì)的紫外吸收特

37、性六、六、蛋白質(zhì)呈色反應(yīng)蛋白質(zhì)呈色反應(yīng) 蛋白質(zhì)兩性解離性質(zhì)和等電點蛋白質(zhì)兩性解離性質(zhì)和等電點pH = pI 凈電荷凈電荷=0 pH pI凈電荷為負(fù)凈電荷為負(fù)PrCOOHNH3+ + H+ OH+ + H+ OH+PrCOO-NH2PrCOO-NH3+ 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液在某一定當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液在某一定pH值時，使某特定蛋白質(zhì)分子上所帶正負(fù)值時，使某特定蛋白質(zhì)分子上所帶正負(fù)電荷相等，成為兩性離子，在電場中既不向陽極也不向陰極移動，此電荷相等，成為兩性離子，在電場中既不向陽極也不向陰極移動，此時溶液的時溶液的pH值即為該蛋白質(zhì)的值即為該蛋白質(zhì)的等電點等電點 （isoelectric point，pI）。）。

38、 蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)膠體性質(zhì) 由于蛋白質(zhì)分子量很大，在水溶液中形成由于蛋白質(zhì)分子量很大，在水溶液中形成1-1001-100nmnm的顆的顆粒，因而具有膠體溶液的特征?？扇苄缘鞍踪|(zhì)分子表面分布粒，因而具有膠體溶液的特征?？扇苄缘鞍踪|(zhì)分子表面分布著大量極性氨基酸殘基，對水有很高的親和性，通過水合作著大量極性氨基酸殘基，對水有很高的親和性，通過水合作用在蛋白質(zhì)顆粒外面形成一層用在蛋白質(zhì)顆粒外面形成一層水化層水化層，同時這些顆粒帶有，同時這些顆粒帶有電電荷荷，因而蛋白質(zhì)溶液是相當(dāng)穩(wěn)定的親水膠體。，因而蛋白質(zhì)溶液是相當(dāng)穩(wěn)定的親水膠體。 蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)的應(yīng)用蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)的應(yīng)用 透析法透析法: :利用蛋

39、白質(zhì)不能透過半透膜的的性質(zhì)，將含有小分子雜質(zhì)的蛋利用蛋白質(zhì)不能透過半透膜的的性質(zhì)，將含有小分子雜質(zhì)的蛋白質(zhì)溶液放入透析袋再置于流水中，小分子雜質(zhì)被透析出，大分子蛋白質(zhì)白質(zhì)溶液放入透析袋再置于流水中，小分子雜質(zhì)被透析出，大分子蛋白質(zhì)留在袋中，以達(dá)到純化蛋白質(zhì)的目的。這種方法稱為透析（留在袋中，以達(dá)到純化蛋白質(zhì)的目的。這種方法稱為透析（dialysisdialysis）。）。 鹽析法鹽析法: :在蛋白質(zhì)溶液中加入高濃度的硫酸銨、氯化鈉等中性鹽，可有在蛋白質(zhì)溶液中加入高濃度的硫酸銨、氯化鈉等中性鹽，可有效地破壞蛋白質(zhì)顆粒的水化層。同時又中和了蛋白質(zhì)表面的電荷，從而使效地破壞蛋白質(zhì)顆粒的水化層。同時又

40、中和了蛋白質(zhì)表面的電荷，從而使蛋白質(zhì)顆粒集聚而生成沉淀，這種現(xiàn)象稱為鹽析（蛋白質(zhì)顆粒集聚而生成沉淀，這種現(xiàn)象稱為鹽析（salting outsalting out）。）。蛋白質(zhì)的沉淀蛋白質(zhì)的沉淀 如果加入適當(dāng)?shù)脑噭┦沟鞍踪|(zhì)分子處于等電點狀態(tài)或如果加入適當(dāng)?shù)脑噭┦沟鞍踪|(zhì)分子處于等電點狀態(tài)或失去水化層（失去水化層（消除相同電荷，除去水膜消除相同電荷，除去水膜），蛋白質(zhì)膠體溶），蛋白質(zhì)膠體溶液就不再穩(wěn)定并將產(chǎn)生沉淀。液就不再穩(wěn)定并將產(chǎn)生沉淀。 沉淀方法類別沉淀方法類別: : 1 1、高濃度中性鹽（鹽析、鹽溶）、高濃度中性鹽（鹽析、鹽溶） 2 2、酸鹼（等電點沉淀）、酸鹼（等電點沉淀） 3 3、有機溶

41、劑沉淀、有機溶劑沉淀 4 4、重金屬鹽類沉淀、重金屬鹽類沉淀 5 5、生物堿試劑和某些酸類沉淀、生物堿試劑和某些酸類沉淀 6 6、加熱變性沉淀、加熱變性沉淀 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性蛋白質(zhì)變性與復(fù)性 蛋白質(zhì)各自所特有的高級結(jié)構(gòu)，是表現(xiàn)其物理性質(zhì)和化學(xué)特性以蛋白質(zhì)各自所特有的高級結(jié)構(gòu)，是表現(xiàn)其物理性質(zhì)和化學(xué)特性以及生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。當(dāng)天然蛋白質(zhì)受到某些物理因素和化學(xué)因素的影及生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。當(dāng)天然蛋白質(zhì)受到某些物理因素和化學(xué)因素的影響，使其分子內(nèi)部原有的高級構(gòu)象發(fā)生變化時，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生響，使其分子內(nèi)部原有的高級構(gòu)象發(fā)生變化時，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)功能都隨之改變或喪失，但并未導(dǎo)致其一級結(jié)構(gòu)的

42、變化，這種現(xiàn)象物學(xué)功能都隨之改變或喪失，但并未導(dǎo)致其一級結(jié)構(gòu)的變化，這種現(xiàn)象稱為稱為變性作用變性作用（denaturationdenaturation）。）。 表征表征：生物活性喪失；物理性質(zhì)（溶解度、粘度、擴散系數(shù)、光譜特性等）：生物活性喪失；物理性質(zhì)（溶解度、粘度、擴散系數(shù)、光譜特性等）和化學(xué)性質(zhì)（化學(xué)反應(yīng)，被酶解性）改變和化學(xué)性質(zhì)（化學(xué)反應(yīng)，被酶解性）改變 應(yīng)用應(yīng)用：變性滅菌、消毒；變性制食品；抗衰老：變性滅菌、消毒；變性制食品；抗衰老 蛋白質(zhì)的變性作用如果不過于劇烈，則是一種可逆過程，變性蛋白蛋白質(zhì)的變性作用如果不過于劇烈，則是一種可逆過程，變性蛋白質(zhì)通常在除去變性因素后，可緩慢地重新

43、自發(fā)折疊成原來的構(gòu)象，恢復(fù)質(zhì)通常在除去變性因素后，可緩慢地重新自發(fā)折疊成原來的構(gòu)象，恢復(fù)原有的理化性質(zhì)和生物活性，這種現(xiàn)象成為原有的理化性質(zhì)和生物活性，這種現(xiàn)象成為復(fù)性復(fù)性（renaturationrenaturation）。）。蛋白質(zhì)主要呈色反應(yīng)蛋白質(zhì)主要呈色反應(yīng) 雙縮脲反應(yīng)雙縮脲反應(yīng) 酚試劑反應(yīng)酚試劑反應(yīng) 蛋白質(zhì)定量、定性蛋白質(zhì)定量、定性 茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng) 測定常用方法測定常用方法 雙縮脲反應(yīng) 蛋白質(zhì)在堿性溶液中也蛋白質(zhì)在堿性溶液中也能與硫酸銅發(fā)生相同反應(yīng)，能與硫酸銅發(fā)生相同反應(yīng)，產(chǎn)生紅紫色絡(luò)合物產(chǎn)生紅紫色絡(luò)合物紅紫色絡(luò)合物紅紫色絡(luò)合物(鹼性溶液鹼性溶液)Cu2+蛋白質(zhì)的紫外吸收光譜蛋

44、白質(zhì)的紫外吸收光譜 蛋白質(zhì)在遠(yuǎn)紫外光蛋白質(zhì)在遠(yuǎn)紫外光區(qū)（區(qū)（200-230200-230nmnm）有較有較大的吸收，在大的吸收，在280280nmnm有有一特征吸收峰，可利用一特征吸收峰，可利用這一特性對蛋白質(zhì)進(jìn)行這一特性對蛋白質(zhì)進(jìn)行定性定量鑒定。定性定量鑒定。蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度/（mg/ml）=1.55A1cm - 0.76A1cm280 260測定范圍：測定范圍：0.10.5mg/ml簡單蛋白質(zhì)分類簡單蛋白質(zhì)分類結(jié)合蛋白質(zhì)分類結(jié)合蛋白質(zhì)分類 問答題和計算題問答題和計算題1、為什麼說蛋白質(zhì)是生命活動最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)？為什麼說蛋白質(zhì)是生命活動最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)？2、試比較、試比較Gly

45、、Pro與其它常見氨基酸結(jié)構(gòu)的異同，它們對多肽鏈與其它常見氨基酸結(jié)構(gòu)的異同，它們對多肽鏈二級結(jié)構(gòu)的形成有何影響？二級結(jié)構(gòu)的形成有何影響？3、試舉例說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（包括一級結(jié)構(gòu)、高級結(jié)、試舉例說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（包括一級結(jié)構(gòu)、高級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系）。構(gòu)與功能的關(guān)系）。4、為什么說蛋白質(zhì)水溶液是一種穩(wěn)定的親水膠體？、為什么說蛋白質(zhì)水溶液是一種穩(wěn)定的親水膠體？5、什麼是蛋白質(zhì)的變性？變性的機制是什麼？舉例說明蛋白質(zhì)變、什麼是蛋白質(zhì)的變性？變性的機制是什麼？舉例說明蛋白質(zhì)變性在實踐中的應(yīng)用。性在實踐中的應(yīng)用。6、已知某蛋白質(zhì)的多肽鏈的一些節(jié)段是、已知某蛋白質(zhì)的多肽鏈的一些節(jié)段是 -

46、螺旋，而另一些節(jié)段是螺旋，而另一些節(jié)段是 -折疊。該蛋白質(zhì)的分子量為折疊。該蛋白質(zhì)的分子量為240 000，其分子長，其分子長5.06 10-5 cm, 求分子求分子中中 -螺旋和螺旋和 -折疊的百分率。折疊的百分率。(蛋白質(zhì)中一個氨基酸的平均分子量為蛋白質(zhì)中一個氨基酸的平均分子量為120) 名詞解釋名詞解釋等電點（等電點（pI） 肽鍵和肽鏈肽鍵和肽鏈 肽平面及二面角肽平面及二面角 一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu) 四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu) 超二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性蛋白質(zhì)變性與復(fù)性 分子病分子病 肽肽 比較核酸、蛋白質(zhì)比較核酸、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)的異

47、同，寫出各自的異同，寫出各自基本結(jié)構(gòu)單位基本結(jié)構(gòu)單位的通式的通式 相同相同: :雖然二者在組成上差異很大雖然二者在組成上差異很大, ,但在構(gòu)成方式上卻很相似但在構(gòu)成方式上卻很相似, ,主要表現(xiàn)在主要表現(xiàn)在都是由基本結(jié)構(gòu)單位通過特定的共價鍵連接而成的大分子，各自的主鏈都是由基本結(jié)構(gòu)單位通過特定的共價鍵連接而成的大分子，各自的主鏈都是不變成分，可變成分在側(cè)鏈上。都是不變成分，可變成分在側(cè)鏈上。 相異相異： 比較項目比較項目 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 核酸核酸 基本結(jié)構(gòu)單位基本結(jié)構(gòu)單位 20種氨基酸種氨基酸 4種（脫氧）核苷酸種（脫氧）核苷酸 連接的鍵連接的鍵 肽鍵肽鍵 3，5-磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 主鏈的組成

48、主鏈的組成 由由 -N-C -CO- 由戊糖由戊糖+磷酸磷酸 （不變成分）（不變成分） 反復(fù)循環(huán)組成反復(fù)循環(huán)組成 反復(fù)循環(huán)組成反復(fù)循環(huán)組成 側(cè)鏈可側(cè)鏈可 20種種AA殘基的殘基的 核苷酸的核苷酸的4種種 （可變成分）（可變成分） R側(cè)鏈排列組合側(cè)鏈排列組合 堿基排列組合堿基排列組合基本結(jié)構(gòu)單位通式基本結(jié)構(gòu)單位通式H2N-CH-COOHRH2PO3-O-H2C(O)HHON簡述研究核酸、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的意義簡述研究核酸、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的意義 生物的遺傳信息儲存于生物的遺傳信息儲存于DNA的核苷酸序列中，蛋的核苷酸序列中，蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是由相應(yīng)的白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是由相應(yīng)的DNA序列決定的，每一序列

49、決定的，每一種蛋白質(zhì)分子所具有的特定的一級結(jié)構(gòu)又決定了其高種蛋白質(zhì)分子所具有的特定的一級結(jié)構(gòu)又決定了其高級結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能，也就表現(xiàn)出特定的生命現(xiàn)象。級結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能，也就表現(xiàn)出特定的生命現(xiàn)象。因此，研究核酸、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)可破譯生命的密因此，研究核酸、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)可破譯生命的密碼，是在分子水平認(rèn)識生命的突破口。碼，是在分子水平認(rèn)識生命的突破口。蛋白質(zhì)的主要生理功能蛋白質(zhì)的主要生理功能 蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（proteinprotein）是生活細(xì)胞內(nèi)含量最豐富、功能是生活細(xì)胞內(nèi)含量最豐富、功能最復(fù)雜的生物大分子，并參與了幾乎所有的生命活動和最復(fù)雜的生物大分子，并參與了幾乎所有的生命活動和生命

50、過程。因此，研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能始終是生命生命過程。因此，研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能始終是生命科學(xué)最基本的命題。科學(xué)最基本的命題。 生物體最主要的特征是生命活動，而蛋白質(zhì)是生命生物體最主要的特征是生命活動，而蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，具有以下主要功能：活動的體現(xiàn)者，具有以下主要功能：催化功能；結(jié)構(gòu)功能；調(diào)節(jié)功能；催化功能；結(jié)構(gòu)功能；調(diào)節(jié)功能；防御功能；運動功能；運輸功能；防御功能；運動功能；運輸功能；信息功能；儲藏功能信息功能；儲藏功能 主要參考書主要參考書1 1、焦鴻俊、焦鴻俊, , 基礎(chǔ)生物化學(xué)，廣西民族出版社，基礎(chǔ)生物化學(xué)，廣西民族出版社，199519952 2、周順武、周順武, , 動物

51、動物 生物化學(xué)，中國農(nóng)業(yè)出版社，生物化學(xué)，中國農(nóng)業(yè)出版社，199919993 3、郭藹光、郭藹光, , 基礎(chǔ)生物化學(xué)，高等教育出版社，基礎(chǔ)生物化學(xué)，高等教育出版社，200120014 4、沈同、沈同, ,生物化學(xué)（上下冊），高等教育出版社，生物化學(xué)（上下冊），高等教育出版社，19901990 第一章第一章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能核酸的結(jié)構(gòu)與功能 主要內(nèi)容主要內(nèi)容：介紹核酸的分類和化學(xué)組成，介紹核酸的分類和化學(xué)組成，重點討論重點討論DNADNA和和RNARNA的結(jié)構(gòu)特征，初步認(rèn)識核酸的結(jié)構(gòu)特征，初步認(rèn)識核酸的結(jié)構(gòu)特征與其功能的相關(guān)性；介紹核酸的主的結(jié)構(gòu)特征與其功能的相關(guān)性；介紹核酸的主要理化性質(zhì)和核酸

52、研究的一般方法要理化性質(zhì)和核酸研究的一般方法。思考思考核酸的結(jié)構(gòu)與功能核酸的結(jié)構(gòu)與功能第一第一節(jié)節(jié) 核酸的研究歷史和重要性核酸的研究歷史和重要性第二節(jié)第二節(jié) 核酸的分類核酸的分類和和基本結(jié)構(gòu)單位基本結(jié)構(gòu)單位核苷酸核苷酸第三節(jié)第三節(jié) DNADNA的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)第四節(jié)第四節(jié) RNARNA的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)第五節(jié)第五節(jié) 核酸的某些理化性質(zhì)及核酸研究常用技術(shù)核酸的某些理化性質(zhì)及核酸研究常用技術(shù)第六節(jié)第六節(jié) DNADNA研究進(jìn)展研究進(jìn)展 核酸分類和分布核酸分類和分布 脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）:遺傳信息的遺傳信息的貯存和攜帶者，生物的主要遺傳

53、物質(zhì)。在真核細(xì)胞中，貯存和攜帶者，生物的主要遺傳物質(zhì)。在真核細(xì)胞中，DNA主主要集中在細(xì)胞核內(nèi)，線粒體和葉綠體中均有各自的要集中在細(xì)胞核內(nèi)，線粒體和葉綠體中均有各自的DNA。原核原核細(xì)胞沒有明顯的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，細(xì)胞沒有明顯的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，DNA存在于稱為類核的結(jié)構(gòu)區(qū)。存在于稱為類核的結(jié)構(gòu)區(qū)。每個原核細(xì)胞只有一個染色體，每個染色體含一個雙鏈環(huán)狀每個原核細(xì)胞只有一個染色體，每個染色體含一個雙鏈環(huán)狀DNA。 核糖核酸核糖核酸（ribonucleic acid, RNA）：）：主要參與遺傳信息的主要參與遺傳信息的傳遞和表達(dá)過程，細(xì)胞內(nèi)的傳遞和表達(dá)過程，細(xì)胞內(nèi)的RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，少量存主要存在于細(xì)胞

54、質(zhì)中，少量存在于細(xì)胞核中，病毒中在于細(xì)胞核中，病毒中RNA本身就是遺傳信息的儲存者。另外本身就是遺傳信息的儲存者。另外在植物中還發(fā)現(xiàn)了一類比病毒還小得多的侵染性致病因子稱為在植物中還發(fā)現(xiàn)了一類比病毒還小得多的侵染性致病因子稱為類病毒，它是不含蛋白質(zhì)的游離的類病毒，它是不含蛋白質(zhì)的游離的RNA分子，還發(fā)現(xiàn)有些分子，還發(fā)現(xiàn)有些RNA具生物催化作用（具生物催化作用（ribozyme）。核酸的研究歷史和重要性核酸的研究歷史和重要性1869 Miescher從膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離出了一從膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離出了一 種含磷種含磷酸的有機物，當(dāng)時稱為核素（酸的有機物，當(dāng)時稱為核素（nuclein）,后稱為核

55、酸（后稱為核酸（nucleic acid）1944 Avery 等通過肺炎球菌轉(zhuǎn)化試驗證明等通過肺炎球菌轉(zhuǎn)化試驗證明DNA是遺傳是遺傳物質(zhì)物質(zhì)1953 Watson和和Crick提出提出DNA結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型1958 Crick提出遺傳信息傳遞的中心法則提出遺傳信息傳遞的中心法則70年代年代 建立建立DNA重組技術(shù)重組技術(shù)80年代年代 分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等學(xué)科突飛猛進(jìn)發(fā)展分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等學(xué)科突飛猛進(jìn)發(fā)展90年代以后年代以后 實施人類基因組計劃（實施人類基因組計劃（HGP）,生命科學(xué)進(jìn)生命科學(xué)進(jìn)入一個新時代入一個新時代核酸的基本結(jié)構(gòu)單位核酸的基本結(jié)構(gòu)單位核苷酸核苷酸（

56、1）核酸分子中基本核苷酸的化學(xué)組成與命名）核酸分子中基本核苷酸的化學(xué)組成與命名 堿基堿基、核苷核苷、核苷酸核苷酸的概念和關(guān)系的概念和關(guān)系 常見堿基常見堿基的結(jié)構(gòu)與命名法的結(jié)構(gòu)與命名法 常見（脫氧）核苷酸常見（脫氧）核苷酸的基本結(jié)構(gòu)與命名的基本結(jié)構(gòu)與命名 稀有核苷酸稀有核苷酸（2）細(xì)胞內(nèi)）細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物游離核苷酸及其衍生物5 -磷酸核苷酸的基本結(jié)構(gòu)磷酸核苷酸的基本結(jié)構(gòu)OO（N = A、G、C、U、T）HH(O)H1 2 NOHCH2HH5 4 3 PO-OOO-堿基、核苷、核苷酸的概念和關(guān)系堿基、核苷、核苷酸的概念和關(guān)系 Nitrogenous basePentose sugarHO

57、CH2HOHDoxyribose (in DNA)HOCH2HOOHRibose (in RNA)PhosphatePyrimidinesCytosineThymineUracilCUTPurihesAdenineGuanineAG基本堿基結(jié)構(gòu)和命名基本堿基結(jié)構(gòu)和命名嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶Adenine (A)Guanine (G)Cytosine (C)Uracil (U)Thymine (T)核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名腺嘌呤核苷酸（腺嘌呤核苷酸（ AMP） Adenosine monophosphate脫氧腺嘌呤核苷酸（脫氧腺嘌呤核苷酸（dAMP） Deoxyadenosine mon

58、ophosphateOH鳥嘌呤核苷酸（鳥嘌呤核苷酸（GMP）胞嘧啶核苷酸（胞嘧啶核苷酸（CMP）尿嘧啶核苷酸（尿嘧啶核苷酸（UMP）脫氧鳥嘌呤核苷酸（脫氧鳥嘌呤核苷酸（dGMP）脫氧胞嘧啶核苷酸（脫氧胞嘧啶核苷酸（dCMP）脫氧胸腺嘧啶核苷酸（脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）HPPPPPPPP常見（脫氧）核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名常見（脫氧）核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名鳥嘌呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸（GMP）尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸（UMP）胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸（CMP）腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸（AMP）脫氧腺嘌呤核苷酸脫氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）脫氧鳥嘌呤核苷酸脫氧鳥嘌呤核苷酸（dGMP）脫氧胞嘧啶核苷酸脫氧胞嘧

59、啶核苷酸（dCMP）脫氧胸腺嘧啶核苷酸脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）幾種稀有核苷酸幾種稀有核苷酸假尿苷（假尿苷（ ）二氫尿嘧啶（二氫尿嘧啶（DHU）AmCH3CH3H3Cm26GHH5核糖和脫氧核糖細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物 多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸 環(huán)核苷酸環(huán)核苷酸 輔酶類核苷酸。輔酶類核苷酸。 5 -NMP 5 -NDP 5 -NTPN=A、G、C、U 5 -dNMP 5 -dNDP 5 -dNTP N=A、G、C、T腺苷酸及其多磷酸化合物腺苷酸及其多磷酸化合物 AMP Adenosine monophosphate ADP Adenosine diphospha

60、te ATP Adenosine triphosphateOPOOHOA (G)OOOHCH2HHHHcAMPcAMP( (cGMPcGMP) )的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)Cyclic Cyclic adenylieadenylie (Guanine)acid (Guanine)acid 第三節(jié)第三節(jié) DNA的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu) 一、一、 DNA 一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)二、二、 DNA的二級結(jié)構(gòu)的二級結(jié)構(gòu)三、三、 DNA的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu)5 5 3 3 核酸分子中核苷酸之間核酸分子中核苷酸之間的的3 -5 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵DNA 的一級結(jié)構(gòu)的一級結(jié)構(gòu) DNA分子中各脫氧核苷酸之分子中各脫氧核苷酸之間的連接方