川大生物化學(xué)筆記

1、1. 幾個概念：生物化學(xué)筆記（好像是四川大學(xué)的）上篇生物化學(xué)講義上冊第一章 緒論（ 1-2 節(jié)）一 . 如何學(xué)好生化課生物化學(xué)的特點(diǎn). 內(nèi)容分布：生物化學(xué)這門課，從教材上看，通常都分為上下兩集，上集談的是生物分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能，很少涉及它們的變化，這些生物分子包括糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸、酶、激素、維生素以及抗生素等，叫做靜態(tài)生化，以DNA 結(jié)構(gòu)為例。而下集則講的是這些生物分子的來龍去脈，即合成與分解，叫動態(tài)生化，以DNA 的復(fù)制為例。. 特點(diǎn)：概念性描述性的內(nèi)容居多，很少有推導(dǎo)性或計(jì)算性的內(nèi)容，因此，它不同于理科而更近似于文科，記憶的東西多，女生常常比男生學(xué)得好，巧妙記憶成為學(xué)好生化的一個重

2、要方法，學(xué)完生化課后，你們應(yīng)該有一種意外的驚喜，阿，我的腦子咋變得這樣好使呢？這與記身份證號碼和圓周率是異曲同工的，舉例3.14159265358979323846264338327（山巔一寺一壺酒，爾樂苦煞吾，把酒吃，酒殺爾，殺不死，樂而樂，撕殺，殺爸殺爾妻），320106630817209 （三兒拎衣拎肉，又拎酒，給我過生日）。師生合作. 老師備課：由于生物化學(xué)是我院最重要的課程（課時多以及研考跑不掉），所以我得竭盡全力準(zhǔn)備，既要完成大綱規(guī)定的內(nèi)容又不能照本宣科，注意理論和實(shí)踐、經(jīng)典與前沿的融合，使生化課變得興趣盎然而不是枯燥無味，要做到這些，備課是相當(dāng)辛苦的，且聽我來表一表，我在四川大學(xué)

3、上了320 節(jié)生化課（200 節(jié)理論，120 節(jié)實(shí)驗(yàn)），上課筆記成了現(xiàn)在的講課筆記的一部分，后來臨時抱佛腳，又到南大進(jìn)修了200 學(xué)時的生化理論課（生化專業(yè)用）以及120 學(xué)時的理論課（非生化專業(yè)用），講課教師叫楊榮武，是個教書天才（合作文章（在我?guī)资恼轮?，這是最得意的一篇）、同學(xué)的師弟、上海生化所），聽課筆記真是一摞一摞，從中精煉出我們現(xiàn)在的6-70學(xué)時理論課（難吶），還要增補(bǔ)一些名人趣聞、科學(xué)前沿之類的味精，總的算來，我給你們講一節(jié)課，自己要聽7 節(jié)課，再準(zhǔn)備三小時，代價不菲，所以我常掛在嘴邊的一句話就是，你們一定要學(xué)好這門課，學(xué)不好很對不起人，在你最對不起的人里面，我應(yīng)該列在前三名。

4、. 學(xué)生學(xué)習(xí)：看小說似的預(yù)習(xí)幾遍，尤其上課要用心聽講（省時省力），當(dāng)場或課后整理筆記（重要性），擇重記憶（注意方法），幾個小竅門：早上多吃糖（原因，腦血糖），站立聽課（腎上腺，恐怖電影，我講課）。二 . 生化課的重要性國際形勢1. 美國的著名大學(xué)（哈佛、麻省、斯坦佛、普林斯頓等）文理皆必修生化。2. 人體基因工程計(jì)劃：上個世紀(jì)的三個計(jì)劃：曼哈頓、阿波羅、人體基因工程：人類23 對染色體（23 對 DNA 分子）測序，幾十萬個基因，大腸桿菌8000 個基因，基因改造（治?。琖ATSON 和 CRICK 開玩笑，女兒賽過愛因斯坦和瑪麗蓮夢露，兒子聰明高飛低潛力大無窮的超人。3. 諾貝爾獎金（ 9

5、0 多萬美元，最高榮譽(yù)）的分布： 化學(xué)， 醫(yī)學(xué)生理學(xué)領(lǐng)域不說獨(dú)占鰲頭也是多搶多占，如蛋白質(zhì)的螺旋和折迭（化學(xué)）G 蛋白、第二信使學(xué)說的三代科學(xué)家三次獲獎，光合作用機(jī)制，更不要說核酸領(lǐng)域了（復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、RNA 復(fù)制等中心法則中的內(nèi)容）國內(nèi)形勢有悲有喜，悲者，生物學(xué)越來越不受中學(xué)重視（高考的變遷30-50-70-0），在1994 年廣州中山大學(xué)召開的生物科學(xué)前沿研討會上，北大教授、中科院院士瞿中和（電鏡DNA 照片）說得非常尖銳：取消生物考試，瞧不起人類本身，搞不好農(nóng)業(yè)、計(jì)劃生育、環(huán)保，是將我國教育事業(yè)引向歧途。在我國，生物化學(xué)還是一門非常專業(yè)的學(xué)科未能得到普及，雖然，生化專業(yè)一直都是個重

6、點(diǎn)大學(xué)的熱門，但那是為了好出國（我的同學(xué)），另外，我國的生化工業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本和歐美列強(qiáng)，給畢業(yè)生就業(yè)帶來了困難。喜者是許多有識之士已經(jīng)看到了生化的光輝前景，紛紛搶灘這塊寶地，生化工業(yè)也在艱難的條件下起步并有蓬勃發(fā)展之勢，以我們身邊的人物為例，歐陽老師和我們的專業(yè)發(fā)展。三 . 生物化學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展生物化學(xué)的定義和歷史酒釀的制造生物化學(xué)的任務(wù)：總結(jié)7 條1. 生物大分子及其復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能2 蛋白質(zhì)是怎樣工作的3. 遺傳信息是怎樣表達(dá)和傳遞的4. 生物大分子如何被合成5. 細(xì)胞內(nèi)成千上萬個生化反應(yīng)如何協(xié)調(diào)6. 細(xì)胞生長與分化的機(jī)制7. 生命的起源生物化學(xué)的現(xiàn)狀及其發(fā)展. 現(xiàn)狀. 發(fā)展方向第二

7、章 糖類 1. 糖的概念一 . 糖的種類和功能糖的定義糖的功能：能源結(jié)構(gòu) 信息傳遞糖的種類：單糖：定義醛糖 酮糖 丙、丁、戊、己、庚糖及其兩者的組合，重要單糖的舉例寡糖：定義舉例多糖：定義同多糖雜多糖 舉例結(jié)合糖：定義舉例碳水化合物：carbohydrate二 . 糖的構(gòu)型 同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)異構(gòu)立體異構(gòu)幾何異構(gòu)旋光異構(gòu)差向異構(gòu)2. 糖的構(gòu)型不對稱碳原子旋光異構(gòu)體的性質(zhì)甘油醛的構(gòu)型（DL ） 意義葡萄糖的構(gòu)型單糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)單糖舉例一 . 葡萄糖的結(jié)構(gòu)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：條件結(jié)構(gòu)式 構(gòu)型 旋光異構(gòu)體和自然選擇簡化結(jié)構(gòu)式環(huán)狀結(jié)構(gòu)：條件吡喃型和呋喃型及自然選擇 型和 型 異頭物投影式（Haworth 式） 鏈?zhǔn)?/p>

8、與環(huán)式的互變規(guī)則變旋現(xiàn)象：現(xiàn)象本質(zhì)葡萄糖的構(gòu)象：船式和椅式幾種重要單糖的結(jié)構(gòu)式（默認(rèn)為D- 型）：甘油醛二羥丙酮核糖！ 脫氧核糖！葡萄糖 甘露糖 半乳糖 果糖！鏈?zhǔn)胶铜h(huán)式都要，請大家自己在書上將其找到。二 . 單糖的性質(zhì)物理性質(zhì)：旋光性（特例）甜度：標(biāo)準(zhǔn)以及順序（果糖蔗糖葡萄糖）溶解性化學(xué)性質(zhì)1. 與強(qiáng)酸的作用：形成糠醛及其衍生物反應(yīng)式及其原理：書P16糖的鑒定：Molish 反應(yīng)：糠醛及其衍生物與 -萘酚反應(yīng)作用生成紫色的化合物，原理是羰基于酚類進(jìn)行了縮合，這樣，將糖與濃酸作用后再與萘酚反應(yīng)作用就能生成紫色的化合物，可鑒別糖。（多羥、醛基）Seliwanoff 反應(yīng)：同樣的原理，將糖與濃酸作

9、用后再與間苯二酚反應(yīng)，若是酮糖就顯鮮紅色，若是醛糖就顯淡紅色，由此可鑒別酮糖和 醛糖。2. 形成糖苷：糖的半縮醛羥基與其它物質(zhì)的羥基或氨基脫水縮合形成的化合物。舉例：麥芽糖的結(jié)構(gòu)式：見書P22葡萄糖 -1,4- 葡萄糖苷， -葡萄糖出半縮醛羥基，另一葡萄糖（ 、 可互變）出4 位上的羥基。反應(yīng)部位主體、配體、糖苷鍵的鍵型（半縮醛羥基的構(gòu)型- 半縮醛羥基的位置，另一羥基的位置）全名：配體半縮醛羥基的構(gòu)型-半縮醛羥基的位置,另一羥基的位置-主體苷3. 糖的還原性費(fèi)林反應(yīng)（Fehling ）：見P15 費(fèi)林試劑反應(yīng)式 定量法與鐵氰化鉀的反應(yīng)：將葡萄糖與鐵氰化鉀（K3Fe （ CN ） 6 ）溶液共熱

10、時，鐵氰化鉀被還原成亞鐵氰化鉀（K4Fe （ CN） 6）。反應(yīng)式：K3Fe （ CN ） 6 + 葡萄糖 K4Fe （ CN ） 6 + 葡萄糖酸4. 形成糖脎糖與三分子苯肼的反應(yīng)反應(yīng)式：見P17用途：鑒定單糖的種類：糖脎為黃色的不溶于水的晶體，不同的糖脎其晶型和熔點(diǎn)均不同，由此可鑒別單糖的種類。思考題：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖哪幾種可被糖脎反應(yīng)所鑒別，哪些不能？其余的反應(yīng)如酯化作用、對堿的作用、糖的氧化性等，請大家自己看看。寡糖定義結(jié)構(gòu)單位：環(huán)狀的糖糖苷鍵主體和配體寡糖（以及淀粉）中的單糖叫殘基一 . 幾種重要的二糖麥芽糖：見P22 葡萄糖 -1,4- 葡萄糖苷：是直鏈淀粉的形成方式異

11、麥芽糖：葡萄糖 -1,6- 葡萄糖苷：是枝鏈淀粉分支處的的形成方式蔗糖： -葡萄糖 -2,1 果糖苷 / -果糖 -1,2 葡萄糖苷乳糖：見P22 葡萄糖 -1,4- 半乳糖苷纖維二糖：見P22 葡萄糖 -1,4- 葡萄糖苷：是纖維素的形成方式。多糖定義一 . 同多糖即均一多糖：定義淀粉結(jié)構(gòu)單位： -D- 葡萄糖（在淀粉和寡糖中叫做葡萄糖殘基）3. 常見脂肪酸和必需脂肪酸連接方式（即糖苷鍵型）：直鏈淀粉： -1,4 糖苷鍵，枝鏈淀粉 -1,6 糖苷鍵（僅出現(xiàn)在分支處）和 -1,4 糖苷鍵（除了分支處以外的地方）直鏈淀粉的結(jié)構(gòu)：見P24 還原端和非還原端各一枝鏈淀粉的結(jié)構(gòu)：見P25 還原端一個，

12、非還原端多個淀粉的二級結(jié)構(gòu)（空間結(jié)構(gòu)）：見P24 右手螺旋（像個彈簧），每一圈含有6 個葡萄糖殘基碘顯色機(jī)理：鉆圈，圈越多（分子量越大即葡萄糖殘基越多）色越深淀粉水解碘顯色的變化：淀粉（藍(lán)色或紫色）紅色糊精無色糊精寡糖葡萄糖性質(zhì)：與葡萄糖相比，它沒有還原性、有旋光性但無變旋現(xiàn)象、溶解度降低糖原：結(jié)構(gòu)上完全同枝鏈淀粉，只是分子量要大得多纖維素：見P27結(jié)構(gòu)單位： -D- 葡萄糖連接方式： -1,4 糖苷鍵分子量：上萬個葡萄糖殘基二級結(jié)構(gòu)：鋸齒帶狀，交織在一起，強(qiáng)度很大。其余多糖：半纖維素和幾丁質(zhì)等，請大家自己回去看看。二級結(jié)構(gòu)：鋸齒的鏈狀，由于它們互相纏繞和交織，因此，強(qiáng)度很大。性質(zhì)：不溶于水，

13、僅能被高溫的強(qiáng)酸和少數(shù)幾種纖維素酶所水解二 . 雜多糖通常與蛋白質(zhì)形成具有粘性的物質(zhì)，故稱粘多糖，在體內(nèi)起潤滑作用（胃部以及關(guān)節(jié)處的粘夜，鼻涕等）例如：透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素和肝素等三 . 結(jié)合糖：糖脂、糖蛋白、蛋白多糖等，自己看。布置作業(yè)：重要單糖的結(jié)構(gòu)，糖脎反應(yīng)的思考題。抽查第三章 脂類 1. 概述定義：由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生物統(tǒng)稱為脂類，這是一類一般不溶于水而溶于脂溶性溶劑的化合物。一 . 脂類的類別單純脂：定義：脂肪酸與醇脫水縮合形成的化合物蠟：高級脂肪酸與高級一元醇，幼植物體表覆蓋物，葉面，動物體表覆蓋物，蜂蠟。甘油脂：高級脂肪酸與甘油，最多的脂類。復(fù)合脂：定義：單純脂加上磷

14、酸等基團(tuán)產(chǎn)生的衍生物磷脂：甘油磷脂（卵、腦磷脂）、鞘磷脂（神經(jīng)細(xì)胞豐富）脂的前體及衍生物高級脂肪酸甘油固醇萜類前列腺素結(jié)合脂：定義：脂與其它生物分子形成的復(fù)合物糖脂：糖與脂類以糖苷鍵連接起來的化合物（共價鍵），如霍亂毒素脂蛋白：脂類與蛋白質(zhì)非共價結(jié)合的產(chǎn)物如血中的幾種脂蛋白，VLDL 、 LDL 、 HDL 、 VHDL 是脂類的運(yùn)輸方式。二 . 脂類的功能最佳的能量儲存方式體內(nèi)的兩種能源物質(zhì)比較單位重量的供能：糖4.1 千卡 /克，脂 9.3 千卡 /克。儲存體積：1 糖元或淀粉：2 水，脂則是純的，體積小得多。動用先后：糖優(yōu)先，關(guān)于減肥和辟谷生物膜的骨架：細(xì)胞膜的液態(tài)鑲嵌模型：磷脂雙酯層，

15、膽固醇，蛋白質(zhì)。見HP34電與熱的絕緣體電絕緣：神經(jīng)細(xì)胞的鞘細(xì)胞，電線的包皮，神經(jīng)短路熱絕緣：冬天保暖，企鵝、北極熊信號傳遞：固醇類激素酶的激活劑：卵磷脂激活 - 羥丁酸脫氫酶糖基載體：合成糖蛋白時，磷酸多萜醇作為羰基的載體甘油脂定義：高級脂肪酸與甘油，其中甘油三脂就是油脂。一 . 脂肪酸：結(jié)合態(tài)、游離態(tài)（FFA）性質(zhì)偶數(shù)順式雙鍵的位置9、 12 、 15溶點(diǎn)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系：鏈長（長- 高），飽不飽和（飽-高）簡單表達(dá)式：簡單結(jié)構(gòu)式：波浪形，注意雙鍵的構(gòu)型簡單表達(dá)式：鏈長：雙鍵數(shù)雙鍵位置舉例：油酸18 ： 1 9常見： TOC o 1-5 h z 軟脂酸16 ：0，硬脂酸18 ：0必須脂肪酸：（

16、Vf）：人和哺乳動物不可缺少但又不能合成的脂肪酸，必須從食物（尤其是植物）中攝取。包括：亞油酸18 ：29， 12 - 亞麻酸18 ： 3 9 ， 12 ， 15 - 亞麻酸18 ： 3 6 ， 9 ， 12素油比葷油營養(yǎng)價值大二 . 甘油脂（脂酰甘油）甘油的寫法和性質(zhì)：P33甘油脂的通式：MG、 DG 、 TG： P33油脂：油（植物）+ 脂肪（動物），脂肪酸的飽和性決定了它們的狀態(tài)油脂的物理性質(zhì)1. 溶解度：不溶于水，而溶于乙醇、乙醚、氯仿、表面活性劑（雙親性物質(zhì)）等，對比MG 和 DG2. 溶點(diǎn)：植物的油與動物的脂肪的溶點(diǎn)，由脂肪酸的飽和性決定 TOC o 1-5 h z 3. 旋光性：

17、前題，書寫方式（L）與構(gòu)型無關(guān)，這是規(guī)定，P33 ?；瘜W(xué)性質(zhì)1. 皂化與皂化值定義：油脂與堿共熱時，產(chǎn)生甘油和脂肪酸鹽（肥皂），實(shí)際上是堿催化的水解反應(yīng)反應(yīng)式：P36皂化值：加熱，KOH （ mg ） /油脂（ g），可以反映油脂的量（摩爾數(shù)）2. 酸敗與酸值油脂長期擱置時會產(chǎn)生酸臭味就是酸敗原因是油脂受空氣和光照作用，部分發(fā)生分解，不飽和脂肪酸被氧化成為醛或酮以及羧酸，產(chǎn)生酸臭味。P37桐油的應(yīng)用酸值：不加熱，KOH （ mg ） /油脂（g），可以反映油脂的新鮮程度。3. 加成反應(yīng)與碘值油脂中的不飽和雙鍵可以與H2 、 I2 、 HCl 、 Cl2 等發(fā)生加成反應(yīng)鹵化作用：P36碘值： I

18、2 （ g） /油脂（百克）反映油脂的不飽和程度3. 磷脂復(fù)合脂中最重要的一族組成基團(tuán)：脂肪酸、醇（甘油、鞘氨醇等）、磷酸根、X（醇類）一 . 甘油磷脂（磷脂酰甘油）結(jié)構(gòu)通式：P39命名：磷脂酰XX 為其它的醇類，通過磷酸二酯鍵與甘油連接。天然磷脂均為L 型構(gòu)型幾種重要的磷脂X 膽堿 乙醇胺（膽胺）絲氨酸 肌醇 H結(jié)構(gòu)式 P40 P40 P41 P41P40P47 （霍亂毒名稱 磷脂酰膽堿（卵磷脂）生物膜、 卵黃中的重要成分，良性的脂溶性溶劑，常用于治療心腦血管疾病P40 磷脂酰乙醇胺磷脂酰絲氨酸P41 磷脂酰肌醇P41 磷脂酸幾種重要的磷脂酶及其作用特點(diǎn)：PLA1 、 PLA2 （ PLB

19、）、 PLC、 PLD作用位點(diǎn)：P397 或 P39+溶血磷脂蛇毒與磷脂酶. 神經(jīng)鞘磷脂：神經(jīng)鞘氨醇P42 、脂肪酸、磷酸、膽堿神經(jīng)鞘氨醇P42 （ + 脂肪酸）-神經(jīng)酰胺P42 （ + 磷酸 + 膽堿） -神經(jīng)鞘磷脂P42. 磷脂的特性溶解性：表面活性劑，雙親化合物（親油親水）氯仿 + 甲醇是提取磷脂的有效溶劑解離：兩性電解質(zhì)，解離后磷酸基團(tuán)帶負(fù)電，X 基團(tuán)帶正電（見X 的結(jié)構(gòu)）水解反應(yīng)：堿解（皂化）、酶解4. 其它脂類一 . 結(jié)合脂糖脂. 甘油糖脂：甘油磷脂的磷酸X 被糖所取代的產(chǎn)物，即第三個羥基與糖的半縮醛羥基脫水縮合的產(chǎn)物（P39 ），因此，也屬于糖苷。. 糖鞘脂：鞘磷脂的磷酸+ 膽堿

20、被糖所取代的產(chǎn)物，糖也是出的半縮醛羥基，也屬于糖苷。例如：腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂素受體 GMI ）等。脂蛋白：血液中的四種脂蛋白。二 . 固醇類：環(huán)戊烷多氫菲的衍生物P42 。編號功過是非：癌癥（黃曲霉素），心血管疾?。ǜ哐獕海Y(jié)石；腦細(xì)胞、膽汁酸、激素、VD固醇（甾醇）：環(huán)戊烷多氫菲上3 位接 -OH ， 10 、 13 位上接 -CH3 ， 17 位上接一烷鏈P42 。. 膽固醇：固醇上的17 位上接一異辛烷P43 。游離膽固醇和膽固醇脂均不溶于水。膽固醇在紫外線的作用下可以轉(zhuǎn)化成VD ， VD 的作用，嬰兒曬太陽。. 膽汁酸：膽固醇衍生的一類固醇酸。膽酸： P43 略三 . 萜類：異戊二烯

21、的衍生物P45 ，衍生方式為異戊二烯首尾相連或尾尾相連P45+ 。單萜（ 2 個異戊二烯單位）、倍半萜（3 個異戊二烯單位）， -胡羅卜素為4 萜，天然橡膠為上千萜?；魜y?。翰≌鳎荷贤孪聻a，全是水，若不補(bǔ)充水，一天之內(nèi)即死亡病理：腸內(nèi)大量失水，水壓過高，排泄物中有大量的霍亂弧菌。分子基礎(chǔ)：小腸上皮細(xì)胞的外表面結(jié)構(gòu)如圖（講義稿P5 ），具有霍亂毒素的受體，霍亂毒素的結(jié)構(gòu)是個七聚體蛋白，與受體結(jié)合后解離，穿過細(xì)胞膜，刺激腺苷酸環(huán)化酶，提高cAMP ，使鈉 /水泵失調(diào)，向腸內(nèi)排水，又向周圍組織以及血管中抽水。第四章 蛋白質(zhì)一 . 蛋白質(zhì)是生命的表征，哪里有生命活動哪里就有蛋白質(zhì)酶：作為酶的化學(xué)本質(zhì)，

22、溫和、快速、專一，任何生命活動之必須，酶的另一化學(xué)本質(zhì)是RNA，不過它比蛋白質(zhì)差遠(yuǎn)了，種類、速度、數(shù)量。免疫系統(tǒng)：防御系統(tǒng)，抗原（進(jìn)入“體內(nèi)”的生物大分子和有機(jī)體），發(fā)炎。細(xì)胞免疫：T 細(xì)胞本身，分化，膿細(xì)胞。體液免疫：B 細(xì)胞，釋放抗體，導(dǎo)彈，免疫球蛋白（Ig ）。肌肉：肌肉的伸張和收縮靠的是肌動蛋白和肌球蛋白互動的結(jié)果，體育生化。運(yùn)輸和儲存氧氣：Hb 和 Mb 。激素：含氮類激素，固醇類激素?；虮磉_(dá)調(diào)節(jié)：操縱子學(xué)說，阻遏蛋白。生長因子：EGF （表皮生長因子），NGF （神經(jīng)生長因子），促使細(xì)胞分裂。信息接收：激素的受體，糖蛋白，G 蛋白。結(jié)構(gòu)成分：膠原蛋白（肌腱、筋），角蛋白（頭發(fā)、指

23、甲），膜蛋白等。生物體就是蛋白質(zhì)堆積而成，人的長相也是由蛋白質(zhì)決定的。精神、意識方面：記憶、痛苦、感情靠的是蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化，蛋白質(zhì)的構(gòu)象分類是目前熱門課題。蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)？只有不確切的少量證據(jù)。如庫魯病毒，怕蛋白酶而不怕核酸酶。二 . 構(gòu)成蛋白質(zhì)的元素共有的元素有C、 H 、 O、 N， 其次S、稀有P 等其中 N 元素的含量很穩(wěn)定，16 ，因此，測N 量就能算出蛋白質(zhì)的量（實(shí)驗(yàn)四，修改預(yù)定表）。三 . 結(jié)構(gòu)層次一級結(jié)構(gòu)：AA 順序二級結(jié)構(gòu)：主干的空間走向三級結(jié)構(gòu)：肽鏈在空間的折疊和卷曲形成的形狀，所有原子在空間的排布。四級結(jié)構(gòu)：多條肽鏈之間的作用。氨基酸 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位、水解產(chǎn)物. 氨

24、基酸的結(jié)構(gòu)通式：P50 - 碳原子， - 羧基， - 氨基氨基酸的構(gòu)型：自然選擇L 型，D 型氨基酸沒有營養(yǎng)價值，僅存在于纈氨霉素、短桿菌肽等極少數(shù)寡肽之中，沒有在蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)。. 氨基酸的表示法生物體中有20 種基本氨基酸（合成蛋白質(zhì)的原料），還有其它非基本氨基酸，20 種基本氨基酸的表示方法有下列幾種：中文名：X（ X）氨酸，如甘氨酸、半胱氨酸。20 種要會背。英文名：3 字名，如Gly 、 Cys 等， 20 種要會背。按順序演示，記憶技巧。Ala Arg Asp Asn Cys Glu Gln Gly His Ile丙 精 天 天冬酰氨半 谷 谷氨酰氨甘 組 異亮Leu Lys Met

25、 Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val亮 賴 甲硫 苯丙 脯 絲 蘇 色 酪 纈. 氨基酸的具體結(jié)構(gòu)：20 種全部記住，僅注意R。P51 53講解順序：甘 Gly （最特殊，唯一無旋光性）、丙Ala （顧名思義）、苯丙Phe （顧名思義）。酪 Tyr （有 -苯酚基）、半胱Cys （ -巰基）、絲Ser （ -羥基）、蘇Thr （ -羥基）、天冬Asp （酸性氨基酸， -羧基）、天冬酰氨 Asn （ -酰氨）、色Trp （ -吲哚基P66 ）、組 His（ -咪唑基 P66 ）。谷 Glu （酸性氨基酸， -羧基）、谷氨酰氨Gln （ -酰氨）、甲硫Met （ -甲硫基）。金

26、 Arg （ - 胍基 P66 ）。賴 Lys （堿性氨基酸， - 氨基）。纈 Val 、亮 Leu 、異亮 Ile ：都是烷烴鏈。脯 Pro（亞氨基）。. 氨基酸的分類結(jié)構(gòu)上1 脂肪族氨基酸：酸性氨基酸（2 羧基 1 氨基： Glu 、 Asp ），堿性氨基酸（2 氨基 1 羧基： Arg 、 Lys），中性氨基酸（氨基羧基各一：很多）2 芳香族氨基酸：含苯環(huán)：Phe 、 Tyr3 雜環(huán)氨基酸：His （也是堿性氨基酸）、Pro 、 TrpR 基的極性 極性氨基酸：親水氨基酸：溶解性較好，酸性氨基酸、堿性氨基酸、含巰基、羥基、酰胺基的氨基酸，Glu 、 Asp 、 Arg 、 Lys 、 H

27、is 、Cys 、 Ser 、 Thr 、 Tyr 、 Gln 、 Asn 非極性氨基酸：疏水氨基酸：溶解性較差，具有烷烴鏈、甲硫基、吲哚基等的氨基酸，Gly 、 Ala 、 Leu 、 Ile 、 Val 、 Pro 、 Met 、 Trp營養(yǎng)價值1 必需氨基酸：人和哺乳動物不可缺少但又不能合成的氨基酸，只能從食物中補(bǔ)充，共有8 種： Leu 、 Lys 、 Met 、 Phe 、 Ile 、 Trp 、Thr 、 Val2 半必需氨基酸：人和哺乳動物雖然能夠合成，但數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到機(jī)體的需求，尤其是在胚胎發(fā)育以及嬰幼兒期間，基本上也是由食物中補(bǔ)充，只有2 種： Arg 、 His 。有時也不

28、分必需和半必需，統(tǒng)稱必需氨基酸，這樣就共有10 種。記法：Tip MTV Hall3 非必需氨基酸：人和哺乳動物能夠合成，能滿足機(jī)體需求的氨基酸，其余10 種從營養(yǎng)價值上看，必需 半必需 非必需五 . 非基本氨基酸氨基酸的衍生物：蛋白質(zhì)化學(xué)修飾造成的，有P-Ser 、 P-Thr 、 P-Tyr 、 OH-Pro 、 OH-Lys ，最為重要的是Cyss 胱氨酸，是由2 分子Cys 通過二硫建連接起來的，P54非蛋白氨基酸：僅游離存在，瓜氨酸、鳥氨酸、 - 丙氨酸D- 氨基酸：纈氨霉素、短桿菌肽中含有。六 . 氨基酸的性質(zhì)物理性質(zhì)1 紫外吸收：有共軛雙鍵的物質(zhì)都具有紫外吸收，在20 種基本 a

29、a 中，有 4 種是具有共軛雙鍵的，Trp 、 Tyr 、 Phe 、 His，其中 His只有 2 個雙鍵共軛，紫外吸收比較弱，Trp 、 Tyr 、 Phe 均有 3 個雙鍵共軛，紫外吸收較強(qiáng)，其中Trp 的紫外吸收最厲害，是蛋白質(zhì)紫外吸收特性的最大貢獻(xiàn)者，此3 種氨基酸的紫外吸收特點(diǎn)如下：Aa （氨基酸） m （最大吸收波長：nM ） E（消光系數(shù)：A/Mol/L ）Phe 257 2*102Tyr 275 1.4*103Trp 280 5.6*1032 旋光性：僅Gly 不具旋光性，其它19 種都有，且自然選擇為L-型。3 溶解性：溶解于水，特別是稀酸稀堿溶液，不溶于乙醚、氯仿等有機(jī)溶

30、劑。4 熔點(diǎn)：均大于200 ，也就是說氨基酸都是固態(tài)，而同等分子量的其它有機(jī)物則是液態(tài)，這說明了氨基酸與氨基酸之間的結(jié)合力很強(qiáng)，是離子鍵，即氨基酸是以離子狀態(tài)存在的，而不是以中性分子存在的?；瘜W(xué)性質(zhì)1 解離和等電點(diǎn)：氨基酸是個兩性電解質(zhì)，既可進(jìn)行酸解離也可進(jìn)行堿解離，用解離方程式表示就是：見P57 ，這樣，氨基酸在水溶液中就可能帶電，+ 或，以及呈電中性，到底是什么情況，完全由溶液的PH 值來決定。等電點(diǎn)：如果調(diào)節(jié)溶液的PH 值使得其中的氨基酸呈電中性，我們把這個PH 值稱為氨基酸的等電點(diǎn)：PI。 PI 是氨基酸的重要常數(shù)之一，它的意義在于，物質(zhì)在PI 處的溶解度最小，是分離純化物質(zhì)的重要手段

31、。思考題：當(dāng)溶液的PH 值 PI 時，aa 帶電為+/- ？當(dāng)溶液的PH 值 = 等電點(diǎn)的計(jì)算：對于所有的R 基團(tuán)不解離的氨基酸而言（即解離只發(fā)生在 - 羧基和 -氨基上），計(jì)算起來非常簡單：PI （ PK1 +PK2 ） /2若是碰到R 基團(tuán)也解離的，氨基酸就有了多級解離，這個公式就不好用了，比如Lys 、 Glu 、 Cys 等。aa Cys Asp Glu Lys His ArgPK -羧基1.71 2.69 2.19 2.18 1.82 2.19PK -氨基8.33 9.82 9.67 8.95 9.17 9.04PK-R- 基團(tuán)10.78 （ -SH ）3.86 （ -COOH）4.

32、25（-COOH）10.53（-NH2）6（咪唑基）12.48 （胍基）在這種情況下可以按下面的步驟來計(jì)算：1 由 PK 值判斷解離順序，總是 PK1 PK2 PK3 按照解離順序正確寫出解離方程式：簡式，注意解離基團(tuán)的正確寫法。3 找出呈電中性的物質(zhì)，其左右PK 值的平均值就是氨基酸的等電點(diǎn)：PI （ PK 左 +PK 右） /2以 Lys 為例：在黑板上用簡式演示3 等電點(diǎn)的測定：等電聚焦法：這是一種特殊的電泳，其載體上鋪有連續(xù)的PH 梯度的緩沖液，然后將氨基酸點(diǎn)樣，只要該處的PH 與氨基酸的PI 不同，則氨基酸就會帶電，PH 值 PI 時， aa 帶 -電； PH 值 氨基酸的重要化學(xué)反

33、應(yīng)反應(yīng)基團(tuán)試劑 主要產(chǎn)物應(yīng)用 P -NH2 茚三酮 紫色、紅色物對氨基酸顯色63 NH2 茚三酮 黃色物 Pro 的鑒定 -NH2 HNO2 N2 等 游離 aa 定量，蛋白質(zhì)水解程度59 -NH2 DNFB 二硝基氟苯Sanger 試劑 DNP-aa 二硝基苯黃色物蛋白質(zhì) N 端測定一級結(jié)構(gòu)分析標(biāo)準(zhǔn)圖譜6181 -NH2 PITC 苯異硫氰酸酯Edman 試劑 PTC-aa 在無水的酸中環(huán)化成PTH-aa 蛋白質(zhì) N 端測定一級結(jié)構(gòu)分析aa 順序自動分析儀標(biāo)準(zhǔn)圖譜 82 -NH2 甲醛 羥甲基 -aa 和二羥甲基-aa 甲醛滴定aa 含量（封閉氨基）60Arg 的胍基 - 萘酚次溴酸鈉坂口試

34、劑桃紅色物鑒定 ArgMet 的 -S-CH3 H2O2 過氧化物吸煙有害，煙中的過氧化物，彈性蛋白酶，抑制劑Met ，肺氣腫。Cys 的 -SH 碘代乙酸ICH2COOH 過甲酸 HCOOOH 乙酸硫基HOOC-CH2-S- 磺基 HS3O- 肽鏈拆分，作用與CYSS 上的二硫鍵65His 的咪唑基重氮苯磺酸Pauly 試劑 櫻紅色物（1His 連 2 重） 鑒定 His 65-66Tyr 的酚基 重氮苯磺酸Pauly 試劑 桔黃色物鑒定 TyrTyr 的酚基 磷鉬酸、磷鎢酸Folin 試劑 蘭色物質(zhì)定量測定蛋白質(zhì)、TyrTrp 的吲哚基對二甲基氨基苯甲醛蘭色物質(zhì)鑒定 Trp-OHSer 、

35、 Thr 、 Tyr 激酶、 ATP P-aa 調(diào)節(jié)酶的活性，測定酶的活性中心65 2. 肽一 . 肽與肽鍵氨基酸的羧基與另一氨基酸氨基脫水縮合形成的化合物就是肽，其實(shí)就是一種酰胺化合物，其酰胺鍵就是肽鍵，它的特點(diǎn)是剛性平面、反式構(gòu)型。見補(bǔ)頁。肽中的氨基酸叫氨基酸殘基，幾個氨基酸殘基就叫幾肽。二 . 肽的種類 TOC o 1-5 h z 寡肽： 2-10 ，無構(gòu)象，谷胱甘肽是3 肽多肽： 10-50 ，介于之間，胰高血糖素是29 肽蛋白質(zhì)：50 以上，有特定的構(gòu)象，胰島素是51 肽三 . 肽的表示法N 端、 C 端的概念：肽鏈的兩個端點(diǎn)，N 端的氨基酸殘基的 - 氨基未參與肽鍵的形成，C 端的

36、氨基酸殘基的 - 羧基未參與肽鍵的形成。寫法和讀法：規(guī)定書寫方法為N 端 C 端，例如：Ala-Gly-Phe ，讀作：丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。注意有時會看到一些奇怪的寫法，比如： NH2-Ala-Gly-Phe-COOH ，或 H-Ala-Gly-Phe-OH ， 均屬于畫蛇添足，但Ala-Gly-Phe- NH2則表示 C 端被酰胺化了。若有必要從C 端 N 端寫，則必須標(biāo)明，如（C） Phe- Gly Ala （ N）四 . 肽的性質(zhì)酸堿性：肽至少有一個游離的氨基和游離的羧基，也是兩性化合物，至少有2 級解離，通常都有多級解離。因此，肽在水溶液中也能夠帶電，也有自己的等電點(diǎn)PI ，其計(jì)算與

37、測定完全同氨基酸的。例如：谷胱甘肽，Glu-Cys-Gly ，其結(jié)構(gòu)見P72 ，注意 Glu-Cys 之間的肽鍵（ -，而不是正常的 -），各解離基團(tuán)的PK 值見 P72 ，PI （2.13+2.34） /2 2.235 ，很酸。雙縮脲反應(yīng)：見筆記P33 ，雙縮脲（相似于三肽，即2 個肽鍵）、堿性銅離子、紫紅色化合物。凡大于三肽的肽都能發(fā)生此反應(yīng)，2 肽不行。水解反應(yīng)：肽可以被酸、堿、酶所水解，其優(yōu)劣性如下：1 酸水解：濃酸（6N 以上，解釋一下N M/價），高溫（110 以上），長時（24-36 小時），污染，Trp 遭到破壞，不消旋，水解徹底2 堿水解：濃堿（6N 以上），高溫（100 以

38、上），6 小時，污染，含-OH 和 -SH 的氨基酸均遭到破壞，Ser 、 Thr 、 Tyr 、 Cys，消旋，水解徹底。3 酶水解：胰酶，常溫常壓，常PH，不消旋、不破壞、不徹底。常用的蛋白酶，即工具酶：外切酶：氨肽酶：從N 端開始一個個水解肽鍵羧肽酶：從C 端開始一個個水解肽鍵：羧肽酶A： Arg 、 Lys 、 Pro 除外的氨基酸殘基羧肽酶B：僅Arg 、 Lys羧肽酶C：所有的氨基酸殘基內(nèi)切酶：胰蛋白酶：僅作用于Arg 、 Lys 的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。產(chǎn)物為C 端 Arg 、 Lys 的肽鏈。糜蛋白酶：僅作用于含苯環(huán)的氨基酸的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵

39、。Trp 、 Tyr 、 Phe ，產(chǎn)物為C 端 Trp 、 Tyr 、 Phe 的肽鏈。五 . 肽的實(shí)例谷胱甘肽：其結(jié)構(gòu)見P72 ，注意 Glu 與 Cys 的連接（ -，而不是正常的 -），還原型GSH 和氧化型GSSG ，多種酶的激活劑，參與體內(nèi)多項(xiàng)代謝，主要作用是還原劑，消除體內(nèi)的自由基（過氧化物，抽煙，黑坳）。催產(chǎn)素和加壓素：9 肽或環(huán) 8 肽，都是腦垂體后葉激素，結(jié)構(gòu)見生化制藥工藝P？都有升血壓、抗利尿、刺激子宮收縮、排乳的作用，催產(chǎn)素促進(jìn)遺忘，加壓素增強(qiáng)記憶。短桿菌肽和纈氨霉素促甲狀腺素釋放因子：TRF ，是個三肽，TRF 促甲狀腺素甲狀腺素胰高血糖素：29 肽，存在，見生化制藥

40、工藝P？，升高血糖，作用同腎上腺素。蛋白質(zhì)一 . 種類和性質(zhì)種類1 組成上分：簡單蛋白：僅由aa 構(gòu)成結(jié)合蛋白：簡單蛋白與其它生物分子的結(jié)合物，糖蛋白（共價）、脂蛋白（非共價）2 形態(tài)上分：球蛋白：長/寬 3 4，血紅蛋白纖維蛋白：長/ 寬 10 ，血纖蛋白、絲蛋白3 功能上分：酶、抗體、運(yùn)輸?shù)鞍住⒓に氐? 理化性質(zhì)上分：HDL 、 VHDL 、 LDL 、 VLDL5 構(gòu)象上分：國際上有蛋白質(zhì)構(gòu)象庫。性質(zhì)1 紫外吸收：280nm ，貢獻(xiàn)者是Trp 、 Tyr 、 Phe ，最主要的是Trp ，核酸的紫外吸收峰在260nm 。2 兩性解離：有PI ，不能計(jì)算，只能測定（等電聚焦）。等電點(diǎn)沉淀法

41、：PI 處蛋白質(zhì)的溶解度最低。3 膠體性質(zhì)：大分子，多于51 個 aa 殘基，最小平均分子量為5000D ；在水中能兩性解離故而帶電，又親水，所以是膠體，分散好。有電泳、布朗運(yùn)動、丁達(dá)爾現(xiàn)象、不能通過半透膜等等典型的膠體性質(zhì)。4 沉淀反應(yīng)：凡是能破壞水化膜以及能中和電荷的物質(zhì)均可使蛋白質(zhì)沉淀等電點(diǎn)沉淀：PH 值，中和電荷鹽析：高濃度的鹽溶液使蛋白質(zhì)沉淀，離子中和電荷，如（NH4）2SO4鹽溶：低濃度的鹽溶液使蛋白質(zhì)溶解，蛋清的溶解。有機(jī)溶劑沉淀：降低溶液的介電常數(shù)。5 蛋白質(zhì)變性：蛋白質(zhì)在某些外界因素的影響下，理化性質(zhì)改變、生物活性喪失的現(xiàn)象。這些因素包括熱、酸、堿、有機(jī)劑等。蛋白質(zhì)變性理論：

42、吳憲，1931 年提出。蛋白質(zhì)的功能直接由蛋白質(zhì)的構(gòu)象來決定，某些外界因素改變了蛋白質(zhì)的獨(dú)特構(gòu)象，因而使生物活性喪失。但不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（即共價結(jié)構(gòu)）。蛋白質(zhì)的變性與水解是不同的。當(dāng)環(huán)境條件恢復(fù)時，蛋白質(zhì)的生物活性有可能也恢復(fù)，這就是蛋白質(zhì)的復(fù)性。這一理論在實(shí)踐中有很重要的指導(dǎo)意義，能夠解釋酶為什么有最適的PH 和最適的溫度。6 蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)：可以用來定量定性測定蛋白質(zhì)雙縮脲反應(yīng)：紅色， m 540nm黃色反應(yīng)：與HNO3 的反應(yīng)，生成硝基苯，呈黃色。皮膚遇到HNO3 的情況，白黃橙黃。米倫氏反應(yīng)：與HgNO3 或 HgNO2 的反應(yīng)，呈黃色，原理同上。與乙醛酸的反應(yīng)：紅色，Trp

43、的吲哚基的特定反應(yīng)。坂口反應(yīng)：紅色，Arg 的胍基的反應(yīng)。福林反應(yīng)：藍(lán)色，是Tyr 的酚基與磷鉬酸和磷鎢酸的反應(yīng)。印三酮反應(yīng)：紫紅色Pauly 反應(yīng)：櫻紅色，His 的咪唑基。二 . 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)及其測定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次：1 、 2、超2、結(jié)構(gòu)域、3、 4一級結(jié)構(gòu)：即蛋白質(zhì)的共價結(jié)構(gòu)或平面結(jié)構(gòu)，核心內(nèi)容就是aa 的排列順序，它的改變涉及到蛋白質(zhì)共價鍵的破壞和重建。一級結(jié)構(gòu)的全部內(nèi)容包括：肽鏈的個數(shù)、aa 的順序、二硫鍵的位置、非aa 成分。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定間接法：通過測定蛋白質(zhì)之基因的核苷酸順序，用遺傳密碼來推斷aa 的順序。這是因?yàn)楹塑账岬臏y序比蛋白質(zhì)的測序工作要更方便、更準(zhǔn)確。直接

44、法：用酶和特異性試劑直接作用于蛋白質(zhì)而測定出aa 順序。1 第一步：前期準(zhǔn)備分離純化蛋白質(zhì)：純度要達(dá)到97 以上才能分析準(zhǔn)確。蛋白質(zhì)分子量的測定：滲透壓法、凝膠電泳法（聚丙烯酰胺、SDS ）、凝膠過濾法、超離心法等aa 組成的測定：氨基酸自動分析儀肽鏈拆分：非共價鍵的如氫鍵、離子鍵、疏水鍵、范德華力4 種，可用尿素或鹽酸胍等有機(jī)溶液來拆分。共價鍵的僅二硫鍵1 種，可用巰基乙醇、碘代乙酸、過甲酸來拆分。2 第二步：肽鏈的端點(diǎn)測定N 端測定：Sanger 法， DNFB DNP- 肽水解乙醚萃取層析鑒定Edman 法， PITC PTC- 肽 PTH-aa 層析鑒定C 端測定：肼解法，P83 ，唯

45、有 C 端 aa 與眾不同，酰肼化合物與游離aa ，再通過Sanger 法來鑒定。Asn 、 Gln 、 Cys 、 Arg 將被肼破壞，不能分析。羧肽酶法：配合動力學(xué)控制。羧肽酶A： Arg 、 Lys 、 Pro 除外的氨基酸殘基羧肽酶B：僅Arg 、 Lys羧肽酶C：所有的氨基酸殘基3 每條肽鏈aa 順序的測定：aa 順序自動分析儀只能準(zhǔn)確測定50aa 以下的肽鏈，而一般的蛋白質(zhì)都含有100 以上的 aa 殘基，所以，事先要將蛋白質(zhì)打斷成多肽甚至寡肽，再上機(jī)分析，而且要2 套以上，便于以后拼接。常用的工具酶和特異性試劑有：胰蛋白酶：僅作用于Arg 、 Lys 的羧基與別的氨基酸的氨基之間

46、形成的肽鍵。糜蛋白酶：僅作用于含苯環(huán)的氨基酸的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。Trp 、 Tyr 、 PheCNBr ：僅作用于Met 的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。拼接：將2 套多肽的aa 順序?qū)φ掌唇樱e例：15698735125698452315 698735 125 69845 231569 873512569 845234 第四步：二硫鍵位置的確定：包括鏈內(nèi)和鏈間二硫鍵的位置，用對角線電泳來測。在肽鏈未拆分的情況下用胃蛋白酶水解之，可以得到被二硫鍵連著的多肽產(chǎn)物。先進(jìn)行第一向電泳，將產(chǎn)物分開。再用過甲酸、碘代乙酸、巰基乙醇處理，將二硫鍵打斷。最后進(jìn)行第二向電泳，條件與

47、第一向電泳完全相同。選取偏離對角線的樣品（多肽或寡肽），它們就是含二硫鍵的片段，上機(jī)測aa 順序，根據(jù)已測出的蛋白質(zhì)的aa 順序，把這些片段進(jìn)行定位，就能找到二硫鍵的位置。如下圖：蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)測定的意義1 分子進(jìn)化：將不同生物的同源蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，以人的為最高級，從而確定其它物種的進(jìn)化程度，也可以制成進(jìn)化樹，由于這是由數(shù)據(jù)決定的，因此比形態(tài)上確定的進(jìn)化更加科學(xué)和精確。2 證明了一個理論，即蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，最終決定蛋白質(zhì)的功能。3 疾病的分子生物學(xué)：鐮刀型貧血癥的內(nèi)因是血紅蛋白的 6Val ，正常的血紅蛋白的 6Glu三 . 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)概論1 二級結(jié)構(gòu)的定

48、義：肽鏈主干在空間的走向。主干指的是肽平面與 -C 構(gòu)成的鏈子，見P95 。2 二級結(jié)構(gòu)的內(nèi)容：空間走向以及維持這種走向的力量：氫鍵和R 基團(tuán)的影響（離子鍵、疏水鍵、空間障礙等）3 二級結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)描述： 角：肽平面繞N-C 單鍵旋轉(zhuǎn)的角度 角：肽平面繞C -C 羧基單鍵旋轉(zhuǎn)的角度，見P95 。至于 +- 方向的規(guī)定，0 度角的規(guī)定太復(fù)雜，不作要求。這樣，一個肽平面的空間位置可以被2 個二面角來確定，如果每個肽鏈的兩個二面角（ , ）都相同，則構(gòu)成了規(guī)則的空間走向，所以可以用（ , ）來描述肽鏈的二級結(jié)構(gòu)。二級結(jié)構(gòu)的常見類型Pauling 的貢獻(xiàn)，X 光衍射法是研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的最好技術(shù)，羊毛蛋白

49、和蠶絲蛋白，單調(diào)一致，諾貝爾化學(xué)獎。1 -右手螺旋 - 螺旋即像彈簧一樣的螺旋，有右手與左手之分，自然選擇蛋白質(zhì)的 - 螺旋為右手螺旋。示范。 -右手螺旋的數(shù)據(jù)：每一圈含有3.6 個 aa 殘基（或肽平面），見P96 的 b，每一圈高5.4? ，即每一個aa 殘基上升1.5? ，旋轉(zhuǎn)了100度， 2 個二面角（ , ）（-570 ， -480 ）。維持 -右手螺旋的力量是鏈內(nèi)氫鍵，它產(chǎn)生于一個肽平面的C=O 與相鄰一圈的在空間上鄰近的另一個肽平面的N-H 之間，見P96b ，它的方向平行于螺旋軸，因此， - 右手螺旋的外觀是個筒狀的簾子，見P96c 。每個氫鍵串起的長度為3.6 個肽平面或3.

50、6 個 aa 殘基，被氫鍵串起來的這個環(huán)上含有13 個原子，故 -右手螺旋也被稱為3.613 螺旋。R 基團(tuán)對 - 右手螺旋的影響：破壞者Pro ，該處折斷，因?yàn)閬啺被荒苄纬蓺滏I；不穩(wěn)定者酸性、堿性、太大、太小：Glu 、 Asp 、 Arg 、Lys 、 Gly 、 Ile 。其它都是起穩(wěn)定作用的。分布：毛發(fā)中的 -角蛋白，例如頭發(fā)中的 -角蛋白。見沈同P155 。2 -折疊：肽鏈在空間的走向?yàn)殇忼X折疊狀，見P97 。跟纖維素的相似。二面角（ , ）（-119 ，+113 ）。維持 -折疊的力量：鏈間的氫鍵，它產(chǎn)生于一個肽平面的C=O 與相鄰肽鏈的在空間上鄰近的另一個肽平面的N-H 之間，

51、見P98 ，兩條 TOC o 1-5 h z 肽鏈上的肽平面互相平行，形成片層結(jié)構(gòu)。見P97 。 - 折疊有平行式和反平行式兩種見P98 。平行式：兩條鏈的走向相同，N-CN-C反平行式：兩條鏈的走向相反，N-CC-N反平行式的 - 折疊比平行式的更穩(wěn)定一條肽鏈回折后就可形成兩條走向相反肽段，就可以形成反平行式的 -折疊， -折疊不限于兩條肽鏈之間，多條肽鏈可以形成很寬的-折疊片層，片層與片層之間以范德華力相互作用，形成厚厚的墊子。 - 右手螺旋與 - 折疊相比更具彈性，不易拉斷， - 折疊易拉斷， - 右手螺旋經(jīng)加熱后可變成 - 折疊，長度增加，毛衣越洗越長也是這種變化。3 左手螺旋：存在于

52、膠原蛋白中，aa 殘基組成為（ -Gly-Pro-Y- ） ， Y為 HyPro 或 HyLys 靠鏈間氫鍵和范德華力來維持。見沈同 P158 。4U 型回折：也叫 -轉(zhuǎn)角，肽鏈在某處回折1800 所形成的結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)包括的長度為4 個 aa 殘基，其中的第三個為Gly，穩(wěn)定該結(jié)構(gòu)的力量是第一和第四個aa 殘基之間形成的氫鍵。在黑板上演示。5310 螺旋：是 -右手螺旋的過渡形式，又廋又長，每個氫鍵串起的長度為3 個肽平面或3.6 個 aa 殘基，被氫鍵串起來的這個環(huán)上含有 10 原子。6 無規(guī)卷曲：無固定的走向，但也不是任意變動的，它的2 個二面角（ , ）有個變化范圍。從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性上看

53、 - 右手螺旋 -折疊 U 型回折 無規(guī)卷曲，而從功能上看正好相反，酶與蛋白質(zhì)的活性中心通常由無規(guī)卷曲充當(dāng)， - 右手螺旋和 - 折疊一般只起支持作用。超二級結(jié)構(gòu)：空間相鄰的幾個2 級結(jié)構(gòu)形成的更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其類型有1 左手超螺旋：3 根 -右手螺旋擰到一起形成一個左手超螺旋，如頭發(fā)中的角蛋白，見沈同P155 。2 右手超螺旋：3 根左手螺旋擰到一起形成一個右手超螺旋，如膠原蛋白，見沈同P158 。本教材P103 有誤。 TOC o 1-5 h z 3 ：相鄰的2 根 -右手螺旋擰到一起形成一個左手超螺旋，見P98 。4 ：一個連接鏈連著2 個 折疊，平行式，這個連接鏈可以很長。見P98 。5

54、 ： 3 段 折疊和 2 段 螺旋相間形成，見P98 。6 ：以 2 段 U- 型回折連接著的3 段 折疊，反平行式。見P98 。結(jié)構(gòu)域：長肽鏈（多于150 個 aa ），在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過多次折疊，在空間上形成一些半獨(dú)立的球狀結(jié)構(gòu)，叫結(jié)構(gòu)域，它是三級結(jié)構(gòu)的一部分，結(jié)構(gòu)域之間靠無規(guī)卷曲連接。也就是說將三級結(jié)構(gòu)拆開后首先看到的結(jié)構(gòu)。草圖顯示。四 . 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)：即蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)、構(gòu)象，指其中所有原子的空間排布，是結(jié)構(gòu)域再經(jīng)過卷曲和折疊后形成的。如果蛋白質(zhì)是單條肽鏈，則三級結(jié)構(gòu)就是它的最高級結(jié)構(gòu)，三級結(jié)構(gòu)由二硫鍵和次級鍵（氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力）維持。P99

55、是肌紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)。四級結(jié)構(gòu)：多條肽鏈通過非共價鍵（氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力）形成的聚合體的結(jié)構(gòu)就是四級結(jié)構(gòu)，注意，由二硫鍵連接的幾條肽鏈不具有四級結(jié)構(gòu)。每條肽鏈都有自己的三級結(jié)構(gòu)，稱為亞基或亞單位，一般情況下，具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)含有的肽鏈不會太多，故稱這類蛋白質(zhì)為寡聚蛋白，如寡聚酶等。五 . 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1 每一種蛋白質(zhì)都具有特定的結(jié)構(gòu)，也具有特定的功能。2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的功能。3 蛋白質(zhì)的功能直接由其高級結(jié)構(gòu)（構(gòu)象）決定。例子，蛋白質(zhì)的變性現(xiàn)象。4 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)（構(gòu)象），因此，最終決定了蛋白質(zhì)的功能。例子，人工合成胰島素，

56、A、 B 鏈分別合成，等比例混合后就有活性。而生物合成胰島素則是先合成一條長肽鏈，形成正確的二硫鍵，而后再剪去中間的C 肽才形成胰島素的。草圖顯示。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能實(shí)例1 免疫球蛋白G：即抗體G， IgG （ Immuno globe ），由免疫細(xì)胞B 分泌出的蛋白質(zhì)，可以特異的結(jié)合抗原并消滅之，這就是免疫反應(yīng)。IgG 的一級結(jié)構(gòu)：四條肽鏈，2 重 2 輕（ L2H2 ），對稱排列，LHHL ，有 12 條鏈內(nèi)二硫鍵，4 條鏈間二硫鍵，見草圖。對其aa 的分析發(fā)現(xiàn)， IgG 分為 V區(qū)（可變區(qū)）和C 區(qū)（恒定區(qū)）。二級結(jié)構(gòu)：幾乎全是 折疊，由無規(guī)卷曲連接。結(jié)構(gòu)域：有12 個球體，每個均被二硫鍵

57、鎖住。三級結(jié)構(gòu)：T 型和Y型，屬于球蛋白。沒有四級結(jié)構(gòu)。IgG 的功能： V 區(qū)負(fù)責(zé)結(jié)合抗原，像鉗子一樣夾住抗原，體現(xiàn)了IgG 的特異性，2 價。 C 區(qū)負(fù)責(zé)結(jié)合補(bǔ)體（一種酶，可以水解抗原），也是 2 價，結(jié)合部位在寡糖鏈處的鉸鏈區(qū)。IgG 的動態(tài)作用過程用人體演示。2 肌紅蛋白：Mb （ Myoglobin ），哺乳動物的肌肉中儲存氧氣的蛋白質(zhì)，水生的哺乳動物體內(nèi)尤為發(fā)達(dá)（如鯨魚），因此，它們可以憋氣很長時間，研究用Mb 一般由鯨魚提供。一級結(jié)構(gòu)：單條肽鏈，153 個 aa ，其中的83 個 aa 為保守序列（即同源蛋白質(zhì)均相同，是決定功能的最重要序列），含有一分子血紅素輔基，見P104 ，

58、其中保持Fe2+ ，血紅素通過Fe2+ 以配位鍵吊在肽鏈的His 的咪唑基上，示意。O2 將結(jié)合在Fe2+ 上。二級結(jié)構(gòu)：幾乎全是 - 右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲和結(jié)來連接。三級結(jié)構(gòu)：扁平的菱形，見P99 或沈同 P172 ，屬于球蛋白。功能：儲存氧氣。其三級結(jié)構(gòu)在分子表面形成一個疏水的空穴，血紅素即藏在其中，該空穴允許O2 進(jìn)入而拒絕水的進(jìn)入，保證了Fe2+結(jié)合 O2 而避免了Fe2+ Fe3+ 。Mb 結(jié)合氧氣的特征可以由氧合曲線來描述，見P104 ，為雙曲線形。其中的氧飽和度（飽和百分?jǐn)?shù)）為Mb O2/ （ Mb O2+ Mb ）， P O2為氧的分壓。從圖中可以看出，Mb 傾向于結(jié)合氧氣

59、而不愿意放出氧氣，所以它的功能是儲存氧氣，只有在P O2 極低的時候（體內(nèi)缺氧的時候）它才釋放出氧氣。另外，C O 可以與 O2 競爭性的結(jié)合Mb 。3 血紅蛋白：Hb （ Hemoglobin ），在人體中有三種，HbA， HbA 2 ， HbF （僅存于胎兒中），三者的結(jié)構(gòu)和功能大同小異，此處以HbA 為例。一級結(jié)構(gòu)：4 條鏈， 2 2。 141 ， 146 ，每條肽鏈都結(jié)合著一分子的血紅素，兩條 鏈之間還夾著一分子DPG（二磷酸甘油酸），每條肽鏈都有保守序列。二級結(jié)構(gòu)：4 條鏈均同Mb, 幾乎全是 -右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲和結(jié)來連接。三級結(jié)構(gòu)：4 條鏈均同同Mb, 扁平的菱形，見沈同P

60、181 ，屬于球蛋白。四級結(jié)構(gòu)：4 個亞基占據(jù)著4 面體的 4 個角，鏈間以離子鍵結(jié)合，一條 鏈與一條 鏈形成二聚體，Hb 可以看成是由2 個二聚體組成的（ ） 2 ，在二聚體內(nèi)結(jié)合緊密，在二聚體之間結(jié)合疏松。功能：運(yùn)輸氧氣，4 價。其三級結(jié)構(gòu)在每個肽鏈的分子表面形成一個疏水的空穴，血紅素即藏在其中，該空穴允許O2 進(jìn)入而拒絕水的進(jìn)入，保證了Fe2+ 結(jié)合 O2 而避免了Fe2+ Fe3+ 。其氧合曲線見P104 ，為 S 形曲線，只有在PO2 很高的情況下（在肺部）Hb 才結(jié)合氧氣，而PO2 一降低（在外周血管中），它就釋放O2，而此時的Mb 卻紋絲不動。就結(jié)合O2 的能力而言，4 價的 H