組成細(xì)胞的分子使用

關(guān)于組成細(xì)胞的分子使用第1頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、生命活動(dòng)的主要承擔(dān)著——蛋白質(zhì)第2頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)天然蛋白質(zhì)的氨基酸的氨基在α-位，為L(zhǎng)-構(gòu)型.第3頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三第4頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三

非蛋白質(zhì)氨基酸肌氨酸γ-氨基丁酸甜菜堿β-丙氨基疊氮絲氨酸O-重氮乙酰絲氨酸高絲氨酸羊毛硫氨酸高半胱氨酸苯絲氨酸氯胺苯醇（氯霉素）環(huán)絲氨酸腎上腺素組胺5-羥色氨青霉胺鳥(niǎo)氨基瓜氨基第5頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三非蛋白質(zhì)氨基酸：這些氨基酸不參與蛋白質(zhì)的組成，但有一些是重要的代謝物前體或中間產(chǎn)物。如β-丙氨酸是輔酶A（HS-CoA）的組成部分之一、γ-氨基丁酸是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)、瓜氨酸和鳥(niǎo)氨酸參與尿素循環(huán)。

第6頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三氨基酸的分類：（1）按R基的化學(xué)結(jié)構(gòu)（2）人體細(xì)胞能否合成根據(jù)氨基酸分子中所含氨基(一NH2)和羧基(-COOH)的數(shù)目，將其分為中性、酸性和堿性氨基酸三類，中性氨基酸含1個(gè)氨基和1個(gè)羧基酸性氨基酸含1個(gè)氨基和2個(gè)羧基堿性氨基酸則含有2個(gè)氨基和1個(gè)羧基第7頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三第8頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三第9頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三第10頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三第11頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三第12頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三（1）必需氨基酸：成人有8種按能否在體內(nèi)合成分：甲攜來(lái)一本亮色書(shū)（2）非必需氨基酸：12種第13頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三氨基酸元素組成：所有氨基酸都含有C、H、O、N

四種元素，蛋氨酸、半胱氨酸還含有S，所以大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有少量的S，有些蛋白質(zhì)還含有一些其它元素，如P(胃蛋白酶)、Fe等。

各種蛋白質(zhì)的含氮量都很接近，都在16%左右，因此可通過(guò)測(cè)定生物樣品中的含氮量計(jì)算出樣品中蛋白質(zhì)的含量，1克氮就相當(dāng)于6.25克蛋白質(zhì)。

第14頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三茚三酮反應(yīng):在加熱條件及弱酸環(huán)境下，氨基酸或肽與茚三酮反應(yīng)生成紫藍(lán)色（與脯氨酸或羥脯氨酸反應(yīng)生成(亮）黃色）化合物及相應(yīng)的醛和二氧化碳的反應(yīng)。所有氨基酸及具有游離α-氨基和α-羧基的肽與茚三酮反應(yīng)都顯色

凱氏定氮法：樣品與濃硫酸共熱。含氮有機(jī)物即分解產(chǎn)生氨（消化），氨又與硫酸作用，變成硫酸氨。經(jīng)強(qiáng)堿堿化使之分解放出氨，借蒸汽將氨蒸至酸液中，根據(jù)此酸液被中和的程度可計(jì)算得樣品之氮含量。紫外吸收法：蛋白質(zhì)分子中，酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸殘基的苯環(huán)含有共軛雙鍵，使蛋白質(zhì)具有吸收紫外光的性質(zhì)。吸收高峰在280nm處，其吸光度（即光密度值）與蛋白質(zhì)含量成正比。此外，蛋白質(zhì)溶液在238nm的光吸收值與肽鍵含量成正比。利用一定波長(zhǎng)下，蛋白質(zhì)溶液的光吸收值與蛋白質(zhì)濃度的正比關(guān)系，可以進(jìn)行蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。

雙縮脲反應(yīng)(肽鍵）第15頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三氨基酸的酸堿化學(xué)氨基酸的兼性離子形式氨基酸在晶體狀態(tài)和水溶液中主要以兩性離子形式存在。水溶液中的氨基酸是極性分子。第16頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三兩性離子形式分子形式第17頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)的構(gòu)象：每一種天然蛋白質(zhì)都有自己特有的空間結(jié)構(gòu)，這種空間結(jié)構(gòu)通常稱為蛋白質(zhì)的構(gòu)象。一般用蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)、四級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)表示蛋白質(zhì)不同層次的構(gòu)象。蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能決定于它的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)由它的一級(jí)結(jié)構(gòu)，即氨基酸的順序決定。天然存在的蛋白質(zhì)總是處于熱力學(xué)最穩(wěn)定的狀態(tài)。第18頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三一級(jí)結(jié)構(gòu)(肽鍵、二硫鍵）表示多肽鏈中氨基酸種類、數(shù)量、連接方式和排列順序。第19頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三氨基酸殘基：多肽鏈中的每一個(gè)氨基酸單位叫做氨基酸殘基，因?yàn)樵谛纬呻逆I時(shí)丟失了一分子水。第20頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈借助氫鍵形成的有規(guī)則的局部結(jié)構(gòu)。α螺旋：構(gòu)成指甲、毛發(fā)、蹄、角、羊毛的角蛋白；構(gòu)成真皮、腱、韌帶、骨、角膜的膠原蛋白。都是呈α螺旋的纖維蛋白。β折疊：構(gòu)成蠶絲、蛛絲的蛋白等。第21頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三肽鍵和二硫鍵，屬共價(jià)鍵,是蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵。其它氫鍵、鹽鍵、疏水鍵、范德華力統(tǒng)稱為次級(jí)鍵或副鍵,屬于非共價(jià)鍵

。第22頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力

鹽鍵氫鍵疏水鍵范德華力二硫鍵第23頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三三級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)主要指氨基酸殘基的側(cè)鏈間的結(jié)合借助疏水鍵、氫鍵、鹽鍵、范德華力、二硫鍵等形成的。多肽鏈經(jīng)過(guò)如此盤曲后，可形成某些發(fā)揮生物學(xué)功能的特定區(qū)域，例如酶的活性中心等。三級(jí)結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單位是結(jié)構(gòu)域

。四級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)指數(shù)條具有獨(dú)立的三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵相互連接而成的聚合體結(jié)構(gòu)。在具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)中，每一條具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的鏈稱為亞基或亞單位，缺少一個(gè)亞基或亞基都不具有活性。如血紅蛋白。第24頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能第25頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1、蛋白質(zhì)自溶液中析出的現(xiàn)象，稱為蛋白質(zhì)的沉淀。高濃度鹽、有機(jī)溶劑、重金屬鹽、生物堿試劑都可沉淀蛋白質(zhì)。鹽析沉淀蛋白質(zhì)不變性，是分離制備蛋白質(zhì)的常用方法。如血漿中的清蛋白在飽和的硫酸銨溶液中可沉淀。乙醇、丙酮均為脫水劑，可破壞水化膜，降低水的介電常數(shù)，使蛋白質(zhì)的解離程度降低，表面電荷減少，從而使蛋白質(zhì)沉淀析出。低溫時(shí)，用丙酮沉淀蛋白質(zhì)，可保留原有的生物學(xué)活性。但用乙醇，時(shí)間較長(zhǎng)則會(huì)導(dǎo)致變性。重金屬鹽、生物堿試劑（苦味酸、鞣酸）與蛋白質(zhì)結(jié)合成鹽而沉淀，是不可逆的。第26頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、蛋白質(zhì)的鹽溶鹽溶的概念：低濃度的中性鹽可以增加蛋白質(zhì)的溶解度，這種現(xiàn)象稱為鹽溶。鹽溶的機(jī)理是：蛋白質(zhì)分子吸附某種鹽類離子后，帶電表層使蛋白質(zhì)分子間彼此排斥，同時(shí)蛋白質(zhì)分子與水分子間的相互作用加強(qiáng)，使蛋白質(zhì)分子溶解度增加。

鹽析的機(jī)理是：大量中性鹽的加入，使水的活度降低，從而降低蛋白質(zhì)的極性基團(tuán)與水分子間的相互作用，破壞了蛋白質(zhì)分子的水化層。第27頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、蛋白質(zhì)在某些因素的作用下，空間結(jié)構(gòu)被破壞，生物學(xué)活性喪失，稱為蛋白質(zhì)的變性。變性的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)完好、溶解度降低(有序而緊密的結(jié)構(gòu)變得無(wú)序而松散，疏水基團(tuán)外漏）、易分解。有些蛋白質(zhì)變性后又可恢復(fù)到天然構(gòu)象，稱為復(fù)性；有些蛋白質(zhì)變性后不能復(fù)性。凝固是蛋白質(zhì)變性發(fā)展的不可逆的結(jié)果。沉淀的蛋白質(zhì)不一定變性（如鹽析）。

引起變性的因素:加熱、輻射、振蕩、高壓等物理因素；有機(jī)溶劑、酸、堿、尿素等化學(xué)因素。第28頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)的水解1.酸水解：水解完全，不引起氨基酸消旋(旋光性物質(zhì)通過(guò)消旋變?yōu)椴痪吖饣钚缘姆磻?yīng))

，色氨酸破壞。2.堿水解：水解完全，水解后氨基酸會(huì)消旋，但色氨酸穩(wěn)定

。3.蛋白酶水解：水解不完全，不引起消旋，色氨酸不破壞，主要用于蛋白質(zhì)的部分水解。第29頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、核酸的化學(xué)組成

核酸（RNA、DNA）核苷酸核苷磷酸戊糖堿基核糖（RNA）脫氧核糖（DNA）A、G、C、UA、G、C、T五、核酸第30頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三胸腺嘧啶尿嘧啶腺嘌呤鳥(niǎo)嘌呤胞嘧啶第31頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三核苷戊糖第1’位的碳與嘌呤堿第9位的N以糖苷鍵相連結(jié)第32頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三核苷戊糖第1’位的碳與嘧啶堿第1位的N以糖苷鍵相連結(jié)第33頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三核苷酸戊糖第5’位的碳再與磷酸以酯鍵相連第34頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、核苷酸的連接方式核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，是DNA和RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)。第35頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)ACTG第36頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三AP脫氧核糖GP脫氧核糖CP脫氧核糖TP脫氧核糖脫氧核糖APGPCPTP脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖ATGC堿基互補(bǔ)配對(duì)原則第37頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)兩條平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈向右盤卷成雙螺旋結(jié)構(gòu).大溝、小溝有利于蛋白酶、金屬離子以及具有生物功能的金屬配合物與DNA的作用。

第38頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三4、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)定義：雙螺旋進(jìn)一步扭曲形成的更高層次的空間結(jié)構(gòu)。如超螺旋等。第39頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三2．RNA的結(jié)構(gòu)RNA主要有三大類，分別是：核糖體RNA(rRNA)，占RNA總量的80％以上，是核糖體的主要成分；轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)，占總量的15％，在蛋白質(zhì)的合成中搬運(yùn)氨基酸；信使RNA(mRNA)，占總量的5％，是合成蛋白質(zhì)的模板。不同種類的RNA結(jié)構(gòu)各不相同RNA也有一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)。第40頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、糖類單糖：不能水解通常含有3—7個(gè)碳原子，。按碳原子數(shù)分為：丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖。天然存在的單糖一般都是D-構(gòu)型。單糖分子既可以開(kāi)鏈形式存在，也可以環(huán)式結(jié)構(gòu)形式存在。在環(huán)式結(jié)構(gòu)中如果第一位碳原子上的羥基與第二位碳原子的羥基在環(huán)的伺一面，稱為α-型；如果羥基是在環(huán)的兩面，稱β-型。

第41頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三D或L：是分子的絕對(duì)構(gòu)型，按慣例來(lái)命名的，常用于氨基酸或糖。D表示右旋，等同于“＋”，L表示左旋，等同于“－”。第42頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三手性碳原子：人們將連有四個(gè)不同基團(tuán)的碳原子形象地稱為手性碳原子葡萄糖的分子式為C6H12O6，分子中含五個(gè)羥基和一個(gè)醛基，是己醛糖。其中C-2，C-3，C-4和C-5是不同的手性碳原子，存在于自然界中的葡萄糖其費(fèi)歇爾投影中，四個(gè)手性碳原子除C-3上的-OH在左邊外，其它的手性碳原子上的-OH都在右邊。單糖構(gòu)型的確定仍沿用D/L法。這種方法只考慮與羰基相距最遠(yuǎn)的一個(gè)手性碳的構(gòu)型，此手性碳上的羥基在右邊的D型，在左邊的L型。自然界存在的單糖多屬D型糖。第43頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三β-D-葡萄糖

-D-葡萄糖天然存在的葡萄糖都是

D型的環(huán)式中1號(hào)碳上的稱為半縮醛羥基第44頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三重要的單糖：（1）丙糖：D-甘油醛、二羥基丙酮（2）丁糖：赤蘚糖、蘇糖（4）戊糖：脫氧核糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、木酮糖、核酮糖（5）己糖：葡萄糖、半乳糖、果糖（為酮糖，糖果類中最甜的）（6）庚糖：景天庚酮糖第45頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三三碳糖三碳糖甘油醛二羥丙酮第46頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三赤蘚糖蘇糖第47頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三葡萄糖果糖第48頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三氨基糖（葡萄糖胺）：與乳酸結(jié)合形成胞壁酸。胞壁酸是細(xì)菌細(xì)胞壁的的組成成分第49頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三寡糖可以水解為少數(shù)幾個(gè)（2—6個(gè)）單糖的糖，一般包括：二糖蔗糖、麥芽糖、乳糖；三糖棉籽糖。

多糖：可水解為多個(gè)單糖。水解為同一單糖的（同多糖），如淀粉、糖元、纖維素、幾丁質(zhì)；水解產(chǎn)物不止一種單糖（異多糖），如透明質(zhì)酸、肝素等。第50頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三麥芽糖的生成與水解第51頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三糖苷鍵：指糖苷中連接單糖分子與配糖體的化學(xué)鍵。常見(jiàn)的糖苷鍵有O-糖苷鍵和N-糖苷鍵。核苷：核糖或脫氧核糖分子中的半縮醛羥基與嘌呤或嘧啶中氮原子上的氫去水形成。第52頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三麥芽糖：α（1-4）糖苷鍵蔗糖：

α，β（1-2）糖苷鍵乳糖：β（1-4）糖苷鍵纖維二糖：β（1-4）糖苷鍵第53頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三蔗糖的分子式:無(wú)還原性吡喃葡萄糖呋喃果糖第54頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三淀粉顯色黃色淀粉水解：淀粉→糊精→麥芽糖→α-D—葡萄糖。糊精是淀粉水解的最初產(chǎn)物，隨著水解，糖分子逐漸變小，它與碘作用分別呈紅色、黃色、無(wú)色。這個(gè)反應(yīng)可用于淀粉水解過(guò)程的檢驗(yàn)第55頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三糖原：動(dòng)物組織、細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)主要的貯藏多糖。結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉相似，但分支多，與KI-I2呈紅褐色。第56頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三纖維素自然界中分布最廣的糖，不溶于水的分子，分子不分支，人體消化酶不能水解纖維素，食草動(dòng)物利用腸道寄生菌分泌的纖維素酶將部分纖維素水解為葡萄糖。第57頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三幾丁質(zhì)（殼多糖）甲殼類動(dòng)物(蝦、蟹）外骨骼及真菌細(xì)胞壁，地球上僅次于纖維素的第二大類糖。由N-乙酰-D-葡萄糖胺以（14）糖苷鍵縮合而成，分子線狀不分支。第58頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三雜多糖：果膠、半纖維素（大量存在于植物木質(zhì)化部位，為多聚戊糖和多聚己糖的混合物）木質(zhì)素是由四種醇單體形成的一種復(fù)雜酚類聚合物，不屬于糖類。第59頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三糖蛋白第60頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、脂肪脂酰甘油（脂酰甘油酯）：是脂肪酸和甘油通過(guò)酯鍵所形成的化合物。根據(jù)脂肪酸的數(shù)目，可分為單脂酰甘油、二脂酰甘油、三脂酰甘油（即甘油三酯、脂肪）。油是常溫下呈液態(tài)的脂肪；脂是常溫下呈固態(tài)的脂肪二、脂類第61頁(yè)，講稿共67頁(yè)，2023年5月2日，星期三脂肪酸所有的脂肪酸都有一長(zhǎng)的碳?xì)滏?，其一端為一個(gè)羧基。飽合脂肪酸：碳?xì)滏溨腥珵閱?/p>