《普通生物化學(xué)》課件

普通生物化學(xué)復(fù)習(xí)用1編輯ppt

第一篇蛋白質(zhì)核酸

和遺傳的分子機(jī)理（21時(shí)）

PartINucleicAcidsandThe

GeneticMolecularMechanism

(1-7Chapter)普通生物化學(xué)-22編輯pptCh1蛋白質(zhì)Proteins

1.1蛋白質(zhì)的化學(xué)組成

2蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

1.3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

4蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及其分離純化

3編輯ppt碳(C)50%~55%

氫(H)6%~8%

氧(O)19%~24%

氮(N)13%~19%

~16%；N(g)×6.25=樣品Pr含量硫(S)0%~4%

少量的磷(P)鐵(Fe)銅(Cu)鋅(Zn)和碘(I)等

1.1蛋白質(zhì)(protein)的化學(xué)組成1.1.1元素組成元素組成4編輯pptCα

R

H2NHCOOHCαR

H3N+

HCOO-

或1.1.2基本組成單位-氨基酸aminoacids氨基酸結(jié)構(gòu)通式5編輯ppt氨基酸的立體異構(gòu)AminoAcidStereoisomers

1.1.2.1構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸(aa)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

※均為L(zhǎng)－α氨基酸，各種aa的R側(cè)鏈各不相同

※α－碳原子上均連有一個(gè)氨基(脯氨酸除外)

※α-碳原子為不對(duì)稱(chēng)(手性)碳原子(甘氨酸除外）6編輯ppt#1非極性疏水性氨基酸

#2極性中性氨基酸

#3酸性氨基酸

#4堿性氨基酸

1.1.2.2氨基酸的種類(lèi)AminoAcidClasses

從蛋白質(zhì)水解物中分離出來(lái)的氨基酸有二十種根據(jù)氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)(Ｒ)的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，將其分為4類(lèi)：7編輯ppt#1.非極性疏水性氨基酸

ModifiedAminoAcids包括7個(gè)：甘氨酸（Gly-G）丙氨酸（Ala-A）纈氨酸（Val-V）亮氨酸（Leu-L）異亮氨酸（Ile-I）苯丙氨酸（Phe-F）脯氨酸（Pro-P）8編輯ppt9編輯ppt10編輯ppt11編輯ppt12編輯pptFigure3.9.CyclicStructureofProline.Thesidechainisjoinedtoboththe

-carbonandtheaminogroup.Pro

(proline)晡differfromothersinthatitssidechainisbondedtoboththenitrogenandtheα-carbonatom其側(cè)鏈(除同α-碳原子外)還同(氨基)氮原子成鍵(形成吡咯環(huán)),因此,它只是α-亞AA(而不是真正意義上的α-AA)13編輯ppt#2.極性中性氨基酸

R-基含有極性基團(tuán)；

酪氨酸(Tyr-Y)生理pH條件下不解離。

色氨酸(Trp-W)、絲氨酸(Ser-S)、半胱氨酸(Cys-C)、蛋氨酸(Met-M)、天冬酰胺(Asn-N)、谷氨酰胺(Gln-Q)、蘇氨酸(Thr-T)、包括8個(gè)：14編輯ppt15編輯ppt16編輯ppt17編輯ppt18編輯pptFigure3.10.AminoAcidswithAromaticSideChains..具有芳香族側(cè)鏈的氨基酸ThreeAAwitharomaticsie:Phe(phenylalanine)苯丙,Tyr(tyrosine),酪withareactivehydroxylgroup,Trp(tryptophan)色具吲哚環(huán).PheandTrparehighlyhydrophobic

19編輯ppt#3.酸性氨基酸

R-基有COOH(COO-)

帶負(fù)電荷

谷氨酸Glu-G天冬氨酸Asp-D20編輯ppt#4.堿性氨基酸

R-基有-NH2(NH3+)

賴(lài)氨酸Lys-k精氨酸Arg-R組氨酸His-H帶正電荷

21編輯ppt22編輯ppt

構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸結(jié)構(gòu)式：23編輯ppt24編輯ppt

人體所需的八種必需氨基酸賴(lài)氨酸(Lys)纈氨酸(Val)蛋氨酸(Met)色氨酸(Try)亮氨酸(Leu)異亮氨酸(Ile)酪氨酸(Thr)苯丙氨酸(Phe)嬰兒時(shí)期所需:精氨酸(Arg)、組氨酸(His)早產(chǎn)兒所需：色氨酸(Try)、半胱氨酸(Cys)幾種重要的不常見(jiàn)氨基酸

在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見(jiàn)的氨基酸，通常稱(chēng)為不常見(jiàn)蛋白質(zhì)氨基酸。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來(lái)的。其中重要的有4-羥基脯氨酸、5-羥基賴(lài)氨酸、N-甲基賴(lài)氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。這些不常見(jiàn)蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)如下25編輯ppt

26編輯ppt#1兩性解離及等電點(diǎn)

1.1.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

AminoAcidReactions+OH+H++OH+H+pH<pIpH>pIpH=pI27編輯ppt等電點(diǎn)(pI)：

氨基酸酸性解離和堿性解離的程度相等，

分子所帶的凈電荷為零，此時(shí)溶液的pH值就稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)。

除堿性氨基酸外，其余氨基酸的等電點(diǎn)均小于pH7

pI=1/2（pK1+pK2）若一個(gè)aa有3個(gè)解離基因，則其pI為兼性離子兩邊pK的平均值28編輯ppt#2紫外吸收性質(zhì)

芳香族氨基酸色氨酸和酪氨酸在280nm波苯丙氨酸長(zhǎng)附近對(duì)紫外光有最大吸收峰。

蛋白質(zhì)均含上述氨基酸，故也具紫外吸收性。據(jù)此可以通過(guò)測(cè)定蛋白質(zhì)溶液280nm的吸光值快速測(cè)定其蛋白質(zhì)含量。29編輯ppt#3茚三酮反應(yīng)aa與水合茚三酮一起加熱，生成藍(lán)紫色的化合物，在570nm處有最大吸收。據(jù)此亦可用作aa含量分析。30編輯ppt1.2.1

肽鍵

脫去一分子水縮合形成的鍵1.2肽

Peptides

一個(gè)氨基酸的α-羧基與

另一個(gè)氨基酸的α-氨基

肽鍵的概念：

稱(chēng)肽鍵peptidebond31編輯pptC

O

HOCH3

NH2

H

C

+HOC

O

CH2

NH2

H

C

丙氨酸

苯丙氨酸C

O

HOCH3

H

C

CH2

NH2

H

C

肽鍵N

C

O

H二肽丙苯氨丙氨酸32編輯ppt1.2.2肽Peptides

氨基酸借肽鍵相連而形成的化合物稱(chēng)肽(peptide)

Met

Phe

二肽

Lys

Met

Phe

三肽Cys

ThrLys

Met

Phe

五肽寡肽(oligopeptide)

由10個(gè)以?xún)?nèi)氨基酸連成的小肽

多肽(polypeptide)

由許多氨基酸連成的肽

又稱(chēng)多肽鏈或肽鏈

其形狀為一條沒(méi)有分支的長(zhǎng)鏈，

氨基末端(Ｎ－端)

羧基末端(C－端)CysMetPhe

Lys

Ser

Thr

Val

NH2

COOH

33編輯ppt

氨基酸在形成肽鏈時(shí)丟失了一分子水，肽鏈中的氨基酸分子已不完整，稱(chēng)為氨基酸殘基(amino

acid

residue)。氨基酸殘基:

1.2.3蛋白質(zhì)與多肽的區(qū)別：

Protein空間構(gòu)象相對(duì)穩(wěn)定

氨基酸殘基數(shù)較多

Peptide

空間構(gòu)象不穩(wěn)定

氨基酸殘基數(shù)較少

34編輯ppt1.2.4生物活性肽1..2.4.1谷胱甘肽(glutathione，GSH)構(gòu)成第一個(gè)肽鍵的羧基是谷氨酸的r－羧基

由谷氨酸(Glu)、半胱氨酸(Cys)和甘氨酸(Gly)組成的三肽

GluCys

Gly#1組成

#2功能

GSH是體內(nèi)重要的還原劑

35編輯ppt由下丘腦分泌，其功能是促進(jìn)腺垂體釋放促甲狀腺素(調(diào)節(jié)糖代謝)。1.2.4.2促甲狀腺素釋放激素

#1組成

pyro-Glu

His

Pro-NH2

#2功能

焦谷氨酸組氨酸脯氨酰胺36編輯ppt1.4蛋白質(zhì)的分類(lèi)根據(jù)組成成分分為：?jiǎn)渭兊鞍踪|(zhì)——全部由aa組成；結(jié)合蛋白質(zhì)——除蛋白部分外，還含非蛋白部分。結(jié)合蛋白質(zhì)中的非蛋白部分稱(chēng)為輔基，常以共價(jià)鍵與蛋白部分相連。輔基：包括色素、寡糖、脂類(lèi)、磷酸、金屬離子乃至核酸等37編輯ppt38編輯ppt39編輯ppt第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及其分離純化

一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（一）兩性解離和等電點(diǎn)40編輯ppt蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)。在溶液中的帶電狀況主要取決于溶液的pH值。PrCOOHNH3+

PrCOO-

NH3+

PrCOO-

NH2

+OH-

+H+

+OH-

+H+

pH=pI

pH<pIpH>pI

此時(shí)溶液的pH值稱(chēng)為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(pI)。等電點(diǎn)（pI）：在某一pH值溶液中，蛋白質(zhì)酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán)的解離程度相當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子所帶正負(fù)電荷相等，凈電荷為零41編輯ppt蛋白質(zhì)分子顆粒大小1~100nm之間,屬膠體顆粒范圍，蛋白質(zhì)的膠體原因：表面形成水化層

表面同種電荷的斥力

（二）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)

在溶液中能形成穩(wěn)定的膠體42編輯ppt常見(jiàn)的變性因素：

強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、

有機(jī)溶劑、

尿素、

胍、

重金屬

生物堿、

化學(xué)因素

物理因素

劇烈振蕩

熱、

紫外線、超聲波、

43編輯ppt變性蛋白質(zhì)的主要特征:

一級(jí)結(jié)構(gòu)不變。（2）生物活性喪失。

粘度增加而擴(kuò)散系數(shù)減小。（4）變性蛋白質(zhì)容易消化。

（1）蛋白質(zhì)分子中的次級(jí)鍵斷裂，（3）變性蛋白質(zhì)的溶解度常降低、構(gòu)象破壞，但不涉及共價(jià)鍵的破壞，44編輯ppt除去變性因素后，有的變性蛋白質(zhì)又可恢復(fù)其天然構(gòu)象和生物活性，這一現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的復(fù)性蛋白質(zhì)的復(fù)性(renaturation)

45編輯ppt當(dāng)破壞了維持蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素甚至蛋白質(zhì)的構(gòu)象時(shí)，蛋白質(zhì)就會(huì)從溶液中析出，這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的沉淀。2.蛋白質(zhì)的沉淀(pre-cipitation)概念:

應(yīng)用:(1)蛋白質(zhì)分離純化

(2)解毒

(3)臨床檢驗(yàn)

46編輯ppt(2)有機(jī)溶劑沉淀法

使蛋白質(zhì)脫去水化層,又能降低溶液的介電常數(shù)使蛋白質(zhì)表面電荷減少，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子聚集而沉淀。

必須在低溫下操作注意事項(xiàng):

盡量縮短處理的時(shí)間

及時(shí)將蛋白質(zhì)中殘存的有機(jī)溶劑除去

甲醇、乙醇、丙酮

缺點(diǎn)：

原理:

常用有機(jī)溶劑:

常會(huì)使蛋白質(zhì)變性47編輯ppt重金屬離子如Cu2+、Hg2+、Ag2+、Pb2+等帶有正電荷，能與蛋白質(zhì)分子中帶負(fù)電的基團(tuán)結(jié)合，生成不溶性的重金屬蛋白鹽而沉淀。

(3)重金屬鹽沉淀法

此法常使蛋白質(zhì)變性失活。

若溶液pH大于蛋白質(zhì)的pI，沉淀更易發(fā)生

缺點(diǎn)：

原理:

48編輯ppt生物堿試劑(如鞣酸、苦味酸、鎢酸等)，某些酸類(lèi)(主要是指三氯醋酸、磺酰水楊酸和硝酸等)，與帶正電的蛋白質(zhì)結(jié)合生成不溶性的鹽而沉淀。(4)生物堿試劑和某些酸類(lèi)沉淀法

反應(yīng)溶液的pH<pI，確保蛋白質(zhì)以陽(yáng)離子形式存在

缺點(diǎn)：

原理:

常引起蛋白質(zhì)變性注意事項(xiàng):

49編輯ppt3.蛋白質(zhì)的凝固作用蛋白質(zhì)的凝固作用實(shí)際上是蛋白質(zhì)變性后進(jìn)一步發(fā)展的不可逆結(jié)果。如加熱可使蛋白質(zhì)變?yōu)椴蝗菰偃芙獾哪龎K。50編輯ppt多肽鏈中氨基酸的順序分析

第一步：

分離提純蛋白質(zhì)，測(cè)定NH2末端的數(shù)目，確定蛋白質(zhì)分子是由幾條肽鏈構(gòu)成的，并分離出每條肽鏈。測(cè)定肽鏈的分子量,計(jì)算組成該肽鏈的氨基酸殘基數(shù)。及每種aa的百分組成。一般過(guò)程：肽鏈分子中氨基酸殘基數(shù)=肽鏈的分子量÷120

（各種的氨基酸殘基的平均分子量為120）

再將肽鏈徹底水解，用離子交換層析法將各種的氨基酸分離。51編輯ppta.

丹磺酰氯法

丹磺酰氯是一種強(qiáng)熒光劑，它能專(zhuān)一地與鏈N-端α-氨基反應(yīng)生成丹磺酰-肽，后者水解生成的丹磺酰-氨基酸具有很強(qiáng)的熒光，可直接用電泳法或?qū)游龇ㄨb定出N-端是何種氨基酸。

第二步測(cè)定肽鏈的氨基末端和羧基末端

1.N末端的測(cè)定

b.二硝基苯氟法：過(guò)時(shí)，不用52編輯ppt2.C末端的測(cè)定

常用羧基肽酶法羧基肽酶專(zhuān)一地將肽鏈水解成片斷，分別進(jìn)行順序分析。

53編輯ppt第一篇遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)-核酸遺傳的分子基礎(chǔ)基因與基因組學(xué)分子雜交與PCR技術(shù)54編輯ppt第三步肽鏈的局部水解

胰蛋白酶的作用原理

1.酶解法55編輯ppt1.1遺傳的分子基礎(chǔ)

DNA(DeoxyribonucleicAcid)-主要的遺傳物質(zhì)

RNA(RibonucleicAcid)-某些原核生物的遺傳物質(zhì)

DNARNA蛋白質(zhì)