生物化学Biochemistry主讲教师：马利伟maliwei@bjmu.edu.cn成绩计算方法平时小测验：10%实验课：10%期末考试：80%绪论生物化学是用化学的原理和方法，从分子水平来研究生物体的化学组成，及其在体内的代谢转变规律从而阐明生命现象本质的一门科学。生化与医药学的关系生化与基础医学关系密切生化与临床关系密切蛋白质结构异常：镰刀状红细胞性贫血代谢异常：苯酮酸尿症、白化病糖代谢异常：糖原积累症脂代谢异常：高脂血症呼吸链的阻断：一氧化碳中毒癌症：原癌基因（protooncogenes）癌基因（oncogene）抑癌基因（anti-oncogenes）生物分子结构与功能蛋白质化学核酸化学酶物质代谢和调节糖、脂类、氨基酸代谢核苷酸代谢、生物氧化物质代谢的联系和调节遗传信息的传递DNA、RNA和蛋白质的合成——复制、转录和翻译基因表达调控与基因工程重要组织器官代谢肝胆、血液生化骨骼和钙磷代谢水、电解质和酸碱平衡营养生化基础学习生化基本方法与要求基本概念要清楚重点内容要掌握章节之间会联系课后复习很重要第一章蛋白质化学蛋白质的分子组成蛋白质的分子结构蛋白质分子结构与功能的关系蛋白质的理化性质什么是蛋白质?蛋白质(protein)是由许多氨基酸(aminoacids)通过肽键(peptidebond)相连形成的高分子含氮化合物。一、生命的物质基础蛋白质是生物体中含量最多的大分子物质，占人体干重的45%，分布广泛，种类繁多,构成机体的成分,维持组织生长、更新和修复单细胞生物－细菌上千种蛋白非细胞生物－病毒催化功能：酶调节功能：多肽类激素收缩和运动功能：肌肉蛋白运输和储存功能：血红蛋白保护和免疫功能：免疫球蛋白氧化供能营养和储存蛋白：铁蛋白结构蛋白：胶原蛋白，角质蛋白，纤维蛋白一、蛋白质的元素组成碳（50-55％）氢（6-8％）氧（19-24％）氮（13-19％）硫（0-4％）其他：磷、铁、锰、锌、碘等蛋白质含量测定——测氮法蛋白质的平均含氮量为16％100克蛋白质～～16克氮每克氮～～100/16＝6.25克蛋白质故：样品中蛋白质的含量＝样品的含氮量x6.25问题二、蛋白质分子的基本结构单位－氨基酸存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属L-氨基酸（甘氨酸除外）。（一）氨基酸通式（三）氨基酸的理化性质问题某氨基酸的等电点是5.1，它在PH=8.0的溶液中带何种电荷？在pH=2.0的溶液中带何种电荷？答：在PH=8.0的溶液中带负电；（pH>pI）在PH=2.0的溶液中带正电。(pH>抗利尿激素催产素对血管平滑肌的收缩效应和利尿作用<<抗利尿激素（1％）（二）蛋白质的一级结构与分子病分子病：由于遗传物质（DNA）的突变、导致其编码蛋白质分子的氨基酸序列异常，而引起其生物学功能改变的遗传性疾病称～正常Hbβ6－TGT-GGG-CTT-CTT-TTT－－苏－脯－谷－谷－赖－异常Hb－TGT-GGG-CAT-CTT-TTT－－苏－脯－缬－谷－赖－氧分压低时，血中红细胞呈镰刀状，极易溶血，并丧失了带氧能力。二、蛋白质的空间结构与功能的关系一级结构是蛋白质生物学功能的基础，空间结构与蛋白质功能的表现有关。蛋白质构象是其生物活性的基础，构象改变，其功能活性也随之改变。构象破坏功能丧失。恢复自然构象，功能恢复。变构作用：凡蛋白质分子因与某种小分子物质相互作用发生构象改变，因而改变了这种蛋白质与其它分子进行反应的能力，这一现象称为～。第五节蛋白质的理化性质及其分离纯化两性电离和等电点——电泳法高分子性质：——超速离心法、透析法沉淀：盐析法、有机溶剂沉淀、某些酸类沉淀、重金属盐沉淀、加热凝固变性颜色反应不同蛋白质因氨基酸的种类和数量不同，其等电点也不同。含酸性氨基酸多，pI低；含碱性氨基酸多，pI高蛋白质的吸收光谱色氨酸、酪氨酸-------280nm最大吸收峰；蛋白质的含量测定（二）蛋白质构象改变与疾病蛋白质构象疾病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生。一、两性解离和等电点体内多数蛋白质pI为pH5.0，体液pH7.4,阴离子？阳离子?等电点（pI）：在某一pH溶液中，某一蛋白质解离成阴、阳离子的趋势相等，即所带正、负电荷正好相等，此pH值称为该蛋白质的等电点。PNH3+COOHPNH3+COO—PNH2COO—OH-H+OH-H+pHpI√2.紫外吸收色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近。大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收肽键：一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱去一分子水形成的键。肽键氨基末端：通常在多肽链的一端含有一个游离的?-氨基，称为～或N-端；羧基末端：在另一端含有一个游离的?-羧基，称为～或C-端。一、蛋白质的一级结构概念：是指氨基酸在蛋白质多肽链中的排列顺序，以及他们之间的连接方式。一级结构是蛋白质空间结构的基础，对生物功能起决定作用。肽键是蛋白质一级结构的基本结构键。有些含有二硫键。不同蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序各不相同，即不同蛋白质具有不同的一级结构。一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。1．蛋白质的二级结构多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成右手?-螺旋，肽链内形成氢键。（1）?-螺旋?-折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间的氢键交联而成。肽链的主链呈锯齿状折叠构象。（2）?-折叠蛋白质的三级结构是指在二级结构基础上，整条肽链中全部氨基酸的相对空间位置。包含了一条多肽链的主链构象和侧链构象（整体构象）。维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。尤其是疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用。2．蛋白质的三级结构肌红蛋白的三级结构由153个氨基酸残基组成的单链蛋白8个螺旋+无规卷曲球形结构：疏水键蛋白质的四级结构是指由多条各自具有三级结构的肽链通过非共价键连接起来的空间排列方式及亚基之间的相互作用关系。其中每一条多肽链叫做一个亚基或亚单位。单独亚基无生物活性；完整四级结构的蛋白质才具有生物活性。维持亚基之间的化学键主要是疏水键。并非所有蛋白质都有四级结构，有的只有三级结构。3．蛋白质的四级结构蛋白质四级结构举例血红蛋白一级结构二级结构三级结构四级结构一、蛋白质一级结构与功能的关系加入尿素和巯基乙醇去除尿素和巯基乙醇镰刀状红细胞贫血症异常的红细胞正常的红细胞（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构二、蛋白质的空间结构与功能的关系血红蛋白与氧的结合具有协同作用当第一个氧分子与血红蛋白结合后会促进第二个氧分子与血红蛋白结合，依次类推在氧分压很低的情况下，HB容易释放氧肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线化学生物学生物化学基本内容第一篇生物大分子的结构与功能蛋白质：多种生理功能酶：生物催化剂核酸：传递遗传信息第一节、蛋白质在生命活动中的重要性流感病毒H5N1禽流感病毒二、蛋白质的生物学功能第二节蛋白质的分子组成蛋白质的元素组成蛋白质分子的基本结构单位——氨基酸氨基酸的分类及理化性质肽键和多肽链测得某一蛋白质样品的氮含量为0.40克，此样品约含蛋白质多少克？此样品中蛋白质的含量：0.40X6.25=2.5克0.40÷16%=0.40÷0.16=2.5克非极性疏水性氨基酸：8不带电荷的极性氨基酸：7酸性氨基酸：2碱性氨基酸：3（二）氨基酸分类20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类见P8表1-1非极性疏水性氨基酸：具有非极性R侧链，呈疏水性，包括脂肪族和芳香族氨基酸（8种）脂肪烃侧链：丙、缬、亮、异亮氨基酸芳香环侧链：苯丙、色氨酸含S：蛋氨酸（甲硫氨基酸）亚氨基：脯氨酸脯氨酸（亚氨基酸）不带电荷的极性氨基酸：具有极性R侧链，呈亲水性，通常含羟基、巯基、酰胺基等（7种）酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸（羟基）半胱氨酸（巯基）谷氨酰胺、天冬酰胺（酰胺基）甘氨酸?半胱氨酸+胱氨酸二硫键-HH酸性氨基酸：（2种）天冬氨酸、谷氨酸（含羧基）碱性氨基酸：（3种）精氨酸、赖氨酸、组氨酸1.两性解离及等电点氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。+OH-+H+氨基酸在酸性溶液中能解离成正（阳）离子，在碱性溶液中能解离成阴（负）离子，这种性质叫两性电离或两性解离。+OH-+H+等电点(isoelectricpoint,pI)pH=pI+OH-pH>pI+H+pH
Sheet2
Sheet1
Chart1
碳
氢
氧
氮
硫
其他
.00
.00
.00
.00
.00
.00
其他,0-1%
硫,0-4%
氮,13-19%
氧,19-24%
氢,6-8%
碳,50-55%
其他,0-1%
硫,0-4%
氮,13-19%
氧,19-24%
氢,6-8%
碳,50-55%
碳
氢
氧
氮
硫
其他
.00
.00
.00
.00
.00
.00
|
|
