生物化学大学教材解说.doc

生物化学 研究生命有机体的化学组成、生物分子，特别是生物大分子的结构、相互关系及其功能。 研究细胞中的物质代谢与能量代谢。生物大分子的合成降解及代谢途径的调控细胞中进行的化学过程 。组织和器官机能的生物化学 。 (二)生物化学的发展简史 20世纪初，生物化学作为一个独立学科出现。 生物化学发展史中，有两个重要的突破。一是1897年发现了酶作为生物催化剂的作用；二是1944发现了核酸作为遗传信息载体的作用。 1911 年：Funk 结晶出复合维生素 B，提出“vitamine”一词，现为“vitamin” 1926 年：Sunmer 首次将酶（脲酶）结晶，证明了酶的蛋白质本质（1946 年获Nobel 奖） 1944 年：Avery 等人通过细菌的转化试验证实DNA 是遗传信息的载体。（未获Nobel 奖） 20 世纪 50 年代后生物学进入分子水平。该领域一大批科学家先后获得诺贝尔奖。 1953年，Watson和Crick推导出了DNA的三维结构。 1958 年（Nobel）：英国化学家 Sanger 测定了胰岛素一级结构。 1962 年（Nobel）：英国物理学家 Kendrew（肌红蛋白）Perutz（血红蛋白）解析了蛋白质的三维结构。 法国生物学家 Jocob, Monod：遗传信息流（1965） 美国生物化学家 Nirenberg：破遗遗传密码（1969） 美国生物化学家 Holly： 解析 tRNA结构（1969） 1978 年（Nobel）：Mitchell 提出氧化磷酸化的偶联学说“化学渗透学说” 英国化学家 Sanger : DNA测序（1983） 1989 年（Nobel）：Cech Altman 分别发现了 ribozyme。等等 其他重要事件 我国科学家在生物化学领域所作的突出工作： 1965年，我国首次人工合成了结晶牛胰岛素。 1973年：X-射线分析出猪胰岛素空间结构 1983 年：结合有机合成和酶促合成，实现了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合合成 （tRNAAla）1981年又成功合成了酵母丙氨酰tRNA。 1999 年：参与人类基因组测序计划（1%） 2000年我国生物化学工作者出色地完成了人类基因组计划中1%的测序工作，为世界人类基因组计划的完成贡献了力量。 2002年，我国的生物化学工作者又率先完成了水稻的基因组精细图，为水稻的育种和防病奠定基因基础 二、蛋白质化学 (一)蛋白质的概念与生物学意义 1、概念：蛋白质是由氨基酸残基以肽键相连组成的不分支的长链生物大分子。 2、意义：蛋白质是构成生物体的基本成分，占细胞干重的 50%。蛋白质是生命过程的执行者，种类繁多，表现出丰富的功能。蛋白质在生物体的生命活动中起着极其重要的作用，已知的生物功能没有 一个是离开蛋白质而实现的，生物个体间表现出的差异是由于其体内蛋白质的贡献。 1. 生物体的组成成分-结构蛋白,胶原蛋白2. 酶-生物催化剂3. 运输-血红蛋白,肌红蛋白 4. 运动-肌球蛋白,肌动蛋白5. 抗体-免疫球蛋白6. 干扰素7. 遗传信息的控制8. 细胞膜的通透性9. 高等动物的记忆、识别机构 3、按形状可将蛋白质分为： 纤维状蛋白质：多为结构蛋白。 球状蛋白质具有广泛的生物学功能。如酶、蛋白类激素等。 4、按结构和功能可将蛋白质分为： 简单蛋白：仅有蛋白质组成的、结构简单的蛋白质。 结合蛋白：在蛋白质分子中除了含有氨基酸成分外，还要有其他的成分的存在，才能保证蛋白质的正常生物活性的蛋白质。 即包含蛋白质和非蛋白质两部分，其中非蛋白部分通常称为辅基。 蛋白质中N的平均含量约16%。 每克样品中所含蛋白质的克数= 每克样品中的含氮量（克）× 6.25 (二)氨基酸 1．氨基酸的基本结构和性质 （1）氨基酸具有一级氨基（-NH3+）和羧基（-COOH）结合到α碳原子（Cα），同时结合到（Cα）上的是H原子和各种侧链（R基）。 氨基酸是蛋白质分子的基本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。 20种常见氨基酸中的三个特殊氨基酸Gly不具有手性C原子； Pro为亚氨基酸、Cys中的巯基可与另一个Cys的巯基形成二硫键。 （2). 氨基酸的性质 ①光吸收特性：各种氨基酸在可见区都没有光吸收Tyr, Phe, Trp 因苯环上含共轭双键，在紫外光区芳香族氨基酸在280nm处有最大吸收峰（色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸的最大吸收波长分别为279、278、259nm ） ②氨基酸的两性解离 氨基酸的等电点：对某一种氨基酸而言，当溶液在某一个特定的pH，氨基酸以两性离子的形式存在，并且其所带的正电荷数与负电荷数相等，即净电荷为零。在直流电场中，它既不向正极，也不向负极