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生物化学总结

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第一章

蛋白质的生理功能

蛋白质是生物体的基本组成成分之一，约占人体固体成分的45%左右。蛋白质在生物体内分布广泛，几乎存在于所有的组织器官中。蛋白质是一切生命活动的物质基础，是各种生命功能的直接执行者，在物质运输与代谢、机体防御、肌肉收缩、信号传递、个体发育、组织生长与修复等方面发挥着不可替代的作用。

蛋白质的分子组成特点

1.蛋白质的基本组成单位是氨基酸

编码氨基酸:自然界存在的氨基酸有300余种，构成人体蛋白质的氨基酸只有20种，且具有自己的遗传密码。

2.各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。

每100mg样品中蛋白质含量（mg%）：每克样品含氮质量（mg）×6.25×100。

3.氨基酸的分类

所有的氨基酸均为L型氨基酸（甘氨酸）除外。

根据侧链基团的结构和理化性质，20种氨基酸分为四类。

（1）非极性疏水性氨基酸：甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、苯丙氨酸（Phe）、脯氨酸（Pro）。

（2）极性中性氨基酸：色氨酸（Trp）、丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）、半胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met）、天冬酰胺（Asn）、谷胺酰胺（gln）、苏氨酸（Thr）。

（3）酸性氨基酸：天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）。

（4）碱性氨基酸：赖氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）、组氨酸（His）。

?含有硫原子的氨基酸：蛋氨酸（又称为甲硫氨酸）、半胱氨酸（含有由硫原子构成的巯基－SH）、胱氨酸（由两个半胱氨酸通过二硫键连接而成）。

?芳香族氨基酸：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。

?唯一的亚氨基酸：脯氨酸，其存在影响α-螺旋的形成。

?营养必需氨基酸：八种，即异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸。可用一句话概括为“一家写两三本书来”，与之谐音。

氨基酸的理化性质

1.氨基酸的两性解离性质：所有的氨基酸都含有能与质子结合成NH4＋的氨基；含有能与羟基结合成为COO－的羧基，因此，在水溶液中，它具有两性解离的特性。在某一pH环境溶液中，氨基酸解离生成的阳郭子及阴离子的趋势相同，成为兼性离子。此时环境的pH值称为该氨基酸的等电点（pI），氨基酸带有的净电荷为零，在电场中不泳动。pI值的计算如下：pI＝1/2（pK1+pK2）,(pK1和pK2分别为α-羧基和α-氨基的解离常数的负对数值)。

2.氨基酸的紫外吸收性质

（1）吸收波长：280nm

（2）结构特点：分子中含有共轭双键

（3）光谱吸收能力：色氨酸＞酪氨酸＞苯丙氨酸

（4）呈色反应：氨基酸与茚三酮水合物共加热，生成的蓝紫色化合物在570nm波长处有最大吸收峰；蓝紫色化合物＝（氨基酸加热分解的氨）＋（茚三酮的还原产物）＋（一分子茚三酮）。

肽的相关概念

(1)寡肽：小于10分子氨基酸组成的肽链。

(2)多肽：大于10分子氨基酸组成的肽链。

(3)氨基酸残基：肽链中因脱水缩合而基团不全的氨基酸分子。

(4)肽键：连接两个氨基酸分子的酰胺键。

(4)肽单元：参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面，组成肽单元。

蛋白质分子结构特点

生物化学总结全文共1页，当前为第1页。见表1-1。

生物化学总结全文共1页，当前为第1页。

表1-1蛋白质分子结构的比较

一级结构

二级结构

三级结构

四级结构

定义

指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序

蛋白质主链的局部空间结构、不涉及氨基酸残基侧链构象

整条肽链中所有原子在三维空间的排布位置

各亚基间的空间排布

表现形式

－

α-螺旋、β-折叠（片层）、β-转角、无规卷曲

结构域、模体

（锌指结构）

亚基聚合

维系键

肽键(主要)

二硫键(次要)

氢键

次级键（疏水作用、盐键、氢键、范德华力）

亚基间的次级键

特殊

－

脯氨酸的存在或者多个谷、天冬氨酸的存在都会干扰α-螺旋的形成

－

－

1.模体：蛋白质分子中，由两个以上具有二级结构的肽段在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象并发挥特定的作用。

2.锌指结构：是一个典型的模体，由一个α-螺旋和二个反平衡的β-折叠的3个肽段组成，具有结合锌离子的功能。

3.分子伴侣：能够可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，引导肽链正确折叠的存在于细胞内的一类蛋白质，也对蛋白质二硫键正确形成起到重要作用。

蛋白质一级结构与空间结构的关系

1.一级结构是空间构象的基础，具有相似一级结构的多肽或蛋白质，其空间构象及功能也相似。

2.分子病：由于蛋白质分子一级结构发生改变，导致其功能改变而产生的疾病。

蛋白质空间结构与功能的关系

1.蛋白质空间结构由一级结构决定，其空间结构与功能密切相关。

2.血红蛋白（Hb）由四个亚基组成，两个α亚基，