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基础医学概论

第四篇生物化学

第一章生物大分子的结构与功能

1.蛋白质的分子组成特点，氨基酸的结构通式

主要元素组成：CHONS各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。

氨基酸的结构通式：

2.蛋白质一级、二级、三级和四级结构的概念及其主要的化学键；α-螺旋的结构特点

（一）蛋白质的一级结构定义：蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序；主要的化学键：肽键，有些蛋白质还包括二硫键。

（二）蛋白质的空间结构

○1蛋白质的二级结构定义：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。主要的化学键：氢键。蛋白质二级结构的主要形式：a-螺旋(a-helix)；b-折叠(b-pleatedsheet)；b-转角(b-turn)；无规卷曲(randomcoil)。

α-螺旋是多肽链的主链原子沿一中心轴盘绕所形成的有规律的螺旋构象。结构特征：⑴为一右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧。⑵螺旋每圈包含3.6个氨基酸残基,螺距0.54nm。⑶螺旋以氢键维系（氨基酸的N-H和相邻第四个氨基酸的羰基氧C=O之间。氢键方向与螺旋轴基本平行）。

β-折叠是由若干肽段或肽链排列起来所形成的锯齿状片层构象。结构特征：⑴由若干条肽段或肽链平行或反平行排列组成片状结构。⑵主链骨架伸展呈锯齿状。⑶借相邻主链之间的氢键维系。

β-转角是多肽链180°回折部分所形成的一种二级结构。

无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。

○2蛋白质的三级结构定义：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。主要的化学键：疏水作用力、氢键、离子键和VanderWaals力等。三级结构是蛋白质结构的基础，对于单一多肽链的蛋白质，三级结构是它的最高级结构，只有具有完整的三级结构，才具有全部的生物学功能。

○3蛋白质的四级结构定义：有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基(subunit)蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。主要的化学键：疏水作用力，氢键和离子键。

3.蛋白质重要的理化性质及相关的基本概念（pI、变性、复性等）

（一）蛋白质的两性解离和等电点：蛋白质分子除多肽链两端的游离α-氨基和α-羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团；等电点(isoelectricpoint,pI)：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性

。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。

（二）蛋白质的高分子性质：蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自1万至100万Da之巨，其分子的直径可达1～100nm，属胶体颗粒范围之内。蛋白质胶体稳定的因素：颗粒表面电荷(电荷层)；水化膜。

（三）蛋白质的变性(denaturation)在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。（Ⅰ）引起变性的因素：○1物理因素：加热、紫外线、X线、超声波；○2化学因素：乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等；（Ⅱ）变性的本质：空间构象改变，但不改变蛋白质的一级结构；（Ⅲ）变性的结果：溶解度下降；易被蛋白酶水解；生物学活性丧失等。

复性(renaturation)：若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为蛋白质复性。

（四）蛋白质的沉淀：蛋白质分子凝聚从溶液中析出的现象。

沉淀的蛋白质不一定变性。沉淀方式：盐析；有机溶剂沉淀蛋白质；重金属盐沉淀蛋白质；生物碱试剂沉淀蛋白质。

4.蛋白质的生物学功能

1）酶的生物催化作用2）运动与支持3）参与运输贮存的作用4）免疫保护作用5）参与细胞间信息传递6）氧化供能。

5.氨基酸的理化性质

（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（2）紫外吸收（色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近）（3）茚三酮反应：氨基酸可与茚三酮缩合产生蓝紫色化合物，最大吸收峰在570nm（该反应可作为蛋白质定性、定量分析的基础）。

6.核酸（DNA和RNA）的分子组成、核苷酸的连接方式、键的方向性

核酸的基本组成成分C、H、O、N、P。

核酸的基本成分:RNA：磷酸、b,D-核糖、腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）；DNA：磷酸、b,D-2-脱氧核糖、腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。

核苷酸之间以3′,5′-磷酸二酯键连接形成多核苷酸