生物化學(xué)緒論蛋白質(zhì)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1生物化學(xué)生物化學(xué)(shn w hu xu)緒論蛋白質(zhì)緒論蛋白質(zhì)第一頁，共142頁。n第一章 緒論 n第二章 蛋白質(zhì)n第三章 核酸的化學(xué)(huxu)n第四章 維生素n第五章 酶n第六章 生物氧化第1頁/共142頁第二頁，共142頁。n第七章 糖類代謝n第八章 脂類代謝n第九章 含氮小分子代謝n第十章 核酸及蛋白質(zhì)的生物(shngw)合成n第十一章 物質(zhì)代謝的關(guān)系與調(diào)節(jié)控制 n第十二章 基因工程簡(jiǎn)介第2頁/共142頁第三頁，共142頁。n生物化學(xué)的概念：生物化學(xué)是在分子水平上研究生物體的化學(xué)本質(zhì)及生命活動(dòng)中化學(xué)變化規(guī)律的科學(xué)n生物化學(xué)分類：n按照(nzho)研究對(duì)象：動(dòng)物、植物、微生物，總

2、稱為普通生物化學(xué)(general biochemistry)n按照(nzho)應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)學(xué)、食品、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等n按照(nzho)研究領(lǐng)域：免疫、分化、進(jìn)化等第3頁/共142頁第四頁，共142頁。n生物化學(xué)的研究?jī)?nèi)容n靜態(tài)生化：各種生命物質(zhì)（糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸、酶、維生素、激素等）的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)(xngzh)等n動(dòng)態(tài)生化：生命物質(zhì)代謝與能量代謝n功能生化 ：生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系及對(duì)代謝的影響第4頁/共142頁第五頁，共142頁。n生物化學(xué)與其它學(xué)科的關(guān)系n生物化學(xué)是一門交叉學(xué)科，從化學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、生理學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等發(fā)展起來，并促進(jìn)了這些學(xué)科的發(fā)展n生物化學(xué)也是一門

3、獨(dú)立的科學(xué)，主要研究生物分子的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)，如酶和生物催化過程、代謝途徑及其控制、生命信息傳遞(chund)等過程的化學(xué)作用機(jī)理，揭示了生物分子作用的本質(zhì)規(guī)律第5頁/共142頁第六頁，共142頁。n生物化學(xué)的學(xué)科地位和重要性n生物化學(xué)揭示了生物分子作用的本質(zhì)規(guī)律(gul)n生物化學(xué)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)與核心n生物化學(xué)是生物學(xué)革命的新工具n生物化學(xué)就不只是一門理論科學(xué)，而更是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)第6頁/共142頁第七頁，共142頁。速發(fā)展期。速發(fā)展期。第7頁/共142頁第八頁，共142頁。生物化學(xué)(shn w hu xu)重大發(fā)展年代表第8頁/共142頁第九頁，共142頁。我國生物化學(xué)重大發(fā)展我國生物化學(xué)重大

4、發(fā)展(fzhn)年代表年代表n1965年年 我國首次人工合成我國首次人工合成(rn n h chn)牛胰島素牛胰島素n1981年年 我國合成酵母丙氨酸我國合成酵母丙氨酸t(yī)RNAn1982年年 我國合成腦啡肽我國合成腦啡肽第9頁/共142頁第十頁，共142頁。Recommended Reading第10頁/共142頁第十一頁，共142頁。n第一節(jié) 蛋白質(zhì)通論(tngln)n第二節(jié) 氨基酸n第三節(jié) 肽n第四節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能n第五節(jié) 蛋白質(zhì)的性質(zhì)第11頁/共142頁第十二頁，共142頁。第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)通論蛋白質(zhì)通論(tngln)第12頁/共142頁第十三頁，共142頁。 蛋白質(zhì)平均(png

5、jn)含N量為16,這是凱氏 (Kjeldahl)定氮法測(cè)蛋白質(zhì)含量的理論依據(jù)： 蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含N量6.25第13頁/共142頁第十四頁，共142頁。第14頁/共142頁第十五頁，共142頁。第15頁/共142頁第十六頁，共142頁。第16頁/共142頁第十七頁，共142頁。第17頁/共142頁第十八頁，共142頁。第18頁/共142頁第十九頁，共142頁。第19頁/共142頁第二十頁，共142頁。血紅蛋白(xuhng dnbi)第20頁/共142頁第二十一頁，共142頁。第21頁/共142頁第二十二頁，共142頁。第22頁/共142頁第二十三頁，共142頁。第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸氨基酸第2

6、3頁/共142頁第二十四頁，共142頁。第24頁/共142頁第二十五頁，共142頁。CHCOOHRNH2氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 脯氨酸第25頁/共142頁第二十六頁，共142頁。第26頁/共142頁第二十七頁，共142頁。CHCOOHRNH2氨基酸的結(jié)構(gòu)通式 甘氨酸第27頁/共142頁第二十八頁，共142頁。第28頁/共142頁第二十九頁，共142頁。第29頁/共142頁第三十頁，共142頁。第30頁/共142頁第三十一頁，共142頁。zu)基n雜環(huán)亞氨基酸 1種 Pro 氨基H被R基取代n脂肪族氨基酸 15種第31頁/共142頁第三十二頁，共142頁。第32頁/共142頁第三十三頁，共142頁。第

7、33頁/共142頁第三十四頁，共142頁。第34頁/共142頁第三十五頁，共142頁。第35頁/共142頁第三十六頁，共142頁?；?，包括纈、亮、異亮、苯丙、色、蘇、甲硫、賴第36頁/共142頁第三十七頁，共142頁。第37頁/共142頁第三十八頁，共142頁。第38頁/共142頁第三十九頁，共142頁。第39頁/共142頁第四十頁，共142頁。第40頁/共142頁第四十一頁，共142頁。第41頁/共142頁第四十二頁，共142頁。 pH = pI 凈電荷(dinh)=0位置不動(dòng) pH pI凈電荷(dinh)為負(fù)移向正極CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3+ + H+

8、OH+ + H+ OH+(pK1)(pK2)第42頁/共142頁第四十三頁，共142頁。第43頁/共142頁第四十四頁，共142頁。第44頁/共142頁第四十五頁，共142頁。摩爾(m r)吸收系數(shù)波長(zhǎng)(bchng)第45頁/共142頁第四十六頁，共142頁。第46頁/共142頁第四十七頁，共142頁。第47頁/共142頁第四十八頁，共142頁。n反應(yīng)，產(chǎn)生的有色化合物吸收峰在595nm第48頁/共142頁第四十九頁，共142頁。第49頁/共142頁第五十頁，共142頁。第50頁/共142頁第五十一頁，共142頁。第51頁/共142頁第五十二頁，共142頁。+3H20茚三酮(無色(w s)NH

9、3CO2 RCHO+還原性茚三酮紫色化合物(弱酸)加熱+ 2NH3 +還原性茚三酮還原性茚三酮第52頁/共142頁第五十三頁，共142頁。第53頁/共142頁第五十四頁，共142頁。第54頁/共142頁第五十五頁，共142頁。第三節(jié)第三節(jié) 肽肽第55頁/共142頁第五十六頁，共142頁。第56頁/共142頁第五十七頁，共142頁。第57頁/共142頁第五十八頁，共142頁。HNCOHNCOHNCOHNCOHNCOCCCC第58頁/共142頁第五十九頁，共142頁。第59頁/共142頁第六十頁，共142頁。第60頁/共142頁第六十一頁，共142頁。第61頁/共142頁第六十二頁，共142頁。第

10、四節(jié)第四節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(jigu)與與功能功能第62頁/共142頁第六十三頁，共142頁。第63頁/共142頁第六十四頁，共142頁。第64頁/共142頁第六十五頁，共142頁。第65頁/共142頁第六十六頁，共142頁。第66頁/共142頁第六十七頁，共142頁。將肽段順序進(jìn)行疊聯(lián)以確定完整的順序 將肽段分離并測(cè)出順序?qū)Ｒ恍粤呀饽┒税被釡y(cè)定拆開二硫鍵純蛋白質(zhì)第67頁/共142頁第六十八頁，共142頁。DNFB氨肽酶法：氨肽酶是一類肽鏈外切酶，從末端逐個(gè)向內(nèi)切第68頁/共142頁第六十九頁，共142頁。第69頁/共142頁第七十頁，共142頁。胰凝乳蛋白酶：芳香族氨基酸等的羧基

11、端彈性蛋白酶：脂肪族氨基酸羧基端第70頁/共142頁第七十一頁，共142頁。第71頁/共142頁第七十二頁，共142頁。第72頁/共142頁第七十三頁，共142頁。第73頁/共142頁第七十四頁，共142頁。第74頁/共142頁第七十五頁，共142頁。第75頁/共142頁第七十六頁，共142頁。第76頁/共142頁第七十七頁，共142頁。第77頁/共142頁第七十八頁，共142頁。氨基酸殘基CCONHHROCNHOCNHCC肽鍵肽單位肽鏈主鏈OCNHCCOCNHCOCNHCOCOHNH第78頁/共142頁第七十九頁，共142頁。第79頁/共142頁第八十頁，共142頁。第80頁/共142頁第八

12、十一頁，共142頁。第81頁/共142頁第八十二頁，共142頁。 二面角 兩相鄰酰胺平面之間，能以共同(gngtng)的C為定點(diǎn)而旋轉(zhuǎn)，繞C-N鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱角，繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱角。和稱作二面角，亦稱構(gòu)象角。第82頁/共142頁第八十三頁，共142頁。第83頁/共142頁第八十四頁，共142頁。每一圈包含3.6個(gè)殘基，螺距0.54nm。每個(gè)氨基酸上升(shngshng)0.15nm，旋轉(zhuǎn)100。螺旋半徑0.23nm。表示為3.6131 -螺旋結(jié)構(gòu)(jigu)要點(diǎn) 第84頁/共142頁第八十五頁，共142頁。每一個(gè)每一個(gè)(y )角等于角等于-57，每一個(gè)，每一個(gè)(y )角等角等于于-48第

13、85頁/共142頁第八十六頁，共142頁。相鄰螺圈之相鄰螺圈之間形成鏈內(nèi)間形成鏈內(nèi)氫鍵。即每氫鍵。即每個(gè)個(gè)AA殘基殘基的氨基與前的氨基與前面第面第4個(gè)個(gè)AA殘基的羰基殘基的羰基生成一個(gè)氫生成一個(gè)氫鍵。氫鍵的鍵。氫鍵的取向與螺軸取向與螺軸幾乎幾乎(jh)平行。氫鍵平行。氫鍵的的4個(gè)原子個(gè)原子位于一條直位于一條直線。線。第86頁/共142頁第八十七頁，共142頁。多數(shù)為右手螺旋多數(shù)為右手螺旋(luxun)（較穩(wěn)定），亦有少數(shù)左手螺（較穩(wěn)定），亦有少數(shù)左手螺旋旋(luxun)（不穩(wěn)定）（不穩(wěn)定）第87頁/共142頁第八十八頁，共142頁。與與-碳原子相連的碳原子相連的R側(cè)鏈，側(cè)鏈，位于位于(wiy)

14、-螺旋的外螺旋的外側(cè)側(cè)第88頁/共142頁第八十九頁，共142頁。成alpha-螺旋2 影響影響(yngxing)alpha-螺旋形成和穩(wěn)螺旋形成和穩(wěn)定的因素定的因素組成和排列(pili)順序第89頁/共142頁第九十頁，共142頁。n肽鏈幾乎肽鏈幾乎(jh)完全伸展完全伸展n鋸齒狀、層平行排列鋸齒狀、層平行排列n肽鏈間氫鍵幾乎肽鏈間氫鍵幾乎(jh)垂垂直于肽鏈，以維持穩(wěn)定直于肽鏈，以維持穩(wěn)定nR基在肽平面上下交替出基在肽平面上下交替出現(xiàn)現(xiàn)n分為平行式和反平行式分為平行式和反平行式（更穩(wěn)定）（更穩(wěn)定） 1 結(jié)構(gòu)(jigu)特點(diǎn)第90頁/共142頁第九十一頁，共142頁。第91頁/共142頁第九

15、十二頁，共142頁。2 beta-折疊(zhdi)與alpha-螺旋的轉(zhuǎn)換第92頁/共142頁第九十三頁，共142頁。第93頁/共142頁第九十四頁，共142頁。第94頁/共142頁第九十五頁，共142頁。第95頁/共142頁第九十六頁，共142頁。無規(guī)則卷曲(jun q)細(xì)胞色素(s s)C的三級(jí)結(jié)構(gòu)第96頁/共142頁第九十七頁，共142頁。第97頁/共142頁第九十八頁，共142頁。1 2 3 4 5 5 2 3 4 1 第98頁/共142頁第九十九頁，共142頁。n蛋白質(zhì)（酶）活性部位常位于結(jié)構(gòu)域之間，使其更具柔性第99頁/共142頁第一百頁，共142頁。-螺旋(luxun)-轉(zhuǎn)角(z

16、hunjio)-折疊(zhdi)二硫鍵結(jié)構(gòu)域1結(jié)構(gòu)域2第100頁/共142頁第一百零一頁，共142頁。兩個(gè)鐵原子免疫(miny)球蛋白VL -折疊結(jié)構(gòu)域第101頁/共142頁第一百零二頁，共142頁。+結(jié)構(gòu)域乳酸(r sun)脫氫酶結(jié)構(gòu)域1丙酮酸激酶(jmi)結(jié)構(gòu)域43-P-甘油醛脫氫酶結(jié)構(gòu)域2木瓜(m u)蛋白酶結(jié)構(gòu)域1木瓜蛋白酶結(jié)構(gòu)域2無規(guī)則卷曲+ -螺旋結(jié)構(gòu)域無規(guī)則卷曲+-回折結(jié)構(gòu)域第102頁/共142頁第一百零三頁，共142頁。第103頁/共142頁第一百零四頁，共142頁。第104頁/共142頁第一百零五頁，共142頁。 N His12CHis119Lys41第105頁/共142頁第

17、一百零六頁，共142頁。組成，少數(shù)幾條肽鏈n亞基本身都具有球狀三級(jí)結(jié)構(gòu)n維持四級(jí)結(jié)構(gòu)作用力：疏水鍵、氫鍵、離子鍵、范德華力等次級(jí)鍵第106頁/共142頁第一百零七頁，共142頁。第107頁/共142頁第一百零八頁，共142頁。第108頁/共142頁第一百零九頁，共142頁。第109頁/共142頁第一百一十頁，共142頁。第110頁/共142頁第一百一十一頁，共142頁。第111頁/共142頁第一百一十二頁，共142頁。生物 與人不同的AA數(shù)目黑猩猩 0恒河猴 1兔 9袋鼠 10牛、豬、羊、狗 11馬 12雞、火雞(hu j) 13響尾蛇 14海龜 15金槍魚 21角餃 23小蠅 25蛾 31小

18、麥 35粗早鏈孢霉 43酵母 44 第112頁/共142頁第一百一十三頁，共142頁。14106100134323029271817675952514845413887848280706891GlyGlyPheCysGlyGlyGlyArgLysGlyCysLysPheHisProLeuGlyArgTyrAlaAsnTrpTyr707580LysLysLysProProTyrIleGlyThrMetAsnLeu血紅素細(xì)胞色素c分子的空間結(jié)構(gòu)不變的AA殘基 35個(gè)不變的AA殘基，是Cyt C 的生物功能所不可缺少的。其中有的可能參加維持分子構(gòu)象；有的可能參與電子傳遞；有的可能參與“識(shí)別(shbi

19、)”并結(jié)合細(xì)胞色素還原酶和氧化酶。第113頁/共142頁第一百一十四頁，共142頁。n(2)同種蛋白質(zhì)中氨基酸順序的個(gè)體差異和分子病n同種蛋白質(zhì)的氨基酸順序的細(xì)微差異稱為個(gè)體差異n差異常常(chngchng)引起多種疾病即分子病第114頁/共142頁第一百一十五頁，共142頁。鐮刀形紅細(xì)胞正常(zhngchng)紅細(xì)胞-鏈N端氨基酸排列(pili)順序 1 2 3 4 5 6 7 8 Hb-A（正常人） Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys Hb-S（患 者） Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys第115頁/共142頁第一百一十六頁，共142

20、頁。第116頁/共142頁第一百一十七頁，共142頁。n(3)一級(jí)結(jié)構(gòu)的局部斷裂與蛋白質(zhì)的激活n例1：血液(xuy)凝的固-溶栓機(jī)制n纖維蛋白原-纖維蛋白n凝血酶-凝血酶原n例2：胰島素原-胰島素第117頁/共142頁第一百一十八頁，共142頁。第118頁/共142頁第一百一十九頁，共142頁。第119頁/共142頁第一百二十頁，共142頁。O2HbHb- O2O2血紅蛋白和肌紅蛋白的氧合曲線活動(dòng)肌肉毛細(xì)血管中的PO20 20 40 60 80 100肺泡中的PO2MyoglobinHemoglobin第120頁/共142頁第一百二十一頁，共142頁。第121頁/共142頁第一百二十二頁，共1

21、42頁。第122頁/共142頁第一百二十三頁，共142頁。第123頁/共142頁第一百二十四頁，共142頁。Native ribonucleaseDenative reduced ribonucleaseNative ribonuclease復(fù)性(f xn)變性8 M urea and -mercaptoethanol第124頁/共142頁第一百二十五頁，共142頁。第五節(jié)第五節(jié) 蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)(xngzh)第125頁/共142頁第一百二十六頁，共142頁。n利用蛋白質(zhì)的兩性電解質(zhì)性質(zhì)，電泳分離蛋白質(zhì)第126頁/共142頁第一百二十七頁，共142頁。第127頁/共142頁第一百二十八頁，共142頁。第128頁/共142頁第一百二十九頁，共142頁。pH = pI 凈電荷=