蛋白质和核酸化学

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时间:2018-10-04

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1、第二章 蛋白质和核酸的化学单元目标1.列出蛋白质的元素组成、元素组成特点及蛋白质基本组成单位。2.描述蛋白质分子结构及结构与功能的关系。3.简述蛋白质的理化性质4.说出蛋白质的分类5.叙述核酸的分子组成和结构蛋白质的生物学功能1.蛋白质是生物体的重要组成成分2.蛋白质具有重要的生物学功能1)作为生物催化剂2)代谢调节作用3)免疫保护作用4)物质的转运和存储5)运动与支持作用6)参与细胞间信息传递3.氧化供能第一节 蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成1.元素:碳、氢、氧、氮2.组成特点:蛋白质含氮量是13%-19%,平均约为16%

2、,即1克氮相当于6.25克蛋白质。3.计算蛋白质含量的公式:每克样品中含氮g数×6.25=每克样品中所含蛋白质克数练习题1.用定氮法测出1g样品大豆中含氮0.058g,试问100g大豆中含蛋白质多少克?2.用凯氏微量定氮法测得0.2ml血清中含氮2.1mg,问100ml血清中含蛋白质多少克?二、蛋白质的基本单位—氨基酸氨基酸是蛋白质的基本组成单位。20标准氨基酸氨基(-NH2)和羧基(-COOH)不带电形式H2N—Cα—HCOOHR+H3N—Cα—HCOO-R两性离子形式科普知识:必需氨基酸必需氨基酸:人体必不可少,而机体内又不能

3、合成的,必须从食物中补充的氨基酸,称必需氨基酸。对成人来说,这类氨基酸有8种,包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。对婴儿来说,组氨酸也是必需氨基酸。这就提醒人们不要挑食,食物面越广越好。三、蛋白质的基本结构*肽键(peptidebond):是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。(一)肽键和肽2.多肽链3.生物活性肽(1)(2)(二)一级结构是空间结构的基础。结构与功能密切相关,蛋白质的一级结构一旦确立,其空间结构以及生理功能也基本确立。四、蛋白质的空间结构多肽链

4、需通过各种方式卷曲成特定的空间结构。蛋白质肽链通过折叠、盘曲,使分子内部原子形成一定的空间排布及相互关系,称为蛋白质的构象,即空间结构。维持蛋白质空间结构的化学键主要有氢键、盐键、疏水键、范德华力等非共价键和二硫键,统称为次级键或副键。蛋白质的空间结构包括二级、三级和四级结构。(一)蛋白质分子的二级结构1.α-螺旋2.β-折叠(3)无规则卷曲是指多肽链中规则性不强的一些区段的构象(二)蛋白质的三级结构在二级结构的基础上,多肽链进一步折叠、盘曲,主链、侧链都包括在内所形成的空间结构称为蛋白质的三级结构。只有一条肽链构成的蛋白质具备了

5、三级结构就有生物活性,若有2条以上肽链构成的蛋白质还需进一步形成更高级结构才具有相应的生物活性。维持三级结构的化学键是次级键。蛋白质的三级结构(三)蛋白质分子的四级结构有的蛋白质分子由两条以上具有独立三级结构的肽链通过非共价键相连聚合而成,其中每一条肽链称为一个亚基或亚单位(subunit)。各亚基在蛋白质分子内的空间排布及相互接触称为蛋白质的四级结构。蛋白质的四级结构(四)蛋白质结构与功能的关系(1)种属差异蛋白质一级结构的种属差异十分明显,但相同部分氨基酸对蛋白质的功能起决定作用。根据蛋白质结构上的差异,可以断定它们在亲缘关系

6、上的远近。(2)分子病——蛋白质分子一级结构的氨基酸排列顺序与正常有所不同的遗传病。1.一级结构与功能的关系镰状细胞贫血(sick-cellanemia)从患者红细胞中鉴定出特异的镰刀型或月牙型细胞。β-链1234567Hb-AVal-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys…Hb-SVal-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys…蛋白质的空间结构一旦改变就会影响蛋白质的生物活性。(如右图)牛核糖核酸酶的空间结构与功能。2.空间结构与功能的关系疯牛病疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一组人

7、和动物神经退行性病变。正常的PrP富含α-螺旋,称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc,从而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折叠正常疯牛病牛脑海绵状病,简称BSE。1985年4月,医学家们在英国发现了一种新病,专家们对这一世界始发病例进行组织病理学检查,并于1986年11月将该病定名为BSE,首次在英国报刊上报道。食用被疯牛病污染了的牛肉、牛脊髓的人,有可能染上致命的克罗伊茨费尔德—雅各布氏症(简称克-雅氏症),其典型临床症状为出现痴呆或神经错乱,视觉模糊,平衡障碍,肌肉收缩等。病人最终

8、因精神错乱而死亡。医学界对克-雅氏症的发病机理还没有定论,也未找到有效的治疗方法。五、蛋白质的理化性质++++++(三)蛋白质的沉淀蛋白质从溶液中析出的现象1.盐析:加盐使蛋白质沉淀析出。分段盐析:调节盐浓度,可使混合蛋白质溶液中的几种蛋白质分段析

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