硕士研究生课程高级生物化学第一讲

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1、新乡医学院硕士研究生课程高级生物化学2011.8.生物化学是研究生物体的化学组分及其在生命过程中的化学变化与生物学功能的科学，它既是现代生命科学中承前启后的基础学科，又是开创生命科学新纪元的带头学科之一。生物化学的基本理论、基础知识和研究技术不仅用以深刻地揭示生命运动的本质，而且为生物技术的发展奠定了基础，还日益广泛地渗透到工农业生产、医药卫生、环境保护以及人民生活的许多领域。根据《硕生研究生高级生物化学教学大纲》的精神，本课程以生物大分子的结构与功能为核心，选择有代表性的专题，力图较全靣地反映当代生物化学热门研究领域的概况和发展趋势，以期帮助同学们开拓视野，增强创新意

2、识和科学思维方法，提高自学能力，为今后的专业课学习和开展研究工作奠定必要的基础。第一章蛋白质的结构与功能蛋白质是活细胞中含量最丰富、功能最复杂的生物大分子，是各种生物功能主要的体现者。以核酸-蛋白质的结构、功能及其相互关系为中心，逐渐形成了分子生物学，成为带领生命科学进入新时代的龙头。蛋白质的功能与其特殊的结构有着十分密切的内在联系，结构是特定功能的内在依据，功能则是特定结构的外在表现。因此，阐明蛋白质的分子结构及其与功能的关系是现代生物化学的基本命题，是揭示生命运动规律的必由之路。蛋白质的分子组成第一节一、组成人体蛋白质的组成单位--氨基酸（一）氨基酸的构型组成蛋白质

3、的氨基酸均属-氨基酸（脯氨酸除外）。组成蛋白质的氨基酸除甘氨酸外其碳原子均属不对称碳原子，且均属L-氨基酸（甘氨酸除外）。自然界中虽然存在一些D-氨基酸（细菌、细胞壁和某些抗生素），但在人体组成中为什么均为L-氨基酸？H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式RC+NH3COO-H根据生物体内蛋白质合成过程中的遗传密码，可有20种-氨基酸参与—编码氨基酸由于侧链结构R不同，其性质有很大差异可根据侧链结构和理化性质分为以下种类（二）生成蛋白质的氨基酸1、非极性脂肪族氨基酸（侧链含烃链）2、芳香族氨基酸（侧链含芳香基团）天冬氨酸asparticacidAspD2.97谷氨酸

4、glutamicacidGluE3.22赖氨酸lysineLysK9.74精氨酸arginineArgR10.76组氨酸histidineHisH7.593、酸性氨基酸4、碱性氨基酸（侧链含负性解离基团）（侧链含正性解离基团）总之，酸性与碱性氨基酸不仅带电荷，且极性较强，在蛋白质分子中常出现在分子表面与环境中的水分子结合而使蛋白质具有亲水性质+二硫键-HH-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH

5、2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH35、含羟基氨基酸、含硫氨基酸与酰胺（三）蛋白质的修饰氨基酸蛋白质长肽链合成后或蛋白质翻译过程中。有些氨基酸残基经过修饰，改变其侧链的化学结构而出现的氨基酸叫修饰氨基酸（modifiedamminoacid)磷酸丝氨酸、磷酸苏氨酸、磷酸酪氨酸羟基脯氨酸、羟基赖氨酸等，使原有的蛋白出现了新的结构与功能如胶原中出现的羟脯氨酸、羟赖氨酸是形成坚韧的胶原纤维的必要条件二、蛋白质的连接方式肽键(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）氨基酸通过肽键连接而形成肽

6、(peptide)+-HOHNH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-CHOOH甘氨酸NH-CH-CHOOHH甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽键肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则形成三肽……肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基(residue)。由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽(polypeptide)。N末端：多肽链中有游离α-氨基的一端C末端：多肽链中有游离α-羧基的一端多肽链有两端：多肽链(polypeptidechain)

7、是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。N末端C末端牛核糖核酸酶蛋白质的分子结构包括:高级结构一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure)第二节蛋白质的分子结构一级结构指多肽链中氨基酸残基的数目、组成及其排列顺序（N-端→C-端），即由共价键维系的多肽链的二维（线性）结构，不涉及空间排列。二级结构是多肽链主链（backbone）在氢键等次级键作用下折叠成的构象单元或局部空间结构，未考虑侧链的构