蛋白质化学部分名词解释

生物化学：主要利用化学的理论和方法研究生物体的化学组成及其化学变化规律的科学。主要内容: 研究生命现象的化学基础活细胞和有机体中存在的各种化学成分及其所参与的化学反应。准备和酝酿阶段（18c中期-20c初） 研究生物体的化学组成,主要工作为: 对脂类、糖类和氨基酸的性质进行了较为系统的研究 发现了核酸 化学合成了简单的多肽 酵母发酵过程中“可溶性催化剂(酶)”的发现 建立与发展阶段(20c初-20c中叶)重要分子的发现和物质代谢途径的确定 营养学方面:发现了人类必需氨基酸,必需脂肪酸和多种维生素 内分泌学方面:发现了多种激素 酶学方面:酶结晶获得成功 物质代谢方面:确定了生物体内主要的物质代谢途径深入发展阶段(20c中叶-20c末分子生物学时期 DNA双螺旋结构模型的建立 遗传信息传递中心法则的建立 重组DNA技术的兴起 人类基因组研究 单克隆抗体及基因工程抗体的研制成功 基因表达调控机理的研究 细胞信号转导机理的研究黄金时期（本世纪初）后基因组时期包括：功能基因组学、蛋白组学、药物基因组学、结构基因组学、临床基因组学等生物化学发展的阶段：静态生化、动态生化和机能生化名词解释氨基酸（amino acid）：含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物。氨基连在-碳上的为-氨基酸。天然氨基酸均为-氨基酸。稀有氨基酸(Rare amino acid) 存在于蛋白质中的20种常见氨基酸以外的其它罕见氨基酸，它们没有对应的遗传密码，都是在肽链合成后由相应的常见的氨基酸经过化学修饰衍生而来的氨基酸.必需氨基酸 是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸。它是人体（或其它脊椎动物）必不可少，而机体内又不有合成的，必须从食物中补充的氨基酸，称必需氨基酸。对成人来讲必需氨基酸共有八种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。如果饮食中经常缺少上述氨基酸，可影响健康。它对婴儿的成长起着重要的作的非蛋白质氨基酸（Non-protein amino acid） 不存在于蛋白质分子中而以游离状态和结合状态存在于生物体的各种组织和细胞的氨基酸。 其不参与蛋白质合成，但有些是很重要的代谢物前体或中间产物，如瓜氨酸与鸟氨酸是合成精氨酸的中间产物。对婴儿来说，组氨酸也是必需氨基酸。氨基酸等电点（pl） 是两性电解质，在碱性溶液中表现出带负电荷，在酸性溶液中表现出带正电荷，在某一定PH溶液中，氨基酸所带的正电荷和负电荷相等时的PH,称为该氨基酸的等电点。茚三酮反应 ninhydrin reaction 2，2-二羟基-1，3-茚三酮与氨基酸、肽类或蛋白质的自由氨基或其他氨基化合物所产生的一种可定量的显色反应。所呈现的颜色随反应的条件(酸度、温度、盐浓度、铜、镉离子等)不同而异。用于氨基酸和肽的层析及定量测定。 在加热条件下，所有氨基酸及具有游离-氨基的肽与茚三酮反应都产生蓝紫色物质，只有脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生（亮）黄色物质Edman降解(Edman degradation) 从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基的序列的过程。N末端氨基酸残基被苯异硫氰酸酯修饰，然后从多肽链上切下修饰的残基，再经层析鉴定，余下的多肽链（少了一个残基）被回收再进行下一轮降解循环。Sanger反应 在弱碱性溶液中，氨基酸的-氨基很容易与2，4-二硝基氟苯作用，生成稳定的黄色2，4-二硝基苯氨基酸。该反应由F. Sanger首先发现，所以此反应又称桑格反应（Sanger reaction），2，4二硝基氟苯被称为Sanger试剂。 在弱碱性（pH 89）、暗处、室温或40条件下，氨基酸的-氨基很容易与2,4-二硝基氟苯（缩写为FDNB或DNFB）反应，生成黄色的2,4-二硝基氨基酸（dinitrophenyl amino acid，简称DNP-氨基酸）。多肽或蛋白质的N-末端氨基酸的-氨基也能与FDNB反应，生成一种二硝基苯肽（DNP-肽）。由于硝基苯与氨基结合牢固，不易被水解，因此当DNP-多肽被酸水解时，所有肽键均被水解，只有N-末端氨基酸仍连在DNP上，所以产物为黄色的DNP-氨基酸和其它氨基酸的混合液。混合液中只有DNP-氨基酸溶于乙酸乙酯，所以可以用乙酸乙酯抽提并将抽提液进行色谱分析，再以标准的DNP-氨基酸作为对照鉴定出此氨基酸的种类。因此2,4-二硝基氟苯法可用于鉴定多肽或蛋白质的N-末端氨基酸。肽键 一个氨基酸的羧基与另一氨基酸的氨基发生缩合反应脱水成肽时，羧基和氨基形成的酰胺键。具有类似双键的特性，除了稳定的反式肽键外，还可能出现不太稳定的顺式肽键。肽：氨基酸通过肽键相连而形成的化合物寡肽 225个氨基酸残基通过肽键连接形成的肽。多肽 polypeptide 由25个以上的氨基酸残基组成的肽N端 N-terminal 氨基端(amino terminal) 多肽链的两个末端之一，此末端的氨基酸残基携带游离的-氨基(NH2)，在某些肽链中也可被酰胺化或环化。 ：C端 C-terminal 羧基端(carboxyl terminal) 多肽链的两个末端之一，此末端的氨基酸残基携带游离的羧基(COOH)，在某些肽链中也可被酰胺化。 二硫键：8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍解离链间非共价力；过甲酸氧化法或巯基还原法拆分链间的二硫键。disulfide bond 两个硫原子之间形成的共价键，一般指多肽链中的两个半胱氨酸残基侧链的硫原子之间形成的共价键。对于维持许多蛋白质分子的天然构象和稳定性十分重要 。蛋白质: 由一条或几条多肽链组成的生物大分子：protein生物体中广泛存在的一类生物大分子，由核酸编码的氨基酸之间通过氨基和羧基形成的肽键连接而成的肽链，经翻译后加工而生成的具有特定立体结构的、有活性的大分子。泛指某一类蛋白质，与前面的限定词组成复合词时，一律用“蛋白质”，如血浆蛋白质、纤维状蛋白质、酶蛋白质等，此时“质”字不得省略(习惯词除外，新命名者从此)。凡指具体蛋白质时，“质”字可省略，如血红蛋白、肌球蛋白等。结合蛋白质：结合蛋白质是单纯蛋白质和其他化合物结合构成，被结合的其他化合物通常称为结合蛋白质的非蛋白部分(辅基)。按其非蛋白部分的不同而分为核蛋白(含核酸)、糖蛋白(含多糖)、脂蛋白(含脂类)、磷蛋白(含磷酸)、金属蛋白(含金属)及色蛋白(含色素)等。寡居蛋白：由两个或两个以上的亚基组成的蛋白 一级结构(primary structure)： 氨基酸残基的排列顺序，肽键相连肽单位 氨基酸残基是通过肽键连接形成线性的多肽链的，仔细观察发现一个多肽链的骨架是由通过肽键连接的重复单位N-Ca-C组成的，酰胺氢和羰基氧结合在骨架上，而不同氨基酸残基的侧链连接在a-碳上。二级结构(secondary structure)：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，是多肽链主链在空间中的走向，一般呈有规律的空间排列，是主链的构象，不涉及侧链基团在空间上的关系。例如： -螺旋 、-折叠、-转角和无规卷曲模序 Motif 生物化学名词，也称“模体”。 在许多蛋白质分子中，可以发现2到3个具有二级结构的肽段，在空间上互相接近，形成一个具有特殊功能的空间结构，称为蛋白质的“模序”。结构域 多肽链上某些模体或模序相互联系，进一步形成可明显区分空间结构区域,并具有特定的生物学功能的紧密的近似球形的结构。三级结构 定义：多肽链上某些模体或模序相互联系，进一步形成可明显区分空间结构区域,并具有特定的生物学功能的紧密的近似球形的结构。四级结构(quaternary structure):多体蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用（主要靠疏水键维持）分子伴侣（molecular chaperone）：帮助其他含多肽结构的物质在体内进行正确的非共价的组装的蛋白质。（Ellis，1987）同源蛋白：在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质。别（变）构作用：含亚基的蛋白质由于一个亚基的构象改变而引起其余亚基和整个分子的构象、性质和功能发生改变的作用。别构效应(allosterism)： 因别构而产生的效应。波尔效应（Bohr effect）： Christian Bohr观察到CO2能降低血红蛋白对氧的亲和性：CO2浓度的增加降低细胞内的pH，血红蛋白结合H和CO2，血红蛋白对氧亲和力下降，血红蛋白的P50升高。蛋白质变性:理化因素作用下, 蛋白质分子内的二硫键和非共价键被破坏,分子内部原有的高度规律性的空间排列发生变化，天然构象发生变化, 引起蛋白质理化性质和活性的改变（原有性质发生部分或全部丧失）。蛋白质的复性;有些蛋白质的变性作用是可逆的 ，其变性如不超过一定限度，经适当处理后，可重新变为天然蛋白质。纤维蛋白一类主要的不溶于水的蛋白质，通常都含有呈现相同二级结构的多肽链,多存在于血液中，当我们为了不让新鲜的猪血凝固，而搅拌猪血，就是破坏了纤维蛋白。许多纤维蛋白结合紧密，并为单个细胞或整个生物体提供机械强度，起着保护或结构上的作用。细胞中，包围着各种细胞器的并不仅仅是细胞质基质，还有由蛋白质纤维构成的支架，称为细胞骨架 纤维蛋白 分为结构蛋白（胶原和弹性蛋白）、粘合蛋白（纤连蛋白和层粘连蛋白）。其中以胶原和蛋白聚糖为基本骨架在细胞表面形成纤维网状复合物，这种复合物通过纤连蛋白或层粘蛋白以及与其他的连接分子直接与细胞表面受体连接；或附着到受体上，由于受体多数是膜整合蛋白，并与细胞的骨架蛋白相连，所以细胞外基质通过膜整合蛋白将细胞外与细肌红蛋白（Myoglobin ）：肌蛋白1957年，John Kendrew ，X射线晶体分析法测定三维结构的第一个蛋白质。一条多肽链，153个氨基酸残基组成，含一个血红素辅基（heme prosthetic group），多肽链高度折叠成紧密球形结构，典型的球形蛋白质。Hemoglobin ( Hb)：血红蛋白1958年，佩鲁茨球状寡聚蛋白，四个亚基22 链：141个残基；链：146个残基分子量65 00四个血红素辅基亲水性侧链基团在分子表面，疏水性基团在分子内部中性盐沉淀反应 ：高盐破坏水膜、中和电荷, 蛋白质聚集沉淀盐析，蛋白质不变性。中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响。低盐浓度蛋白质溶解度增加盐溶；高盐浓度蛋白质溶解度下降盐析。等电聚焦电泳：外加电场，蛋白质混合物在具有pH梯度的介质中移向并停留（聚焦）在等电点pH处，形成区带。透析 dialysis 穿过膜的选择性扩散过程。可用于分离分子量大小不同的溶质，低于膜所截留阈值分子量的物质可扩散穿过膜，高于膜截留阈值分子量的物质则被保留在半透膜的另一侧。 层析 chromatography基于不同物质在流动相和固定相之间的分配系数不同而将混合组分分离的技术。当流动相(液体或气体)流经固定相(多孔的固体或覆盖在固体支持物上的液体)时，各组分沿固定相移动的速度不同而分离。能用于微量样品的分析和大量样品的纯化制备。 超滤ultrafiltration;hyperfiltration 在压力差的驱动下，用可以阻挡不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。是常用的分离方法。离子交换层析（Ion Exchange Chromatography依据流动相中组分离子与固定相（离子交换剂）上平衡离子进行可逆交换时的结合力大小差别，进行分离的一种层析方法。使用有一定大小孔隙的凝胶作层析介质(如葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等)，利用凝胶颗粒对分子量和形状不同的物质进行分离的层析技术。由于各种分子的大小、形状不同，扩散到凝胶孔隙内的速度不同，因而通过层析柱的快慢不同而分离。分子排阻层析。溶液通过具 有分子筛性质的固定相(凝胶：凝胶珠颗粒，颗粒内部为多孔网状结构。一定型号凝胶网孔大小一定，只允许相应大小的分子进入凝胶颗粒内部，大分子则被排阻在外）。亲和层析（ Affinitychromatography 化学方法将B物质（配体）共价结合到不溶性载体(R)上,得到R-B,偶联到R上的B能与A结合；将含有A的混合蛋白质通过装有R-B层析柱，A与B非共价结合，得到R-B-A，不能与B结合杂蛋白从柱上流出；适当洗脱液将A从层析柱上洗脱。SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳莱姆利(U.K.Laemmli)于1970年创建的含十二烷基硫酸钠(SDS)的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质方法。向样品加入还原剂(打开蛋白质的二硫键)和过量SDS，SDS是阴离子去垢剂，使蛋白质变性解聚，并与蛋白质结合成带强负电荷的复合物，掩盖了蛋白质之间原有电荷的差异，使各种蛋白质的电荷质量比值都相同，因而在聚丙烯酰胺凝胶中电泳时迁移率主要取决于蛋白质分子大小。是分析蛋白质和多肽、测定其分子量等常用的方法。等电聚焦电泳（IFE，isoelectric focusing electrophoresis）利用特殊的一种缓冲液（两性电解质）在凝胶（常用聚丙烯酰胺凝胶）内制造一个pH梯度，电泳时每种蛋白质就将迁移到等于其等电点（pI）的pH处（此时此蛋白质不再带有净的正或负电荷），形成一个很窄的区带双向电泳（two-dimensional electrophoresis）是等电聚焦电泳和SDS-PAGE的组合，即先进行等电聚焦电泳（按照pI分离），然后再进行SDS-PAGE（按照分子大小），经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。