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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第一章 绪 论,生物化学是研究生物体的化学组成、化学变化及其生理工呢能相联系的一门学科。,生物化学,就 是,生命的化学,一、医学生物化学的主要内容,1、人体的化学组成、分子结构及功能,2、物质代谢及调节,3、基因信息的传递与表达,二、生物化学与医学,农 学,医 学,工 程 学,植物生理学,育 种 学,昆 虫 学,植物病理学,人体及,动物生理学,药 理 学,病 理 学,生物工程学,生物材料,生物传感器,生物能源,生物信息学,各学科的交叉、渗透是科学发展的趋势之一,第二章 蛋 白 质,概念：,蛋白质是由氨基酸组成的一类生物 大分子，是生命活动中最重要的物质之一。,占细胞干重的70%以上。种类多。,第一节 蛋白质的化学组成,一、蛋白质的元素组成,1、主要元素：碳、氢、氧、氮、硫 ；,2、少数蛋白质含：铁铜等金属元素；个别含碘；,3、元素组成：平均含氮量约16%（特征）,4、100g样品中蛋白质的含量（g%）,每克样品中含氮的克数（g）6.25100,常量元素,在人体中含量较大,微量元素,在人体中含量很少,微量元素,常量元素,第二节 蛋白质的基本组成单位,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,（一）氨基酸的结构特点,组成人体蛋白质的氨基酸有二十种它们的共同特点为 氨基酸,R CH COOH,NH,2,组成天然蛋白质的氨基酸均属于L-, 氨基酸,（二）氨基酸的分类,以侧链R基团的结构和理化性质作为分类基础,人类8种必需AA：（人体体内不能自身合成，必须从食物中获得）,赖、色、甲硫、苯丙、苏、缬、亮、异亮,氨基酸的性质,（1）、天然蛋白质仅有20种AA、均为,-,AA,（2）、旋光性：、（除甘氨酸没有旋光性）,（3）、构型：D、L（除甘氨酸，天然蛋白质的AA均为LAA）。,（4）、,特殊类型-脯氨酸和半胱氨酸,第二节蛋白质的分子结构,每一种蛋白质都有一定的氨基酸组成和排列顺序以及肽链特定的三维空间结构。,蛋白质分子结构分：,一级结构、二级结构、三级结构、四级结构,一、蛋白质分子的基本结构,（一）蛋白质分子内氨基酸的连接方式,1、肽与肽键,一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基之间失水形成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为肽。,2、 氨基酸残基,由两个氨基酸组成的肽称为,二肽,，由多个氨基酸组成的肽则称为多肽。组成多肽的氨基酸单元称为,氨基酸残基,。,多肽链具有方向性,通常在多肽链的一端含有一个游离的,-氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有一个游离的,-羧基，称为羧基端或C-端。,N-端定为肽链的“头”， C-端定为肽链的“尾”。,(二)蛋白质的一级结构,蛋白质的一级结构(,Primary structure,)包括组成蛋白质的多肽链数目.,多肽链的氨基酸数目、种类和顺序。,以及多肽链内或链间二硫键的数目和位置。,其中,最重要,的是多肽链的氨基酸顺序，它是蛋白质生物功能的基础。,胰岛素,二、蛋白质分子的空间结构,蛋白质分子的空间结构是蛋白质分子结构中院子和基团在三维空间上的排列、分布以及肽链的走向。,通常有二级结构、三级结构、四级结构三个层次。,（一）、蛋白质分子的二级结构,蛋白质的二级(Secondary)结构是指多肽链的主链在空间的排列,或规则的几何走向、旋转及折叠。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。,肽键是构成蛋白质分子的基本化学键。,主要有,-螺旋、-折叠、-转角。,（1）、,-螺旋,（1）螺旋走向，稳定以氢键连接，氢键与轴平行。,（2）侧基R伸向螺旋外侧。,（3）棒状结构，高度压缩，紧密排列。,（4）规律排列,（5）由1条充分伸展的肽链的肽键平面折叠成的右手螺旋。,（6）每隔3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距0.54nm。,（2）、,-折叠,是肽链伸展的结构，肽键平面之间折叠成锯齿状。,依靠氢键得以稳定。,可以平行或者逆行。,侧基R交错伸向片层的上下方。,（二）、蛋白质分子的三级结构,蛋白质的三级结构(,Tertiary Structure,)是指在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。,维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。尤其是,疏水键,，在蛋白质三级结构中起着重要作用,（三）、蛋白质分子的,四级结构,蛋白质的四级结构(,Quaternary Structure,)是指由多条各自具有一、二、三级结构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式；各个亚基在这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相互作用关系。,这种蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基或亚单位,Subunit,，它一般由一条肽链构成，无生理活性；,维持亚基之间的化学键主要是氢键和盐键。,由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为寡聚蛋白；,第三节蛋白质的结构与功能的关系,蛋白质一级结构与功能的关系：只要一级结构未被破坏，就可能恢复到原来的三级结构，功能依旧存在。,如核糖核酸酶含124个氨基酸残基，含4对二硫键，在尿素和还原剂-巯基乙醇存在下松解为非折叠状态。但去除尿素和巯基乙醇后，该有正确一级结构的肽链，可自动形成4对二硫键，盘曲成天然三级结构构象并恢复生物学功能。,一级结构与功能的关系,蛋白质的氨基酸序列改变可以引起疾病，人类有很多种分子病已被查明是某种蛋白质缺乏或异常。这些缺损的蛋白质可能仅仅有一个氨基酸异常。即所为的分子病。,如：镰状红细胞贫血症，一级结构中的谷氨酸由缬氨酸代替，导致血红蛋白成丝状。,第四节蛋白质的理化性质,在某一的溶液中，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,，此时溶液的称为该氨基酸的,等电点,。,电泳,是指：带电粒子在电场中发生定向移动的现象。,蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解，也有等电点。在等电点时，蛋白质的溶解度最小，在电场中不移动。,在电场中，如果蛋白质分子所带正电荷多于负电荷，净电荷为正，则向负电极移动，反之，净电荷为负，向正极移动，这种泳动现象称电泳。,蛋白质在等电点PH条件下，不发生电泳现象，利用蛋白质的电泳现象，可以将混合蛋白质溶液中将各个蛋白质进行分离纯化,。,1、蛋白质水溶液能形成亲水胶体，维持蛋白质溶液稳定的因素有两个：,（1）水化膜：蛋白质颗粒表面大多为亲水基团，可吸引水分子，使颗粒表面形成一层水化膜，从而阻断蛋白质颗粒的相互聚集，防止溶液中蛋白质的沉淀析出。,（2）同种电荷：在pHpI的溶液中，蛋白质带有同种电荷。pHpI，蛋白质带负电荷；pHpI，蛋白质带正电荷。医学教|育网|收集整理同种电荷相互排斥，阻止蛋白质颗粒相互聚集，发生沉淀。,由于蛋白质的分子量很大，它在水中能够形成胶体溶液。蛋白质溶液具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎运动等。,由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜，因此可以应用透析法将非蛋白的小分子杂质除去。,半透膜是一种只允许离子和小分子自由通过的膜结构，生物大分子不能自由通过半透膜，其原因是因为半透膜的孔隙的大小比离子和小分子大但比生物大分子如,蛋白质,和,淀粉,小。,3,.蛋白质的变性作用,天然蛋白质因受物理或化学因素的影响，分子构象发生变化，致使蛋白质的理化性质和生物学功能随之发生变化，但一级结构未遭破坏，这种现象称为,变性作用,。,变性后的蛋白质称为变性蛋白。,导致蛋白质变性的因素：热、紫外光、激烈的搅拌以及强酸和强碱等。,类型：不可逆变性、可逆变性（可复性）,4.,蛋白质的沉淀作用,什么是蛋白质的沉淀,沉淀是溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。,蛋白质从溶液中析出的现象，称为蛋白质的沉淀。蛋白质沉淀常用的方法有盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、生物碱试剂与某些酸（如三氯醋酸）沉淀等。,改变溶液的条件，将影响蛋白质的溶解性质,在适当的条件下，蛋白质能够从溶液中沉淀出来。,蛋白质的沉淀分为,可逆沉淀,和,不可逆沉淀,。,蛋白质,胶体溶液的稳定性与它的分子量大小、所带的电荷和水化作用有关。,
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