生物化學各章節(jié)知識點輔導及習題集錦

1、生物化學各章節(jié)知識點輔導及習題集錦 生物化學各章節(jié)知識點輔導及習題集錦第一章 蛋白質一、知識要點（一）氨基酸的結構蛋白質是重要的生物大分子，其組成單位是氨基酸。組成蛋白質的氨基酸有 20 種，均為α-氨基酸。每個氨基酸的 α-碳上連接一個羧基，一個氨基，一個氫原子和一個側鏈 R 基團。20 種氨基酸結構的差別就在于它們的 R 基團結構的不同。根據(jù) 20 種氨基酸側鏈 R 基團的極性，可將其分為四大類：非極性 R 基氨基酸（8 種） ；不

2、帶電荷的極性 R 基氨基酸（7 種） ；帶負電荷的 R 基氨基酸（2 種） ；帶正電荷的 R 基氨基酸（3 種） 。（二）氨基酸的性質氨基酸是兩性電解質。由于氨基酸含有酸性的羧基和堿性的氨基，所以既是酸又是堿，是兩性電解質。有些氨基酸的側鏈還含有可解離的基團，其帶電狀況取決于它們的 pK 值。由于不同氨基酸所帶的可解離基團不同，所以等電點不同。除甘氨酸外，其它都有不對稱碳原子，所以具有 D-型和 L-型 2 種構型，具有旋光性，天然蛋白

3、質中存在的氨基酸都是 L-型的。酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸具有紫外吸收特性，在280nm 處有最大吸收值，大多數(shù)蛋白質都具有這些氨基酸，所以蛋白質在 280nm 處也有特征吸收，這是紫外吸收法定量測定蛋白質的基礎。氨基酸的 α-羧基和 α-氨基具有化學反應性，另外，許多氨基酸的側鏈還含有羥基、氨基、羧基等可解離基團，也具有化學反應性。較重要的化學反應有：（1）茚三酮反應，除脯氨酸外，所有的 α-氨基酸都能與茚三酮發(fā)生顏色反應，生成藍紫色化

4、合物，脯氨酸與茚三酮生成黃色化合物。 （2）Sanger 反應，α-NH2 與 2,4-二硝基氟苯作用產(chǎn)生相應的 DNB-氨基酸。 （3）Edman 反應，α-NH2 與苯異硫氰酸酯作用產(chǎn)生相應的氨基酸的苯氨基硫甲酰衍生物（PIT-氨基酸） 。Sanger 反應和 Edmen 反應均可用于蛋白質多肽鏈 N 端氨基酸的測定。氨基酸通過肽鍵相互連接而成的化合物稱為肽，由 2 個氨基酸組成的肽稱為二肽，由 3 個氨基酸組成的肽稱為三肽，少于

5、10 個氨基酸肽稱為寡肽，由 10 個以上氨基酸組成的肽稱為多肽。（三）蛋白質的結構蛋白質是具有特定構象的大分子，為研究方便，將蛋白質結構分為四個結構水平，包括一級結構、二級結構、三級結構和四級結構。一般將二級結構、三級結構和四級結構稱為三維構象或高級結構。一級結構指蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序。肽鍵是蛋白質中氨基酸之間的主要連接方式，即由一個氨基酸的 α-氨基和另一個氨基酸的 α-之間脫去一分子水相互連接。肽鍵具有部分雙鍵的性質，所

6、以整個肽單位是一個剛性的平面結構。在多肽鏈的含有游離氨基的一端稱為肽鏈的氨基端或 N 端，而另一端含有一個游離羧基的一端稱為肽鏈的羧基端或 C端。蛋白質的二級結構是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性的結構。最基本的二級結構類型有 α-螺旋結構和 β-折疊結構，此外還有 β-轉角和自由回轉。右手 α-螺旋結構是在纖維2．蛋白質空間結構與功能的關系 蛋白質的空間結構與功能之間有密切相關性，其特定的空間結構是行使生物功能的基礎。以下兩方面均

7、可說明這種相關性。（1）.核糖核酸酶的變性與復性及其功能的喪失與恢復 核糖核酸酶是由 124 個氨基酸組成的一條多肽鏈，含有四對二硫鍵，空間構象為球狀分子。將天然核糖核酸酶在 8mol/L 脲中用 β-巰基乙醇處理，則分子內(nèi)的四對二硫鍵斷裂，分子變成一條松散的肽鏈，此時酶活性完全喪失。但用透析法除去 β-巰基乙醇和脲后，此酶經(jīng)氧化又自發(fā)地折疊成原有的天然構象，同時酶活性又恢復。（2）血紅蛋白的變構現(xiàn)象 血紅蛋白是一個四聚體蛋白質，具

8、有氧合功能，可在血液中運輸氧。研究發(fā)現(xiàn)，脫氧血紅蛋白與氧的親和力很低，不易與氧結合。一旦血紅蛋白分子中的一個亞基與 O2 結合，就會引起該亞基構象發(fā)生改變，并引起其它三個亞基的構象相繼發(fā)生變化，使它們易于和氧結合，說明變化后的構象最適合與氧結合。從以上例子可以看出，只有當?shù)鞍踪|以特定的適當空間構象存在時才具有生物活性。（五）蛋白質的重要性質蛋白質是兩性電解質，它的酸堿性質取決于肽鏈上的可解離的 R 基團。不同蛋白質所含有的氨基酸的種類、

9、數(shù)目不同，所以具有不同的等電點。當?shù)鞍踪|所處環(huán)境的 pH 大于 pI時，蛋白質分子帶負電荷，pH 小于 pI 時，蛋白質帶正電荷，pH 等于 pI 時，蛋白質所帶凈電荷為零，此時溶解度最小。蛋白質分子表面帶有許多親水基團，使蛋白質成為親水的膠體溶液。蛋白質顆粒周圍的水化膜（水化層）以及非等電狀態(tài)時蛋白質顆粒所帶的同性電荷的互相排斥是使蛋白質膠體系統(tǒng)穩(wěn)定的主要因素。當這些穩(wěn)定因素被破壞時，蛋白質會產(chǎn)生沉淀。高濃度中性鹽可使蛋白質分子脫水并

10、中和其所帶電荷，從而降低蛋白質的溶解度并沉淀析出，即鹽析。但這種作用并不引起蛋白質的變性。這個性質可用于蛋白質的分離。蛋白質受到某些物理或化學因素作用時，引起生物活性的喪失，溶解度的降低以及其它性質的改變，這種現(xiàn)象稱為蛋白質的變性作用。變性作用的實質是由于維持蛋白質高級結構的次級鍵遭到破壞而造成天然構象的解體，但未涉及共價鍵的斷裂。有些變性是可逆的，有些變性是不可逆的。當變性條件不劇烈時，變性是可逆的，除去變性因素后，變性蛋白又可從新回

11、復到原有的天然構象，恢復或部分恢復其原有的生物活性，這種現(xiàn)象稱為蛋白質的復性。（六）測定蛋白質分子量的方法1．凝膠過濾法 凝膠過濾法分離蛋白質的原理是根據(jù)蛋白質分子量的大小。由于不同排阻范圍的葡聚糖凝膠有一特定的蛋白質分子量范圍，在此范圍內(nèi)，分子量的對數(shù)和洗脫體積之間成線性關系。因此，用幾種已知分子量的蛋白質為標準，進行凝膠層析，以每種蛋白質的洗脫體積對它們的分子量的對數(shù)作圖，繪制出標準洗脫曲線。未知蛋白質在同樣的條件下進行凝膠層析