蛋白质和核酸的生化
蛋白质生化技术实验报告
蛋白质生化实验报告生殖免疫研究所薛樱子学号：1133111003实验一溶液中蛋白质浓度的测定一光吸收法（测量范围：0.1—2mg）1实验原理：由于蛋白质中存在着含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，它们具有吸收紫外光的性质，其吸收高峰在280nm波长处，且在此波长内吸收峰的光密度值OD280nm与其浓度成正比关系，故可作为蛋白质定量测定的依据。
纯蛋白的A280/A260为 1.8，纯核酸的A280/A260为2步骤：2.1）打开仪器的电源开关（接220V交流电），打开比色槽暗箱盖，选择光源，选档，选波长，用调零旋钮调暗电流至0 。
2.2）将空白对照样品和待测溶液装入石英比色杯2.3）将仪器的比色槽暗箱合上，比色槽处于蒸馏水（或校正缓冲液）校正位置，旋转光量调节器使电表指针正确处于0 。
2.4）拉出比色槽手柄拉杆使比色槽处于样品位置读数。
2. 5）在260nm和280nm分别读数（分别用缓冲液调0），根据上表查处相应蛋白浓度，根据喜事倍数计算原溶液蛋白浓度，根据体积计算总蛋白量。
3结果与分析：A280=0.571 A260=0.340根据公式：蛋白浓度=1.5 ×A280 —0.75 ×A260=1.5×0.571—0.75×0.340=0.6015也可以根据蛋白质和核算含量折算图表画出一条直线估算蛋白质的浓度。
结果说明我的蛋白样品浓度是0.6015mg/ml。
二Folin—酚法（测量范围：10-300ug/ml）1实验原理：在碱性条件下，蛋白质中的肽键与铜结合生成复合物。
Folin—酚试剂中的磷钼酸盐—磷钨酸盐被蛋白质中的酪氨酸和苯丙氨酸残基还原，产生深蓝色（钼兰和钨兰的混合物）。
在一定的条件下，蓝色深度与蛋白的量成正比。
2试剂：2.1）甲液：１，4%碳酸钠；2，0.2n氢氧化钠；3，1%硫酸铜；4,2%酒石酸钾钠。
1和2，4溶于500ml水中，然后和4以50：1混合。
高一生物蛋白质与核酸的知识点
高一生物蛋白质与核酸的知识点蛋白质与核酸是生物体内两种重要的生物大分子，它们在生物体内担负着不同的功能和作用。
蛋白质是生物体内最为广泛存在的一类有机化合物，是生命活动的基础，而核酸则是构成生物体遗传信息的基本单位。
下面将详细介绍蛋白质与核酸的相关知识点。
一、蛋白质的概念和结构蛋白质是由氨基酸经肽键连接而成的聚合物，是生物体内最为重要的有机物之一。
蛋白质在生物体内具有多种功能，如构成细胞和器官的结构材料、参与物质运输和储存、催化生化反应、免疫防御等。
蛋白质的结构包括四个层次：一级结构是指蛋白质的氨基酸序列，二级结构是指氨基酸通过氢键形成的α-螺旋和β-折叠，三级结构是指蛋白质链的空间折叠形态，四级结构是指多个蛋白质链之间的相互作用形成的蛋白质复合物。
二、核酸的概念和结构核酸是由核苷酸经糖苷键连接而成的聚合物，是生物体内存储和传递遗传信息的分子。
核酸分为DNA（脱氧核酸）和RNA（核糖核酸）两种。
DNA主要存在于细胞核中，是遗传物质的主要组成部分，能够储存和传递遗传信息。
RNA则参与蛋白质的合成过程，包括mRNA、tRNA和rRNA等。
核酸的结构包括三个部分：碱基、糖和磷酸。
碱基是核酸的核心成分，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）五种，它们通过氢键相互配对形成双螺旋结构。
三、蛋白质的合成蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。
在细胞核中，DNA通过转录过程转录成mRNA，mRNA带着遗传信息离开细胞核进入细胞质。
在细胞质中，mRNA通过翻译过程转化成氨基酸序列，进而合成蛋白质。
蛋白质的合成过程是一个高度协调的过程，涉及到多个蛋白质和RNA分子的参与。
四、核酸的复制和转录核酸的复制是指DNA分子在细胞分裂过程中通过复制过程产生两个完全相同的DNA分子。
复制过程是通过DNA聚合酶酶催化下进行的，每个DNA链作为模板合成一个新的DNA链，最终形成两个完全相同的DNA分子。
生化分离与分析的实验技术
生化分离与分析的实验技术生化分离与分析，是指对复杂的生物体或某个生物组织中的分子或化学物质进行分离、提取、纯化和鉴定的过程。
分析化学中的分离和定量方法主要是采用物理和化学方法，而生化技术则依靠生物化学和分子生物学等多个学科的综合应用，以分离和鉴定生物体内代谢物、大分子化合物、酶、蛋白质、细胞等物质。
生化分离技术包括电泳、色谱、相转移等，分析技术包括质谱分析、核磁共振分析、光谱分析等。
生物医学的许多研究都要求对复杂的生物体或其组织中的某些分子或化学物质进行分离、提取、纯化和鉴定，从而为治疗某些疾病和疾病的诊断提供依据。
电泳技术是目前最常用的生化分离技术之一，通过直流电场和各种形式的凝胶中蛋白质、核酸和碳水化合物的电泳分离，不仅可以分析分子量大小，还可以确定它们的化学性质。
不同种类的凝胶（聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶等）结合不同的分离手段（水平凝胶电泳、垂直凝胶电泳等）可以突显不同的生物学特性，为生物医学研究提供了基础。
色谱技术是一种自动化的分离技术，根据物质在特定固相材料上的不同亲和性，可将物质分为各个组分，一般用于化合物和蛋白质的分离和纯化。
水相与有机相的组合使用，可有效地降低样品的复杂度。
现在已经广泛应用于代谢产物、生物大分子的分离和分析中，其中最为常见的是高效液相色谱技术（HPLC）。
相转移或者液相液相萃取（LLE）是从有机溶液或水溶液中提纯物质的常用方法。
它通常涉及相对互不相容的溶剂对溶液的添加和倾倒，通过可控制的酸、碱、盐等添加而将目标物至于有机溶剂的一层中，防止其溶入水相。
这是许多蛋白质，抗生素和生物分子分离和纯化过程中的一个重要步骤。
质谱是分析和鉴定化合物结构和化学反应的技术，通过通过分析离子在加速电场中运动的质量和质量-电荷比，以评估化合物结构。
因此，它是新药物在药理学领域中的发展所必需的技术。
质谱技术已经广泛用于发现新药物、生物标识物和蛋白质翻译后修饰等方面的研究。
在定量上，核磁共振（NMR）和光谱学（UV/Vis，荧光等）是最常用的技术之一。
细胞质小体的功能和生化特点
细胞质小体的功能和生化特点细胞质小体是细胞内的一种细小的细胞器，其直径一般在0.2-0.5微米之间。
这种小型的细胞器被广泛分布在真核细胞中，特别是在原生动物和真菌细胞中。
细胞质小体是由多个蛋白质分子和核酸分子等多种成分组成的复合体结构，具有诸多独特的功能和生化特点。
细胞质小体的主要功能包括：调节蛋白质合成、膜蛋白质合成、RNA处理以及细胞内物质交换等。
在细胞蛋白质合成过程中，细胞质小体作为核糖体的集合地，是蛋白质得以合成的基本场所之一。
利用核糖体从mRNA中读取适当的密码子，将氨基酸串联成蛋白质链。
而细胞质小体的大小和数量与细胞蛋白质合成的速率直接相关。
同时，细胞质小体还在膜蛋白质合成方面发挥重要的作用。
许多细胞质小体内的蛋白质负责对膜蛋白质进行加工修饰，其中包括N-糖基化、荷尔蒙诱导、跨膜运输以及膜蛋白复合等过程。
此外，细胞质小体也扮演着一项非常重要的作用，即在细胞内进行物质交换。
在细胞质小体表面存在着大量的核糖体，这些核糖体通过细胞质小体与内质网相连接，从而实现大分子的导向和运输。
它们不仅是RNA处理的场所，同时还发挥着许多其他生物学过程的重要作用，如调节蛋白质翻译、调节基因表达等。
从生化特点来看，细胞质小体的出现率和功能都与细胞温度有关。
在高温下，细胞质小体出现率逐渐降低，而在低温环境下则逐渐增加。
这是因为在低温下，纤维蛋白总量和分解速率降低，导致细胞质小体在细胞内保持稳定和高效工作。
同时，细胞质小体本身也需要受到合适的温度和其他外部因素的调节，以去保持正常的结构和功能。
此外，细胞质小体的结构也决定了其在细胞代谢中的重要性。
它主要由四个部分组成：核糖体、mRNA、tRNA以及mRNA-核糖体结合复合物。
其中核糖体是细胞质小体的重要成分之一，它的大小和数量决定了细胞能够合成多少蛋白质。
而在核糖体的周围，还有大量的蛋白质、RNA和酶等多种生物分子形成的复合体，从而保证了细胞质小体的高效工作。
总之，细胞质小体是细胞内的重要器官之一，具有广泛的功能和生化稳定性。
生命科学中的蛋白质与核酸相互作用机制研究
生命科学中的蛋白质与核酸相互作用机制研究生命科学是一门研究生物体及其生命现象的学科，其中的蛋白质与核酸相互作用机制研究属于其中的重要领域。
蛋白质与核酸是生命体系中最为基础和常见的大分子，两者之间的相互作用可谓是生命功能调控的基础。
本文将从以下几个方面进行介绍与探讨。
一、蛋白质与核酸的概念及其结构蛋白质和核酸都是生命体系中最为重要的分子。
蛋白质是由氨基酸组成的多肽，它们在体内担任着各种结构、传递、催化以及调控功能的重任。
而核酸是生命体系中的遗传物质，形成了DNA和RNA两种不同类型的核酸，DNA负责存储遗传信息，而RNA负责将遗传信息转化为具体的功能。
蛋白质与核酸的结构也是二者相互作用的基础。
蛋白质的结构分为四个层次：一级结构指蛋白质中氨基酸的化学序列，二级结构指蛋白质在局部呈现的空间结构，常见的包括a-螺旋和b-片层，三级结构指蛋白质整体的空间结构，包括局部折叠和全局折叠，四级结构指由多个蛋白质组成的复合物。
核酸的结构也具有大的类似性。
DNA分子大部分呈现出螺旋形状，通过镶嵌在螺旋内的氢键和VanderWaals力来保持稳定。
RNA的结构则有更多的变化，可以是线性或环形结构，提供了诸如催化反应和调控遗传信息等功能。
二、蛋白质与核酸的相互作用在生命系统中，蛋白质与核酸之间的相互作用可以体现出多种生物过程，如DNA复制、转录和翻译、RNA修饰、RNA剪切以及蛋白质的折叠和降解等。
其中，DNA复制是生命系统中最为基础和重要的过程之一，它需要依靠DNA聚合酶和其他辅助因子来实现。
在DNA复制过程中，DNA聚合酶能够在模板链上识别特定的配对碱基并合成新的链，一旦出现错配会被修复酶进行纠错。
复制完成后，两个完全相同的双链DNA分子得以产生。
RNA转录也是生命系统中非常重要的过程，它可以从DNA模板中复制一份RNA分子，并且有着诸多的调控机制。
转录过程中，RNA聚合酶沿着DNA模板链滑动，在核酸序列上拼接RNA，以此形成RNA多肽序列。
核酸和蛋白质的功能
核酸和蛋白质的功能
核酸和蛋白质是生命体的重要组成部分，它们具有丰富的功能。
核酸作为遗传物质，负责储存和传递生物体的遗传信息。
蛋白质则是生物体内的“工人”，负责执行各种生物学过程和生化反应。
除此之外，核酸和蛋白质还有其他重要的功能。
核酸的功能：
1. 储存遗传信息：DNA是生物体内储存遗传信息的主要分子，RNA则负责将这些信息传递到蛋白质中进行表达。
2. 维持细胞结构：RNA还可以组成核糖体，帮助合成蛋白质。
3. 参与代谢过程：核酸也参与了一些代谢过程，如能量代谢。
蛋白质的功能：
1. 负责代谢反应：蛋白质参与了生物体内几乎所有的代谢过程，如酶催化。
2. 维持细胞结构：蛋白质可以组成细胞骨架，维持细胞形态和稳定性。
3. 传递信息：蛋白质还可以作为信使分子，传递细胞内外的信息。
4. 调节基因表达：一些蛋白质还可以影响基因的表达，从而调节生物体的发育和生长。
总之，核酸和蛋白质具有众多的生物学功能，为生物体的正常运转提供了重要的支持。
同时，它们的相互作用也使得生物体内复杂的生化反应得以顺利进行。
南开大学结构生物学第五讲-2-核酸-蛋白质的相互作用研究方法的新进展
2.2 核苷酸-氨基酸相互作用数据库
核苷酸-氨基酸相互作用数据库搜集核苷酸和氨基 酸间4 埃大小内的成对原子，能让使用者找到成对 的核苷酸和氨基酸。
使用者可以指定残基名称( 核苷酸或氨基酸)、原子 类型和侧链/ 骨干。
3 生物芯片技术
生物芯片技术是基于生物大分子间相互作用 的大规模并行分析方法，使得生命科学研究 中所涉及的样品反应、检测、分析等过程得 以连续化、集成化和微型化，现已成为当今 生命科学研究领域发展最快的技术之一。
目前的生物芯片主要有核酸芯片、蛋白质芯 片和糖体芯片等几大类。
蛋白质芯片是依靠手工、压印或喷墨的方 法将探针蛋白点样在化学膜、凝胶、微孔 板或玻片上形成阵列，经过与样品的杂交 捕获靶蛋白，再用原子力显微镜、磷光成 像仪、光密度仪或激光共聚焦扫描仪进行 检测，获得靶蛋白表达的种类、数量及关 联等信息。
研究蛋白质/ 核酸相互作用近期采用的新技 术有：1.核酸适体技术、2.生物信息学方法、 3.蛋白质芯片技术以及4.纳米技术等。
蛋白质和核酸是构成生命体最为重要的两类 生物大分子。
蛋白质与核酸的相互作用是分子生物学研究 的中心问题之一，它是许多生命活动的重要 组成部分。
随着人类基因组计划的完成，大量基因被发 现和定位，基因的功能问题将成为今后研究 的热点。大多数基因的最终产物是相应的蛋 白质，因此要认识基因的功能，必然要研究 基因所表达的蛋白质。
通过准确检测DNA分子穿孔过程中引起的 电流阻塞效应，可将DNA与组蛋白的相互 作用的一些性质反映出来。
蛋白质的功能往往体现在与其他蛋白质及 (或)核酸的相互作用之中。
细胞各种重要的生理过程，包括信号的转导、 细胞对外界环境及内环境变化的反应等，都 是以蛋白质与其他物质的相互作用为纽带。
TMB和HRP显色原理
TMB和HRP显色原理TMB和HRP是两种常用的生化试剂，它们可以被用于检测蛋白质、核酸等生物分子。
这两种试剂在实验室中被广泛应用，尤其是在免疫学和分子生物学领域。
本文将介绍TMB和HRP显色原理的基本知识，并探索它们在实验中的应用。
TMB显色原理TMB（3,3',5,5'-四甲基联苯基二胺）是一种常用的底物，它可以被氧化酶催化剂转化成可见的蓝色产物。
这种催化剂通常是过氧化物酶（POD）或碱性磷酸酶（AP）。
TMB的显色原理可以用以下反应式表示：TMB + H2O2 + POD/AP → OX-TMB + H2OOX-TMB是一种氧化物，它的颜色比TMB更深。
因此，当TMB被氧化后，溶液会从无色或浅黄色变为蓝色或深紫色。
这种反应的灵敏度很高，因此可以用于检测很低浓度的蛋白质或其他生物分子。
HRP显色原理HRP（辣根过氧化物酶）是一种常用的酶标记试剂，它可以与抗体或其他分子结合，用于检测蛋白质、核酸等生物分子。
HRP的显色原理也是氧化还原反应。
HRP可以将底物（如TMB）氧化成可见的产物。
HRP的显色原理可以用以下反应式表示：HRP + H2O2 + Substrate → OX-Substrate + H2OOX-Substrate是一种氧化产物，它的颜色比底物更深。
因此，当底物被氧化后，溶液会从无色或浅黄色变为蓝色或深紫色。
这种反应的灵敏度很高，因此可以用于检测很低浓度的蛋白质或其他生物分子。
应用TMB和HRP显色原理在实验室中被广泛应用，尤其是在免疫学和分子生物学领域。
以下是一些应用示例：1. 酶联免疫吸附试验（ELISA）ELISA是一种常用的免疫学检测方法，它可以用于检测蛋白质、抗体、荷尔蒙等生物分子。
在ELISA中，TMB和HRP被用作底物和酶标记试剂，用于检测特定分子的存在和浓度。
这种技术被广泛应用于医学、生物技术和环境监测等领域。
2. 蛋白质印迹（Western blot）Western blot是一种常用的蛋白质检测方法，它可以用于检测特定蛋白质的存在和表达量。
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（一）核酸的化学组成
1、核酸的元素组成 核酸分子由C、H、O、N、P，有些还有S， 其中P含量稳定，约为9-10%。故可以测定P来 了解组织中核酸的含量。 2、核酸的分子组成
磷酸 核 糖 脱氧核糖 嘌 呤
核酸
单核苷酸 核苷
戊糖
碱基
嘧
运动生物化学
碇
运动生物化学
运动生物化学
（二）核酸的分类
运动生物化学
在细胞中，核酸是一种关键性的成分，它储 存遗传信息，并参与这种信息在细胞内的表 达，同时细胞存在很多的游离单核苷酸（如 ATP），参与调节细胞的物质代谢和能量代谢。
一、核酸 二、体内重要的单核苷酸-三磷酸腺苷
运动生物化学
一、核酸
核酸：由许多不同的核苷酸按一定的循序排列、 并具有一定的空间结构的高分子化合物。 在生命体内，核酸常与蛋白质合成复合物 核蛋白而存在，核蛋白水解，其产物有核酸和 核苷酸，它们与人体生命活动有十分密切的关 系。 （一）核酸的化学组成 （二）核酸的分类 （三）运动与核酸功能
核酸可以分为两大类，即核糖核酸（RNA） 和脱氧核糖核酸（DNA）。它们的分子组成特 点和生物学功能见下表。
RNA DNA
脱氧核糖、碱基（腺嘌 呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、 胸腺嘧啶）、磷酸 双链（双螺旋结构）
组 结 分
成 构 布
核糖、碱基（腺嘌呤、 鸟嘌呤、胞嘧啶、尿 嘧啶）、磷酸
单链 细胞质、细胞核、
遗传信息表达，指导 蛋白质合成
运动生物化学
四级结构： 四级结构
由二个或二个以上具有三级结构的蛋白质分子 亚基，按一定方式聚合起来形成蛋白质的大分子， 即为蛋白质的四级结构。维持蛋白质空间结构的 作用力有氢键、盐键和范德华力，有些还依赖二 硫键。以下是蛋白质的四级结构示意图：
a、血红蛋白质
b、天冬氨酸甲酰基转移酶
运动生物化学
第七章 核酸的生化
1、组成肽链的氨基酸是通过肽键连接起来的
NH2
…… +
（肽键）
（N末端）H2N ……
C N
……COOH（C末端）
二个氨基酸脱水结合成二肽，如果多个氨基酸以 肽键连接起来，就成了肽链。
运动生物化学
……
R C COOH + H O H
H R H N C COOH + H2O H
2、蛋白质的空间结构
构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列 顺序以及肽链的数目和空间结构不同，故可 形成多种多样结构不同、功能各异的蛋白质。 蛋白质分子结构复杂，可分为一级结构和空 间结构。
蛋白质分子巨大，结构复杂，种类繁多， 但不同种类的蛋白质都有着类似的元素组成和 基本结构单位。 （一）蛋白质的元素组成 （二）蛋白质的基本结构单位 （三）蛋白质的空间结构
运动生物化学
（一）蛋白质的元素组成
蛋白质主要由C、H、O、N、S等组成，此 外还含有P、Fe、Cu、Mn、Co、Zn、I等微量 元素，其中N元素含量相对稳定，约为16%， 故常用食物中N的含量来评定其蛋白质的含量。
Sport Biochemistry
蛋白质和核酸的生物化学
蛋白质的生化
蛋白质是生命活动的基础，是构成细胞和组 织的主要成分。蛋白质的功能依赖于自身的组成 和结构，长时间大强度运动时蛋白质代谢供能的 比例增大。 一、蛋白质的分子组成和结构 二、运动与蛋白质功能 三、肌酸
运动生物化学
一、蛋白质的分子组成和结构
运动生物化学
细胞核、线粒体
生物功能
遗传信息载体
运动生物化学
运动生物化学
运动生物化学
运动生物化学
运动生物化学
运动生物化学
运动生物化学
RNA和DNA中多核苷酸链的节段
运动生物化学
DNA的双螺旋结构
运动生物化学
运动生物化学
（三）运动与核酸功能
机体内核酸常与蛋白质结合成核蛋白存在。 核酸中的DNA是遗传信息的载体，而RNA与蛋白 质的合成密切相关。研究运动对DNA和RNA的影 响，可作为运动能力的遗传与选材及运动训练 对身体在分子水平上影响的依据，以便科学地 提高训练效果。如力量训练过程中传递信息的 RNA（mRNA）增加，有助于肌肉蛋白合成加强； 耐力性运动时脂蛋白脂肪酶的mRNA含量增加 117%，说明有助于脂肪动员。为从分子水平上 阐明运动对人体的影响提供了理论依据。
（1）一级结构 （2）空间结构
运动生物化学
（1）一级结构
一级结构又称初级结构，由肽键将 氨基酸连接成肽链构成。在运动竞赛违 禁药物中的肽类激素，如人体生长激素 （hGH),是由191个氨基酸构成的线型多 肽激素，促肾上腺皮质激素（ACTH）则 由39个氨基酸构成的肽链。 一级结构：氨基酸的种类、数量、 排列顺序和连接方式。
即蛋白质量=N含量100/16
运动生物化学
（二）蛋白质的基本结构单位
蛋白质的基本结构单位氨基酸， 氨基酸的结构为：
R为侧链
NH2 R C COOH H
人体内不同侧链氨基酸有20种，分为 必需氨基酸和非必需氨基酸两类
运动生物化学
必需氨基酸：人体需要，但体内不能合成或 合成不足，而必须从食物补充的氨基酸。
赖氨酸 苏氨酸 苯丙氨酸 蛋氨酸 亮氨酸 缬氨酸 色氨酸 异亮氨酸
必需氨基酸有8种
运动生物化学
非必需氨基酸：是指体内可以合成，而不必由 食物中补充的氨基酸。
非必需氨基酸有12种
甘氨酸 丙氨酸 天门氨酸 脯氨酸 酪氨酸
运动生物化学
（三）蛋白质的空间结构
运动生物化学
（2）空间结构
蛋白质分子多肽链本身 绕曲折叠可形成二级结构。维 持蛋白质二级空间结构的作用 力除了主键肽键外，还有副键 氢键。
蛋白质的二级结构常有 片状和螺旋结构，右图是其 螺旋结构：
运动生物化学
三级结构
在二级结构基础上进一步盘旋卷曲折叠，形成具 有立体形状的三级结构。一般为球状或椭圆状。 下图是肌红蛋白的三级结构：