生物化学各章的重点
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第三章:氨基酸
掌握:
1.氨基酸的结构特点
(1)组成蛋白质的基本氨基酸为α-氨基酸,但脯氨酸例外,为α-亚氨基酸
(2)不同的α-氨基酸,R侧链不同。
(3)出R侧链为氢原子的甘氨酸外,其他氨基酸的α-碳原子都是部队称碳原子,可形成不同的构型,具有璇光性质。
2.氨基酸的两性解离性质、等电点的概念以及等电点pI与解离基团pK值的关系
两性解离与等电点:氨基酸分子中既有碱性——NH2,又有酸性——COOH,与强酸或强健都能作用生成盐,因此氨基酸为两性化合物。
氨基酸的PI计算公式:PI=1/2(Pk1+Pk2)
熟悉:
1.氨基酸的分类方法
1.)非极性R基氨基酸
2.)极性不带电荷R基氨基酸
3.)带负电荷的R基氨基酸
4.)带正电荷的R基氨基酸
2.氨基酸的茚三酮反应
在加热条件及弱酸环境下,氨基酸或肽与茚三酮反应生成紫蓝色(与天冬酰胺[1]则形成棕色产物。与脯氨酸或羟脯氨酸反应生成(亮)黄色)化合物及相应的醛和二氧化碳的反应。茚三酮反应,即:所有氨基酸及具有游离α-氨基和α-羧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。
2.氨基酸的紫外吸收特点
芳香族氨基酸在280nm波长附近有最大的紫外吸收峰,由于大多数蛋白质含有这些氨基酸残基,氨基酸残基数与蛋白质含量成正比,故通过对280nm波长的紫外吸光度的测量可对蛋白质溶液进行定量分析。
4.氨基酸分配层析法的一般原理
了解:
1.氨基酸的三字母符号
2.氨基酸甲醛滴定的原理
3.氨基酸的常见化学反应和光学活性
4.氨基酸的分析分离原理与方法
思考题:如何计算天冬氨酸和组氨酸的等电点?
第四章:蛋白质的共价结构
掌握:
1.蛋白质的元素组成及组成特点。
2.肽、肽键、肽平面的概念
肽键中的C—N键具有部分双键的特征,不能自由旋转,所以肽键的四个院子和与之相连的两个α碳原子共处一个平面,此平面被称为肽平面(酰胺平面)。
3.肽和蛋白质的酸碱性质及等电点
4.蛋白质的一级结构概念
每种蛋白质中氨基酸按照一定的数目和组成进行排列,我们称为蛋白质的一级结构,也叫初级结构或基本结构。
熟悉:
1.肽键的双键性质
肽键(peptide bond)是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。氨基酸分子在参与形成肽键之后,由于脱水而结构不完整,称为氨基酸残基。每条多肽链都有两端:即自由氨基端(N端)与自由羧基端(C端),肽链的方向是N 端→C端。
肽键具有部分双键的性质,不能自由旋转;组成肽键的四个原子及其相邻的两个α碳原子处在同一个平面上,为刚性平面结构,称为肽键平面。
2.肽和蛋白质的双缩脲反应
3.蛋白质一级结构与生物功能的关系。
了解:
1.蛋白质的分类和功能多样性
2.蛋白质一级结构测定的策略
3.蛋白质的人工合成。
思考题
1. 为何蛋白质的含氮量能表示蛋白质相对量?实验中又是如何依此原理计算蛋白质含量的?在技术上是什么原因导致三聚氰胺事件?
2. 蛋白质的基本组成单位是什么?其结构特征是什么?
3. 何谓肽键和肽链及蛋白质的一级结构
第五章:蛋白质的三维结构
掌握
1.稳定蛋白质三维结构的作用力。
稳定蛋白质三维结构的作用力主要是一些所谓弱的相互作用或称非共价键或次级键,包括氢键,范德华力,疏水作用和盐键(离子键)。此外共价二硫键在稳定某些蛋白质的构象方面也起着重要作用。
2. 蛋白质的二级、三级、四级结构的概念及特点。
蛋白质的二级结构:
多肽链在一级结构的基础上按照一定的方式有规律的旋转或折叠形成的空间构象。
其实质是多肽链主链在空间的排列方式。并不涉及氨基酸残基侧链的构象
① 白质的三级结构:具有二级结构的一条多肽链,由于其序列上相隔较远的
氨基酸残基侧链的相互作用,而进行范围广泛的盘曲与折叠,形成包括主、侧
链在内的空间排列,这种在一条多肽链中所有原子在三维空间的整体排布称为
三级结构。三级结构的形成和稳定主要靠疏水键、盐键、二硫键、氢键和
范德华力。蛋白质分子中含有许多疏水基团,这些基团具有一种避开水、相
互集合而藏于蛋白质分子内部的自然趋势,这种结合力称疏水键,它是维持
蛋白质三级结构的最主要稳定力量。
1许多在一级结构上相差很远的氨基酸残基在三级结构上可能相距很近。
2球形蛋白的三级结构很密实大部分的水分子从球形蛋白的核心中被排出这使得极性基团间以及非极性基团间的相互用成为可能。
3大的球形蛋白200aa以上常常含有几个结构域表面有一空穴这一空穴能容纳配体是蛋白的活性部位
②蛋白质的四级结构(实质是亚基在空间排列的方式):每条肽链都有自己的一、
二和三级结构。这种蛋白质的每条肽链被称为一个亚基。由亚基构成的蛋白质称为寡聚蛋白。寡聚蛋白中亚基的立体排布、亚基之间的相互关系称为蛋白质的四级结构。对多亚基蛋白质而言,单独的亚基没有生物学活性,只有完整的四级结构寡聚体才有生物学活性。
3.主要二级结构元件:α螺旋、β折叠、β转角和无规卷曲概念与特点
α螺旋:蛋白质分子中多个太监平面通过氨基酸α碳原子的旋转,使多肽链的主骨架研中心轴盘曲成稳定的α螺旋构象。
1.)螺旋的方向为右手螺旋,每3.6个氨基酸旋转一周,螺距为0.54nm,每个氨基酸
残基的高度为0.15nm,肽键平面与螺旋长轴平行。
2.)靠氢键维持的稳定结构
3.)肽链中氨基酸残基的R基侧链分布在螺旋的外侧,其形状、大小及电荷等均影响
α螺旋的形成和稳定性。
β螺旋:多肽链相对较伸展,多肽链的肽平面之间呈手风琴装折叠。
1.)多肽链呈锯齿状或扇面状排列成比较伸展的结构
2.)有平行式和反平行式两种,肽链的N端在同侧为顺式,两残基间距为0.65nm;不同
侧为反式,两残基间距为0.70nm.反式较顺式平行折叠稳定。
3.)侧链R基团交替地分布在片层平面的上下方。
4.)两条以上肽链平型排列,相邻肽链之间的肽键相互交替形成许多氢键,是维持这
种结构的主要次级键。
β折角:伸展的肽链形成180°的回折,即U形转折结构。由四个连续氨基酸残基构成,第一个氨基酸残基与第四个氨基酸残基的亚氨基之间形成氢键以维持其构象。
无规卷曲:蛋白质二及结构中,存在因为肽键平面不规则的排列无规律构象。
4.蛋白质的变性与复性
变性原因:蛋白质因受某些物理或化学因素的影响,分子的空间构象被破坏,从而导致其理化性质发生改变并失去原有的生物学活性的现象称为蛋白质的变性作用。
变性作用并不引起蛋白质一级结构的破坏,而是二级结构以上的高级结构的破坏,变性后的蛋白质称为变性蛋白。
复性:如果变性条件剧烈持久,蛋白质的变性是不可逆的。如果变性条件不剧烈,这种变性作用是可逆的,说明蛋白质分子内部结构的变化不大。这时,如果除去变性因素,在适当条件下变性蛋白质可恢复其天然构象和生物活性,这种现象称为蛋白质的复性(renaturation)