生物化学(考研复习资料)

生物化学复习笔记

1.静态生化－结构和催化作用

1.1氨基酸、多肽和蛋白质

1.部分氨基酸的特殊性质：

蛋白质中的氨基酸都是L型的，D型仅存在于细菌细胞壁上的小肽或抗菌肽中；

只有Ile和Thr有两个手性碳原子，Gly是唯一不含手性碳原子的AA,因此不具旋光性；

Ser、Thr、Tyr，这些AA残基的－OH上磷酸化是一个十分普遍的调控机制，可进行可逆性磷酸化，可有效地控制细胞的生长和机体的各种反应；

Asn、Gln在生理pH范围内其酰氨基不被质子化，因此侧链不带电荷；

Cys，在pro经常以其氧化型的胱氨酸存在，-S-S-二硫桥；

His是唯一一个R基的pka值在7附近的AA，因此在PH7.0附近有明显的缓冲作用；

Phe：它的浓度的测定被用于苯丙酮尿症的诊断；

Met又称蛋氨酸，它是体内代谢中甲基的供体。（SAM—S-腺苷蛋氨酸）；

A280：Trp、Tyr和Phe残基的苯环含有共轭双键；

Trp显现磷光，是一种寿命较长的发射光，对研究蛋白质结构和动力学特别有用。

近年发现谷胱甘肽过氧化物酶中存在硒代半胱氨酸，有证据表明此氨基酸由终止密码UGA编码，可能是第21种蛋白质氨基酸。

2.氨基酸分类

按照R基的极性性质(能否与水形成氢键)20种基本aa，可以分为4类：

非极性氨基酸（9种）、不带电何的极性氨基酸（6种）、带负电荷的aa(酸性aa，2种)、带正电何的aa(碱性aa，3种)酶的活性中心：His、Ser、Cys

3.氨基酸的化学性质

所有的α-AA都能于茚三酮发生颜色反应生成紫色物质，570nm测定；Pro和羟脯氨酸生成亮黄色，440nm测定；在近紫外区（200-400nm）只有芳香族AA有吸收光的能力，含有共轭双键的化合物有吸收紫外光的特性，紫外吸收法定量蛋白质的依据；Trp>Tyr>Phe(紫外吸收能力)在280nm有最大光吸收。

4.天然存在的活性肽：

I谷胱甘肽：Glu—Cys—Gly：红细胞中的巯基缓冲剂,

参与氧化还原过程，清除内源性过氧化物和自由基，维护蛋白质活性中心的巯基处于还原状态。

IIγ-鹅膏蕈碱：环状八肽，能与真核生物RNA聚合酶II 牢固结合而抑制该酶的活性，使RNA合成不能正常进行，但不影响原核生物的RNA合成。

III脑啡肽（5肽）IV短杆菌肽（抗生素）V肽类激素:牛催产素、牛加压素、舒缓激肽

5.蛋白质一级结构的测定

pro测定的策略：测定蛋白质分子中多肽链的数目、拆

分蛋白质分子中的多肽链、测定多肽链的氨基酸组成、断裂链内二硫键、分析多肽链的N末端和C末端、多肽链部分裂解成肽段、测定各个肽段的氨基酸顺序、确定肽段在多肽链中的顺序、确定多肽链中二硫键的位置。

N-末端和C－末端AA残基的鉴定

二硫桥的断裂：氧化法（过甲酸）和还原法（巯基乙醇和DTT）。

多肽链的部分裂解：①酶裂解法②化学裂解法

二硫桥位置的确定：对角线电泳

6.蛋白质的四个结构层次

重点是超二级结构、结构域。

超二级结构：由两个以上二级结构单元相互聚集形成的有规则的二级结构的组合体如αα、βαβ、βββ；

结构域(domain)，又称motif(模块、基序)。在二级结构及超二级结构的基础上，多肽链进一步卷曲折叠，组装成几个相对独立、近似球形的三维实体。结构域是球状蛋白的折叠单位，多肽链折叠的最后一步是结构域间的缔合。结构域间的裂缝，常是活性部位，也是反应物的出入口。一般情况下，酶的活性部位位于两个结构域的裂缝中。

锌指：DNA结合蛋白中，2个His、2个Cys结合一个Zn 亮氨酸拉链：DNA结合蛋白中，由亮氨酸倒链形成的拉链式结构，

7.稳定蛋白质三维结构的力

非共价键：1、氢键是维持蛋白质三维结构的主要作用力。2、疏水作用（熵效应）在驱动蛋白质的折叠方面占有突出的地位。

共价键：1、肽键2、二硫键：对蛋白质的三维结构起到稳定作用，有些二硫键对于维持活性是必需的，有些是非必需的。绝大多数情况下，二硫键是在多肽链的β转角附近形成的。二硫键主要存在于分泌到细胞外的蛋白质中，

如核糖核酸酶和胰岛素等。

8.二级结构的元件

α螺旋及其特征：①多肽链上连续出现带同种电荷基团的氨基酸残基,(如Lys，或Asp，或Glu)，则由于静电排斥，不能形成链内氢键，从而不能形成稳定的α—螺旋。如多聚Lys、多聚Glu。而当这些残基分散存在时，不影响α—螺旋稳定。②Gly的Φ角和Ψ角可取较大范围，在肽中连续存在时，使形成α—螺旋所需的二面角的机率很小，不易形成α—螺旋。丝心蛋白含50%Gly，不形成α—螺旋。③R基大（如Ile）不易形成α—螺旋。④Pro、脯氨酸中止α—螺旋。⑤R基较小，且不带电荷的氨基酸利于α—螺旋的形成。如多聚丙氨酸在pH7的水溶液中自发卷曲成α—螺旋。

β-折叠及其特征：从能量上看，反平β-折叠比平行的更稳定，前者的氢键NH---O几乎在一条直线上，此时氢键最强。在纤维状蛋白质中β折叠的主要是反平行式的（更稳定），氢键主要是在肽链之间形式；球状蛋白质中两种方式几乎同样广泛地存在，氢键既可在不同肽链间形成，也可在同一肽链的不同部分间形成。

9.胶原蛋白

由三股左手α-肽链缠绕成的右手三股螺旋。富含Gly-x

（Pro）-y（Hpy）,Hyp（4-羟脯氨酸）不易被一般的蛋白酶水解。胶原于水中煮沸即转变成明胶（动物胶）。明胶是一种水溶性的多肽混合物。

10.别构效应

蛋白的别构部位与效应物的结合改变了蛋白质的构象，从而对活性部位产生的影响，别构效应具有协同性。1、同促效应（发生部位相同）：正协同效应：是S形配体结合曲线；负协同效应：不呈S形配体结合曲线。2、异促效应（发生部位不同）：正效应物（激活剂）；负效应物（抑制剂）别构效应物是细胞代谢库的成分，其浓度的细微变化可立即调节代谢需求。

11.蛋白质的变性和折叠

体内蛋白质折叠：体内蛋白质的折叠需要PDI（蛋白质二硫键异构酶）、PPIases（肽基脯氨酰异构酶）和分子伴侣。脯氨酰异构化是体内许多蛋白质折叠的限速步骤。12.血红蛋白的结构

血红蛋白的氧合曲线（与肌红蛋白比较）：血红蛋白由4个亚基组成，每个亚基都与肌红蛋白类似，含有一个血红素，都能结合一分子O2，四个亚基之间具有协同效应，第一个配基的结合能提高其它亚基对O2的亲和力。因此，它