复旦大学基础医学院生物化学与分子生物学专业考研资料911生物化学(二)

氨基酸等电点(p I)：在某一pH溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的程度和趋势相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。

茚三酮反应：氨基酸与茚三酮水合物共热，茚三酮水合物被还原，其还原产物与氨基酸加热分解的氨结合，再与另一分子的茚三酮缩合成蓝紫色的化合物，此化合物在570纳米波长处有最大吸收峰，由于此吸收峰的大小与氨基酸分解释放的氨的量成正比，因此可作为氨基酸定量分析的方法。双缩脲反应：蛋白质和多肽分子中的肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈紫色或红色，而氨基酸不出现此反应，当溶液中蛋白质的水解不断增多时，氨基酸浓度逐渐上升，溶液颜色逐渐变浅，因此可用于检测蛋白质的水解程度。

蛋白质的一级结构(primary structure)：是指蛋白质多肽链中，从碳-端到氮-端氨基酸的排列顺序。

二级结构(secondary structure)：是指蛋白质分子中某一段肽链局部空间结构，也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象，主要有阿尔法-螺旋、贝塔-折叠、贝塔-转角和无规卷曲。

肽单元(peptide unit)：参与形成肽键的6个原子碳阿尔法1、碳、氧、氮、氢和碳阿尔法二位于同一平面，碳阿尔法1和碳阿尔法2在平面的转折点上，并成反式构型，此6个原子共同构成了肽单元。

阿尔法-螺旋(α-helix)：在α（阿尔法）-螺旋结构中，多肽链主链围绕中心轴做有规律的螺旋式上升，走向是顺时针，即右手螺旋，氨基酸侧链伸向螺旋外侧；每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距为0.54纳米，α（阿尔法）-螺旋的每个肽键的亚氨基氢与第4个羰基氧形成氢键，氢键的方向基本与螺旋长轴平行。

贝塔-折叠(β-pleated sheet)：在β（贝塔）-折叠结构中，多肽链充分伸展，每个肽单元以碳阿尔法原子为旋转点，依次折叠成锯齿状结构，氨基酸残基侧链交替地位于锯齿状结构上下方。所形成的锯齿状结构一般比较短，只含有5至8个氨基酸残基，但两条及以上肽链或一条肽链内的若干个肽段的锯齿状结构可平行排列，走向可相同或相反，当走向相反时，两平行肽链间距为0.7纳米，并通过肽链间的亚氨基氢和羰基氧形成氢键从而稳定β（贝塔）-折叠结构。

贝塔-转角(β-turn)：常发生在肽链进行180°回折时的转角上，通常由4个氨基酸残基组成，其中第1个氨基酸残基羰基氧与第四个氨基酸残基亚氨基氢形成氢键。β（贝塔）-转角结构特殊，第二个残基常为脯氨酸残基。

模体(motif)：是具有特殊功能的超二级结构，由两个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象。一个模体总有其特征性氨基酸序列，并发挥特殊的功能。如锌指结构(zinc finger)：由一个α（阿尔法）-螺旋和两个反相平行的β（贝塔）-折叠三个肽段组成，形似手指，具有结合锌离子的功能。

三级结构(tertiary structure)：是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是肽链中所有原子在三维空间的排布。

结构域(domain)：分子量较大的蛋白质三级结构常可折叠成多个结构较为紧密的区域，并各行其功能，称为结构域。

四级结构(quaternary structure)：蛋白质中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和作用，称为蛋白质的四级结构。

分子病：蛋白质中起关键性作用的氨基酸残基缺失或者被替换都会严重影响空间构象乃至生理功能，甚至导致疾病的发生。这种分子发生变异所导致的疾病，称为分子病，其病因为基因突变。例如：正常人血红蛋白贝塔亚基的第六位氨基酸的谷氨酸，而镰刀型贫血患者的该氨基酸变成了缬氨酸，即酸性氨基酸被中性氨基酸代替，使原是水溶性的蛋白质改变而聚集成丝，相互黏着，导致血红蛋白变形为镰刀形而极易破碎，产生贫血。

协同效应(cooperativity)：是指一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另外亚基与配体的结合能力。如果是促进作用称为正协同效应，反之则为负协同效应。

蛋白构象病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生变化，仍可影响其功能，严重时可导致疾病的发生。

例如疯牛病：是与朊病毒蛋白(PrP)相关的一组人和动物神经退行性病变。PrP是染色体基因编码的蛋白质，正常人和动物的PrP分子含量为33至35KD，水溶性强，对蛋白酶敏感，对热不稳定以及二级结构为多个α（阿尔法）-螺旋，称为PrPC，在某种未知蛋白的作用下可转变成全为β（贝塔）-折叠的PrPSc致病分子，但PrPC和PrPSc的一级结构完全相同。外源性或新生的PrPSc可作为模板，通过复杂的机制使仅含α（阿尔法）-螺旋的PrPC转变成仅含贝塔-折叠的PrPSc。PrPSc对蛋白酶不敏感，对热稳定，水溶性差，可相互聚集，最终形成淀粉样纤维沉淀而致病。

蛋白质的变性：在某些物理和化学因素作用下，蛋白质的特定空间构象被破坏，即有序的空间构象变为无序的空间构象，从而导致其理化性质的改变和生物学活性的丧失。

蛋白质的复性：若蛋白质变性程度较轻去除变性因素后，有些蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能。

蛋白质沉淀：蛋白质变性后，疏水侧链暴露在外，肽链融汇相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出，这一现象叫做蛋白质的沉淀。变性的蛋白质易于沉淀，但沉淀的蛋白质不一定变性。

电泳(electrophoresis)：蛋白质在高于或低于其pI的溶液中为带电颗粒，在电场的作用下能向正极或负极移动，这种通过蛋白质在电场中的泳动而达到分离各种蛋白质的技术称电泳。

以血红蛋白和肌红蛋白的结构特点说明蛋白质结构与功能的关系：

体内蛋白质所具有的特定空间构象都与其特殊的生理功能有着密切的关系，血红蛋白和肌红蛋白都能与氧结合，但是他们的空间结构不同，功能也有所不同。

血红蛋白和肌红蛋白都是含有血红素辅基的蛋白质，都能与氧结合。肌红蛋白是仅具有三级结构的单链蛋白质，有8段α（阿尔法）-螺旋结构，1分子血红素辅基与蛋白质稳定结合，能够携带1分子氧。而血红蛋白具有4个亚基组成的四级结构蛋白质，每个亚基能与1分子血红素结合并能携带1分子氧，血红蛋白所以一共能够携带4分子氧。

血红蛋白和肌红蛋白一样能够可逆的结合氧，氧合血红蛋白占总血红蛋白的百分数随氧气的浓度变化而变化；血红蛋白和肌红蛋白的氧解离曲线分别为“S”形曲线和直角双曲线；可见肌红蛋白与氧分子结合容易，而血红蛋白在氧分压较低时难。血红蛋白与氧分子结合的“S”形曲线提示血红蛋白的4个亚基与氧分子结合的平衡常数并不相同，血红蛋白的第一个亚基与氧分子结合后能促进第二、三个亚基与氧分子结合，这又大大促进第四个亚基与氧分子结合，这种效应叫做变构效应，氧分子称为变构剂，血红蛋白称为变构蛋白，此变构效应属于正协同效应。

血红蛋白的主要功能是运输氧分子，而肌红蛋白是储存氧分子。

蛋白质分离、纯化技术：透析、盐析、电泳、层析、超速离心

谷胱甘肽(GSH)的结构和功能：谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸各1分子组成的三肽，第一个肽键与一般的不同，是由Glu（谷氨酸）的伽马-羧基与Cys（半胱氨酸）的氨基缩合而成。GSH的巯基具有还原性，是体内重要的还原剂，可保护体内蛋白质或酶分子的巯基免遭氧化，使蛋白质或酶分子处于活性状态。在谷胱甘肽氧化酶的催化下，GSH可还原体内的过氧化氢成水，自身被氧化成GSSG，GSSG在谷胱甘肽还原酶的作用下再生成GSH。此外，GSH的巯基还具有嗜核性，能与外源性嗜电子毒物如致癌剂或药物等结合，从而阻碍其余DNA、RNA的结合，以保护机体免遭毒物侵害。

DNA双螺旋结构(double helix)：DNA的两条多聚腺苷酸在空间的走向呈反相平行，围绕同一个中心轴形成右手螺旋结构，直径为2.37纳米，螺距为3.54纳米。由脱氧核糖和磷酸基团组成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧，而疏水碱基位于内侧。表面形成一个大沟和一个小沟。双链形成互补的碱基对，并形成氢键，A、T配对形成2个氢键，G、C配对形成3个氢键。

开放阅读框(open reading frame,ORF)：位于起始密码子和终止密码子之间的核苷酸序列。

增色效应(hyperchromic effect)：在DNA解链过程中，由于有更多的共轭双键得以暴露，DNA在260纳米波长处的吸光度随之增加，这种现象叫做增色效应。它是监测DNA双链是否发生变性的一个最常用的指标。

熔解温度(melting temperature,Tm)：在DNA解链过程中，紫外吸光度的变化ΔA260达到最大变化值的一半时所对应的温度称为熔解温度，此温度时50%的DNA双链被打开。熔解温度值与DNA长短、碱基GC含量有关，GC含量越高，DNA链越长，熔解温度值就越高。

活性中心(active center)：酶分子中与酶活性相关的必需基团在空间结构上相互靠近，组成具有特定空间结构的区域，能和底物特异地结合并将底物转化成产物，这一区域称为酶活性中心。

同工酶(isoenzyme)：是指催化相同化学反应，但是酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中，在代谢调节上起重要作用。

核酶：具有催化活性的RNA称为核酶，在rRNA的转录后加工过程中起自身剪接的作用，其催化部位有特殊的锤头结构。