生物化学基本要求sky1

1生物化学基本要求蛋白质1.掌握20种氨基酸的名称。三字符号。侧链结构特点及其分类方法。非极性疏水性氨基酸：丙氨酸Ala、缬氨酸Val、亮氨酸Leu、异亮氨酸Ile、脯氨酸Pro、苯丙氨酸Phe、色氨酸Trp、甲硫氨酸Met酸性氨基酸：天冬氨酸Asp、谷氨酸Glu碱性氨基酸：赖氨酸Lys、精氨酸Arg、组氨酸His非解离的极性氨基酸：甘氨酸Gly、丝氨酸Ser、苏氨酸Thr、半胱氨酸Cys、酪氨酸Tyr、天冬酰胺Asn、谷氨酰胺Gln。2.掌握氨基酸的性质：紫外吸收特性，等电点，几个反应（试剂、原理及其应用）。紫外吸收特性：20种Aa在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区(220nm)均有光吸收。在近紫外区(220-300nm)只有Tyr、Phe、Trp有吸收光的能力。max＝280nm氨基酸的等电点pI：氨基酸净电荷为零时所处溶液的pH值。反应：(1)与茚三酮反应-氨基和羧基共同参与的反应脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生黄色物质（因其为亚氨基酸，反应不释放NH3）应用：氨基酸的定性、定量分析（比色法、显色剂、气体分析法）。（2)Sanger(桑格）反应与2，4二硝基氟苯（DNFB）反应应用：分析多肽链或蛋白质的N—端氨基酸。（3）Edman（艾德曼）反应(1950年)——与异硫氰酸苯酯（PITC）反应应用：分析多肽链或蛋白质的N—端氨基酸。3.掌握蛋白质一，二，三，四级结构，超二级结构，结构域的定义，α-螺旋的要点。掌握蛋白质的功能。蛋白质的一级结构:指多肽链内氨基酸残基从N-末端到C-末端的排列顺序，或称氨基酸序列。蛋白质的二级结构:肽链主链不同肽段通过自身的相互作用、形成氢键、沿某一主轴盘绕折叠而形成的局部空间结构。二级结构的类型：α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲蛋白质的三级结构:多肽链在二级结构的基础上通过侧链基团的相互作用进一步盘绕、折叠形成的借各种次级键维持的特定构象。四级结构:由相同或不同亚基按照一定排布方式通过次级键聚合而成的蛋白质结构。超二级结构:是指多肽链上若干相邻的构象单元彼此作用，形成有规则的结构组合体。结构域:在二级结构或超二级结构的基础上形成并相对独立的三级结构局部折叠区，是在空间上能辨认的三维实体。可充当三级结构的组件。α—螺旋结构要点：①肽链主链的盘绕②有左右手之分，天然蛋白质通常为右手ɑ-螺旋③每圈含3.6个Aa残基，螺距为0.54nm；④R侧链伸向外侧，螺圈之间形成链内氢键，氢键的取向几乎与中心轴平行；功能：1.催化功能-酶（如：淀粉酶）2.结构功能-皮、毛、骨、牙、细胞骨架3.运动功能-鞭毛、肌肉蛋白4.防御功能-免疫球蛋白5.运输功能-血红蛋白6.接受或传递信息－受体蛋白7.调节功能-调节或控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达8.贮藏功能-种子中的谷蛋白9.激素、糖蛋白、视色素、味觉蛋白、毒素蛋白等24.掌握维系蛋白质结构的作用力，熟悉结构与功能的关系。一级结构：肽键、二硫键（都属于共价键）二级结构：氢键（主链上—C=O—和N—H之间形成）三、四级结构：二硫键、次级键（氢键、疏水键、离子键、范德华力）蛋白质分子结构与功能关系：同源蛋白质一级结构的种属差异与生物进化，亲缘关系越近，AA顺序的同源性越大，不同生物间存在相同的保守顺序；一级结构的变化引起功能的变化，如分子病、镰刀状贫血病；空间结构与功能的关系：蛋白质执行其生物功能需要相应的空间结构（结构相似→功能相似（载氧），结构决定功能）；变构效应——蛋白质在表达功能的过程中构象发生变化的现象5.掌握蛋白质的理化性质，如酸碱性质，光吸收，胶体性质和沉淀反应，变性（概念，机理，特征，条件）。酸碱性质：胶体性质：分子量大，可形成胶体溶液:布朗运动,丁达尔现象,电泳,不能透过半透膜等。1、透析：提取蛋白质和酶时广泛采用2、亲水胶体：大多数球状蛋白溶于水，能形成稳定的胶体溶液。沉淀反应：（蛋白质溶液的稳定性：电荷、水膜）破坏蛋白质的水膜，中和蛋白质的电荷→蛋白质沉淀高浓度的中性盐、有机溶剂、重金属盐、生物碱等试剂可破坏蛋白质胶体稳定条件，而产生沉淀。蛋白质的变性：天然蛋白质因受到某些物理和化学因素的影响，使蛋白质分子原有的高级结构受到破坏，从而引起蛋白质理化性质和生物学功能的改变或丧失，但未导致一级结构变化。蛋白质变性的本质：①维持蛋白质高级结构的次级键和二硫键被破坏；②蛋白质分子从有序卷曲结构变为无序松散结构；③一级结构完好，分子量和分子组成不变。6.掌握蛋白质分子量的测定方法。沉降速度法、凝胶过滤法（分子筛层析法）、SDS－聚丙稀酰胺凝胶电泳法。7.了解氨基酸和蛋白质分离主要方法的原理和结果（上课讲过的）。a.分离提纯氨基酸方法：电泳法；层析法（最有效）层析法按操作方式不同层析可分为：纸层析，薄层层析，柱层析层析法分离的原理不同层析可分为：分配层析，吸附层析，离子交换柱层析，分子筛层析，亲和层析等原理：利用被分离样品混合物中各组分的物理化学性质的差别,使各组分以不同程度分布在互不相溶的两“相”中。两相中有一相被固定在某种固体的支持介质上，不能流动，称为固定相；而另一相则为液体或气体，可以流动，称为流动相。当流动相经固定相时，由于被分离物各组分在两相中的分配系数（电荷、亲和力、大小）不同，而以不同的速度移动，从而达到分离的目的。纸层析：利用不同的物质在两个互不相溶的溶剂中的分配系数不同而达到分离目的方法薄层层析：将固体支持物均匀地涂在玻璃板或塑料板上，把待分析的混和物点样到薄层上，3然后选择合适的溶剂展开达到分离的目的。柱层析：离子交换：带电性质；凝胶过滤：颗粒大小；亲和层析：特异性亲和力。离子交换柱层析：离子交换柱层析是将一种称为离子交换树脂的大分子聚合物填装于层析柱内进行层析的方法。凝胶过滤层析：原理：凝胶颗粒内部具有多孔网状结构。待分离的混合物流过层析柱时，比凝胶孔径大的分子不能进入凝胶孔内，在凝胶颗粒之间的空隙向下移动，并最先被洗脱出来；比网孔小的分子能不同程度的自由出入凝胶孔内外，在柱内经过的路程较长移动速度较慢，最后被洗脱出来。b.分离提纯蛋白质的主要方法1.凝胶过滤法2.电泳法3.亲和层析法：是利用蛋白质分子的亲和力。此法分离快，所得产品纯度高。(内容有点杂，自己看书)名词解释要求：氨基酸的等电点：氨基酸净电荷为零时所处溶液的pH值。肽键：氨基酸之间脱水后形成的键为肽键，也为酰胺键蛋白质一级结构（二级结构、三级结构、四级结构、高级结构）、超二级结构、结构域（上）α-螺旋：蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。β-折叠：肽链间（1条肽链的若干肽段）侧向聚集，通过相邻肽链主链上的N-H与C=O之间形成的氢键交联而成的扇面状片层结构。亚基：蛋白质的最小共价单位。由一条多肽链或以共价键连接在一起的几条多肽链组成。肽链：氨基酸通过羧基和氨基脱水后，缩合而成的呈现一维伸展形式的产物。分子病：由于基因或DNA分子的缺陷，致使细胞内RNA及蛋白质合成出现异常、人体结构与功能随之发生变异的疾病。DNA分子的此种异常，有些可随个体繁殖而传给后代。蛋白质的变性作用：天然蛋白质因受到某些物理和化学因素的影响，使蛋白质分子原有的高级结构受到破坏，从而引起蛋白质理化性质和生物学功能的改变或丧失，但未导致一级结构变化。蛋白质的复性：变性蛋白质去除变性因素后，恢复原来的空间结构和生物活性的现象。本质：一级结构决定高级结构。盐溶:提高中性盐浓度使在低离子强度溶液中某些蛋白质(如球蛋白)或偶极离子(如半胱氨酸)溶解度增加的现象。盐析:增加中性盐浓度使蛋白质、气体、未带电分子溶解度降低的现象。是蛋白质分离纯化中经常使用的方法，最常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等。必需氨基酸:是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸。沉降系数:用离心法时，大分子沉降速度的量度，等于每单位离心场的速度。Sanger反应:在弱碱性溶液中，氨基酸的α-氨基很容易与2，4-二硝基氟苯作用，生成稳定的黄色2，4-二硝基苯氨基酸。Edman反应:酶1.了解酶的化学本质，催化作用特点，熟悉酶的分类与命名。酶的化学本质:1、大多数酶是蛋白质2、核酶，具有催化活性的RNA酶的催化特征:1.酶和一般催化剂的共性用量少而催化效率高；酶能够改变化学反应的速度，但不能改变化学反应平衡;酶本身在反应前后不发生变化;酶通过降低反应的活化能，4从而加速反应的进行。2.酶与一般催化剂的区别高效性;高度专一性;反应条件温和,易失活;催化活性调控;某些酶催化活力与辅因子有关.分类：1、按化学组成分为：单纯酶——只含氨基酸而不含其它成分结合酶——酶蛋白——专一性和高效性；辅因子——决定反应性质（全酶=酶蛋白+辅因子）2、按结构特点分为：单体酶——只有一条肽链的酶。寡聚酶——由几个或多个亚基组成的酶。多酶络合物——由多种功能相关的酶嵌合而成的复合物。3、根据酶的存在状态：胞内酶：在合成分泌后定位于细胞内发生作用的酶，大多数的酶属于此类。胞外酶：在合成后分泌到细胞外发生作用的酶，主要为水解酶。2.掌握酶的组成（各定义，双成分酶中各成分的含义）。按化学组成分为：单纯酶——只含氨基酸而不含其它成分结合酶（全酶）：全酶=酶蛋白+辅因子按结构特点分为单体酶——只有一条肽链的酶。寡聚酶——由几个或多个亚基组成的酶。多酶络合物——由多种功能相关的酶嵌合而成的复合物根据酶的存在状态：胞内酶、胞外酶3.掌握酶催化作用机理的有关概念：活性中心，必需基因，酶原激活专一性及有关学说（诱导契合学说），熟悉酶催化的高效性及有关理论（活化能，酶催化高性因素等）。活性中心(活性部位):指酶分子中直接和底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位.必需基团：指酶分子中经化学修饰(氧化、还原、酰化、烷化等)改变后，则酶的活性丧失的基团。“锁钥学说”：底物与酶的结合如同钥匙与锁的关系。即底物分子进行化学反应的部位与酶分子活性中心具有紧密互补的关系。“诱导契合”假说：酶表面不存在与底物互补的固定形状，但酶的活性中心具有一定的柔性，两者相遇，底物诱导酶活性中心的构象发生相应的变化，使酶和底物契合而结合成中间络合物，并引起底物发生反应。反应结束，产物从酶上脱落，酶的活性中心又恢复原来的构象。使酶具有高催化效率的因素：①底物与酶的邻近效应和定向效应②“张力”与“变形”③酸碱催化④共价催化⑤活性中心的低介电区域活化能：分子由常态变为活化态所需的能量。指在一定温度下，1mol底物全部进入活化态所需要的自由能，单位J/mol。4.掌握酶促反应动力学：反应速度及初速度含义。反应速度(velocity)：单位时间内底物的消耗量或产物的生成量初速度(initialvelocity)：底物被消耗5%以内的酶促反应速度。（1）.底物的影响：米氏方程及计算，米氏常数意义，双倒数作图法；方程SKSVvmmax5米氏常数Km：即米氏常数是反应速度为最大速度一半时的底物浓度。Km的单位为mol/L。米氏常数Km的意义：Km是反应速度为最大速度一半时的底物浓度Km是酶的特征物理常数；不同的酶具有不同Km值；同一种酶的不同的底物有不同Km值，其中Km值最小的底物为最适底物；Km值可近似表示酶与底物之间的亲和力：Km值大表示亲和力小，酶的催化活性低;Km值小表示亲和力大，酶的催化活性高。双倒数作图法：纵截距=1/V、横截距=-1/Km（2）.酶浓度的影响；v与[E]成正比关系（[S]足够大，v=K2[E]）（3）.PH，温度的影响：如何影响？为什么？在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常称此pH为最适pH。在一定条件下，反应速度最大时的温度为酶的最适温度。（4）.激活剂的影响凡能提高酶活力的物质都称为酶激活剂（5）.抑制剂的影响（各种抑制作用的概念，特点，动力学方程及图形）。酶的抑制作用：因酶蛋白必需基团化学性质的改变而引起酶活力下降或丧失的作用。能够引起酶的抑制作用的化合物称为抑制剂。不可逆抑制作用：抑制剂共价结合酶的活性基团，引起酶的永久性失活；二者结合后不能