生物化学大学教材

《生物化学大学教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学大学教材（58页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、-生物化学一、生物化学概述(一)生物化学研究的根本内容生物化学是研究生物的化学组成和生命过程中各种化学变化的科学，是研究生命的化学本质的科学。生物化学的研究内容包括以下三个方面：研究生命有机体的化学组成、生物分子，特别是生物大分子的构造、相互关系及其功能。研究细胞中的物质代谢与能量代谢。生物大分子的合成降解及代谢途径的调控细胞中进展的化学过程 。组织和器官机能的生物化学 。 (二)生物化学的开展简史20世纪初，生物化学作为一个独立学科出现。生物化学开展史中，有两个重要的突破。一是1897年发现了酶作为生物催化剂的作用；二是1944发现了核酸作为遗传信息载体的作用。1911 年：Funk 结晶出

2、复合维生素 B，提出vitamine一词，现为vitamin1926 年：Sunmer 首次将酶脲酶结晶，证明了酶的蛋白质本质1946 年获Nobel 奖1944 年：Avery 等人通过细菌的转化试验证实DNA 是遗传信息的载体。未获Nobel 奖20 世纪 50 年代后生物学进入分子水平。该领域一大批科学家先后获得诺贝尔奖。1953年，Watson和Crick推导出了DNA的三维构造。1958 年Nobel：英国化学家 Sanger 测定了胰岛素一级构造。1962 年Nobel：英国物理学家 Kendrew肌红蛋白Perutz血红蛋白解析了蛋白质的三维构造。法国生物学家 Jocob, Mo

3、nod：遗传信息流1965美国生物化学家 Nirenberg：破遗遗传密码1969美国生物化学家 Holly： 解析 tRNA构造19691978 年Nobel：Mitchell 提出氧化磷酸化的偶联学说化学渗透学说英国化学家 Sanger : DNA测序19831989 年Nobel：Cech & Altman 分别发现了 ribozyme。等等其他重要事件我国科学家在生物化学领域所作的突出工作：1965年，我国首次人工合成了结晶牛胰岛素。1973年：*-射线分析出猪胰岛素空间构造1983 年：结合有机合成和酶促合成，实现了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合合成 tRNAAla1981年又成功

4、合成了酵母丙氨酰tRNA。1999 年：参与人类基因组测序方案1%2000年我国生物化学工作者出色地完成了人类基因组方案中1%的测序工作，为世界人类基因组方案的完成奉献了力量。2002年，我国的生物化学工作者又率先完成了水稻的基因组精细图，为水稻的育种和防病奠定基因根底二、蛋白质化学(一)蛋白质的概念与生物学意义1、概念：蛋白质是由氨基酸残基以肽键相连组成的不分支的长链生物大分子。2、意义：蛋白质是构成生物体的根本成分，占细胞干重的 50%。蛋白质是生命过程的执行者，种类繁多，表现出丰富的功能。蛋白质在生物体的生命活动中起着极其重要的作用，的生物功能没有一个是离开蛋白质而实现的，生物个体间表现

5、出的差异是由于其体内蛋白质的奉献。1. 生物体的组成成分-构造蛋白,胶原蛋白2. 酶-生物催化剂3. 运输-血红蛋白,肌红蛋白4. 运动-肌球蛋白,肌动蛋白5. 抗体-免疫球蛋白6. 干扰素7. 遗传信息的控制8. 细胞膜的通透性9. 高等动物的记忆、识别机构3、按形状可将蛋白质分为：纤维状蛋白质：多为构造蛋白。球状蛋白质具有广泛的生物学功能。如酶、蛋白类激素等。4、按构造和功能可将蛋白质分为：简单蛋白：仅有蛋白质组成的、构造简单的蛋白质。结合蛋白：在蛋白质分子中除了含有氨基酸成分外，还要有其他的成分的存在，才能保证蛋白质的正常生物活性的蛋白质。 即包含蛋白质和非蛋白质两局部，其中非蛋白局部通

6、常称为辅基。蛋白质中N的平均含量约16%。每克样品中所含蛋白质的克数= 每克样品中的含氮量克 6.25(二)氨基酸1氨基酸的根本构造和性质1氨基酸具有一级氨基-NH3+和羧基-COOH结合到碳原子C，同时结合到C上的是H原子和各种侧链R基。氨基酸是蛋白质分子的根本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-氨基酸。20种常见氨基酸中的三个特殊氨基酸Gly不具有手性C原子； Pro为亚氨基酸、Cys中的巯基可与另一个Cys的巯基形成二硫键。2). 氨基酸的性质光吸收特性：各种氨基酸在可见区都没有光吸收Tyr, Phe, Trp

7、因苯环上含共轭双键，在紫外光区芳香族氨基酸在280nm处有最大吸收峰色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸的最大吸收波长分别为279、278、259nm 氨基酸的两性解离氨基酸的等电点：对*一种氨基酸而言，当溶液在*一个特定的pH，氨基酸以两性离子的形式存在，并且其所带的正电荷数与负电荷数相等，即净电荷为零。在直流电场中，它既不向正极，也不向负极移动。此时溶液的pH称为这种氨基酸的等电点pI。氨基酸的等电点计算1.侧链不含离解基团的中性氨基酸，其等电点是它的pK1和pK2的算术平均值：pI = (pK1 + pK2)/2 2.对于侧链含有可解离基团的氨基酸，其pI值也决定于两性离子两边的pK值的算术平均值。

8、酸性氨基酸： pI = (pK1 + pK3 )/2 3.对于侧链含有可解离基团的氨基酸，其pI值也决定于两性离子两边的pK值的算术平均值。碱性氨基酸： pI= (pK2 + pK3 )/2 pHpI时，AA带负电，电场中向正极移动pHk+2时，Km=k-1/k+1=Ks。因此，Km可以反映酶与底物亲和力的大小，即Km值越小，则酶与底物的亲和力越大；反之，则越小。 Km可用于判断反响级数：当S100Km时，=Vma*，反响为零级反响，即反响速度与底物浓度无关；当0.01KmS100Km时，反响处于零级反响和一级反响之间，为混合级反响。 Km是酶的特征性常数：在一定条件下，*种酶的Km值是恒定的

9、，因而可以通过测定不同酶特别是一组同工酶的Km值，来判断是否为不同的酶。 Km可用来判断酶的最适底物：当酶有几种不同的底物存在时，Km值最小者，为该酶的最适底物。 Km可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度：当S=10Km时，=91%Vma*，为最适宜的测定酶活性所需的底物浓度。 Vma*可用于酶的转换数的计算：当酶的总浓度和最大速度时，可计算出酶的转换数，即单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。 Km和Vma*的测定：主要采用Lineweaver-Burk双倒数作图法和Hanes作图法。 Lineweaver和Burk将米氏方程作双倒数变换处理，将矩形双曲线变成直线作图，便可较容易地用该直线求得Vma*和Km。2酶浓度对反响速度的影响：当反响系统中底物的浓度足够大时，酶促反响速度与酶浓度成正比，即=kE。 3温度对反响速度的影响：一