2022年医学生物化学重点总结.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 蛋白质的结构和功能第一节 蛋白质分子组成一、组成元素 :N 为特点性元素,蛋白质的含氮量平均为16%.-测生物样品蛋白质含量:样品含氮量6.25 二、氨基酸1.是蛋白质的基本组成单位,除脯氨酸外属L-氨基酸,除了甘氨酸其他氨基酸的-碳原子都是手性碳原子;2.分类:(1)非极性疏水性氨基酸:甘、丙、缬、亮、异亮、苯、脯,甲硫(2)极性中性氨基酸:色、丝、酪、半胱、苏、天冬酰胺、谷氨酰胺(3)(重)酸性氨基酸:天冬氨酸 Asp、谷氨酸 Glu (4)(重)碱性氨基酸:赖氨酸 Lys、精氨酸 Arg、组氨酸 His;三、理化性质1.两性解离:
2、两性电解质,兼性离子静电荷 +1 0 -1 PHPI PH=PI PHPI 阳离子 兼性离子 阴离子等电点: PI=1/2 (pK 1+pK 2)2.紫外吸取性质:多数蛋白质含色氨酸、酪氨酸(芳香族),最大吸取峰都在 280nm;3.茚三酮反应:茚三酮水合物与氨基酸发生氧化缩合反应,成紫蓝色的化合物,此化合物最大吸取峰为 570nm 波长;此反应可作为氨基酸定量分析方法;四、蛋白质分类:单纯蛋白、缀合蛋白(脂、糖、核、金属 pr)五、蛋白质分子结构1.肽:氨基酸通过肽键连接构成的分子肽肽键:两个氨基酸 氨基羧基之间缩合的化学键(CONH )子 的水缩合 成2. 二 肽: 两分子 氨基酸 借一
3、分子的 氨基 与另一 分子 的羧基 脱去 一分3.残基:肽链中的氨基酸分子因脱水缩合而残缺,故被称为氨基酸残基;4.自然存在的活性肽:(1)谷胱甘肽 GSH:谷,半胱,甘氨酸组成的三肽具有仍原性,爱护机体内蛋白质或酶分子免遭氧化,使蛋白质或酶处于活性状态;在谷胱甘肽过氧化物酶催化下,GSH 可仍原细胞内产生的过氧化氢成为水,同时,GSH 被氧化成氧化性 GSSG,在谷胱甘肽仍原酶作用下,被仍原为 GSH GSH 的硫基具有噬核特性,能与外源性的噬电子毒物(如致癌物,药物等)结合,从而阻断,这些化合物与 DNA,RNA 或蛋白质结合,以爱护机体(解毒)(2)多肽类激素及神经肽促甲状腺激素释放激素
4、 TRH神经肽: P 物质( 10 肽)脑啡肽( 5 肽)强啡肽( 17 肽)其次节 蛋白质的分子结构一级 二级 三级 四级定义 蛋白质中氨基酸的数目 蛋白质分子中多肽链 二级结构进一步盘旋 亚基与亚基间呈特定及排列次序 骨架中原子的局部空 折叠成具有肯定规律 的三维空间排布, 并以间排列, 不涉及侧链空 的三维空间结构 非共价键相连接间排布名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 37 页精选学习资料 - - - - - - - - - 形式a-螺旋(上升一圈3.6结构域: 蛋白质构象中亚基(完整的三级结个 ,螺距0.54nm,直径特定的区域; 是由多肽构)0.5nm) -折叠
5、(正向链上相邻的超二级结0.6,反 ,0.7)构的紧密相联) ;形成-转角,无规卷曲,超的结构区域)二级卷曲键 肽键(主)氢键 疏水作用,离子氢键,疏水作用, 盐键和氢键二硫键(次)范德华力意义 是蛋白质空间构象和特 由一级结构打算, 发挥 相对分子质量大的蛋异性生物活性的基础,但 特别生理功能 白质常分为多个结构不是打算空间构象的唯 域执行不同功能一因素 短距离效应 长距离效应超二级结构:即模体(motif ),指在多肽链内次序上相互接近的二级结构常常在空间折叠中靠近,彼此相互作用,形成规章的二级结构聚合体;蛋白质的分类:1.依据组分:(1)单纯蛋白质( 2)缀合蛋白:脂、糖、核、金属pr(
6、非蛋白部分为结合蛋白的辅基)2.外形和空间构象:(1)纤维状:长轴和短轴之比大于 10,不溶于水,韧性支架和外爱护(2)球状:水溶性较好,结构更复杂酶和调控蛋白第三节 蛋白质结构与功能的关系一、一级结构是空间构象的基础1.空间构象遭破坏的核糖核酸酶只要一级结构未被破坏,就可能复原到原先的三级结构,功能依旧存在;2.一级结构是功能的基础;不同种属来源 pr 相像的一级结构(序列同源现象)具有相像的功能同源蛋白质;3.一级结构转变与分子病分子病:蛋白质分子发生变异所导致的疾病,为基因突变导致;镰刀形贫血:谷氨酸缬氨酸二、蛋白质空间结构与功能的关系1.蛋白质的功能依靠于特定的空间结构2.蛋白质在不转
7、变一级结构的前提下,通过变构(配体物质与蛋白质非共价键结合转变构象)可以转变活性三、蛋白质空间的结构转变与疾病1.因蛋白质折叠错误或折叠不能导致构象变化引起的疾病,成为蛋白质构象病2.朊病毒:查不到任何核酸,对各种理化作用有很强抗击力,传染性极强的蛋白质颗粒;(1)细胞型(正常型) :表达于脊椎动物细胞表面,存在于 a-螺旋;(2)瘙痒性(致病型) :是 PrP c 异构体,可胁迫 PrPc转化为 PrP Sc,实现自我复制,并产生病理效应;四、蛋白质的理化性质:两性解 两端氨基和羧基 + 侧链某些基因解离如溶质 pHpI 蛋白质带负电荷如溶液 pH=pI ,为兼性离子,电荷为 0 等电点 体
8、内蛋白质的各种 PI 不同,多接近 5.0 紫外吸 含肽键 220nm 和芳香族氨基酸 280nm处吸光度的测定,常用于蛋白质的定量收名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 37 页精选学习资料 - - - - - - - - - 双缩脲 呈紫色反应,用于检测蛋白质的水解程度反应透析 蛋白质是生物大分子不易透过半透膜,通过半透膜纯化含小分子杂质的蛋白质变性 破坏共价键和二硫键,如一级结构未被破坏,稍微变性后可因去除变性因素而复原活性(复性)沉淀 除去蛋白质的水化膜并中和其电荷,可发生沉淀凝固 蛋白质被强酸强碱变性后,仍能溶于强酸或强碱溶液中,如将强酸或强碱溶液的 PH 值调至等
9、电点, 变性蛋白质结成不溶絮状物,称结絮;如再加热紫状物变得更为坚固,不易再溶于强酸强碱中;(凝固)变性的蛋白质不肯定沉淀,沉淀的蛋白质不肯定变性,但变性的蛋白质易沉淀,凝固的蛋白质均已变性,而且不再溶解;五蛋白质的分别与纯化:1.提取:破裂组织和细胞,将蛋白质溶解于溶液中的过程称为蛋白质的提取;2.纯化:将溶液中的蛋白质相互分别而取得单一蛋白质组分的过程;3.转变蛋白质溶解度使其沉淀的方法:(1)盐析:用高浓度的中性盐将蛋白质从溶液中析出;Eg:硫酸铵硫酸钠氯化钠原理:夺取蛋白质四周的水化膜,破坏其稳固性;(2)加入有机溶剂Eg:丙酮正丁醇乙醇甲醇原理:降低溶液的介电常数,使蛋白质相互吸引;
10、四 补充一、氨基酸分类1.带脂肪烃侧链的氨基酸:丙,缬,亮,异亮2.含芳香环:苯丙 芳香族:酪,色 3.含硫:甲硫氨酸 4.亚氨基酸:脯氨酸 5.含酰胺基:谷氨酰胺,天冬酰胺都含有共轭双键紫外光吸取性质 含疏基:半胱氨酸含羟基:丝苏含羧基(酸性带负电) :天冬氨酸,谷氨酸二、肽1.多肽链两端:自由氨基(氨基末端,N 端),羧基(羧基末端,C 端)2.多肽命名: N 端 C 端3.多肽中肽链4 个原子( C,O,N,H )和相邻两个a碳原子等 6 个原子位于同一酰胺平面,构成肽单元(Peptide Unit)4.抗生素肽:抑制,杀死细菌的多肽核酸是一类含磷的生物大分子化合物,第三章核酸的结构和功
11、能依据组成不同, 可分为核糖核酸 ( RNA )携带和传递遗传信息, 为生命的最基本物质之一;和脱氧核糖核酸(DNA );第 3 页,共 37 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - DNA 核酸RNA mRNA tRNA rRNA 第一节 核酸的化学组成及一级结构 核酸分子的元素组成为 C,H, O, N 和 P,基本单位为核苷酸; (也称单核苷酸)核酸单核苷酸磷酸核苷(脱氧核苷)戊糖(脱氧戊糖)碱基(嘌呤碱,嘧啶碱)一、核苷酸 核苷酸 完全水解 可释放出等摩尔量的含氮碱基,戊糖(脱氧戊糖)和磷酸;1.碱基腺嘌呤( A)嘧啶尿嘧啶( U)嘌
12、呤鸟嘌呤( G)胸腺嘧啶( T)胞嘧啶( C)(1)存在于 DNA 分子中: A, T, C, G;存在于 RNA 中: A, U, C, G;(2)此外,核酸仍含有一些含量很少的碱基,种类很多,大多数为甲基化碱基;2.戊糖(1)核糖构成 RNA ,脱氧核糖构成 DNA ;(2) RNA 分子较 DNA 分子更易发生水解,因此不如 DNA 稳固;3.核苷(1)碱基和核糖(脱氧核糖)通过糖苷键连接成核苷(脱氧核苷);(2)核 苷: AR, GR,UR, CR (3)脱氧核苷: Dar,dGR, dTR, dCR. 4.单核苷酸(1)核苷(脱氧核苷)和磷酸酯键连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)核苷酸:
13、AMP,GMP, UMP, CMP 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 37 页精选学习资料 - - - - - - - - - 脱氧核苷酸:dAMP,dGMP,dTMP,dCMP. 重要的核苷酸衍生物多磷酸核苷酸:NTP (三核酸核苷) , NDPC (二磷酸核苷)环化核苷酸:cAMP( 3,5-环腺甘酸)cGMP(3,5-环鸟苷酸)二、核酸的一级结构1.定义:核酸中 核苷酸 的排列次序;由于核苷酸间的差异主要是碱基的不同,所以也称为碱基序列;2.核苷酸之间以 3 ,5 磷酸二酯键 连接形成多核苷酸链,且多核苷酸链是有方向性的;书写方法:左端标出 5末端,右侧为 3末端例
14、如: 5ACTGCT3 其次节 DNA 的空间结构和功能一、 DNA 的二级结构双螺旋结构模型DNA 双螺旋结构的特点1.DNA 分子由两条反向平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成,两链以一脱氧核苷酸-磷酸,为骨架,以右手螺旋方式绕同一公共轴盘螺旋, 直径为 2nm,形成大沟和小沟相间,碱基垂直螺旋轴居双螺旋内侧,与对侧碱基形成氢键配对(互补配对形式: A=T ,C=G ),相邻碱基平面距离 0.34nm,螺旋一圈螺距 3.4nm,一圈 10 对碱基;2.DNA 双螺旋结构的稳固主要由互补碱基对之间的氢键和碱基积累力来爱护;氢键主持双链横向稳固性,碱基积累力爱护双链纵向稳固性;3.DNA 双螺旋
15、结构的多样性DNA 双螺旋结构是DNA 分子在水性环境和生理环境下最稳固的结构,但当转变溶液的离子浓度或相对温度时,DNA 结构会发生转变;二、 DNA 的超螺旋结构及其在染色质中的组装1.DNA 超双螺旋结构(1)超螺旋结构: DNA 双螺旋链再盘绕成超螺旋结构;(2)正超螺旋:盘绕方向与 DNA 双螺旋方向相同(2)负超螺旋:盘绕方向与 DNA 双螺旋方向相反2.原核生物 DNA 是环状超螺旋结构3.真核生物 DNA 在核内的组装真核生物染色体由 DNA 和蛋白质构成,其基本单位是核小体,DNA (约 146bp)核心颗粒核小体(1)核心颗粒:由长组蛋白八聚休连接区连接区 DNA (约 6
16、0bp)H 1146bp 的 双螺旋 DNA 以超螺旋方式缠绕组蛋白八聚休1.8 圈组成;(2)连接区:由连接区 DNA 和组蛋白 H 1 组成(3)连接区 DNA :连接相邻两个核心颗粒;(4)组蛋白组蛋白种类: H1, H 2A,H 2B,H 3,H4 组蛋白八聚体(核心组蛋白)由各2 分子 H 2A,H 2B,H 3, H4 组成八聚体第 5 页,共 37 页(5)真核生物染色体DNA 组装不同层次的结构名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - (6)染色体是由 DNA 和蛋白质构成的不同层次缠绕线和螺线管结构 三、 DNA 的功能 1.D
17、NA 的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息,并作为基因复制和转录的模板;它是生命遗传的物质基础,也是个体生命活动的信息基础;2.基因就是指在染色体上占有肯定位置的遗传的基本单位或单元;3.基因组是指来自一个遗传体系的一整套遗传信息;4.此外,真核细胞仍有线粒体和叶绿体,分别含有线粒体 第三节 RNA 的功能和结构 RNA 的种类、分布和功能DNA 和叶绿体 DNA ,属于核外遗传物质;核蛋白体 RNA 细胞核和胞液线粒体功能rRNA mt rRNA 核蛋白体组分信使 RNA mRNA mt rRNA 蛋白质合成模板核内不均一RNA HnRNA 成熟 mRNA 的前体核内小 RNA SnRNA
18、参与 HnRNA 的剪接、转运核仁小 RNA SnoRNA rRNA 的加工、修饰胞浆小 RNA ScRNA/TSL-RNA 蛋白质肉质网定位合成的信号识别体组分转运 RNA tRNA mt tRNA 转运氨基酸一、信使 RNA 的结构与功能mRNA 的结构特点1.大多数真核 mRNA 的 5末端均在转录后加上一个 甲基鸟苷 ,同时第一个核苷酸的 C2也是甲基化,形成帽子结构;2.大多数真核 mRNA 的 3末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构,称为多聚 A 尾5m7Gppp AUG UAG AAUAAA polyA35 非翻译区 编码区 3 非翻译区3.帽子结构和多聚 A 尾的功能(1)
19、mRNA 核内向胞质的移位(2)mRNA 的稳固性维系 ( 3)翻译超始的调控4.mRNA 的功能:转录核内 DNA 遗传信息的碱基排列次序,并携带至细胞质,指导蛋白质合成的氨基酸排列次序二、转运 RNA 的结构和功能1.tRNA 分子中含有较多的稀有碱基,含10-20%稀有碱基,如DHU ,3末端为 -CCA-OH , 5末端大多数为G 2.tRNA 二级结构三叶草氨基酸臂, DHU 环,反密码环,额外环,TC 环3.tRNA 的三级结构倒L 形4.tRNA 的功能: 搬运氨基酸到核糖体和识别密码子,参与蛋白质的翻译三、核蛋白休 RNA 的结构和功能1.rRNA 与核糖体蛋白共同构成核蛋白体
20、或称为核糖体,核糖体均由易于解聚的大小两个亚基组成;2.rRNA 的功能:参与组成核蛋白体,作为蛋白质生物合成的场所;3.rRNA 的种类:(依据沉降系数)真核生物原核生物5srRNA 5srRNA 28srRNA 23srRNA 5.8srRNA 16srRNA 18srRNA 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 37 页精选学习资料 - - - - - - - - - 原核生物(大肠杆菌为例)真核生物(以小鼠肝为全例)小亚基30S 1542 个核苷酸40S 1874 个核苷酸rRNA 16S 18S 蛋白质21 种占总量的 40% 33 种占总量的 50% 大亚基50S
21、 2940 个核苷酸60S 4718 个核苷酸 rRNA 23S 28S 蛋白质5S 120 个核苷酸5.8S 160个核苷酸5S 120个核苷酸36 种占总量的 30% 49% 占总量的 35% 第四节核酸的理化性质一、核酸的一般理化性质1.核酸分子中有末端磷酸和很多连接核苷的磷酸残基,为多元酸,具有较强的 酸性;2.核酸分子中仍有含氮碱基上 的碱性基团, 故为两性电解质, 各种核酸分子大小及所带电荷不同,电泳和离子法来分别不同的核酸;二、 DNA 的变性1.定义:在某些理化因素作用下,DNA 双链解开成两条单链的过程;变性并不涉及核苷酸共键(磷酸二脂键)的断裂;2.方法:过量酸、碱、加热、
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