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1、第一章 糖类类提要 糖类是是四大类生生物分子子之一,广广泛存在在于生物物界,特特别是植植物界。糖类在生物体内不仅作为结构成分和主要能源,复合糖中的糖链作为细胞识别的信息分子参与许多生命过程,并因此出现一门新的学科,糖生物学。 多数糖糖类具有有(CHH2O)n的的实验式式,其化化学本质质是多羟羟醛、多多羟酮及其其衍生物物。糖类按其其聚合度度分为单单糖,1个单体体;寡糖,含含2-220个单单体;多糖,含含20个个以上单单体。同同多糖是是指仅含含一种单单糖或单单糖衍生物物的多糖,杂多多糖指含含一种以以上单糖糖或加单单糖衍生生物的多多糖。糖糖类与蛋蛋白质或或脂质共共价结合合形成的的结合物物称复合合糖或
2、糖复合物物。 单糖,除除二羟丙酮外外,都含含有不对对称碳原原子(CC*)或称称手性碳碳原子,含含C*的单糖都是不不对称分分子,当当然也是是手性分分子,因因而都具具有旋光光性,一一个C*有两种种构型DD-和L-型或或R-和和S-型。因因此含n个C*的单糖糖有2nn个旋光光异构体体,组成成2n-11对不同的对对映体。任任一旋光光异构体体只有一一个对映映体,其其他旋光光异构体体是它的的非对映映体,仅仅有一个个C*的构构型不同同的两个个旋光异异构体称称为差向向异构体体。单糖的构构型是指指离羧基基碳最远远的那个个C*的构构型,如如果与DD-甘油油醛构型型相同,则则属D系糖,反之之属L系糖,大多多数天然然
3、糖是DD系糖FFischerr E论论证了己己醛糖旋旋光异构构体的立立体化学学,并提提出了在在纸面上上表示单单糖链状状立体结结构的FFisccherr投影式式。许多多单糖在在水溶液液中有变变旋现象象,这是是因为开开涟的单单糖分子子内醇基基与醛基基或酮基基发生可可逆亲核核加成形形成环状状半缩醛醛或半缩缩酮的缘缘故。这这种反应应经常发发生在CC5羟基和和C1醛醛基之间间,而形形成六元元环砒喃糖(如砒喃葡糖)或CC5经基和和C2酮基之之间形成成五元环环呋喃糖(如呋喃果糖糖)。成成环时由由于羰基基碳成为为新的不不对称中中心,出出现两个个异头差差向异构构体,称称和异头物物,它们们通过开开链形式式发生互互
4、变并处处于平衡中中。在标准准定位的的Hswwortth式中中D-单糖糖异头碳碳的羟基在氧氧环面下下方的为为异头物物,上方方的为异头物物,实际际上不像像Hawwortth式所所示的那那样氧环环面上的的所有原原子都处处在同一一个平面面,吡喃糖环环一般采采取椅式式构象,呋喃糖环采取信封式构象。 单糖可可以发生生很多化化学反应应。醛基基或伯醇醇基或两者者氧化成成羧酸,羰基还原原成醇;一般的的羟基参与与成脂、成醚醚、氨基基化和脱脱氧等反反应;异头羟基能通通过糖苷苷键与醇醇和胺连连接,形形成糖苷苷化合物物。例如如,在寡寡糖和多多糖中单单糖与另另一单糖糖通过OO-糖苷苷键相连连,在核核苷酸和核核酸中戊戊糖经
5、NN-糖苷键与心心嘧啶或嘌呤碱相相连。 生物学学上重要要的单糖糖及其衍衍生物有有Glcc, GGal,Mann, FFru,GlccNAcc, GallNAcc,L-Fucc,NeeuNAAc (Siaa),GGlcUAA等它们们是寡糖糖和多糖糖的组分分,许多单单糖衍生生物参与与复合糖糖聚糖链链的组成成,此外单单糖的磷酸酸脂,如如6-磷磷酸葡糖糖,是重重要的代代谢中间间物。 蔗糖、乳乳糖和麦麦芽糖是是常见的的二糖。蔗蔗糖是由由-Glla和- FFru在在两个异异头碳之之间通过过糖苷键连接接而成,它它已无潜潜在的自自由醛基基,因而而失去还还原,成成脎、变旋旋等性质质,并称称它为非非还原糖糖。乳糖
6、糖的结构构是Gaal(1-4)GGlc,麦芽糖是Glc(1-4)Glc,它们的末端葡萄搪残基仍有潜在的自由醛基,属还原糖。环糊精由环糊精葡糖基转移酶作用于直链淀粉生成含6,7或8个葡萄糖残基,通过-1,4糖苷键连接成环,属非还原糖,由于它的特殊结构被用作稳定剂、抗氧化剂和增溶剂等。 淀粉、糖原和纤维素是最常见的多糖,都是葡萄糖的聚合物。淀粉是植物的贮存养料,属贮能多糖,是人类食物的主要成分之一。糖原是人和动物体内的贮能多糖。淀粉可分直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉分子只有-1,4连键,支链淀粉和糖原除-1,4连键外尚有-1,6连键形成分支,糖原的分支程度比支链淀粉高。纤维素与淀粉、糖原不同,它是由
7、葡萄糖通过-1.4糖苷键连接而成的,这一结构特点使纤维素具有适于作为结构成分的物理特性,它属于结构多糖。肽聚糖是是细菌细细胞壁的的成分,也也属结构构多糖。它可看看成由一一种称胞胞壁肽的基本本结构单单位重复复排列构构成。胞胞壁肽是一个个含四有有序侧链链的二糖糖单位,GG1cNNAc(1-4)MMurNNAc,二二糖单位位问通过过-1,4连接接成多糖糖,链相相邻的多多糖链通通过转肽肽作用交交联成一一个大的的囊状分分子。青青霉素就就是通过过抑制转转肽干扰新新的细胞胞壁形成成而起抑抑菌作用用的。磷壁酸酸是革兰兰氏阳性细菌细胞壁壁的特有有成分;脂多糖糖是阴性性细菌细细胞壁的的特有成成分。糖蛋白是是一类复
8、复合糖或或一类缀缀合蛋白白质。许许多膜内内在蛋白白质加分分泌蛋白白质都是是糖蛋白白糖蛋白白和糖脂脂中的寡寡糖链,序序列多变变,结构构信息丰富,甚甚至超过过核酸和和蛋白质质。一个个寡搪链链中单糖糖种类、连连接位置置、异头头碳构型型和糖环类型型的可能能排列组组合数目目是一个个天文数数字。糖糖蛋白中中寡糖链链的还原原端残基基与多肽链氨基基酸残基基之间的的连接方方式有:N-糖糖太键,如如- GllcNAAc-AAsn和和O-糖糖肽链,如如-GaalNAAc-TThr/Serr, -Gaal-HHyl, -L-Araaf-HHyp,N-连连接的寡寡糖链(N-糖糖链)都都含有一一个共同同的结构构花式称称核
9、心五五糖或三甘甘露糖基基核心,NN-糖链可可分为复复杂型、高高甘露糖糖型和杂杂合型三三类,它它们的区区别王要要在外周周链,OO-糖链链的结构构比N-糖链简单单,但连连接形式式比N-糖链的的多。糖蛋白中中的寡糖糖链在细细胞识别别包括细细胞粘着着、淋巴巴细胞归归巢和精精卵识别别等生物物学过程程中起重重要作用用。在人红细细胞表面面上存在在很多血血型抗原原决定簇簇,其中中多数是是寡糖链。在在ABOO血型系系统中AA,B,OO(H)三个抗原决定簇只差一个单糖残基,A型在寡糖基的非还原端有一个GalNAc,B型有一个Gal,O型这两个残基均无。 凝集素素是一类类非抗体体的能与与糖类专一结合的的蛋白质或或糖
10、蛋白,伴伴刀豆凝凝集素AA(CoonA),花生生凝集素素等属植植物凝集集素;细细菌和病病毒也有有凝集素素,如流流感病毒毒含红细细胞凝集集素。作作为各类类白细胞胞CAMM的选择择蛋白家家族也属属于凝集集素。此此家族中中已知有有L、E、PP三种选选择蛋白白,它们们通过细细胞粘着产生生多种生物学学效应,如如免疫应应答、炎炎症反应应、肿瘤瘤转移等等。 糖胺聚聚糖和蛋蛋白聚糖糖是动物物细胞外外基质的的重要成成分。糖糖胺聚糖糖是由己己糖醛酸和和己糖胺胺组成的的二糖单单位重复复构成。多数糖糖胺聚糖糖都不同同程度地地被硫酸酸化如44-硫酸酸软骨素素、硫酸酸角质素素等。糖糖胺聚搪搪多以蛋蛋白聚糖糖形式存存在,但
11、但透明质质酸是例例外。蛋蛋白聚糖糖是一类类特殊的糖糖蛋白,由由一条或或 多条条糖胺聚聚糖链和和一个核核心蛋白白共价连连接而成成。有的的蛋白聚聚糖以聚聚集体(透明质质酸分子子为核心心)形式式存在。它它们是高高度亲水水的多价价阴离子子,在维持持皮肤、关关节、软软骨等结结缔组织织的形态态和功能能方面起起重要作作用。 寡糖链链结构分分析的一一般步骤骤是:分分离提纯纯待测定定的完整整糖链,对对获得的的均一样样品用GGLC法法测定单单糖组成成,根据据高碘酸酸氧化或或甲基化化分析确确定糖苷苷键的位位置,用用专一性性糖苷酶确定定糖苷键的的构型。糖糖链序列列可采用用外切糖糖苷酶连续续断裂或或FABB - MS等
12、等方法加加以测定定。习题1255=322解:考虑虑到C11、C22、C33、C44、C55各有两两种构象象,故总总的旋光光异构体体为255=322个。2200;322解:一个个单糖的的C1可可以与另另一单糖糖的C11、C22、C33、C44、C66形成糖糖苷键,于于是-D-吡喃半半乳基-D-吡喃葡葡萄糖苷苷、-D-吡喃半半乳基-D-吡喃葡葡萄糖苷苷、-D-吡喃葡葡萄糖基基-D-吡喃半半乳糖苷苷、-D-吡喃葡葡萄糖基基-D-吡喃半半乳糖苷苷各有5种,共共54=200个异构构体。糖蛋白上上的二糖糖链其中中一个单糖糖的C11用于连连接多肽肽,C22、C33、C44、C66用于和和另一单单糖的CC1形
13、成成糖苷键键,算法法同上,共共有44=116个,考考虑到二二糖与多多肽相连连时的异异头构象象,异构构体数目目为1662=332个。3写出出-D-脱氧核核糖、-D-半乳糖糖、- L-山梨糖糖和-D-N-乙酰神经氨氨酸(唾液酸酸)的FFisccherr投影式式,Haaworrth式式和构象象式。4A、- DD-f-Fruu;B、-L- p-Glc; C、R; D、S5。异头物物的比率率为366.5%,异头物物为633.5%解:设异头物物的比率率为x,则则有1112.22x+118.77(1x)=52.7,解解得x=36.5%,于于是(11x)= 663.55%。6)(a)2.59106; (bb)
14、11.24%解:(aa)Mrr=0.5/(0.119310-66)= 22.599106(b)334710-661633/0.5=111.33%7解:G0= -RTlln(cc2/cc1)=-8.31443000ln(62.7/337.33)=-1.330 kkJ /moll8。78000残基基/s解:00.3/(24436000)/0.4510-99=78800残残基/ss9经还还原可生生成山梨梨醇(DD-葡萄萄醇)的的单糖有哪些些?LL-山梨梨糖;DD-葡萄糖糖;L-古洛糖糖;D-果糖10解解:麦芽芽糖(型):Glcc(14)GGlc纤维二糖糖(型):Glcc(14)GGlc龙胆糖:Glc
15、c(16)GGlc水苏糖:Gall(16)GGal(16)GGlc(12)FFru11解解释它们们各自性性质的生生物学优优点。12答:肽聚糖糖:革兰兰氏阳性性细菌和和阴性细细菌共有有;磷壁壁酸:革兰氏氏阳性细菌菌特有;脂多糖糖:革兰兰氏阴性性细菌特特有。两两种糖肽肽键有区区别:肽肽聚糖中中为NAAM的CC3羟基基与D-Alaa羧基相相连;糖糖蛋白中中是糖的的C1羟羟基与多多肽Assn-氨基NN或Thhr/SSer/Hyll/Hyyp羟基基O相连连。13假假设一个个细胞表表面糖蛋蛋白的一一个三糖糖单位在在介导细细胞与细细胞粘着着中起关关键作用用。试设设计一个个简单试试验以检检验这一一假设。如果果
16、糖蛋白白的这个个三糖单单位在细细胞相互互作用中中是关键键的,则则此三糖糖本身应应是细胞胞粘着的的竞争性性抑制剂剂14答:(1)复杂型型( ccompplexx tyype)这类NN-糖链链,除三三甘露糖糖基核心心外,不不含其他他甘露糖糖残基。还还原端残残基为GGlcNNAc1的外链链与三甘甘露糖基基核心的的两个-甘露露糖残基基相连,在三类类N-糖糖链中复复杂型结结构变化化最大(2)高高甘露糖糖型(hhighh-maannoose typpe)此此型N-糖链除除核心五五糖外只只含-甘露露糖残基基。(3)杂杂合型(hybbridd tyype )此型型糖链具具有复杂杂型和高高甘露糖糖型这两两类糖链
17、链的结构构元件。15答答:(11)糖链链在糖蛋蛋白新生生肽链折叠和缔合合中的作作用;(2)糖链影影响糖蛋蛋白的分分泌和稳稳定性。(例见见教材PP60P611)1617透明质质酸18答答:由于于分子表表面含有有很多亲亲水基团团,能结结合大量量的水,形形成透明明的高粘粘性水合合凝胶,如如一个透透明质酸酸(HAA)分子子在水中中将占据据100001100000倍于于自身体体积的空空间。19举举例说明明内切糖糖苷酶和和外切糖糖苷酶在在聚糖链链结构测测定中的的作用。(见教材P73)20D -Gall(16)DD-Gaal(14)DD-Gllc第二章 脂质质提要 脂质是是细胞的的水不溶溶性成分分,能用用有
18、机溶溶剂如乙乙醚、氯氯仿等进进行提取取。脂质按化化学组成成可分为为单纯脂脂质、复复合脂质质和衍生生脂质;按生物物功能可可分为贮贮存脂质质、结构构脂质和和活性脂脂质。天然脂肪肪酸通常常具有偶偶数碳原原子,链链长一般般为122-222碳。脂脂肪酸可可分为饱饱和、单单不饱和和与多不不饱和脂脂肪酸。不不饱和脂脂肪酸的的双键位位置,有有一个双双键几乎乎总是处处于C99-C110之间(9)并且且一般是是顺式的的。脂肪肪酸的物物理性质质主要决决定于其其烃链的长长度与不不饱和程程度。必需脂肪肪酸是指指对人体体的功能能不可缺缺少,但但必须由由膳食提供供的两个个多不饱和脂脂肪酸,亚油酸酸和-亚麻酸酸;前者属属-6
19、家族族,后者-3家族族。 类二十十碳烷主主要是由由20碳碳的花生生四烯酸酸衍生而而来并因因此得名名,包括括前列腺腺素、凝凝血恶烷烷和白三三烯,它它们是体体内的局局部激素素。 三酰甘油或或甘油三三脂 (TTG)是是由脂肪肪酸与甘甘油形成成的三脂脂。三酰甘油可可分简单单三酰甘油和和混合三三酰甘油。天然油油脂是简简单和混混合三酰酰甘油的的混合物物。三酰酰甘油与与碱共热热可发生生皂化,生生成脂肪肪酸盐(皂)和和甘油。三三酰甘油也也和游离离脂肪酸酸一样,它它的不饱饱和键能能发生氢氢化、卤卤化和过过氧化作作用。测测定天然然油脂的的皂化值值、碘值值、酸值值和乙酰酰化值,可可确定所所给油脂脂的特性性。三酰酰甘
20、油主要作为为贮存燃燃料,以以油滴形形式存在在于细胞胞中。 蜡是指指长链脂脂肪酸和和长链一一元醇或或固醇形形成的酯酯。天然然蜡如蜂蜂蜡是多多种蜡酯酯的混合物。蜡是海海洋浮游游生物中中代谢燃燃料的主主要贮存存形式。蜡蜡还有其其他的生生物功能能如防水水、防侵侵袭等。 脂质过过氧化定定义为多多不饱和和脂肪酸酸或多不不饱和脂脂质的氧氧化变质质。它是是典型的的活性氧氧参与的的自由基链链式反应应。活性性氧(OO-2、OH、HH2O2、O2等)使使生物膜膜发生脂脂质过氧氧化,造造成膜的的损伤、蛋蛋白质和和核酸等等大分子子的异常常。脂质质过氧化化与多种种疾病有有关。体内的的抗氧化化剂如超超氧化物物歧化酶酶(SO
21、OD)、维生生素E等等是与脂脂质过氧氧化坑衡衡的保护护系统。 磷脂包包括甘油油磷脂和和鞘磷脂脂。甘油油磷脂是是由snn-甘油-3-磷酸衍衍生而来来,最简简单的甘甘油磷脂脂是3-sn-磷脂酸酸,它是其其他甘油油磷脂的的母体。磷磷脂酸进进一步被被一个极极性醇(如胆碱碱、乙醇醇胺等)酯化,则则形成各各种甘油油磷脂如如磷脂酰酰胆碱和和磷脂酰酰乙醇胺胺。鞘磷磷脂是由由鞘氨醇代替替甘油磷磷脂中的的甘油形形成的磷磷脂。鞘鞘氨醇是是种长链链的氨基基醇。其其2-位氨基基以酰胺键与与脂肪酸酸连接形形成神经经酰胺,这这是这类类磷脂的的母体。神神经酰胺的11-位羟基被磷磷酰胆碱或或磷酰乙醇胺脂脂化则形形成鞘磷磷脂。磷
22、磷脂是两两亲分子子,有一一个极性性头基和和一个非非极性尾尾,在水水介质中中能形成成脂双层层;它们主主要参与与膜的组组成。 糖脂主主要是鞘鞘糖脂,它它也是神神经酰胺的衍衍生物,在在神经酰酰胺的11-位羟基通过过糖苷键与糖糖基连接而而成鞘糖糖脂。重重要的鞘鞘糖脂有有脑苷脂和神神经节苷苷脂,后后者含有有唾液酸酸。作为为膜脂的的鞘糖脂脂与细胞胞识别以以及组织织、器官官的特异异性有关关。萜类可看看成是异异戊二烯烯(CSS)的聚聚合物,有有倍半萜萜、双萜、三萜、四萜等。萜的结构构有线形形的,也也有环状的。许许多植物物精油、光光合色素素和甾类的前前体鲨烯都是是萜。 类固醇醇或称甾甾类,是是环戊烷烷多氢菲菲的
23、衍生生物。固固醇或甾甾醇是类类固醇中中的一大大类,其其结构特特点是在在甾核的CC3上有有一个羟基,CC17上上有一个个含810个个碳的烃烃链。固固醇存在在于大多多数真核核细胞的的膜中但但细菌不不含固醇。胆固固醇是最最常见的的一种动动物固醇醇,参与与动物细细胞膜的的组成。胆胆固醇也也是体内内类固醇醇激素和和胆汁酸酸(胆酸酸、鹅胆胆酸和脱氧氧胆酸)的前体体。胆固固醇与动动脉粥样样硬化有有关。植植物固醇醇如谷固固醇、豆豆固醇,它它们自身身不易被被肠粘膜膜吸收并并能抑制制胆固醇醇吸收。 脂蛋白白是由脂脂质和蛋蛋白质以以非共价价键结合合而成的的复合体体。脂蛋蛋白中的的蛋白质质部分称称载脂蛋蛋白。血血浆脂
24、蛋蛋白是血血浆中转转运脂质质的脂蛋蛋白颗粒粒。由于于各种血血浆脂蛋蛋白的密密度不同同可用超超离心法把它它们分成成5个组组分(按按密度增增加为序序):乳乳糜微粒粒,极低低密度脂脂蛋白(VLDL),中中间密度度脂蛋白白(IDDL),低密度度脂蛋白白(LDDL)和和高密度度脂蛋白白(HDDL)。血浆脂蛋白都是球球形颗粒粒,有一一个由三三酰甘油和和胆固醇醇脂组成的的疏水核核心和一个个由磷脂脂、胆固固醇和载载脂蛋白白参与的的极性外外壳。载载脂蛋白白的主要作用用是增溶溶疏水脂脂质和作作为脂蛋蛋白受体体的识别别部位。测定脂质质组成时时,脂质质可用有有机溶剂剂从组织织中提取取,用薄薄层层析析或气液液色谱进进行
25、分离离。单个个的脂质质可根据据其层析析行为,对对专一性性酶水解解的敏感感性或质质谱分析析加以鉴鉴定。习题1答:天然脂脂肪酸通通常具有有偶数碳碳原子,链链长一般般为122-222碳。脂脂肪酸可可分为饱饱和、单单不饱和和与多不不饱和脂脂肪酸。不不饱和脂脂肪酸的的双键位位置,有有一个双双键几乎乎总是处处于C99-C110之间间(9),并并且一般般是顺式式的。2解:(a) 333=27种种;(b) 33+11=100种3答:(a)油酸有有一个9顺式式双键,有有序性校校差;而而硬脂酸酸有序性性高,故故熔点也也高; (b)硬脂酸酸。因为为熔点随随链长的的增加而而增加。4解:Mr=(35610000)/(2
26、65)=12992I 值值=0.511000/0.5=1102 (1100gg油脂卤卤化时吸吸收I的克数数)5解:1000g油脂脂的物质质的量=(21101000)/(35610000)=0.1125mmol平均双键键数=(68/2544)/00.12252个6答:(a)自由基:自由基基也称游游离基,是是指含有有奇数价价电子并并因此在在一个轨轨道上具具有一个个未(不不)成对对电子(unppairred eleectrron)的原子子或原子子团。活性氧:氧或含含氧的高高反应活活性分子子,如OO-2、OH、HH2O2、O2 (单单线态氧氧)等统统称为活活性氧。自由基链链反应:自由基基化学性性质活泼
27、泼,能发发生抽氢氢、歧化化、化合合、取代代、加成成等多种种反应,但但是自由由基反应应的最大大特点是是倾向于于进行链链式反应cchaiin rreacctioon ) ,链链反应一一般包括括3个阶阶段:引引发、增增长和终终止。抗氧化剂剂:凡具具有还原原性而能能抑制靶靶分子自自动氧化化即抑制制自由基基链反应应的物质质称为抗抗氧化剂剂(anntiooxiddantt ) 。(b)多多不饱和和脂肪酸酸(PUUFA)中中的双键键具有潜潜在的还还原性,容容易发生生过氧化化作用。7为解解决甘油磷脂构型型上的不不明确性性,国际际生物化化学命名名委员会会建议采采取立体体专一编编号命名名原则。试试以磷酸甘油油为例
28、说说明此命命名原则则。8答:(a)磷脂酰酰胆碱、磷磷脂酰乙乙醇胺;(b)磷脂酰酰丝氨酸酸、磷脂脂酰肌醇醇、磷脂脂酰甘油油,-11;双磷磷脂酰甘甘油(心心磷脂),-2;(c) 磷脂酰酰胆碱、磷磷脂酰乙乙醇胺。9(a)脂脂肪酸,长长链醇;(bb)甘油油,脂肪肪酸;(c)糖,长链链醇10答答:(aa)乙醇醇胺;脂脂肪酸 (b)磷酰胆胆碱或磷磷酰乙醇醇胺;脂脂肪酸和和烃链 (c)半乳糖糖;脂肪肪酸和烃烃链 (d)连有唾唾液酸的的寡糖链链;脂肪肪酸和烃烃链 (e)C3羟羟基;甾甾核和CC17烷烷烃侧链链11答答:(aa)环上的的双键数数日和位位置不同同;取代基基的种类类、数目目、位置置和取向向()不同同
29、;环和环环稠合的的构型(顺反异异构)不不同。 (b)动物中中从胆固固醇衍生生来的类类固醇包包括5类类激素:雄激素素、雌激激素、孕孕酮、糖糖皮质激激素和盐盐皮质激激素,维维生素DD和胆汁汁酸。12胆胆酸是人人胆汁中中发现的A-B顺式式类固醇醇(图22-188) 。请请按图22-15所所求椅式构构象画出出胆酸的的构象式式,并以以直立键键或平伏伏键标出出 C33, CC7和CC12上上3个羟基。13448.66%载脂脂蛋白,551.44%脂质质解:设设载脂蛋蛋白的体体积分数数是x,则有11.355x+00.900(1x)=1.008,解解得x=0.44于是质量量分数为为(0.41.335)/ 00.
30、41.335+(100.4)0.990=0.5514解解:设摩摩尔比为为1/xx,则有有50000000/5990x=25/50,解得xx=1669515用用化学方方法把鞘鞘磷脂与磷脂酰胆碱区区分开来来。第三章 氨基基酸提要-氨基基酸是蛋蛋白质的的构件分分子,当当用酸、碱碱或蛋白白酶水解解蛋白质质时可获获得它们们。蛋白白质中的的氨基酸酸都是LL型的。但但碱水解解得到的的氨基酸酸是D型型和L型型的消旋旋混合物物。参与蛋白白质组成成的基本本氨基酸酸只有220种。此此外还有有若干种种氨基酸酸在某些些蛋白质质中存在在,但它它们都是是在蛋白白质生物物合成后后由相应应是基本本氨基酸酸(残基基)经化化学修饰
31、饰而成。除除参与蛋蛋白质组组成的氨氨基酸外外,还有有很多种种其他氨氨基酸存存在与各各种组织织和细胞胞中,有有的是-、-或-氨基基酸,有有些是DD型氨基基酸。氨基酸是是两性电电解质。当当pH接近近1时,氨氨基酸的的可解离离基团全全部质子子化,当当pH在113左右右时,则则全部去去质子化化。在这这中间的的某一ppH(因因不同氨氨基酸而而异),氨氨基酸以以等电的的兼性离离子(HH3N+CHRRCOOO-)状态态存在。某某一氨基基酸处于于净电荷荷为零的的兼性离离子状态态时的介介质pHH称为该该氨基酸酸的等电电点,用用pI表示示。所有的-氨基基酸都能能与茚三三酮发生生颜色反反应。-NH2与2,4-二二硝
32、基氟氟苯(DDNFBB)作用用产生相相应的DDNP-氨基酸酸(Saangeer反应应);-NH2与苯乙乙硫氰酸酸酯(PPITCC)作用用形成相相应氨基基酸的苯苯胺基硫硫甲酰衍衍生物( Edmman反反应)。胱胱氨酸中中的二硫硫键可用用氧化剂剂(如过过甲酸)或或还原剂剂(如巯巯基乙醇醇)断裂裂。半胱胱氨酸的的SH基基在空气气中氧化化则成二二硫键。这这几个反反应在氨氨基酸荷荷蛋白质质化学中中占有重重要地位位。除甘氨酸酸外-氨基基酸的-碳是是一个手手性碳原原子,因因此-氨基基酸具有有光学活活性。比比旋是-氨基基酸的物物理常数数之一,它它是鉴别别各种氨氨基酸的的一种根根据。参与蛋白白质组成成的氨基基酸
33、中色色氨酸、酪酪氨酸和和苯丙氨氨酸在紫紫外区有有光吸收收,这是是紫外吸吸收法定定量蛋白白质的依依据。核核磁共振振(NMMR)波波谱技术术在氨基基酸和蛋蛋白质的的化学表表征方面面起重要要作用。氨基酸分分析分离离方法主主要是基基于氨基基酸的酸酸碱性质质和极性性大小。常常用方法法有离子子交换柱柱层析、高高效液相相层析(HHPLCC)等。习题1.。表3-11 氨氨基酸的的简写符符号名称三字母符符号单字母符符号名称三字母符符号单字母符符号丙氨酸(alaaninne)AlaA亮氨酸(leuucinne)LeuL精氨酸(argginiine)ArgR赖氨酸(lyssinee)LysK天冬酰氨氨(asspar
34、ragiiness)AsnN甲硫氨酸酸(蛋氨酸酸)(mmethhionninee)Met M天冬氨酸酸(assparrticc accid)AspD苯丙氨酸酸(phhenyylallaniine)PheF半胱氨酸酸(cyysteeinee)CysC脯氨酸(praalinne)ProP谷氨酰氨氨(gllutaaminne)GlnQ丝氨酸(serrinee)SerS谷氨酸(gluutammic aciid)GluE苏氨酸(thrreonninee)ThrT甘氨酸(glyycinne)GlyG色氨酸(tryyptoophaan)TrpW组氨酸(hisstiddinee)HisH酪氨酸(tyrrosi
35、ine)TyrY异亮氨酸酸(issoleeuciine)IleI缬氨酸(vallinee)ValVAsn和和/或AAspAsxBGln和和/或GGluGlsZ2、解:pH = ppKa + llg200% ppKa = 110.553(见表33-3,PP1333) pH = 110.553 + lgg20% = 9.8833、44.6解:ppH = pKKa + lgg2/33 pKKa = 4.25 pH = 44.255 + 0.1176 = 44.42264、(a)约约1.446,(b)约约11.5, (c)约6.0055、ppI:66.022;5.02;3.222;110.776解:p
36、II =1/22(pKKa1+ pKKa2) pI(Alaa) = 1/2(22.344+9.69)=6.002pI(CCys) = 1/22(1.71+110.778)=5.002pI(GGlu) = 1/22(2.19+44.255)=3.22pI(AAla) = 1/22(9.04+112.448)=10.766pHH:2.71;9.223解:pHH1=pKKa1+lg(7/33)=22.711 pH22=pKKa2+lg(3/77)=99.2337、44.455g8、解:由pH=pK11+lgg(Hiis2+/10-66.4)=pKrr+lgg(Hiis+/Hiss2+)=pK2+lg
37、g(Hiis0/ Hiis+)得Hiss2+为11.78810-44,Hiss+为0.0711,Hiis0为2.810-449、取取组氨酸酸盐酸盐盐41.92gg(0.2mool),加加入3552mll 1moll/L KOHH,用水水稀释至至1L10、解解:茚三三酮在弱弱酸性溶溶液中与与-氨基基酸共热热,引起起氨基酸酸氧化脱脱氨脱羧羧反映,(其其反应化化学式见见P1339),其其中,定定量释放放的COO2可用测测压法测测量,从从而计算算出参加加反应的的氨基酸酸量。11、a)。a=+115.1112、标标出异亮亮氨酸的的4个光光学异构构体的(RR,S)构构型名称称。参参考图33-15513、解
38、解:根据据逆流分分溶原理理,可得得:对于Glly:Kd = CCA/CB = 4 = q(动相)/p(静相相) p+qq = 1 = (11/5 + 44/5) 44个分溶溶管分溶溶3次:(1/5 + 4/5)3=1/1255+2/1255+488/1225+664/1125对于Phhe:Kd = CCA/CB = 2 = q(动相)/p(静相相) p+qq = 1 = (11/3 + 22/3) 44个分溶溶管分溶溶3次:(1/3 + 2/3)3=1/27+6/27+12/27+8/27故利用44个分溶溶管组成成的分溶溶系统中中,甘氨氨酸和苯苯丙氨酸酸各在44管和第第3管中中含量最最高,其其
39、中:第4管:Glyy:64/12551000=511.2 mg PPhe:8/22781=24 mg第3管:Glyy:48/12551000=388.4 mg PPhe:12/2781=36 mg14、Ileelyys;Phee, Serr;Leuu VVal AAla,;Vall PPro;GluuAssp;Tyrr AAlaSerrHiss解:根据据P1551 图图3-225可得得结果。15解解:在ppH3左左右,氨氨基酸与与阳离子子交换树树脂之间间的静电电吸引的的大小次次序是减减刑氨基基酸(AA2+)中性氨氨基酸(A+)酸性氨氨基酸(A0)。因此此氨基酸酸的洗出出顺序大大体上是是酸性氨氨
40、基酸、中中性氨基基酸,最最后是碱碱性氨基基酸,由由于氨基基酸和树树脂之间间还存在在疏水相相互作用用,所以以其洗脱脱顺序为为:Assp, Thrr, GGly, Leeu, Lyss。第四章 蛋白白质的共共价结构构提要蛋白质分分子是由由一条或或多条肽肽链构成成的生物物大分子子。多肽肽链是由由氨基酸酸通过肽肽键共价价连接而而成的,各各种多肽肽链都有有自己特特定的氨氨基酸序序列。蛋蛋白质的的相对分分子质量量介于660000到100000000或或更高。蛋白质分分为两大大类:单单纯蛋白白质和缀缀合蛋白白质。根根据分子子形状可可分为纤纤维状蛋蛋白质、球球状蛋白白质和膜膜蛋白质质。此外外还可按按蛋白质质的
41、生物物学功能能分类。为了表示示蛋白质质结构的的不同组组织层次次,经常常使用一一级结构构、二级级结构、三三级结构构和四级级结构这这样一些些专门术术语。一一级结构构就是共共价主链链的氨基基酸序列列,有时时也称化化学结构构。二、三三和四级级结构又又称空间间结构(即即三维结结构)或或高级结结构。蛋白质的的生物功功能决定定于它的的高级结结构,高高级结构构是由一一级结构构即氨基基酸序列列决定的的,二氨氨基酸序序列是由由遗传物物质DNNA的核核苷酸序序列规定定的。肽键(CCONH)是是连接多多肽链主主链中氨氨基酸残残缺的共共价键,二二硫键是是使多肽肽链之间间交联或或使多肽肽链成环环的共价价键。多肽链或或蛋白
42、质质当发生生部分水水解时,可可形成长长短不一一的肽段段。除部部分水解解可以产产生小肽肽之外,生生物界还还存在许许多游离离的小肽肽,如谷谷胱甘肽肽等。小小肽晶体体的熔点点都很高高,这说说明短肽肽的晶体体是离子子晶格、在在水溶液液中也是是以偶极极离子存存在的。测定蛋白白质一级级结构的的策略是是:(11)测定定蛋白质质分子中中多肽链链数目;(2)拆拆分蛋白白质分子子的多肽肽链;(33)断开开多肽链链内的二二硫桥;(4)分分析每一一多肽链链的氨基基酸组成成;(55)鉴定定多肽链链的N-末端和和C-末末端残基基;(66)断裂裂多肽链链成较小小的肽段段,并将将它们分分离开来来;(77)测定定各肽段段的氨基
43、基酸序列列;(88)利用用重叠肽肽重建完完整多肽肽链的一一级结构构;(99)确定定半胱氨氨酸残基基形成的的S-SS交联桥桥的位置置。序列分析析中的重重要方法法和技术术有:测测定N-末端基基的苯异异硫氰酸酸酯(PPITCC)法,分分析C-末端基基的羧肽肽酶法,用用于多肽肽链局部部断裂的的酶裂解解和CNNBr化学裂裂解,断断裂二硫硫桥的巯巯基乙醇醇处理,测测定肽段段氨基酸酸序列的的Edmman化化学降解解和电喷喷射串联联质谱技技术,重重建多肽肽链一级级序列的的重叠肽肽拼凑法法以及用用于二硫硫桥定位位的对角角线电泳泳等。在不同生生物体中中行使相相同或相相似功能能的蛋白白质称同同源蛋白白质。同同源蛋白
44、白质具有有明显的的序列相相似性(称序列列同源),两个个物种的的同源蛋蛋白质,其其序列间间的氨基基酸差异异数目与与这些物物种间的的系统发发生差异异是成比比例的。并并根据同同源蛋白白质的氨氨基酸序序列资料料建立起起进化树树。同源源蛋白质质具有共共同的进进化起源源。在生物体体内有些些蛋白质质常以前前体形试试合成,只只有按一一定方式式裂解除除去部分分肽链之之后才出出现生物物活性,这这一现象象称蛋白白质的激激活。血血液凝固固是涉及及氨基酸酸序列断断裂的一一系列酶酶原被激激活的结结果,酶酶促激活活的级联联放大,使使血凝块块迅速形形成成为为可能。凝凝血酶原原和血清清蛋白原原是两个个最重要要的血凝凝因子。血血
45、纤蛋白白蛋白原原在凝血血酶的作作用下转转变为血血清蛋白白凝块(血血块的主主要成分分)。我国在220世纪纪60年年代首次次在世界界上人工工合成了了蛋白质质结晶晶牛胰岛岛素。近近二、三三十年发发展起来来的固相相肽合成成是控制制合成技技术上的的一个巨巨大进步步,它对对分子生生物学和和基因工工程也就就具有重重要影响响和意义义。至今今利用MMerrrifiieldd固相肽肽合成仪仪已成功功地合成成了许多多肽和蛋蛋白质。习题1.解:101120000/1120=1011002、有解解:1、NN-末端端分析:FDNNB法得得:Assp-; 2、CC-末端端分析:羧肽酶酶法得:-Vaal; 3、胰胰蛋白酶酶只断裂裂赖氨酸酸或精氨氨酸残基基的羧基基形成的的肽键,得得到的是是以Arrg和Lyss为C-末端残残基的肽肽断。酸酸水解使使AsnnAspp+ NNH4+,由已已知条件件(Lyys、Aspp、Gluu、Ala、Tyrr)可得得:Assn-( )-( )-( )-LLys-( )-( )-Vaal; 4、FFDNBB法分析析N-末末端得DDNP-Hiss,酸水水解使GGlnGluu+NHH4+由已知知条件(His、Glu、Val)可得:Asn-( )-( )-( )-Lys-His-Gln-Val; 5、糜糜
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