生物化學(xué)各章節(jié)知識點輔導(dǎo)及習(xí)題集錦

1、生物化學(xué)各章節(jié)知識點輔導(dǎo)及習(xí)題集錦 生物化學(xué)各章節(jié)知識點輔導(dǎo)及習(xí)題集錦第一章 蛋白質(zhì)一、知識要點（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是重要的生物大分子，其組成單位是氨基酸。組成蛋白質(zhì)的氨基酸有 20 種，均為α-氨基酸。每個氨基酸的 α-碳上連接一個羧基，一個氨基，一個氫原子和一個側(cè)鏈 R 基團。20 種氨基酸結(jié)構(gòu)的差別就在于它們的 R 基團結(jié)構(gòu)的不同。根據(jù) 20 種氨基酸側(cè)鏈 R 基團的極性，可將其分為四大類：非極性 R 基氨基酸（8 種） ；不

2、帶電荷的極性 R 基氨基酸（7 種） ；帶負電荷的 R 基氨基酸（2 種） ；帶正電荷的 R 基氨基酸（3 種） 。（二）氨基酸的性質(zhì)氨基酸是兩性電解質(zhì)。由于氨基酸含有酸性的羧基和堿性的氨基，所以既是酸又是堿，是兩性電解質(zhì)。有些氨基酸的側(cè)鏈還含有可解離的基團，其帶電狀況取決于它們的 pK 值。由于不同氨基酸所帶的可解離基團不同，所以等電點不同。除甘氨酸外，其它都有不對稱碳原子，所以具有 D-型和 L-型 2 種構(gòu)型，具有旋光性，天然蛋白

3、質(zhì)中存在的氨基酸都是 L-型的。酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸具有紫外吸收特性，在280nm 處有最大吸收值，大多數(shù)蛋白質(zhì)都具有這些氨基酸，所以蛋白質(zhì)在 280nm 處也有特征吸收，這是紫外吸收法定量測定蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)。氨基酸的 α-羧基和 α-氨基具有化學(xué)反應(yīng)性，另外，許多氨基酸的側(cè)鏈還含有羥基、氨基、羧基等可解離基團，也具有化學(xué)反應(yīng)性。較重要的化學(xué)反應(yīng)有：（1）茚三酮反應(yīng)，除脯氨酸外，所有的 α-氨基酸都能與茚三酮發(fā)生顏色反應(yīng)，生成藍紫色化

4、合物，脯氨酸與茚三酮生成黃色化合物。 （2）Sanger 反應(yīng)，α-NH2 與 2,4-二硝基氟苯作用產(chǎn)生相應(yīng)的 DNB-氨基酸。 （3）Edman 反應(yīng)，α-NH2 與苯異硫氰酸酯作用產(chǎn)生相應(yīng)的氨基酸的苯氨基硫甲酰衍生物（PIT-氨基酸） 。Sanger 反應(yīng)和 Edmen 反應(yīng)均可用于蛋白質(zhì)多肽鏈 N 端氨基酸的測定。氨基酸通過肽鍵相互連接而成的化合物稱為肽，由 2 個氨基酸組成的肽稱為二肽，由 3 個氨基酸組成的肽稱為三肽，少于

5、10 個氨基酸肽稱為寡肽，由 10 個以上氨基酸組成的肽稱為多肽。（三）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是具有特定構(gòu)象的大分子，為研究方便，將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為四個結(jié)構(gòu)水平，包括一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。一般將二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)稱為三維構(gòu)象或高級結(jié)構(gòu)。一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。肽鍵是蛋白質(zhì)中氨基酸之間的主要連接方式，即由一個氨基酸的 α-氨基和另一個氨基酸的 α-之間脫去一分子水相互連接。肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，所

6、以整個肽單位是一個剛性的平面結(jié)構(gòu)。在多肽鏈的含有游離氨基的一端稱為肽鏈的氨基端或 N 端，而另一端含有一個游離羧基的一端稱為肽鏈的羧基端或 C端。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性的結(jié)構(gòu)。最基本的二級結(jié)構(gòu)類型有 α-螺旋結(jié)構(gòu)和 β-折疊結(jié)構(gòu)，此外還有 β-轉(zhuǎn)角和自由回轉(zhuǎn)。右手 α-螺旋結(jié)構(gòu)是在纖維2．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與功能之間有密切相關(guān)性，其特定的空間結(jié)構(gòu)是行使生物功能的基礎(chǔ)。以下兩方面均

7、可說明這種相關(guān)性。（1）.核糖核酸酶的變性與復(fù)性及其功能的喪失與恢復(fù) 核糖核酸酶是由 124 個氨基酸組成的一條多肽鏈，含有四對二硫鍵，空間構(gòu)象為球狀分子。將天然核糖核酸酶在 8mol/L 脲中用 β-巰基乙醇處理，則分子內(nèi)的四對二硫鍵斷裂，分子變成一條松散的肽鏈，此時酶活性完全喪失。但用透析法除去 β-巰基乙醇和脲后，此酶經(jīng)氧化又自發(fā)地折疊成原有的天然構(gòu)象，同時酶活性又恢復(fù)。（2）血紅蛋白的變構(gòu)現(xiàn)象 血紅蛋白是一個四聚體蛋白質(zhì)，具

8、有氧合功能，可在血液中運輸氧。研究發(fā)現(xiàn)，脫氧血紅蛋白與氧的親和力很低，不易與氧結(jié)合。一旦血紅蛋白分子中的一個亞基與 O2 結(jié)合，就會引起該亞基構(gòu)象發(fā)生改變，并引起其它三個亞基的構(gòu)象相繼發(fā)生變化，使它們易于和氧結(jié)合，說明變化后的構(gòu)象最適合與氧結(jié)合。從以上例子可以看出，只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)以特定的適當(dāng)空間構(gòu)象存在時才具有生物活性。（五）蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，它的酸堿性質(zhì)取決于肽鏈上的可解離的 R 基團。不同蛋白質(zhì)所含有的氨基酸的種類、

9、數(shù)目不同，所以具有不同的等電點。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)所處環(huán)境的 pH 大于 pI時，蛋白質(zhì)分子帶負電荷，pH 小于 pI 時，蛋白質(zhì)帶正電荷，pH 等于 pI 時，蛋白質(zhì)所帶凈電荷為零，此時溶解度最小。蛋白質(zhì)分子表面帶有許多親水基團，使蛋白質(zhì)成為親水的膠體溶液。蛋白質(zhì)顆粒周圍的水化膜（水化層）以及非等電狀態(tài)時蛋白質(zhì)顆粒所帶的同性電荷的互相排斥是使蛋白質(zhì)膠體系統(tǒng)穩(wěn)定的主要因素。當(dāng)這些穩(wěn)定因素被破壞時，蛋白質(zhì)會產(chǎn)生沉淀。高濃度中性鹽可使蛋白質(zhì)分子脫水并

10、中和其所帶電荷，從而降低蛋白質(zhì)的溶解度并沉淀析出，即鹽析。但這種作用并不引起蛋白質(zhì)的變性。這個性質(zhì)可用于蛋白質(zhì)的分離。蛋白質(zhì)受到某些物理或化學(xué)因素作用時，引起生物活性的喪失，溶解度的降低以及其它性質(zhì)的改變，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用。變性作用的實質(zhì)是由于維持蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的次級鍵遭到破壞而造成天然構(gòu)象的解體，但未涉及共價鍵的斷裂。有些變性是可逆的，有些變性是不可逆的。當(dāng)變性條件不劇烈時，變性是可逆的，除去變性因素后，變性蛋白又可從新回

11、復(fù)到原有的天然構(gòu)象，恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的生物活性，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的復(fù)性。（六）測定蛋白質(zhì)分子量的方法1．凝膠過濾法 凝膠過濾法分離蛋白質(zhì)的原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子量的大小。由于不同排阻范圍的葡聚糖凝膠有一特定的蛋白質(zhì)分子量范圍，在此范圍內(nèi)，分子量的對數(shù)和洗脫體積之間成線性關(guān)系。因此，用幾種已知分子量的蛋白質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，進行凝膠層析，以每種蛋白質(zhì)的洗脫體積對它們的分子量的對數(shù)作圖，繪制出標(biāo)準(zhǔn)洗脫曲線。未知蛋白質(zhì)在同樣的條件下進行凝膠層析