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查锡良《生物化学与分子生物学》（第8版）笔记和考研真题详解
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目录
复习笔记详解
第一篇 生物分子结构与功能
第一章 蛋白质的结构与功能
1.1 复习笔记
一、蛋白质的分子组成
1蛋白质的一般组成
氨基酸是蛋白质的基本结构单位，蛋白质可在酸、碱或蛋白酶的作用下水解得到氨基酸。所有蛋白质均含有C、H、O、N四种元素，有的蛋白质还含有P、S等元素。
2氨基酸的结构
组成人体蛋白质的20种氨基酸均属于L-α-氨基酸（甘氨酸除外），其分子中的4个基团——氨基、羧基、氢原子和R基团均连在同一个α-碳原子上，其中R基团为侧链基团，其通式如图1-1所示。
图1-1 α-氨基酸的结构通式
3氨基酸的分类
组成人体蛋白质的20种氨基酸依据其侧链结构和理化性质可分为以下5类：
（1）非极性脂肪族氨基酸：有甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、脯氨酸（Pro）。
（2）极性中性氨基酸：有丝氨酸（Ser）、半胱氨酸（Cys）、甲硫氨酸（Met）、天冬酰胺（Asn）、谷氨酰胺（Gln）、苏氨酸（Thr）。
（3）芳香族氨基酸：有苯丙氨酸（Phe）、酪氨酸（Tyr）、色氨酸（Trp）。
（4）酸性氨基酸：有天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）。
（5）碱性氨基酸：有精氨酸（Arg）、赖氨酸（Lys）、组氨酸（His）。
4氨基酸的理化性质
（1）两性解离及等电点（pI）
①两性解离
所有氨基酸都含有碱性的α-氨基和酸性的α-羧基，因此既可发生酸性解离也可发生碱性解离，为两性电解质。
②等电点
a．定义：氨基酸分子所带正负电荷相等时溶液的pH值称为氨基酸的等电点（pI）。当溶液pH＝pI时，氨基酸主要以两性离子形式存在；pH＜pI时，氨基酸主要以正离子形式存在；pH＞pI时，氨基酸主要以负离子形式存在。
b．pI的计算：通常氨基酸的pI是由α-羧基和α-氨基的解离常数的负对数pK1和pK2决定的，即pI＝1/2（pK1＋pK2）。
（2）含共轭双键的氨基酸有紫外吸收特征
①定义
在近紫外区，色氨酸（Trp）、酪氨酸（Tyr）和苯丙氨酸（Phe）均有特征吸收峰。其中Trp的最大吸收波长为280nm；Tyr的最大吸收波长为275nm；Phe的最大吸收波长为257nm。
②意义
含有Trp、Tyr和Phe的蛋白质具有紫外吸收能力，一般最大光吸收在280nm波长处，故可通过测定蛋白质溶液280nm的光吸收值来分析溶液中蛋白质的含量。
（3）茚三酮反应
在弱碱性溶液中，氨基酸与茚三酮水合物共热时，氨基酸被氧化脱羧、脱氨，而茚三酮则被还原，其还原物与氨基酸加热产生的氨结合，再与另一分子茚三酮作用生成蓝紫色化合物的反应称为茚三酮反应。此蓝紫色化合物在570nm处有最大吸收峰。该反应生成的蓝紫色混合物吸收峰值的大小与氨基酸释放出的氨量成正比，因此可作为氨基酸定量分析的方法。
二、蛋白质的分子结构
1蛋白质分子结构的基础
（1）肽键
蛋白质分子是由许多氨基酸通过肽键相连而成的生物大分子。其中肽键是一种酰胺键，是由一个氨基酸的α-氨基和另一个氨基酸的α-羧基脱水缩合形成的化学键，通常用羰基碳和酰胺氮之间的单键表示，参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面，构成肽单元。
图1-2 肽键组成示意图
（2）肽
肽是指由一氨基酸的羧基和另一氨基酸的氨基脱水缩合形成的化合物，又称肽链。通常将十个以下氨基酸残基组成的肽链称为寡肽，更长的肽链则称为多肽。肽链中的氨基酸分子因脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基。
（3）体内存在的重要的生物活性肽
①谷胱甘肽（GSH）
谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽，其分子中半胱氨酸的巯基是该化合物的主要功能基团，该肽具有以下生物活性：
a．巯基具有还原性，故GSH可作为还原剂保护体内的蛋白质和酶分子；
b．清除体内的过氧化物，而本身被氧化成氧化型谷胱甘肽（GSSG）；
c．具有嗜核特性，与嗜电子毒物（如致癌物）结合，解除其毒性。
②多肽类激素及神经肽
如促肾上腺皮质激素（39肽）、促甲状腺素释放激素（3肽）、催产素（9肽）、加压素（9肽）等。
2蛋白质的分子结构
蛋白质复杂的分子结构一般分成4个层次，即一级、二级、三级和四级结构。其中后三者统称为高级结构或空间构象，即一条或数条多肽链上所有原子和基团在三维空间上的排布。
表1-1 蛋白质的分子结构及维系键
（1）蛋白质的一级结构
蛋白质的一级结构是指多肽链中氨基酸的排列顺序。其中维持蛋白质一级结构的主要化学键是肽键，另外蛋白质分子中所有二硫键的位置也属于一级结构。蛋白质的一级结构是理解蛋白质结构、作用机制、有类同功能的蛋白质相互关系的基础。
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