生物化学（蛋白质与氨基酸）

由生物化学原理配合杨荣武老师的课程来总结的框架。 其中蛋白质的研究方法有：分离纯化、大小的确定、等电点的确定、在机体表达的分析、一级结构测定、三维结构的测定、功能研究、多肽的固相合成。

生物化学

• 第一章:氨基酸
  • 蛋白质氨基酸
    • 特点
    • R基分类
    • 亲疏水性
    • 必需/非必需氨基酸
  • 氨基酸的性质和功能
    • 手性
    • 等电点
    • 疏水性
    • 氨基和羧基的反应
    • 侧链
  • 氨基酸的分离纯化
• 第二章:蛋白质的结构
  • 肽
    • 长度分类
    • 肽链分类
    • 形状分类
    • 寡肽
  • 蛋白质结构
    • 一级结构
    • 二级结构
      • what
      • 分类
      • α螺旋
        • 特征（5）
        • 因素（5）
        • 螺旋轮
          • 亲水
          • 疏水
          • 两亲
      • β折叠
        • 特征（5）
        • 氢键形成（4）
        • 影响因素
      • β转角
        • 特征（4）
      • β凸起
        • where
        • 功能
      • 无规则卷曲与环
        • 环的功能（4）
    • 三级结构
      • 定义
      • 组成
      • 构象与构型的差别
      • 稳定三级结构的化学键
        • 氢键
        • 离子键
        • 疏水键
        • 范德华力
        • 配位键
        • 二硫键
      • 研究三维结构的方法
        • X射线晶体衍射
        • 核磁共振波谱法
        • 冷冻电镜
      • 三级结构的结构部件
        • 模体
          • 定义
            • 序列模体
            • 结构模体
          • 常见类型
            • EF手相
            • α-α
            • β-α-β
            • β发夹环
        • 结构域
          • 定义
          • 大小
    • 四级结构
      • 定义
      • 结构内容（4）
      • 构成
      • 意义
  • 蛋白质的折叠与结构预测
    • 折叠规律
    • 分子伴侣
      • 作用
      • HSP70
    • 蛋白质错误折叠相关病
    • 蛋白质结构预测
  • 蛋白质组及蛋白质组学
• 第三章:蛋白质的功能 及其与结构之间的关系
  • 蛋白质的功能
    • 蛋白质的十个功能
    • 兼职蛋白
  • 蛋白质结构与功能之间的关系
    • 蛋白质的一级结构决定其三维结构，而三维结构直接决定蛋白质的功能
    • 大多数蛋白质一旦合成后就会折叠成特定的三维结构，并开始行使特定的生物学功能
    • 蛋白质在行驶功能的时候，一般需要三维结构或构象的变化
    • 结构相似的蛋白质一般具有相似的功能，
    • 在不同物种体内功能相同的蛋白质具有相同或基本相同的三维结构，但一级结构是否有差异以及差异的程度往往取决于物种之间在进化上的亲缘关系
    • 一级结构相似的蛋白质往往具有共同的起源，但不一定具有共同的起源
      • 类似物
      • 同源物
        • 种间同源物
        • 种内同源物
    • 许多疾病都是体内重要的蛋白质结构异常引起的
  • 几种重要的蛋白质的结构与功能
    • 纤维状蛋白质
      • α角蛋白
        • 结构
        • 存在之处
      • β角蛋白
        • 存在之处
        • 结构
      • 胶原蛋白
        • 存在之处
        • 结构
          • 每条肽链都具有重复的Gly-X-Y三联体序列
          • 三股螺旋
        • 结构特点
          • Gly、Pro、Hyp位置
          • Pro的羟化
    • 重要蛋白质
      • 球状蛋白
        • 肌红蛋白（Mb）
          • 结构特点
            • 紧密结合一个血红素辅基
            • 8个α螺旋（4个终止与pro），螺旋之间是β转角或小环
            • X射线晶体衍射
            • 无四级结构
          • 功能特点
            • 贮存氧气
            • 水溶性好
            • 与氧的亲和力高且稳定
          • Fe²⁺
            • 远端组氨酸
            • 近端组氨酸
          • 血红素
            • 弱化
              • Mb或者Hb
                • 疏水口袋
                • 阻止CO
            • 复活甲
              • 细胞色素b₅还原酶
              • NADPH-高铁血红蛋白还原酶
        • 血红蛋白（Hb）
          • 结构特点
          • 功能特点
          • 3种效应
            • 正协同
              • 内容
                • Hb分子有一个亚基结合氧气后，其构象会发生变化，使得其他亚基对氧气的亲和力突然增强
              • 原因
                • 齐变模型
                • 序变模型
                • T态和R态
              • 结果
                • Hb的氧合曲线呈现S型
            • 波尔效应
              • 内容
                • H⁺和CO₂能够与Hb特定位点结合
              • 原因
                • H⁺和CO₂能够与Hb特定位点结合，从而促进Hb从R泰转变为T态
                • H⁺
                  • O₂与Hb结合，质子发生解离（Hb+4O₂↔Hb(O₂）₄+nH⁺
                • CO₂
                  • 与水反应释放质子产生HCO₃随血浆进入肺部
                  • 与Hb的N端氨基反应释放质子，有助于Hb处于T态
            • 别构效应
              • 内容
                • 除O₂的各种配体在血红素铁以外的位点与Hb结合，导致Hb的构象发生变化，进而影响Hb结合氧能力
              • 配体
                • H⁺和CO₂
                  • 波尔效应
                • 2，3-BPG
                  • 作用
                    • 增强hb在外周组织释放氧气的能力
                  • 作用原理
                    • 与脱氧Hb内位于两条β亚基之间带正电的空穴结合，稳定T态，显著降低hb与氧气的结合能力，促进Hb在组织中释放氧气
        • 胎儿HbF（α₂γ₂）
          • 与O₂的亲和能力高于成人的HbA
          • γ亚基不能结合BPG
        • 血红蛋白突变体（HbS）
          • Hb聚集成纤维状，红细胞成镰刀型
            • β亚基6号位Glu→Val
              • • 红细胞溶血，正常红细胞数量减少
          • 改变与O₂的结合性质
          • 血红素辅基丢失
          • 四聚体解散
      • 膜蛋白
      • 天然无折叠蛋白质
  • 蛋白质功能预测
    • 基于序列途径
    • 基于结构途径
    • 结构与序列比对法
    • 基于模体的方法
    • 基于“连坐”的功能预测
• 蛋白质的理化性质，分类及研究方法
  • 蛋白质的理化性质
    • 紫外吸收
    • 两性解离
      • 等电聚焦
      • 等电点沉淀
    • 胶体性质
    • 沉淀反应
      • 盐析
      • pI沉淀
      • 有机溶剂沉淀
      • 重金属盐沉淀
    • 蛋白质变性
      • 定义
      • 影响因素
      • 变化
    • 蛋白质水解
      • 酸水解
      • 碱水解
        • 消旋现象
      • 酶水解
        • 只是部分水解
        • 内切蛋白酶
        • 外切蛋白酶
    • 蛋白质的颜色反应
  • 分类
    • 溶解性质分类
    • 化学组成分类
    • 根据非蛋白成分分类
    • 功能的分类
  • 研究方法
    • 分离纯化
      • 准备工作
      • 注意事项
      • 常用方法
        • 沉淀与离心
          • 沉降离心
          • 梯度离心
            • 密度梯度离心
            • 平衡密度梯度离心
        • 透析和超滤
        • 电泳
          • IFE
          • SDS-PAGE
          • 双向电泳
          • 原理、操作方式、作用
        • 层析
          • 疏水作用层析（HIC）
          • 亲和层析
          • 聚焦层析
          • 凝胶过滤层析
          • HPLC
      • 方案设计
        • 破碎→去渣→浓缩→纯化→鉴定（纯度、大小、pI）
      • 纯度鉴定
        • 电泳法
        • 化学法
          • N端C端
        • 仪器法
          • HPLC
    • 大小的确定
      • SDS-PAGE
      • 凝胶过滤
      • 超速离心
      • 质谱法
    • 等电点的确定
      • 等电点沉淀
      • 等电聚焦
    • 在机体表达的分析
      • Western印迹法
    • 一级结构测定
      • 间接测定
      • 直接测定
        • ①纯化目标蛋白
        • ②拆分肽链
        • ③打破二硫键
          • 还原（巯基乙醇）
            • 再氧化（碘代乙酸）
          • 氧化（过甲酸）
        • ④分析各单链的氨基酸组成
          • 酸水解（Trp、释放N₂）
            • 上柱分离
              • 离子交换层析
                • 洗脱后与茚三酮反应定量分析
              • 反向HPLC
                • 上柱前与Edman试剂反应
          • 特点
        • ⑤末端氨基酸残基的鉴定
        • ⑥肽链切成小的片段，再测定各小片段的氨基酸序列
        • ⑦选择不同的缺点重复步骤六
        • ⑧根据片段重叠法，推断出肽链的全序列
        • ⑨二硫键的定位
    • 三维结构的测定
    • 功能研究
    • 多肽的固相合成