生物化学与分子生物学

生物化学与分子生物学既是生命科学的基础,又是生命科学的前沿。下图为生物化学与分子生物学的学习笔记。

生物化学与分子生物学

• 生物大分子结构与功能
  • 1.绪论
  • 2.蛋白质结构与功能
    • 2.1氨基酸的结构
      • 20种氨基酸除甘氨酸外都有左右旋之分，都为L-α-氨基酸
    • 2.2氨基酸的分类与性质
      • 脂肪族氨基酸
        • 甘 丙 缬 亮 异
      • 芳香族氨基酸
        • 苯 酪 色
        • 蛋白质对280nm的紫外光有较强的吸收，是由于含有酪氨酸Tyr、色氨酸Trp
      • 碱性氨基酸
        • 赖（两个氨基） 精 组
        • 精氨酸R基为呱基
      • 酸性氨基酸及其酰胺
        • 天冬 谷
        • 天冬氨酸、谷氨酸有两个羧基
      • 含-OH氨基酸
        • 丝 苏
      • 含S氨基酸
        • 半胱 甲硫/蛋
      • 亚氨基酸
        • 脯
        • 脯氨酸pro无法形成氢键，使多肽不能连续
    • 2.3蛋白质的分子结构
      • 一级结构
        • 多肽链N端到C端氨基酸残基的排列顺序
        • 主要的化学键：肽键、特殊的二硫键
          • 肽键的化学本质：酰胺键
      • 空间结构
        • 二级结构
          • 局部肽键主链骨架原子（C、N）的相对空间位置
          • 主要的化学键：氢键
          • 主要形式
            • α-螺旋
              • 右手螺旋
            • B-折叠
              • 平行式
              • 反平行式
            • B-转角
              • 球形蛋白，脯氨酸pro、甘氨酸Gly
            • Ω-环
              • 球形蛋白，亲水
          • 模体
            • 具有特定空间构象和特定功能的超二级结构
            • 锌指含一对半胱氨酸残基含一对组氨酸残基是结构模体 属于蛋白质的超二级结构
        • 三级结构
          • 整条多肽链全部氨基酸残基的相对空间位置，包括侧链的构象
          • 疏水键、盐键、氢键、范德华力
          • 是多肽链的最高级结构
          • 结构域
            • 三级结构的独立功能区
            • 分子量较大
        • 四级结构
          • 两个以上具有三级结构的多肽链组合
          • 亚基（一条多肽链）之间的作用力：氢键、离子键
          • 蛋白质的最高空间结构形式
    • 2.4蛋白质结构与功能的关系
      • 一级结构
        • 一级结构是空间结构和功能的基础
          • 分子病
            • 基因突变使蛋白质分子中某个氨基酸残基发生变异
            • 镰状细胞贫血：血红蛋白亚基的第六位氨基酸残基由谷氨酸变为缬氨酸
        • 一级结构不能直接决定功能，需要通过空间结构来间接决定功能
          • 蛋白质构象疾病
            • 蛋白质发生错误折叠后相互聚集，形成蛋白质淀粉样纤维沉淀
            • 疯牛病：朊病毒蛋白的α-螺旋变成B-折叠
        • 并非一级结构的任何改变都会改变功能
          • 节点部位
          • 非节点部位：在几个非节点处同时发生多个突变，其结构与功能也会改变
        • 分子伴侣
          • 协助细胞内分子组装和协助蛋白质折叠的蛋白质
          • 具有参与新生肽链、蛋白运送和修复热变性蛋白等功能
        • Mb&Hb
          • 肌红蛋白（Mb）
            • 氧解曲线直角双曲线
            • 没有四级结构
            • 与氧气结合可逆
            • 与Hb相比，Mb在氧气分压较低时易与氧气结合
          • 血红蛋白（Hb）
            • 氧解曲线S形
            • Hb中第一个亚基与氧气结合后，促进第二第三个亚基与氧气的结合，当前三个亚基与氧气结合后，又大大促进第四个亚基氧气的结合
          • 共同点
            • 二者都通过血红素与氧结合
            • 都属于铁卟啉化合物
            • 都有三级结构
    • 2.5蛋白质的理化性质
      • 紫外吸收
        • 色氨酸、酪氨酸的共轭双键对紫外光有特殊的吸收现象
        • 在280nm处有最大吸收峰
        • 检测蛋白质水解程度，检测氨基酸合成蛋白质的效率
      • 呈色反应
        • 茚三酮反应生成蓝紫色化合物，最大吸收峰在580nm
        • 双缩脲反应
          • 蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热呈现紫色或红色
          • 测定蛋白质溶液含量，检测蛋白质水解程度或氨基酸成肽效率
          • 酚试剂法，考马斯亮蓝法
      • 两性解离
        • pI
          • 解离成正负离子的趋势相等，成为兼性离子，净电荷为零
      • 胶体性质
        • 胶体
          • 分散质微粒的直径大小在1nm-100nm之间的分散系
          • 蛋白质的分子直径可达1-100nm，在胶体范围之内
          • 胶粒不能透过半透膜
          • 维持蛋白质胶体稳定
            • 蛋白质分子表面的电荷
            • 蛋白质分子表面的水化膜
              • 盐析法沉淀蛋白质
      • 蛋白质变性
    • 2.6蛋白质的变性
      • 变性
        • 在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，有序的空间结构变成无序的空间结构，导致其理化性质改变和生物活性的丧失
        • 破坏非共价键（氢键）和二硫键，肽键未破坏
        • 复性（可逆性变性）
          • 蛋白质变性程度较轻，蛋白质可恢复或部分恢复
          • 牛胰核糖核酸酶，加入尿素、B-巯基乙醇二硫键断裂，去除复性
        • 不可逆性变性
          • 蛋白质变性程度较严重，去除变性因素后仍不能恢复原有的构象和功能
      • 沉淀
        • 蛋白疏水侧链暴露在外，肽链聚集从溶液中析出
        • 本质：蛋白质大颗粒的聚集形成
        • 变性的蛋白质易于沉淀，变性的蛋白质不一定都沉淀。沉淀的蛋白质常是变性的蛋白，但不一定都是变性的
      • 凝固
        • 蛋白质变性后形成的絮状物经过加热变成凝块
        • 凝固的蛋白质不易溶于强酸强碱
  • 3.核酸结构与功能
  • 4.酶与酶促反应
• 物质代谢
  • 5.糖代谢
  • 6.生物氧化
  • 7.脂类代谢
  • 8.蛋白质消化吸收与氨基酸代谢
  • 9.核苷酸代谢
• 遗传信息的传递
  • 10.DNA的生物合成
  • 11.RNA的生物合成
  • 12.蛋白质的合成
  • 13.基因表达调控
  • 14.细胞信号转导
  • 15.癌基因和抑癌基因
• 分子医学专题
  • 16.重组DNA技术
  • 17.常用分子生物学技术和原理
• 医学生化专题
  • 18.血液的生物化学
  • 19.肝的生物化学
• 细胞色素c蛋白
  • 络合的铁原子可传递电子
• 肽单元
  • 是作为空间结构的基本单位