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NBF考研辅导班与生技论坛联合免费辅导生物化学计划首先感谢NBF辅导班的赞助此次讲课的全部费用。请大家注意一点这个生物化学辅导班与NBF推出的农学生物化学辅导班不一样。本课程主要以王镜岩的第三版和第四版进行讲解。本次辅导班限招500人报班条件：1、您需要每月汇报一次学习进度；2、您需要在学校内张贴一次NBF考研海报(免费快递)；3、您需要在你的博客，微博，校内，腾讯空间等等（任选1个）推广NBF课程信息，如发布一个“我参加了NBF的免费辅导”之类的信息均可4.帮着NBF在校内做宣传，帮着NBF辅导班提出意见等等5.帮着生技论坛宣传生技网。解答讲义问题：本辅导班不提供讲义。因为很多人都不需要讲义，如果很多人需要讲义试情况可以印刷纸质的。在线辅导形式：在知识宝库考研社区和生技论坛同时开着在线答疑解决问题。本着有问必答形式给大家最大的帮助。第一章蛋白质化学本章结构简图常见氨基酸20种种类性质分离稀有氨基酸不带电荷极性R基带正电荷R基酸碱性质-等电点光吸收特性化学性质构件分子—氨基酸分配柱纸层析Rf薄层层析离子交换非极性R基带负电荷R基蛋白质第一节蛋白质通论一、蛋白质的功能多样性蛋白质是原生质的主要成分，任何生物都含有蛋白质。自然界中最小、最简单的生物是病毒，它是由蛋白质和核酸组成的。没有蛋白质也就没有生命。自然界的生物多种多样，因而蛋白质的种类和功能也十分繁多。概括起来，蛋白质主要有以下功能：1.催化功能生物体内的酶都是由蛋白质构成的，它们有机体新陈代谢的催化剂。没有酶，生物体内的各种化学反应就无法正常进行。例如，没有淀粉酶，淀粉就不能被分解利用。2.结构功能蛋白质可以作为生物体的结构成分。在高等动物里，胶原是主要的细胞外结构蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体的支架，占蛋白总量的1/4。细胞里的片层结构，如细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等都是由不溶性蛋白与脂类组成的。动物的毛发和指甲都是由角蛋白构成的。3.运输功能脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动物体内的血蓝蛋白在呼吸过程中起着运输氧气的作用。血液中的载脂蛋白可运输脂肪，转铁蛋白可转运铁。一些脂溶性激素的运输也需要蛋白，如甲状腺素要与甲状腺素结合球蛋白结合才能在血液中运输。4.贮存功能某些蛋白质的作用是贮存氨基酸作为生物体的养料和胚胎或幼儿生长发育的原料。此类蛋白质包括蛋类中的卵清蛋白、奶类中的酪蛋白和小麦种子中的麦醇溶蛋白等。结构与功能一级结构高级结构结构与功能关系二级结构三级结构结构域超二级结构四级结构分离分析蛋白质性质：酸碱；大小；胶体性质蛋白质鉴定：分子量；纯度；浓度蛋白质分离：不同原理分子大小电荷吸附能力溶解度生物学亲和力肝脏中的铁蛋白可将血液中多余的铁储存起来，供缺铁时使用。5.运动功能肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白是运动系统的必要成分，它们构象的改变引起肌肉的收缩，带动机体运动。细菌中的鞭毛蛋白有类似的作用，它的收缩引起鞭毛的摆动，从而使细菌在水中游动。6.防御功能高等动物的免疫反应是机体的一种防御机能，它主要也是通过蛋白质（抗体）来实现的。凝血与纤溶系统的蛋白因子、溶菌酶、干扰素等，也担负着防御和保护功能。7.调节功能某些激素、一切激素受体和许多其他调节因子都是蛋白质。8.信息传递功能生物体内的信息传递过程也离不开蛋白质。例如，视觉信息的传递有视紫红质参与，感受味道需要味觉蛋白。视杆细胞中的视紫红质，只需1个光子即可被激发，产生视觉。9.遗传调控功能遗传信息的储存和表达都与蛋白质有关。DNA在储存时是缠绕在蛋白质（组蛋白）上的。有些蛋白质，如阻遏蛋白，与特定基因的表达有关。β－半乳糖苷酶基因的表达受到一种阻遏蛋白的抑制，当需要合成β－半乳糖苷酶时经过去阻遏作用才能表达。10.其他功能某些生物能合成有毒的蛋白质，用以攻击或自卫。如某些植物在被昆虫咬过以后会产生一种毒蛋白。白喉毒素可抑制生物蛋白质合成。二、蛋白质的水解【常见考点】氨基酸是蛋白质的基本结构单位，这个发现是从蛋白质的水解得到的。蛋白质的水解主要有三种方法：1.酸水解用6MHCl或4MH2SO4，105℃回流20小时即可完全水解。酸水解不引起氨基酸的消旋，但色氨酸完全被破坏，丝氨酸和苏氨酸部分破坏，天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解。如样品含有杂质，在酸水解过程中常产生腐黑质，使水解液变黑。用3mol/L对甲苯磺酸代替盐酸，得到色氨酸较多，可像丝氨酸和苏氨酸一样用外推法求其含量。2.碱水解用5MNaOH，水解10－20小时可水解完全。碱水解使氨基酸消旋，许多氨基酸被破坏，但色氨酸不被破坏。常用于测定色氨酸含量。可加入淀粉以防止氧化。3.酶水解酶水解既不破坏氨基酸，也不引起消旋。但酶水解时间长，反应不完全。一般用于部分水解，若要完全水解，需要用多种酶协同作用。第二节氨基酸一、20种氨基酸简述名称英文三字符单字符结构特性甘氨酸glycineGluG无手性C丙氨酸alanineAlaA缬氨酸valineValV大脂肪侧链亮氨酸leucineLeuL异亮氨酸isoleucineIleI甲硫氨酸methionineMetM脯氨酸prolineProP唯一成环氨基酸，氨基酸的侧链既与碳原子结合又与氨基N-原子结合，缺少H-bonddonor，无法形成α螺旋结构苯丙氨酸phenylalaninePheF侧链有芳香环,疏水氨基酸酪氨酸tyrosineTyrY酪氨酸的芳香环有一个羟基。与其他氨基酸侧链呈化学惰性相比，酪氨酸的羟基有化学反应性，疏水性弱。色氨酸tryptophanTrpW吲哚基团替代丙氨酸侧链的氢原子。吲哚基团有的两个环融合在一起，一个环有NH基团。有NH故疏水性弱。丝氨酸serineSerS侧链有极性但不带电荷。侧链有羟基与脂肪链相连。亲水，其反应活性比丙氨酸和缬氨酸大得多。苏氨酸threonineThrT侧链有极性但不带电荷。侧链有羟基与脂肪链相连。亲水，其反应活性比丙氨酸和颉氨酸大得多。有第二个不对称碳原子，但蛋白质的苏氨酸只有一种构型。天冬酰胺asparagineAspA极性但不带电荷。含酰胺的极性氨基酸谷氨酰胺glutamineGlnQ极性但不带电荷。含酰胺的极性氨基酸半胱氨酸cysteineCysC极性不带电。结构上类似苏氨酸，但是用巯基替代了羟基。巯基比羟基活泼。一对巯基靠近可以形成二硫键，稳定蛋白质的结构。赖氨酸lysineLysK带电荷的氨基酸，高度亲水，侧链长，末端是氨基，在中性pH时侧链末端带正电荷。精氨酸arginineArgR带电荷，高度亲水，侧链长，末端是胍基，在中性pH时侧链末端带正电荷。组氨酸histidineHisH带电荷，高度亲水，侧链含有咪唑基，咪唑基是芳香环，可质子化后带正电荷。咪唑的pKa值接近于6，在中性pH附近的溶液中咪唑基既可质子化也可不带电荷，取决于咪唑基团所在的局部环境。组氨酸常在酶的活性中心。在酶促反应中咪唑环既可结合质子，又可释放质子。天冬氨酸aspartateAspD酸性氨酸。常被称为天冬氨酸盐，主要是强调在生理pH溶液中侧链基团解离，因此带负电荷。在有些蛋白质中这两种氨基酸的作用是接受质子，对蛋白质功能起重要作用。谷氨酸glutamateGluE酸性氨酸。主要是强调在生理pH溶液中侧链基团解离，因此带负电荷。在有些蛋白质中这两种氨基酸的作用是接受质子，对蛋白质功能起重要作用。1.按照R基的化学结构分类（1）R为脂肪烃的氨基酸（5种）：Gly、Ala、Val、Leu、IleA.R基为中性烷基（Gly为H），对分子酸碱性影响很小，几乎有相同的等电点（6.0）B.从Gly至Ile，R基团疏水性增加，Ile是这20种3氨基酸中脂溶性最强的之一（除Phe2.5、Trp3.4、Tyr2.3以外）C.一般位于在蛋白质内部，侧链不被修饰（2）R中含有羟基的氨基酸（2种）：Ser和ThrA.Ser的-OH基是极性基团，易与其它基团形成氢键，具有重要的生理意义，在大多数酶的活性中心都发现有Ser残基B.Thr中的-OH是仲醇，具有亲水性，但形成氢键的能力较弱，在酶的活性中心很少出现（3）R中含硫的氨基酸（2种）：Cys、MetA.Cys（半胱氨酸）R中含巯基-SH两个Cys的-SH氧化生成二硫键，生成胱氨酸。Cys-SH+Cys-SH——Cys-S-S-Cys，二硫键利于蛋白质结构的稳定B.Met中含有甲硫基（-S-CH3）在生物合成中是一种重要的甲基供体（4）R中含有acidicgroup的氨基酸（2种）：Asp、GluAsp侧链羧基pKa（β-COOH）为3.86；Glu侧链羧基pKa（γ-COOH）为4.25它们在生理条件下带有负电荷（5）R中含有酰胺基团的氨基酸（2种）：Asn、Gln易发生氨基转移反应，转氨基反应在生物合成和代谢中有重要意义。（6）R中含氨基的氨基酸（2种）：Basicaminoacids，Lys、ArgA.Lys的R侧链上含有一个氨基，pKa为10.53，生理条件下Lys侧链带有一个正电荷。此外，它的侧链有4个C，柔性较大，使侧链氨基的反应活性增大B.Arg是碱性最强的氨基酸，pKa为12.48，生理条件下完全质子化（7）R中含有芳香基的氨基酸（2种）：Phe、Tyr都具有共轭π电子体系，易与其它缺电子体系或π电子体系形成电荷转移复合物(charge-transfercomplex)，在分子相互识别过程中具有重要作用。这2种氨基酸在紫外区有特征吸收峰。（8）R为杂环的氨基酸（3种）：Trp、His、ProA.在280nm，Trp吸收最强，Tyr次之，Phe最弱B.His的咪唑环pKa在游离氨基酸中和在多肽链中不同，前者pKa为6.00，后者为7.35，它是20种氨基酸中侧链pKa值最接近生理pH值的一种，在接近中性pH时，可离解平衡，具有缓冲能力C.Pro是唯一的一种环状结构的氨基酸，它的α-亚氨基是环的一部分，因此具有特殊的刚性结构。多肽链中，Pro残基所在的位置必然发生骨架方向的变化，它在蛋白质空间结构中具有极重要的作用。2.按照R基的极性可以分为4类（1）非极性氨基酸Nonpolaraminoacids（8种）Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Met、Pro，在水中溶解度较小，在维持蛋白质的三维结构中起着重要作用。（2）不带电荷的极性氨基酸Polar,unchargedaminoacids（7种）Ser、Thr、Tyr、Cys、Asn、Gln、Gly，这类氨基酸的侧链都能与水形成氢键，因此很容易溶于水。（3）带负电荷的氨基酸（酸性氨基酸）Acidicaminoacids（2种）：Glu和Asp（4）带正电荷的氨基酸（碱性氨基酸）Basicacids（3种）Arg、Lys、His非极性氨基酸一般位于蛋白质的疏水核心，带电荷的氨基酸和极性氨基酸位于蛋白质表面。酶的活性中心：His、Ser二、肽peptide（一）肽和肽键的结构一个氨基酸的α羧基和另一个氨基酸的α氨基脱水缩合而成的化合物。其中的氨基酸单位称氨基酸残基。肽键：氨基酸间脱水后形成的酰氨键。两个氨基酸形成的肽——二肽。少于10个氨基酸的肽——寡肽。多于10个氨基酸的肽——多肽。肽键的结构特点：（1）酰胺氮上的孤对电子与相邻羰基之间的共振作用，形成共振杂化体，稳定性高。（2）肽键具有部分双键性质，不能自由旋转，具有平面性，６个原子几乎处在同一平面内（酰氨平面）。（3）肽键亚氨基在pH0-14内不解离（4）肽链中的肽键一般是反式构型，而Pro的肽键可能出现顺、反两种构型（二）肽的重要性质1.旋光性：一般短肽的比旋光度等于其各个氨基酸的旋光度的总和2.肽的酸碱性质在pH0―14范围内，肽键中的亚氨基不解离。肽的酸碱性质主要取决于Ｎ端α－ＮＨ2和Ｃ端α－COOH以及侧链Ｒ上可解离的基团。在长肽或protein中，可解离的基团主要是sidegroups（侧基）。3.肽的化学反应肽的α-羧基，α-氨基和侧链R基上的活性基团都能发生与游离氨基酸相似的反应。凡是有肽键结构的化合物都会发生双缩脲反应，且可用于定性、定量分析。双缩脲反应是peptide和protein特有的反应，