西北农林科技大学生命学院生物化学复习指南 zhengli

第1章 生物化学基础

1、一句话问题

1. 生命形式虽然千差万别，在就化学本质而言，他们具有一致性。 2. 生命体区别于非生命体的四个基本特征。

3. 有机体遵行热力学第一定律，通过增大环境的无序而使得自身有序化。 4. 生命体的信息流基本类同。

5. 根据SSU RNA序列细胞分为三类，细菌、古细菌和真核细胞。古细菌与真核细胞更接近。 6. 线粒体和叶绿体是通过内共生进入真核细胞。线粒体来源于紫细菌，叶绿体来源于蓝细菌。 7. 细胞与细胞器<--超分子复合体<---- 大分子<--单体

8. 生物分子结构决定反应性、结构决定功能、结构也代表一种信息。

9. 细胞内是一个水环境，水为细胞内生化反应提供了反应介质，甚至直接参与反应。

第2章 氨基酸与肽

概念

蛋白氨基酸:参与蛋白质组成的20种氨基酸。 非蛋白氨基酸：不参与蛋白质的组成的氨基酸。

兼性离子 ：既有带负电荷基团，又有带正电荷基团的离子称为兼性离子或两性离子，亦称偶极离子。 pI （等电点）：在一定PH值时，氨基酸以兼性离子形式存在，此时该离子所带的静电荷为零，在电场

中不会向正负极移动，此时溶液的PH称为该离子的等电点。不同结构的两性离子有不同的等电点。

pI= 1/2 (pK1’ +pK2’)

酸性Aa pI= 1/2(pK1’ +pKR’) 碱性Aa pI= 1/2(pK2’ +pKR’)

Paralogues 并系同源物：一个个体中既有一定关系却又不相同的蛋白质。 orthologues 直系同源物：具有相同功能的蛋白质

写出20中氨基酸的三字母和单字母缩写，哪些属于酸性，哪些属于碱性，哪些含羟基，哪些含硫元素。 （1）中性氨基酸：

1、glycine 甘氨酸 Gly G 2、alanine 丙氨酸 Ala A 3、valine 缬氨酸 Val V 4、leucine 亮氨酸 Leu L 5、isoleucine 异亮氨酸 Ile I

(2)含羟基或巯基氨基酸

6、 serine 丝氨酸 Ser S 7、threcnine 苏氨酸 Thr T 8、 cysteine 半胱氨酸 Cys C 9、methionine 甲硫氨酸 Met M

(3)酸性氨基酸及其酰胺

10、aspartate 天冬氨酸 Asp D 11、glutamate 谷氨酸 Glu E 12、ASPARAGINE 天冬酰胺 Asn N 13、glutamine 谷氨酰胺 Gln Q

（4）碱性氨基酸

14、lysine 赖氨酸 Lys K 15、arginine 精氨酸 Arg R 16、histidine 组氨酸 His H 17、proline 脯氨酸 Pro P

（5）芳香族氨基酸

18、phenylalenine 苯丙氨酸 Phe P 19、tyrosine 酪氨酸 Tyr Y 20、tryptophan 色氨酸 Trp W

氨基的化学反应:

◆与茚三酮 (ninhydrin) 的反应 定量反应 ◆与亚硝酸的反应 Van Slyke定氮

◆与2,4-二硝基氟苯 (FDNB) 的反应 测序 ◆与甲醛的反应 氨基滴定 ◆与酰化基的反应 氨基保护基 ◆与二甲基氨基萘磺酰氯 (DNS-Cl)的反应 测序 ◆与荧光胺的反应 微量检测 ◆与Edman试剂 (苯异硫氰酸酯)反应 测序

与茚三酮反应：氨基酸脱羧脱氨被氧化，水合茚三酮被还原，氧化型和还原型的水合茚三酮与氨反应生成二酮茚-二酮茚胺的取代盐等蓝紫色化合物。

二甲基氨基萘磺酰氯 (DNS-Cl，Dansyl chloride)，目前用于蛋白质微量测序的主要试剂。 4-(N,N-二甲基氨基)偶氮苯-4‘-磺酸氯 Dabsyl chloride 1、 什么是sanger反应

在弱碱性溶液中，氨基酸的α-氨基很容易与2，4-二硝基氟苯作用，生成稳定的黄色2，4-二硝基苯氨基酸。2，4－二硝基氟苯被称为Sanger试剂。在弱碱性（pH 8~9）、暗处、室温或40℃条件下，氨基酸的α-氨基很容易与2,4-二硝基氟苯（缩写为FDNB或DNFB）反应，生成黄色的2,4-二硝基氨基酸（dinitrophenyl amino acid，简称DNP-氨基酸）。多肽或蛋白质的N-末端氨基酸的α-氨基也能与FDNB反应，生成一种二硝基苯肽（DNP-肽）。由于硝基苯与氨基结合牢固，不易被水解，因此当DNP-多肽被酸水解时，所有肽键均被水解，只有N-末端氨基酸仍连在DNP上，所以产物为黄色的DNP-氨基酸和其它氨基酸的混合液。混合液中只有DNP-氨基酸溶于乙酸乙酯，所以可以用乙酸乙酯抽提并将抽提液进行色谱分析，再以标准的DNP-氨基酸作为对照鉴定出此氨基酸的种类。因此2,4-二硝基氟苯法可用于鉴定多肽或蛋白质的N-末端氨基酸。

什么是Edman反应

在弱碱条件下Aa与异硫氰酸苯酯（PITC）反应生成苯乙内酰硫脲衍生物，生成的衍生物可

通过层析法分离鉴定，Edman首先用此反应鉴定多肽的N-端AA。

从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基的序列的过程。N末端氨基酸残基被苯异硫氰酸酯修饰，然后从多肽链上切下修饰的残基，再经层析鉴定，余下的多肽链（少了一个残基）被回收再进行下一轮降解循环。

肽(peptide )

氨基酸之间通过肽键联结起来的化合物称为肽。两个氨基酸形成的肽叫二肽，三个氨基酸形成的肽叫三肽??，十个氨基酸形成的肽叫十肽，一般将十肽以下称为寡肽(oligopeptide)，以上者称多肽(polypeptide)或称多肽链。

氨基酸残基(amino acid residues )

肽链中的氨基酸在参加肽键形成时失去了1分子水，已经不是原来完整的分子，称为氨基酸残基。

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命名及书写方式

1. 一条肽链通常含有一个游离的?-氨基端(N-末端)和一个游离的?-羧基端(C-末端)。

2. 规定肽链的氨基酸排列顺序从其N-末端开始，到C-末端终止。常把N-末端氨基酸残基放在左边，C-末端氨基酸残基放在右边。

3. 小分子肽一般按其氨基酸残基排列顺序命名，如：Tyr-Gly-Gly-Phe-Met称为：酪氨酰甘氨酰甘氨酰苯丙氨酰蛋氨酸（脑啡肽）。 它们在蛋白质测序过程中有何用途？

分析多肽链的N-末端和C-末端 ，多肽链端基氨基酸分为两类：N-端氨基酸(amino-terminal)和C-端氨基酸(Carboxyl-terminal) 。在肽链氨基酸顺序分析中，最重要的是N-端氨基酸分析法。N末端分析法（Sanger法；Edman法；DNS-Cl；酶降解法），C末端分析法（肼解法；酶降解法；硼氢化锂法）。 2、如何测定蛋白质的序列？ 1肽链的拆开和分离

●2测定蛋白质分子中多肽链的数目 ●3二硫键的断裂

●4测定每条多肽链的氨基酸组成，并计算出氨基酸成分的分子比 ●5N端、C端的测定 ●6多肽链断裂

●7测定每个肽段的氨基酸顺序。 ●8确定肽段在多肽链中的次序。

●9确定原多肽链中二硫键的位置。

亚基还原解离，N末端确定，氨基酸组成确定， 两组以上酶解，Edman降解确定每一个小片段的序列，序列拼接，对角线电泳确定二硫键位置。

第3章 蛋白质的空间结构

1、 概念

肽键：蛋白质分子中氨基酸连接的基本方式。

肽平面：肽键是一个共振杂化体，共振的后果是肽键具有部分双键性质，不能饶键轴自由旋转，主键肽

基或成为刚性平面，称为肽平面。

ψ角 ，φ角 ：绕C---N键 轴旋转的二面角称为φ角，绕C---C键轴旋转的二面角称为ψ角。 超二级结构：由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此互相作用，形成有规则、在空间上能辨认的

二级结构组合体，充当三级结构的构件，称为超二级结构。

结构域： 蛋白质的三级结构常可分为1个和数个球状区域，折叠的较为紧密，个行其功能，称为结构域。 2、 简答

1、 如何确定蛋白质的空间结构 （1）X射线衍射法

（2）1.紫外差光谱 2.荧光和荧光偏振 3.圆二色性 4.核磁共振

2、 蛋白质的二级结构形式主要有哪几种，它们结构特点如何，主要由那种最用了驱动。

二级结构： а—螺旋、β—折叠、β—转角、β-凸起、无规则卷曲

а—螺旋特点：重复性结构，相互之间紧密盘曲成稳固的右手螺旋，肽平面维持刚性结构。 β—折叠特点：重复性结构，有平行和反平行两种方式，多肽链充分伸展，构想稳定。

β—转角特点：非重复性结构，其构象是由第二残基а—碳和第三残基а—碳的二面角所规定的。 无规则卷曲特点：非重复性结构，肽链主链的某些区域形成不规则的结构。

β-凸起特点：是一种小片的非重复结构，能单独存在，但大多数经常作为反平行β折叠中的一种不规则情况存在β-凸起可认为是β折叠的一股肽链上额外插入了一个残基，造成凸起股产生微小弯曲。β凸起可引起多肽链方向的改变，但改变的程度不如β-turn。 3、 驱动蛋白质形成空间结构的作用力是什么？

氢键 范德华力 疏水键 盐键 （二硫键 离子键）

疏水相互作用：非极性侧链在极性溶剂中，为避开水彼此靠拢所产生的一种内聚力，其本质也是范德华力，主要存在蛋白质的内部结构中 4、 四级结构的形成对蛋白质由何意义。

1.增强结构稳定性 2.提高遗传经济性和效率а 3.使催化基团汇集在一起 4.具有协同性和别构效应 5、 蛋白质中超二级结构主要有哪几种？ 答：主要有：аа、 βаβ、 ββ

аа：这是一种а螺旋束，它经常是由两股平行或反平行排列的右手螺旋段互相缠绕而成的左手卷曲螺旋或称超螺旋。

βаβ:它是由两段平行β折叠股和一段作为连接链的а螺旋组成，β股之间还有氢键相连。 ββ：反平行β折叠片

6、 什么是蛋白质变性与复性，蛋白变性后都能复性吗，细胞内有一些蛋白质可辅助其它蛋白质的折叠，

它们是什么，如何起作用（分子伴侣，二硫键异构酶PDI，肽基脯氨酰顺反异构酶PPI）？ 答：蛋白质变性：天然蛋白质分子受到某些物理因素如热、紫外线照射、高压和表面张力等或化学因素如有机溶剂、脲、胍、酸、碱等的影响时，蛋白质分子的构象发生了异常变化。使其生物活性丧失，溶解度降低，不对称性增高以及其他的物理化学常数发生改变，这种过程称为蛋白质变性。

蛋白质的复性：当变性因素出去后，变性蛋白质又可重新回复到天然构象，这一现象称为蛋白质的复性。

不是所有的蛋白质变性后都能复性，主要是因为所需条件复杂。

辅助折叠的有分子伴侣，二硫键异构酶PDI,PDI与蛋白质底物的多肽主链结合，并优先与含半胱氨酸残基的肽发生相互作用。分子伴侣他们通过抑制新生肽链不恰当的聚集并排除与其他蛋白质不合理的结

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