生物化學(xué)講義總綱課件

第十二章蛋白質(zhì)的分解代謝第十三章核酸的代謝第十四章DNA的復(fù)制與修復(fù)2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作2第一章緒論公共信箱關(guān)于生物化學(xué)課程一.如何學(xué)好生化課

1.生物化學(xué)的特點

2.師生合作

二.生化課的重要性

1.國際形勢

2.國內(nèi)形勢

三.生物化學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展

1.生物化學(xué)的定義和歷史：酒釀的制造

2.生物化學(xué)的任務(wù)：總結(jié)7條

3.生物化學(xué)的現(xiàn)狀及其發(fā)展

四.參考書

五.我校生物化學(xué)課程被評為江蘇省高校一類優(yōu)秀課程2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作3第二章

糖類§1.糖的概念

一.糖的種類和功能

1.糖的定義：多羥醛或多羥酮及其衍生物。分析之。結(jié)構(gòu)最簡單的糖：甘油醛＆二羥丙酮

2.糖的功能：能源（最先動用）結(jié)構(gòu)（支持，木質(zhì)部、骨骼）信息傳遞（受體）2023/6/843.糖的種類：

單糖：定義：最簡單的糖/不能水解為更簡單的糖的糖類。醛糖、酮糖、丙、丁、戊、己、庚糖及其兩者的組合。重要單糖的舉例：葡萄糖（己醛糖）、果糖（己酮糖）、核糖和脫氧核糖（戊醛糖）寡糖：定義：由2-6個單糖通過糖苷鍵形成的糖類/能水解為2-6個單糖的糖類。舉例：蔗糖（葡-果）、麥芽糖（葡-葡）、乳糖（葡-半）。多糖：定義：由6個以上單糖通過糖苷鍵形成的糖類/能水解為6個以上單糖的糖類。同多糖、雜多糖舉例：淀粉、糖原、纖維素、肝素、硫酸軟骨素結(jié)合糖：定義：含有其它成分（蛋白質(zhì)、脂類等）的糖類舉例：糖蛋白、糖脂。4.碳水化合物：carbohydrate葡糖糖C6（H2O）6

將錯就錯。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作51.幾個概念：

同分異構(gòu)體

結(jié)構(gòu)異構(gòu)：骨架的不同，丁烷和異丙烷

立體異構(gòu)：空間結(jié)構(gòu)不同。

幾何異構(gòu)：雙鍵的順式和反式（草圖）。

旋光異構(gòu)：鏡像對稱。手性

差向異構(gòu)：僅一個碳原子的構(gòu)型不同。二.糖的構(gòu)型2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作62.糖的構(gòu)型對稱碳原子（只要有2個基團相同）和不對稱碳原子（4個基團都不同），不對稱碳原子的2種構(gòu)型，旋光異構(gòu)體的性質(zhì)（旋光率）甘油醛的構(gòu)型（D\L的規(guī)定，P6）意義：所有單糖構(gòu)型的參照物。單糖的構(gòu)型：倒數(shù)第一個不對稱碳原子的構(gòu)型，以甘油醛的構(gòu)型為參照物，就是放置的位置相似。葡萄糖的構(gòu)型沒有構(gòu)型的糖：二羥丙酮怎樣書寫旋光異構(gòu)體：畫一面鏡子，所有碳原子的構(gòu)型都相反。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作7單糖舉例

一.葡萄糖的結(jié)構(gòu)

1.鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：條件（干燥），構(gòu)型D/L，旋光異構(gòu)體和自然選擇（D）

寫法：簡化結(jié)構(gòu)式：△-CHO○-CH2OH－-OH，突出構(gòu)型

2.環(huán)狀結(jié)構(gòu)：條件（水溶液）吡喃型（六元環(huán)）和呋喃型（五元環(huán)）及自然選擇（吡喃型），α型和β型，異頭物

3.投影式（Haworth式），環(huán)狀簡式，鏈?zhǔn)脚c環(huán)式的互變規(guī)則（僅對D型）：在骨架上添加-OH，把（βα）上下變左右，舉例?！?.單糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作84.變旋現(xiàn)象：

現(xiàn)象：具有某種旋光率的糖剛?cè)苡谒畷r，其旋光率會發(fā)生變化，最后恒定在某一旋光率處不變

本質(zhì)：糖在水溶液中要發(fā)生鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)與環(huán)式結(jié)構(gòu)的互變、吡喃環(huán)與呋喃環(huán)的互變以及α型與β型的互變，最后達(dá)到平衡。

以葡萄糖為例：平衡處+52.50

鏈?zhǔn)健秽h(huán)←→α型吡喃環(huán)←→β型吡喃環(huán)

0.03％1％36％63％

+112.20+18.70

5.葡萄糖的構(gòu)象：船式和椅式，用模型顯示。

6.幾種重要單糖的結(jié)構(gòu)式（默認(rèn)為D-型）：甘油醛二羥丙酮

核糖脫氧核糖

葡萄糖甘露糖半乳糖果糖鏈?zhǔn)胶铜h(huán)式都要，請大家自己在書上將其找到，作為家庭作業(yè)。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作10二.單糖的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)：

旋光性（特例）：

甜度：標(biāo)準(zhǔn)以及順序（果糖＞蔗糖＞葡萄糖）

溶解性：可溶。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作112.化學(xué)性質(zhì)

<1>.與強酸的作用*：形成糠醛及其衍生物

反應(yīng)式及其原理：分子內(nèi)脫水成環(huán)，再脫水成雙鍵。

糖的鑒定：

Molish反應(yīng)：糠醛及其衍生物與α-萘酚反應(yīng)生成紫色的化合物，原理是醛基于酚類進(jìn)行了縮合，這樣，將糖與濃酸作用后再與α-萘酚反應(yīng)作用就能生成紫色的化合物，可鑒別糖。（多羥、醛基）

Seliwanoff反應(yīng)：同樣的原理，將糖與濃酸作用后再與間苯二酚反應(yīng)，若是酮糖就顯鮮紅色，若是醛糖就顯淡紅色，由此可鑒別酮糖和醛糖。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作12<2>.形成糖苷*：糖的半縮醛羥基與其它物質(zhì)的羥基或氨基脫水縮合形成的化合物。掌握糖苷鍵型和名稱。

舉例：麥芽糖的結(jié)構(gòu)式

葡萄糖-α-1,4-葡萄糖苷，α-葡萄糖出半縮醛羥基，另一葡萄糖（α、β可互變）出4位上的羥基。

反應(yīng)部位

主體、配體、糖苷鍵的鍵型（半縮醛羥基的構(gòu)型-半縮醛羥基的位置，另一羥基的位置，如：α-1,4

）

全名：配體-糖苷鍵型-主體苷2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作13<3>.糖的還原性

費林反應(yīng)（Fehling）：費林試劑（堿性的銅絡(luò)合物）反應(yīng)式定量法（Cu2O）

還原糖：能使Cu2+還原的糖類，醛糖和酮糖都是還原糖。

與鐵氰化鉀的反應(yīng)：這是生化實驗之一，將葡萄糖與鐵氰化鉀（K3Fe（CN）6）溶液共熱時，鐵氰化鉀被還原成亞鐵氰化鉀（K4Fe（CN）6）。

反應(yīng)式：K3Fe（CN）6+葡萄糖→K4Fe（CN）6+葡萄糖酸

多余的K3Fe（CN）6用KI氧化，而產(chǎn)生的I2用硫代硫酸鈉滴定。因此，硫代硫酸鈉→

I2

→剩余鐵氰化鉀→亞鐵氰化鉀→葡萄糖2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作14<4>.形成糖脎*

糖與三分子苯肼的反應(yīng)

反應(yīng)式：第一步，第二步，第三步。特點：抹煞了第一、第二位C原子的構(gòu)型。

用途：可以鑒定單糖的種類：糖脎為黃色的不溶于水的晶體，不同的糖脎其晶型和熔點均不同，由此可鑒別單糖的種類。

思考題：葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖，哪幾種可被糖脎反應(yīng)所鑒別，哪些不能？作為家庭作業(yè)。

其余的反應(yīng)如酯化作用、對堿的作用、糖的氧化性等，請大家自己看看。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作15§3.寡糖

定義

結(jié)構(gòu)單位：環(huán)狀的單糖

糖苷鍵、主體和配體

寡糖（以及淀粉）中的單糖叫殘基

幾種重要的二糖

1.麥芽糖：葡萄糖α-1,4-葡萄糖苷：是直鏈淀粉的形成方式

2.異麥芽糖：葡萄糖α-1,6-葡萄糖苷：是枝鏈淀粉分支處的的形成方式

3.蔗糖：α-葡萄糖β-2,1果糖苷/β-果糖α-1,2葡萄糖苷。

4.乳糖：葡萄糖β-1,4-半乳糖苷

5.纖維二糖：葡萄糖β-1,4-葡萄糖苷：是纖維素的形成方式。

2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作16§4.多糖

定義

一.同多糖：即均一多糖：定義

1.淀粉

結(jié)構(gòu)單位：環(huán)式的α-D-葡萄糖（在淀粉和寡糖中叫做葡萄糖殘基）

連接方式（即糖苷鍵型）：α-1,4糖苷鍵和α-1,6糖苷鍵。

直鏈淀粉的結(jié)構(gòu)：只有α-1,4糖苷鍵，還原端和非還原端各一

枝鏈淀粉的結(jié)構(gòu)：既有α-1,4糖苷鍵又有α-1,6糖苷鍵。還原端一個，非還原端多個

淀粉的二級結(jié)構(gòu)（空間結(jié)構(gòu)）：右手螺旋（像個彈簧，模型表示），每一圈含有6個葡萄糖殘基

碘顯色機理：鉆圈，圈越多（分子量越大即葡萄糖殘基越多）色越深。

淀粉水解碘顯色的變化：淀粉（藍(lán)色或紫色）→紅色糊精→無色糊精→寡糖→葡萄糖

性質(zhì)：與葡萄糖相比，它沒有還原性、有旋光性但無變旋現(xiàn)象、溶解度降低2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作172.糖原：結(jié)構(gòu)上完全同枝鏈淀粉，只是分子量要大得多

3.纖維素：

結(jié)構(gòu)單位：β-D-葡萄糖

連接方式：β-1,4糖苷鍵

分子量：上萬個葡萄糖殘基

二級結(jié)構(gòu)：鋸齒帶狀，交織在一起，強度很大。

性質(zhì)：不溶于水，僅能被高溫的強酸和少數(shù)幾種纖維素酶所水解

4.其余多糖：半纖維素和幾丁質(zhì)等，請大家自己回去看看。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作18二.雜多糖

通常與蛋白質(zhì)形成具有粘性的物質(zhì)，故稱粘多糖，在體內(nèi)起潤滑作用（胃部以及關(guān)節(jié)處的粘夜，鼻涕等）

例如：透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素和肝素等

三.結(jié)合糖：糖脂、糖蛋白、蛋白多糖等，自己看。

布置作業(yè)：1.重要糖的結(jié)構(gòu)（鏈?zhǔn)胶铜h(huán)式）：甘油醛、二羥丙酮、核糖、脫氧核糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖、纖維二糖。2.變旋現(xiàn)象及其本質(zhì)3.糖的幾個鑒定反應(yīng)、糖脎反應(yīng)的思考題。4.淀粉和纖維素的結(jié)構(gòu)特點。

2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作19第三章脂類§1.概述

定義：由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生物統(tǒng)稱為脂類，這是一類一般不溶于水而溶于脂溶性溶劑的化合物。

2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作20一.脂類的類別1.單純脂：定義：脂肪酸與醇脫水縮合形成的化合物蠟：高級脂肪酸與高級一元醇脫水縮合形成的化合物，幼植物體表覆蓋物，葉面，動物體表覆蓋物，蜂蠟。甘油脂：高級脂肪酸與甘油脫水縮合形成的化合物，最多的脂類。2.復(fù)合脂：定義：單純脂加上磷酸等基團產(chǎn)生的衍生物磷脂：甘油磷脂（卵、腦磷脂）、鞘磷脂（神經(jīng)細(xì)胞豐富）3.脂的前體及衍生物高級脂肪酸甘油固醇萜類前列腺素4.結(jié)合脂：定義：脂與其它生物分子形成的復(fù)合物糖脂：糖與脂類以糖苷鍵連接起來的化合物（共價鍵），如霍亂毒素脂蛋白：脂類與蛋白質(zhì)非共價結(jié)合的產(chǎn)物，如血中的幾種脂蛋白，VLDL、LDL、HDL、VHDL是脂類的運輸方式。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作21二.脂類的功能1.最佳的能量儲存方式體內(nèi)的兩種能源物質(zhì)比較單位重量的供能：糖4.1千卡/克，脂9.3千卡/克。儲存體積：1糖元或淀粉：2水，脂則是純的，體積小得多。動用先后：糖優(yōu)先，關(guān)于減肥和辟谷2.生物膜的骨架：細(xì)胞膜的液態(tài)鑲嵌模型：磷脂雙酯層，膽固醇，蛋白質(zhì)。3.電與熱的絕緣體電絕緣：神經(jīng)細(xì)胞的鞘細(xì)胞，電線的包皮，神經(jīng)短路熱絕緣：冬天保暖，企鵝、北極熊4.信號傳遞：固醇類激素5.酶的激活劑：卵磷脂激活β-羥丁酸脫氫酶6.糖基載體：合成糖蛋白時，磷酸多萜醇作為羰基的載體2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作22§2.甘油脂定義：高級脂肪酸與甘油，其中甘油三脂就是油脂。一.脂肪酸：結(jié)合態(tài)、游離態(tài)（FFA）1.性質(zhì)偶數(shù)：16，18，20，22，24順式雙鍵的位置：9、12、15溶點與結(jié)構(gòu)的關(guān)系：鏈長（長-高），飽和度（飽-高）2.簡單表達(dá)式：簡單結(jié)構(gòu)式：波浪形，注意雙鍵的構(gòu)型簡單表達(dá)式：鏈長：雙鍵數(shù)△雙鍵位置舉例：油酸18：1△92023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作233.常見脂肪酸和必需脂肪酸常見：軟脂酸16：0硬脂酸18：0必須脂肪酸：（Vf）：人和哺乳動物不可缺少但又不能合成的脂肪酸，必須從食物（尤其是植物）中攝取。包括：亞油酸18：2△9，12α-亞麻酸18：3△9，12，15γ-亞麻酸18：3△6，9，12素油比葷油營養(yǎng)價值大2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作24二.甘油脂（脂酰甘油）甘油的寫法和性質(zhì)：寫成L型，而與構(gòu)型無關(guān)。甘油脂的通式：MG、DG、TG，注意寫成L型。油脂為三酰甘油（甘油三脂TG）：油（植物）+脂肪（動物），脂肪酸的飽和性決定了它們的狀態(tài)1.油脂的物理性質(zhì)<1>.溶解度：不溶于水，而溶于乙醇、乙醚、氯仿、表面活性劑（雙親性物質(zhì)）等，對比MG和DG<2>.熔點：植物的油與動物的脂肪的溶點，由脂肪酸的飽和性決定<3>.旋光性：前題，書寫方式（L）與構(gòu)型無關(guān)，這是規(guī)定。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作252.化學(xué)性質(zhì)<1>.皂化與皂化值定義：油脂與堿共熱時，產(chǎn)生甘油和脂肪酸鹽（肥皂），實際上是堿催化的水解反應(yīng)。日常生活中的應(yīng)用：臟抹布的堿煮和梳子的熱堿洗滌。反應(yīng)式皂化值：加熱，KOH（mg）/油脂（g），可以反映油脂的量（摩爾數(shù)）<2>.酸敗與酸值油脂長期擱置時會產(chǎn)生酸臭味就是酸敗原因是油脂受空氣和光照作用，不飽和脂肪酸的雙鍵處被氧化成為醛或酮以及羧酸，產(chǎn)生酸臭味，脂肪酸經(jīng)過酶的氧化后也可以形成酮。桐油的應(yīng)用：高度不飽和脂肪酸（有多個雙鍵）被氧化成為醛或酮后，再彼此交聯(lián)成高分子化合物，形成膜。酸值：不加熱，KOH（mg）/油脂（g），可以反映油脂的新鮮程度。<3>.加成反應(yīng)與碘值油脂中的不飽和雙鍵可以與H2、I2、HCl、Cl2等發(fā)生加成反應(yīng)鹵化作用：與鹵族元素發(fā)生的加成反應(yīng)碘值：I2（g）/油脂（百克）反映油脂的不飽和程度2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作26§3.磷脂復(fù)合脂中最重要的一族組成基團：脂肪酸、醇（甘油、鞘氨醇等）、磷酸根、X（醇類）一.甘油磷脂（磷脂酰甘油）1.結(jié)構(gòu)通式命名：磷脂酰XX為其它的醇類，通過磷酸二酯鍵與甘油連接。天然磷脂均為L型構(gòu)型2.幾種重要的磷脂3.幾種重要的磷脂酶及其作用特點：PLA1、PLA2（PLB）、PLC、PLD作用位點溶血磷脂：2位上脫去脂肪酸的甘油磷脂蛇毒與磷脂酶：神經(jīng)毒素和血液毒素2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作27二.神經(jīng)鞘磷脂：神經(jīng)鞘氨醇、脂肪酸、磷酸、膽堿神經(jīng)鞘氨醇+脂肪酸→神經(jīng)酰胺+磷酸+膽堿→神經(jīng)鞘磷脂三.磷脂的特性：1.溶解性：表面活性劑，雙親化合物（親油親水），用作洗滌劑。氯仿+甲醇是提取磷脂的有效溶劑2.解離：兩性電解質(zhì)，解離后磷酸基團帶負(fù)電，X基團帶正電（見X的結(jié)構(gòu)）3.水解反應(yīng)：堿解（皂化）、酶解2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作28§4.其它脂類一.結(jié)合脂1.糖脂<1>.甘油糖脂：甘油磷脂的磷酸X被糖所取代的產(chǎn)物，即第三個羥基與糖的半縮醛羥基脫水縮合的產(chǎn)物，因此，也屬于糖苷。<2>.糖鞘脂：鞘磷脂的磷酸+膽堿被糖所取代的產(chǎn)物，糖也是出的半縮醛羥基，也屬于糖苷。例如：腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂（霍亂毒素受體GMI）等。2.脂蛋白：血液中的四種脂蛋白。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作29二.固醇（甾醇）類：環(huán)戊烷多氫菲的衍生物。編號功過是非：癌癥（黃曲霉素），心血管疾?。ǜ哐獕海Y(jié)石；腦細(xì)胞、膽汁酸、激素、VD。<1>.膽固醇：固醇上的17位上接一異辛烷。游離膽固醇和膽固醇脂均不溶于水。膽固醇在紫外線的作用下可以轉(zhuǎn)化成VD，VD的作用，嬰兒曬太陽。<2>.膽汁酸：膽固醇衍生的一類固醇酸，是膽汁的重要組份，包括各種膽酸。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作30三.萜類：異戊二烯的衍生物，衍生方式為異戊二烯首尾相連或尾尾相連。單萜（2個異戊二烯單位）、倍半萜（3個異戊二烯單位），β-胡羅卜素為4萜，天然橡膠為上千萜。

霍亂?。翰≌鳎荷贤孪聻a，全是水，若不補充水，一天之內(nèi)即死亡病理：腸內(nèi)大量失水，水壓過高，排泄物中有大量的霍亂弧菌。分子基礎(chǔ)：小腸上皮細(xì)胞的外表面結(jié)構(gòu)如圖（講義稿P5），具有霍亂毒素的受體（GMI，一種糖脂），霍亂毒素的結(jié)構(gòu)是個七聚體蛋白，與受體結(jié)合后解離，穿過細(xì)胞膜，刺激腺苷酸環(huán)化酶，提高cAMP，使鈉/水泵失調(diào)，向腸內(nèi)排水，又向周圍組織以及血管中抽水。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作31布置作業(yè)：脂肪酸的特性、常見和必需脂肪酸脂肪酸的三種化學(xué)性質(zhì)4種磷脂酶的特點膽固醇的結(jié)構(gòu)和作用2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作32第四章蛋白質(zhì)序論一.蛋白質(zhì)是生命的表征，哪里有生命活動哪里就有蛋白質(zhì)1.酶：作為酶的化學(xué)本質(zhì)，溫和、快速、專一，任何生命活動之必須，酶的另一化學(xué)本質(zhì)是RNA，不過它比蛋白質(zhì)差遠(yuǎn)了，種類、速度、數(shù)量。2.免疫系統(tǒng)：防御系統(tǒng)，抗原（進(jìn)入“體內(nèi)”的生物大分子和有機體），發(fā)炎。細(xì)胞免疫：T細(xì)胞本身，分化，膿細(xì)胞。體液免疫：B細(xì)胞，釋放抗體，導(dǎo)彈，免疫球蛋白（Ig）。3.肌肉：肌肉的伸張和收縮靠的是肌動蛋白和肌球蛋白互動的結(jié)果，體育生化。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作334.運輸和儲存氧氣：Hb和Mb。5.激素：含氮類激素，固醇類激素。6.基因表達(dá)調(diào)節(jié)：操縱子學(xué)說，阻遏蛋白。7.生長因子：EGF（表皮生長因子），NGF（神經(jīng)生長因子），促使細(xì)胞分裂。8.信息接收：激素的受體，糖蛋白，G蛋白。9.結(jié)構(gòu)成分：膠原蛋白（肌腱、筋），角蛋白（頭發(fā)、指甲），膜蛋白等。生物體就是蛋白質(zhì)堆積而成，人的長相也是由蛋白質(zhì)決定的。10.精神、意識方面：記憶、痛苦、感情靠的是蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化，蛋白質(zhì)的構(gòu)象分類是目前熱門課題。11.蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)？只有不確切的少量證據(jù)。如庫魯病毒，怕蛋白酶而不怕核酸酶。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作34二.構(gòu)成蛋白質(zhì)的元素1.共有的元素有C、H、O、N，其次S、稀有P等2.其中N元素的含量很穩(wěn)定，16％，因此，測N量就能算出蛋白質(zhì)的量（見克氏定氮實驗）。三.結(jié)構(gòu)層次1.一級結(jié)構(gòu)：AA順序2.二級結(jié)構(gòu)：主干的空間走向3.三級結(jié)構(gòu)：肽鏈在空間的折疊和卷曲形成的形狀，所有原子在空間的排布。4.四級結(jié)構(gòu)：多條肽鏈之間的作用。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作35§1.氨基酸蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位、水解產(chǎn)物一.氨基酸的結(jié)構(gòu)通式α-碳原子，α-羧基，α-氨基氨基酸的構(gòu)型：體型演示，自然選擇L型，D型氨基酸沒有營養(yǎng)價值，僅存在于纈氨霉素、短桿菌肽等極少數(shù)寡肽之中，沒有在蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作36二.氨基酸的表示法生物體中有20種基本氨基酸（合成蛋白質(zhì)的原料），還有其它非基本氨基酸，20種基本氨基酸的表示方法有下列幾種：1.中文名：X（X）氨酸，如甘氨酸、半胱氨酸。20種要會背。2.英文名：3字名，如Gly、Cys等，20種要會背。3.按順序演示，記憶技巧。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作37三.氨基酸的具體結(jié)構(gòu)：20種全部記住，先把通式記住再注意R。按字母順序記憶：丙精天天半／谷谷甘組異／亮賴甲苯脯／絲蘇色酪纈，也可以按照下面的基團來記：1.特殊AA：甘Gly（最特殊，唯一無旋光性）、丙Ala（顧名思義）、苯丙Phe（顧名思義）。2.酸性AA：天冬Asp（β-羧基）、谷Glu（γ-羧基）3.堿性AA：金Arg（δ-胍基）、賴Lys（ε-氨基）、組His（β-咪唑基）4.芳香族AA：色Trp（β-吲哚基）、苯丙Phe、酪Tyr（β-苯酚基）5.含-OH的AA：絲Ser（β-羥基）、蘇Thr（β-羥基）、酪Tyr（β-苯酚基）2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作386.含S的AA：半胱Cys（β-巰基）、甲硫Met（γ-甲硫基）7.酰氨基的AA：天冬酰氨Asn（β-酰氨）、谷氨酰氨Gln（γ-酰氨）、8.烷烴基的AA：纈Val、亮Leu、異亮Ile，完整。9.亞氨基的AA：脯Pro（亞氨基）。10.20種基本AA中的幾種特殊基團：胍基和咪唑基、巰基和甲硫基、吲哆基。α-亞氨基2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作39四.氨基酸的分類1.結(jié)構(gòu)上<1>脂肪族氨基酸：酸性氨基酸（2羧基1氨基：Glu、Asp），堿性氨基酸（2氨基1羧基：Arg、Lys、不包括His），中性氨基酸（氨基羧基各一：很多）<2>芳香族氨基酸：含苯環(huán)：Phe、Tyr、Trp（也屬于雜環(huán)氨基酸）<3>雜環(huán)氨基酸：His（也是堿性氨基酸）、Pro、Trp（也是芳香族氨基酸）2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作402.R基的極性<1>帶電極性氨基酸：親水氨基酸：溶解性很好，酸性氨基酸、堿性氨基酸。<2>不帶電極性氨基酸：親水氨基酸：溶解性較好<3>特殊AA：溶解性介于上下之間。<4>非極性氨基酸：疏水氨基酸：溶解性較差。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作413.營養(yǎng)價值<1>必需氨基酸：人和哺乳動物不可缺少但又不能合成的氨基酸，只能從食物中補充，共有8種：Leu、Lys、Met、Phe、Ile、Trp、Thr、Val<2>半必需氨基酸：人和哺乳動物雖然能夠合成，但數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到機體的需求，尤其是在胚胎發(fā)育以及嬰幼兒期間，基本上也是由食物中補充，只有2種：Arg、His。有時也不分必需和半必需，統(tǒng)稱必需氨基酸，這樣就共有10種。記法：TipMTVHall<3>非必需氨基酸：人和哺乳動物能夠合成，能滿足機體需求的氨基酸，其余10種從營養(yǎng)價值上看，必需>半必需>非必需2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作42五.非基本氨基酸1.氨基酸的衍生物：蛋白質(zhì)化學(xué)修飾造成的，有P-Ser、P-Thr、P-Tyr、OH-Pro、OH-Lys，最為重要的是Cyss胱氨酸，是由2分子Cys通過二硫建連接起來的，P542.非蛋白氨基酸：僅游離存在，瓜氨酸、鳥氨酸、β-丙氨酸3.D-氨基酸：纈氨霉素、短桿菌肽中含有。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作43六.氨基酸的性質(zhì)1.

物理性質(zhì)<1>紫外吸收：有共軛雙鍵的物質(zhì)都具有紫外吸收，在20種基本aa中，有4種是具有共軛雙鍵的，Trp、Tyr、Phe、His，其中His只有2個雙鍵共軛，紫外吸收比較弱，Trp、Tyr、Phe（P51-52）均有3個雙鍵共軛，紫外吸收較強，其中Trp的紫外吸收最厲害，是蛋白質(zhì)紫外吸收特性的最大貢獻(xiàn)者，此3種氨基酸的紫外吸收特點如下2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作44<2>旋光性：僅Gly不具旋光性，其它19種都有，且自然選擇為L-型。<3>溶解性：溶解于水，特別是稀酸稀堿溶液，不溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。<4>熔點：均大于200℃，也就是說氨基酸都是固態(tài)，而同等分子量的其它有機物則是液態(tài)，這說明了氨基酸與氨基酸之間的結(jié)合力很強，是離子鍵，即氨基酸是以離子狀態(tài)存在的，而不是以中性分子存在的。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作452.化學(xué)性質(zhì)<1>解離和等電點：氨基酸是個兩性電解質(zhì)，既可進(jìn)行酸解離也可進(jìn)行堿解離，用解離方程式表示，這樣，氨基酸在水溶液中就可能帶電，+或-，以及呈電中性，到底是什么情況，完全由溶液的PH值來決定。等電點：如果調(diào)節(jié)溶液的PH值使得其中的氨基酸呈電中性，我們把這個PH值稱為氨基酸的等電點：PI。PI是氨基酸的重要常數(shù)之一，它的意義在于，物質(zhì)在PI處的溶解度最小，是分離純化物質(zhì)的重要手段。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作46思考題：當(dāng)溶液的PH值>PI時，aa帶電為+/-？當(dāng)溶液的PH值<PI時，aa帶電為+/-？aa溶于蒸餾水中后，溶液的PH值變?yōu)?，此aa的PI>=<6?aa溶于蒸餾水中后，溶液的PH值變?yōu)?，此aa的PI>=<8?2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作47<2>等電點的計算：對于所有的R基團不解離的氨基酸而言（即解離只發(fā)生在α-羧基和α-氨基上），計算起來非常簡單：PI＝（PK1’+PK2’）/2推導(dǎo)過程：只要［+］＝［-］即可，［+-］可不管，根據(jù)k’

和Pk’的定義，并參見解離方程，K1’=[+-]*[H+]/[+]，∴

[+]=[+-]*[H+]/K1’K2’＝[-]*[H+]/[+-]，∴[-]＝K2’*[+-]/[H+]令[+]=[-]，則[+-]*[H+]/K1’

＝K2’*[+-]/[H+][H+]2=K1’*K2’，PI＝-lg[H+]＝-1/2*lg[H+]2=-1/2*lg(K1’*K2’)=1/2*(-lgK1’+-lgK2’)＝（PK1’+PK2’）/2若是碰到R基團也解離的，氨基酸就有了多級解離，例如Asp和Lys，這個公式就不好用了，比如Lys、Glu、Cys等。在這種情況下可以按下面的步驟來計算：以Lys為例2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作48<1>由PK’值判斷解離順序，總是PK1’<PK2’<PK3’<…，即誰的PK’值小，誰就先解離。<2>按照解離順序正確寫出解離方程式：簡式，注意解離基團的正確寫法。<3>找出呈電中性的物質(zhì)，其左右PK’值的平均值就是氨基酸的等電點：PI＝（PK’左+PK’右）/2<3>等電點的測定：等電聚焦電泳：這是一種特殊的電泳，其載體上鋪有連續(xù)的PH梯度的緩沖液，然后將氨基酸點樣，只要該處的PH與氨基酸的PI不同，則氨基酸就會帶電，PH值>PI時，aa帶-電；PH值<PI時，aa帶+電。通電后，氨基酸就會移動，直到某處的PH＝PI，氨基酸才呈電中性，不再移動，因此，可以測出PI。<4>氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)

2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作49§2.肽一.肽與肽鍵氨基酸的羧基與另一氨基酸氨基脫水縮合形成的化合物就是肽，其實就是一種酰胺化合物，其酰胺鍵就是肽鍵，是很特殊的鍵，它的特點是剛性平面、反式構(gòu)型。肽中的氨基酸叫氨基酸殘基，幾個氨基酸殘基就叫幾肽。二.肽的種類寡肽：2-10，無構(gòu)象，谷胱甘肽是3肽多肽：10-50，介于之間，胰高血糖素是29肽蛋白質(zhì)：50以上，有特定的構(gòu)象，胰島素是51肽2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作50三.肽的表示法1.

N端、C端的概念：肽鏈的兩個端點，N端的氨基酸殘基的α-氨基未參與肽鍵的形成，即有自由的α-氨基。C端的氨基酸殘基的α-羧基未參與肽鍵的形成，即有自由的α-羧基。2.

寫法和讀法：規(guī)定書寫方法為N端→C端，例如：Ala-Gly-Phe，讀作：丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。注意有時會看到一些奇怪的寫法，比如：NH2-Ala-Gly-Phe-COOH，或H-Ala-Gly-Phe-OH，均屬于畫蛇添足，但Ala-Gly-Phe-NH2則表示C端被酰胺化了，例如胰島素。若有必要從C端→N端寫，則必須標(biāo)明，如（C）Phe-Gly–Ala（N）2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作51四.肽的性質(zhì)1.酸堿性：肽至少有一個游離的氨基和游離的羧基，也是兩性化合物，至少有2級解離，通常都有多級解離。因此，肽在水溶液中也能夠帶電，也有自己的等電點PI，其計算與測定完全同氨基酸的。例如：谷胱甘肽，Glu-Cys-Gly，注意Glu-Cys之間的肽鍵（γ-，而不是正常的α-），各解離基團的PK’值，解離方程，PI＝（2.13+2.34）/2＝2.235，很酸。2.雙縮脲反應(yīng)：雙縮脲（相似于三肽，即2個肽鍵）、堿性銅離子、紫紅色化合物。凡大于三肽的肽都能發(fā)生此反應(yīng)，2肽不行。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作523.水解反應(yīng)：肽可以被酸、堿、酶所水解，其優(yōu)劣性如下：<1>酸水解：濃酸（6N以上，解釋一下N＝M/價），高溫（110℃以上），長時（24-36小時），污染，Trp遭到破壞（營養(yǎng)價值降低），不消旋，水解徹底<2>堿水解：濃堿（6N以上），高溫（100℃以上），6小時，污染，含-OH和-SH的氨基酸均遭到破壞，Ser、Thr、Tyr、Cys，消旋，水解徹底。<3>酶水解：胰酶，常溫常壓，常PH，不消旋、不破壞、不徹底。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作53常用的蛋白酶，即工具酶：外切酶：氨肽酶：從N端開始一個個水解肽鍵羧肽酶：從C端開始一個個水解肽鍵：羧肽酶A：Arg、Lys、Pro除外的氨基酸殘基羧肽酶B：僅Arg、Lys羧肽酶C：所有的氨基酸殘基內(nèi)切酶：胰蛋白酶：僅作用于Arg、Lys的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵，表示為－（Arg、Lys）↓－。產(chǎn)物為C端Arg、Lys的肽鏈。糜蛋白酶：僅作用于含苯環(huán)的氨基酸的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵，表示為－（Trp、Tyr、Phe）↓－。產(chǎn)物為C端Trp、Tyr、Phe的肽鏈。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作54五.肽的實例1.谷胱甘肽：注意Glu與Cys的連接（γ-，而不是正常的α-），還原型GSH和氧化型GSSG，多種酶的激活劑，參與體內(nèi)多項代謝，主要作用是還原劑，消除體內(nèi)的自由基（過氧化物，抽煙，黑坳）。超氧化物歧化酶的輔酶。2.催產(chǎn)素和加壓素：9肽或環(huán)8肽，都是腦垂體后葉激素，都有升血壓、抗利尿、刺激子宮收縮、排乳的作用，催產(chǎn)素促進(jìn)遺忘，加壓素增強記憶。3.短桿菌肽和纈氨霉素4.促甲狀腺素釋放因子：TRF，是個三肽，TRF→促甲狀腺素→甲狀腺素。5.胰高血糖素：29肽，升高血糖，作用同腎上腺素。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作55§3.蛋白質(zhì)一.種類和性質(zhì)1.種類<1>組成上分：簡單蛋白：僅由aa構(gòu)成結(jié)合蛋白：簡單蛋白與其它生物分子的結(jié)合物，糖蛋白（共價）、脂蛋白（非共價）<2>形態(tài)上分：球蛋白：長/寬≤3～4，血紅蛋白纖維蛋白：長/寬>10，血纖蛋白、絲蛋白<3>功能上分：酶、抗體、運輸?shù)鞍?、激素?lt;4>理化性質(zhì)上分：HDL、VHDL、LDL、VLDL<5>構(gòu)象上分：國際上有蛋白質(zhì)構(gòu)象庫。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作562.性質(zhì)<1>紫外吸收：280nm，貢獻(xiàn)者是Trp、Tyr、Phe，最主要的是Trp，核酸的紫外吸收峰在260nm。<2>兩性解離：有PI，不能計算，只能測定（等電聚焦）。等電點沉淀法：PI處蛋白質(zhì)的溶解度最低。<3>膠體性質(zhì)：大分子，多于51個aa殘基，最小平均分子量為5000D；在水中能兩性解離故而帶電，又親水，所以是膠體，分散好。有電泳、布朗運動、丁達(dá)爾現(xiàn)象、不能通過半透膜等等典型的膠體性質(zhì)。<4>沉淀反應(yīng)：凡是能破壞水化膜以及能中和電荷的物質(zhì)均可使蛋白質(zhì)沉淀等電點沉淀：PH值，中和電荷鹽析：高濃度的鹽溶液使蛋白質(zhì)沉淀，離子中和電荷，如(NH4)2SO4，豬血的實驗。鹽溶：低濃度的鹽溶液使蛋白質(zhì)溶解，蛋清的溶解。有機溶劑沉淀：降低溶液的介電常數(shù)。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作57<5>蛋白質(zhì)變性：蛋白質(zhì)在某些外界因素的影響下，理化性質(zhì)改變、生物活性喪失的現(xiàn)象。這些因素包括熱、酸、堿、有機劑等，就以上述鹽析為例。蛋白質(zhì)變性理論：吳憲，1931年提出。蛋白質(zhì)的功能直接由蛋白質(zhì)的構(gòu)象來決定，某些外界因素改變了蛋白質(zhì)的獨特構(gòu)象，因而使生物活性喪失。但不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（即共價結(jié)構(gòu)）。蛋白質(zhì)的變性與水解是不同的。當(dāng)環(huán)境條件恢復(fù)時，蛋白質(zhì)的生物活性有可能也恢復(fù)，這就是蛋白質(zhì)的復(fù)性。這一理論在實踐中有很重要的指導(dǎo)意義，能夠解釋酶為什么有最適的PH和最適的溫度。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作58<6>蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)：可以用來定量定性測定蛋白質(zhì)雙縮脲反應(yīng)：紅色，λm＝540nm黃色反應(yīng)：與HNO3的反應(yīng)，生成硝基苯，呈黃色。皮膚遇到HNO3的情況，白→黃→橙黃。米倫氏反應(yīng)：與HgNO3

或Hg(NO3)2的反應(yīng)，呈黃色，原理同上。與乙醛酸的反應(yīng)：紅色，Trp的吲哚基的特定反應(yīng)。坂口反應(yīng)：紅色，Arg的胍基的反應(yīng)。福林反應(yīng)：藍(lán)色，是Tyr的酚基與磷鉬酸和磷鎢酸的反應(yīng)。印三酮反應(yīng)：紫紅色Pauly反應(yīng)：櫻紅色，His的咪唑基。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作59二.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)及其測定1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次：1、2、超2、結(jié)構(gòu)域、3、42.一級結(jié)構(gòu)：即蛋白質(zhì)的共價結(jié)構(gòu)或平面結(jié)構(gòu)，核心內(nèi)容就是aa的排列順序，它的改變涉及到蛋白質(zhì)共價鍵的破壞和重建。一級結(jié)構(gòu)的全部內(nèi)容包括：肽鏈的個數(shù)、aa的順序、二硫鍵的位置、非aa成分。3.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定間接法：通過測定蛋白質(zhì)之基因的核苷酸順序，用遺傳密碼來推斷aa的順序。這是因為核苷酸的測序比蛋白質(zhì)的測序工作要更方便、更準(zhǔn)確。直接法：用酶和特異性試劑直接作用于蛋白質(zhì)而測定出aa順序2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作60<1>第一步：前期準(zhǔn)備分離純化蛋白質(zhì)：純度要達(dá)到97％以上才能分析準(zhǔn)確。蛋白質(zhì)分子量的測定：用于判斷分子的大小，估計肽鏈的數(shù)目，有滲透壓法、凝膠電泳法（聚丙烯酰胺、SDS）、凝膠過濾法、超離心法等aa組成的測定：用于最后核對，氨基酸自動分析儀肽鏈拆分：非共價鍵的如氫鍵、離子鍵、疏水鍵、范德華力4種，可用尿素或鹽酸胍等有機溶液來拆分。共價鍵的僅二硫鍵1種，可用巰基乙醇、碘代乙酸、過甲酸來拆分。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作61<2>第二步：肽鏈的端點測定N端測定：Sanger法，DNFB→DNP-肽→水解→乙醚萃取→層析鑒定

Edman法，PITC→PTC-肽→PTH-aa→層析鑒定C端測定：肼解法，唯有C端aa與眾不同，酰肼化合物與游離aa。Asn、Gln、Cys、Arg將被肼破壞，不能分析。

羧肽酶法：配合動力學(xué)控制。羧肽酶A：Arg、Lys、Pro除外的氨基酸殘基羧肽酶B：僅Arg、Lys羧肽酶C：所有的氨基酸殘基2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作62<3>每條肽鏈aa順序的測定：aa順序自動分析儀只能準(zhǔn)確測定50aa以下的肽鏈，而多數(shù)蛋白質(zhì)都含有100以上的aa殘基，所以，事先要將蛋白質(zhì)打斷成多肽甚至寡肽，再上機分析，而且要2套以上，便于以后拼接，看下面的一個例子。常用的工具酶和特異性試劑有：胰蛋白酶：僅作用于Arg、Lys的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。－（Arg、Lys）↓－。產(chǎn)物為C端Arg、Lys的肽鏈。糜蛋白酶：僅作用于含苯環(huán)的氨基酸的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。表示為－（Trp、Tyr、Phe）↓－CNBr：僅作用于Met的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵，相當(dāng)于內(nèi)切酶的作用。－Met↓－。拼接：將2套多肽的aa順序?qū)φ掌唇樱e例：156987351256984523→156987351256984523→1569873512569845232023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作63<4>第四步：二硫鍵位置的確定：包括鏈內(nèi)和鏈間二硫鍵的位置，用對角線電泳來測。在肽鏈未拆分的情況下用胃蛋白酶水解之，可以得到被二硫鍵連著的多肽產(chǎn)物。先進(jìn)行第一向電泳，將產(chǎn)物分開。再用過甲酸、碘代乙酸、巰基乙醇處理，將二硫鍵打斷。最后進(jìn)行第二向電泳，條件與第一向電泳完全相同。選取偏離對角線的樣品（多肽或寡肽），它們就是含二硫鍵的片段，上機測aa順序，例如：門?酪?半?門／纈?半?甘，根據(jù)已測出的蛋白質(zhì)的aa順序，把這些片段進(jìn)行定位，就能找到二硫鍵的位置，以胰島素為例舉例說明。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作644.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)測定的意義<1>分子進(jìn)化：將不同生物的同源蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，以人的為最高級，從而確定其它物種的進(jìn)化程度，也可以制成進(jìn)化樹，由于這是由數(shù)據(jù)決定的，因此比形態(tài)上確定的進(jìn)化更加科學(xué)和精確。<2>證明了一個理論，即蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，最終決定蛋白質(zhì)的功能。<3>疾病的分子生物學(xué)：鐮刀型貧血癥的內(nèi)因是血紅蛋白的β6Val，正常的血紅蛋白的β6Glu。病癥以及其進(jìn)化原因，瘧疾的克星。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作65三.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)1.二級結(jié)構(gòu)概論<1>二級結(jié)構(gòu)的定義：肽鏈主干在空間的走向。主干指的是肽平面與α-C構(gòu)成的鏈子。<2>二級結(jié)構(gòu)的內(nèi)容：空間走向以及維持這種走向的力量：氫鍵和R基團的影響（離子鍵、疏水鍵、空間障礙等）<3>二級結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)描述：ф角：肽平面繞N-Cα單鍵旋轉(zhuǎn)的角度ψ角：肽平面繞Cα-C羧基單鍵旋轉(zhuǎn)的角度。至于+-方向的規(guī)定，0度角的規(guī)定太復(fù)雜，不作要求。這樣，一個肽平面的空間位置可以被2個二面角來確定，如果每個肽鏈的兩個二面角（ф,ψ）都相同，則構(gòu)成了規(guī)則的空間走向，所以可以用（ф,ψ）來描述肽鏈的二級結(jié)構(gòu)。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作662.二級結(jié)構(gòu)的常見類型Pauling的貢獻(xiàn)，X光衍射法是研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的最好技術(shù)，羊毛蛋白和蠶絲蛋白，單調(diào)一致，諾貝爾化學(xué)獎。<1>α-右手螺旋α-螺旋即像彈簧一樣的螺旋，有右手與左手之分，自然選擇蛋白質(zhì)的α-螺旋為右手螺旋。α-右手螺旋的數(shù)據(jù)：每一圈含有3.6個aa殘基（或肽平面），每一圈高5.4?，即每一個aa殘基上升1.5?，旋轉(zhuǎn)了100度，2個二面角（ф,ψ）＝（-570，-480）。維持α-右手螺旋的力量是螺旋內(nèi)氫鍵，它產(chǎn)生于一個肽平面的C=O與相鄰一圈的在空間上鄰近的另一個肽平面的N-H之間，它的方向平行于螺旋軸，因此，α-右手螺旋的外觀是個筒狀的簾子。每個氫鍵串起的長度為3.6個肽平面或3.6個aa殘基，被氫鍵串起來的這個環(huán)上含有13個原子，故α-右手螺旋也被稱為3.613螺旋。R基團對α-右手螺旋的影響：破壞者Pro，該處折斷，因為亞氨基不能形成氫鍵；不穩(wěn)定者酸性、堿性、太大、太小：Glu、Asp、Arg、Lys、Gly、Ile。其它都是起穩(wěn)定作用的。分布：毛發(fā)中的α-角蛋白，例如頭發(fā)中的α-角蛋白。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作67<2>β-折疊：肽鏈在空間的走向為鋸齒折疊狀，側(cè)觀模型為，俯觀模型為。跟纖維素的相似。二面角（ф,ψ）＝（-119℃，+113℃）。維持β-折疊的力量：折疊間的氫鍵，它產(chǎn)生于一個肽平面的C=O與相鄰肽鏈的在空間上鄰近的另一個肽平面的N-H之間，兩條肽鏈上的肽平面互相平行，形成片層結(jié)構(gòu)。β-折疊有平行式和反平行式兩種，形狀差不多。平行式：兩條鏈的走向相同N-CN-C反平行式：兩條鏈的走向相反N-CC-N反平行式的β-折疊比平行式的更穩(wěn)定一條肽鏈回折后就可形成幾條走向相反肽段，如βββ，就可以形成反平行式的β-折疊，β-折疊不限于兩條肽鏈之間，多條肽鏈可以形成很寬的β-折疊片層，片層與片層之間以范德華力相互作用，形成厚厚的墊子。α-右手螺旋與β-折疊相比更具彈性，不易拉斷，β-折疊易拉斷，α-右手螺旋經(jīng)加熱后可變成β-折疊，長度增加，毛衣越洗越長也是這種變化。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作68<3>左手螺旋：存在于膠原蛋白中，aa殘基組成為（-Gly-Pro-Y-），Y為HyPro或HyLys，靠螺旋間的二硫鍵、氫鍵和范德華力來維持，三條左手螺旋形成一股右手超螺旋。<4>U型回折：也叫β-轉(zhuǎn)角，肽鏈在某處回折1800所形成的結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)包括的長度為4個aa殘基，其中的第三個為Gly，穩(wěn)定該結(jié)構(gòu)的力量是第一和第四個aa殘基之間形成的氫鍵。<5>310螺旋：是α-右手螺旋的過渡形式，又廋又長，每個氫鍵串起的長度為3個肽平面或3個aa殘基，被氫鍵串起來的這個環(huán)上含有10原子。<6>無規(guī)卷曲：無固定的走向，但也不是任意變動的，它的2個二面角（ф,ψ）有個變化范圍。從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性上看α-右手螺旋>β-折疊>U型回折>無規(guī)卷曲，而從功能上看正好相反，酶與蛋白質(zhì)的活性中心通常由無規(guī)卷曲充當(dāng)，α-右手螺旋和β-折疊一般只起支持作用。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作693.超二級結(jié)構(gòu)：空間相鄰的幾個2級結(jié)構(gòu)形成的更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其類型有<1>左手超螺旋：3根α-右手螺旋擰到一起形成一個左手超螺旋，如頭發(fā)中的角蛋白。<2>右手超螺旋：3根左手螺旋擰到一起形成一個右手超螺旋，如膠原蛋白。<3>αα：相鄰的2根α-右手螺旋擰到一起形成一個左手超螺旋。<4>β×β：一個連接鏈連著2個β折疊，平行式，這個連接鏈可以很長。<5>βαβ：β折疊和α螺旋相間形成。<6>βββ：以2段U-型回折連接著的3段β折疊，反平行式。4.結(jié)構(gòu)域：長肽鏈（多于150個aa），在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過多次折疊，在空間上形成一些半獨立的球狀結(jié)構(gòu)，叫結(jié)構(gòu)域，它是三級結(jié)構(gòu)的一部分，結(jié)構(gòu)域之間靠無規(guī)卷曲連接。也就是說將三級結(jié)構(gòu)拆開后首先看到的結(jié)構(gòu)。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作70四.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)1.三級結(jié)構(gòu)：即蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)、構(gòu)象，指其中所有原子的空間排布，是結(jié)構(gòu)域再經(jīng)過卷曲和折疊后形成的。如果蛋白質(zhì)是單條肽鏈，則三級結(jié)構(gòu)就是它的最高級結(jié)構(gòu)，三級結(jié)構(gòu)由二硫鍵和次級鍵（氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力）維持。2.四級結(jié)構(gòu)：多條肽鏈通過非共價鍵（氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力）形成的聚合體的結(jié)構(gòu)就是四級結(jié)構(gòu)，注意，由二硫鍵連接的幾條肽鏈不具有四級結(jié)構(gòu)。每條肽鏈都有自己的三級結(jié)構(gòu)，稱為亞基或亞單位，一般情況下，具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)含有的肽鏈不會太多，故稱這類蛋白質(zhì)為寡聚蛋白，如寡聚酶等。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作71五.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系<1>每一種蛋白質(zhì)都具有特定的結(jié)構(gòu)，也具有特定的功能。<2>蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的功能。<3>蛋白質(zhì)的功能直接由其高級結(jié)構(gòu)（構(gòu)象）決定。例子，蛋白質(zhì)的變性現(xiàn)象。<4>蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)（構(gòu)象），因此，最終決定了蛋白質(zhì)的功能。例子，人工合成胰島素，A、B鏈分別合成，等比例混合后就有活性。而生物合成胰島素則是先合成一條長肽鏈，形成正確的二硫鍵，而后再剪去中間的C肽才形成胰島素的。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作722.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能實例<1>免疫球蛋白G：即抗體G，IgG（Immunoglobe），由免疫細(xì)胞B分泌出的一種蛋白質(zhì)，可以特異的結(jié)合抗原并消滅之，這就是免疫反應(yīng)。IgG的一級結(jié)構(gòu)：四條肽鏈，2重2輕（L2H2），對稱排列，LHHL，有12條鏈內(nèi)二硫鍵，4條鏈間二硫鍵。對其aa的分析發(fā)現(xiàn)，IgG分為V區(qū)（可變區(qū)）和C區(qū)（恒定區(qū)）。二級結(jié)構(gòu)：幾乎全是β折疊，由U形回折和無規(guī)卷曲連接。結(jié)構(gòu)域：有12個球體，每個均被二硫鍵鎖住。三級結(jié)構(gòu)：T型和Y型，屬于球蛋白。沒有四級結(jié)構(gòu)。IgG的功能：V區(qū)負(fù)責(zé)結(jié)合抗原，像鉗子一樣夾住抗原，體現(xiàn)了IgG的特異性，2價。C區(qū)負(fù)責(zé)結(jié)合補體（一種酶，可以水解抗原），也是2價，結(jié)合部位在寡糖鏈處的鉸鏈區(qū)。IgG的動態(tài)作用過程用人體演示。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作73<2>肌紅蛋白：Mb（Myoglobin），哺乳動物的肌肉中儲存氧氣的蛋白質(zhì)，水生的哺乳動物體內(nèi)尤為發(fā)達(dá)（如鯨魚），因此，它們可以憋氣很長時間，研究用Mb一般由鯨魚提供。一級結(jié)構(gòu)：單條肽鏈，153個aa，其中的83個aa為保守序列（即同源蛋白質(zhì)均相同，是決定功能的最重要序列），含有一分子血紅素輔基，其中保持Fe2+，血紅素通過Fe2+以配位鍵吊在肽鏈的His的咪唑基上，O2將結(jié)合在Fe2+上。二級結(jié)構(gòu)：幾乎全是α-右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲和結(jié)來連接。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作74三級結(jié)構(gòu)：扁平的菱形，屬于球蛋白。功能：儲存氧氣。其三級結(jié)構(gòu)在分子表面形成一個疏水的空穴，血紅素即藏在其中，該空穴允許O2進(jìn)入而拒絕水的進(jìn)入，保證了Fe2+結(jié)合O2而避免了Fe2+→Fe3+。Mb結(jié)合氧氣的特征可以由氧合曲線來描述，為雙曲線形。其中的氧飽和度（飽和百分?jǐn)?shù)）為MbO2/（MbO2+Mb），PO2為氧的分壓。從圖中可以看出，Mb傾向于結(jié)合氧氣而不愿意放出氧氣，所以它的功能是儲存氧氣，只有在PO2極低的時候（體內(nèi)缺氧的時候）它才釋放出氧氣。另外，CO可以與O2競爭性的結(jié)合Mb。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作75<3>血紅蛋白：Hb（Hemoglobin），在人體中有三種，HbA，HbA2，HbF（僅存于胎兒中），三者的結(jié)構(gòu)和功能大同小異，此處以HbA為例。一級結(jié)構(gòu)：4條鏈，α2β2。α141，β146，每條肽鏈都結(jié)合著一分子的血紅素，兩條β鏈之間還夾著一分子DPG（二磷酸甘油酸），每條肽鏈都有保守序列。二級結(jié)構(gòu)：4條鏈均同Mb,幾乎全是α-右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲和結(jié)來連接。三級結(jié)構(gòu)：4條鏈均同同Mb,扁平的菱形。四級結(jié)構(gòu)：4個亞基占據(jù)著4面體的4個角，鏈間以離子鍵結(jié)合，一條α鏈與一條β鏈形成二聚體，Hb可以看成是由2個二聚體組成的（αβ）2，在二聚體內(nèi)結(jié)合緊密，在二聚體之間結(jié)合疏松。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作76功能：運輸氧氣，4價。其三級結(jié)構(gòu)在每個肽鏈的分子表面形成一個疏水的空穴，血紅素即藏在其中，該空穴允許O2進(jìn)入而拒絕水的進(jìn)入，保證了Fe2+結(jié)合O2而避免了Fe2+→Fe3+。其氧合曲線為S形曲線，只有在PO2很高的情況下（在肺部）Hb才結(jié)合氧氣，而PO2一降低（在外周血管中），它就釋放O2，而此時的Mb卻紋絲不動。就結(jié)合O2的能力而言，4價的Hb還不如1價的Mb。Hb的氧合曲線形狀與Mb不同是因為它有著Mb所不具有的一些特性，如：2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作77協(xié)同效應(yīng)：Hb分子中一條鏈結(jié)合O2后，可以導(dǎo)致其構(gòu)象的變化，使其它幾條鏈結(jié)合O2的結(jié)合能力突然增強，表現(xiàn)出其氧合曲線為S形曲線。對Hb協(xié)同效應(yīng)的解釋為：在沒有結(jié)合氧氣時，Hb的四條鏈之間結(jié)合緊密，這種構(gòu)象稱為T態(tài)，這種緊密是由離子鍵和DPG（位于2條β鏈之間）造成的，屏蔽了分子表面疏水的空穴，使Hb分子結(jié)合O2的能力降低（游離的α鏈和β鏈結(jié)合氧氣的能力與Mb相同）。當(dāng)一條鏈結(jié)合了氧氣之后，鐵卟啉把His的咪唑基向外一扯，導(dǎo)致該肽鏈的三級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（牽一發(fā)而動全局），肽鏈之間的離子鍵被破壞，Hb的四級結(jié)構(gòu)也隨之改變，2個二聚體（αβ）之間發(fā)生錯位，擠出DPG，四級結(jié)構(gòu)進(jìn)一步變化，每條鏈表面疏水的空穴暴露在外，這種構(gòu)象稱為R態(tài)，結(jié)合氧氣的能力得以增強。對協(xié)同效應(yīng)的解釋有齊變和序變兩種模型，動畫1，動畫2。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作78別構(gòu)效應(yīng)：是某些寡聚蛋白質(zhì)特有的現(xiàn)象。是指蛋白質(zhì)與效應(yīng)物結(jié)合改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，進(jìn)而改變蛋白質(zhì)的生物活性。Hb的活性中心：Hb每個亞基上血紅素存在的那個疏水空穴是結(jié)合氧氣的地方，稱之為活性中心，也叫活性部位。別構(gòu)中心：在Hb分子的其它地方還有結(jié)合效應(yīng)物的部位，如結(jié)合H+、CO2、DPG甚至O2，這些部位結(jié)合了效應(yīng)物之后，可以改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，進(jìn)而影響到活性中心與氧氣的結(jié)合，這些部位就叫別構(gòu)中心?；钚灾行呐c別構(gòu)中心可以重合也可以不重合，在Hb中是不重合的。因此，別構(gòu)效應(yīng)可以說成是別構(gòu)中心結(jié)合了效應(yīng)物之后影響了活性中心與氧氣的結(jié)合。協(xié)同效應(yīng)實際上就是一種別構(gòu)效應(yīng)。Mb只有活性中心沒有別構(gòu)中心，它的氧合曲線就是雙曲線形的。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作79Hb的另一個別構(gòu)效應(yīng)是波爾效應(yīng)：H+和CO2對Hb與氧氣結(jié)合的影響。敘述為H+和CO2促進(jìn)Hb釋放O2，這也解釋了Hb為什么在肺中吸氧排CO2,而在肌肉中吸CO2排氧。另外，DPG降低Hb與O2的結(jié)合能力。關(guān)于鐮刀形細(xì)胞貧血癥：紅細(xì)胞減少，只有正常人的1/2，無力，劇烈運動會導(dǎo)致死亡。Hbs與Hb在結(jié)合O2的能力方面并沒有區(qū)別，區(qū)別在于Hbs造成紅細(xì)胞溶血，溶血后的Hb不能像紅細(xì)胞中的Hb一樣正常運輸O2。Hbs導(dǎo)致溶血的原因在于其β6Val，正常的血紅蛋白的β6Glu，紅細(xì)胞表面的Hbs由于疏水鍵而聚集，使細(xì)胞膜破裂。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作80鐮刀形細(xì)胞貧血癥在非洲某些地區(qū)居然是自然選擇的結(jié)果，是與瘧疾抗?fàn)幍漠a(chǎn)物。Hbs純合子：β6Valβ6ValHbs雜合子：β6Gluβ6Val正常人β6Gluβ6Glu童年死，抗瘧疾死亡分布年齡廣，抗瘧疾長壽，一得瘧疾立即死瘧疾桿菌只能利用正常人的Hb，不能利用Hbs，所以Hbs者是不感染瘧疾的。在該地，Hbs純合子和正常人都經(jīng)不起自然選擇，只有Hbs雜合子存活了下來。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作81六.多肽的固相合成1.多肽的液相合成：aa1-aa2-aa3-aa4aa1+aa2→aa1-aa2+aa2-aa1+aa1+aa2，得率很低而且分離出2肽aa1-aa2很煩，合成越到后面，分離工作越困難。2.經(jīng)過保護(hù)和活化處理的多肽的液相合成：■保護(hù)▲活化■aa3▲+aa4■→■aa3–aa4■并分離→aa3–aa4■■aa2▲+aa3–aa4■→■aa2-aa3–aa4■并分離→aa2-aa3–aa4■■aa1▲+aa2-aa3–aa4■→■aa1-aa2-aa3–aa4■合成方向：C→N得率提高，分離簡化，但仍然很煩。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作823.多肽的固相合成：主要就是解決了分離提取方面的難題。合成的方向為C→N，與生物合成多肽的方向相反。多肽的固相合成思路誕生于洛克菲勒大學(xué)主教學(xué)樓的電梯中，該大學(xué)的教授、諾貝爾獎金獲得者與其老板洛克菲勒的一段對話。因此，現(xiàn)在人們還能在電梯的內(nèi)壁上看到“Solid-phasepeptidesynthesizewasbornhere!”2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作83布置本章作業(yè)：1.用下列實驗數(shù)據(jù)推導(dǎo)某肽鏈的一級結(jié)構(gòu)：<1>完全酸水解后產(chǎn)生的aa組成為：Ala、Arg、2Ser、Lys、Phe、Met、Pro<2>用DNFB處理并水解得到DNP-Ala和ε-DNP-Lys<3>羧肽酶A和B都對此肽不作用<4>用CNBr處理獲得2個片段，其中一個片段含有Pro、Trp、Ser<5>用糜蛋白酶作用產(chǎn)生3個片段，1個含有Pro、Ser；另1個含有Met、Trp；最后一個含有Phe、Lys、Ser、Ala、Arg<6>用胰蛋白酶處理產(chǎn)生3個片段，1個含有Ala、Arg；另1個含有Lys、Ser；最后一個含有Phe、Trp、Met、Ser、Pro2.根據(jù)書上給出的PK’值，計算正常的二肽Glu-Lys以及Lys-Glu的PI值。3.蛋白質(zhì)變性及其理論4.三種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點和主要功能若有時間就介紹一下參考書。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作84第五章

酶

一.酶是生物催化劑二.酶的特點1.效率高：用轉(zhuǎn)換數(shù)來衡量，即每個酶分子每秒鐘催化底物的量（uM），比其它催化劑高出107～1013倍。2.具有專一性：每一種酶只能作用與一種或一類相似的物質(zhì)，稱為底物。專一性表現(xiàn)在對某一種鍵的催化上（如水解糖苷鍵、肽鍵），高度專一性的酶不僅對化學(xué)鍵有要求，對該鍵兩側(cè)的基團也有要求（胰蛋白酶），甚至對基團的構(gòu)型也有嚴(yán)格要求（體內(nèi)所有蛋白質(zhì)合成或分解的酶都只認(rèn)L型AA）3.條件溫和：室溫、常壓、溫和的PH，劇烈條件反而使酶失活。對比蛋白質(zhì)的酸堿水解。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作85三.酶的化學(xué)本質(zhì)1.是蛋白質(zhì)：酶的性質(zhì)符合蛋白質(zhì)的特性，為主，80年代以前的書籍都認(rèn)為酶的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)。2.是RNA：新發(fā)現(xiàn)的某些酶的成分是RNA，稱為核糖酶。對比而言，蛋白質(zhì)作為的酶種類多，數(shù)量大，效率高，是酶中的主力。核糖酶僅限于水解酶類，且效率低。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作86四.酶的分類1.按組成成分分：簡單蛋白質(zhì)：只有蛋白質(zhì)成分。結(jié)合蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)+非蛋白成分＝全酶，蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白。非蛋白成分稱為輔酶或輔基，通過透析可以鑒別兩者。輔酶：與酶蛋白結(jié)合疏松輔基：與酶蛋白結(jié)合緊密2.按分子結(jié)構(gòu)分：單體酶：酶蛋白只是一條單肽鏈，如胃蛋白酶、胰蛋白酶、溶菌酶等。寡聚酶：酶蛋白是具有4級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，有幾條～幾十條彼此非共價連接的肽鏈，如糖原磷酸化酶等。這種酶便于進(jìn)行調(diào)節(jié)。多酶體系：由幾種獨立的酶彼此結(jié)合形成的聚合體，后一種酶的底物正好是前一種酶的產(chǎn)物，多酶體系的效率極高，很像是流水作業(yè)。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作873.按反應(yīng)性質(zhì)分：6大類，很重要。<1>氧化還原酶類：催化氧化還原反應(yīng)的酶，以催化脫氫為主加氧為次（包括其逆反應(yīng)：就是加氫脫氧）。用方程式表示就是：A·2H+B←→A+B·2H

這類酶通常都需要輔酶幫忙，輔酶有下列幾種：NAD（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）、NADP（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）、FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）、FMN（黃素腺嘌呤單核苷酸），這些都是維生素的衍生物。具體例子：乳酸發(fā)酵的最后一步：丙酮酸變?nèi)樗帷?lt;2>轉(zhuǎn)移酶類（移換酶類）：催化基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)的，用方程式表示為：AB+CD←→AC+BD具體例子：aa代謝中的轉(zhuǎn)氨反應(yīng)。<3>水解酶類：催化水解反應(yīng)。用方程式表示為：AB+HOH→AOH+BH如肽的水解。

2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作88<4>裂解酶類：從底物中移去一個基團并形成雙鍵的反應(yīng)，無方程式可表示。例子：醛縮酶催化的反應(yīng)。<5>異構(gòu)酶：催化同分異構(gòu)反應(yīng)。用方程式表示為：A←→B<6>合成酶：催化2種物質(zhì)合成一種物質(zhì)，又必須由ATP水解提供能量的反應(yīng)，無方程式可表示。例如Gln合成酶。六大類酶的記憶訣竅：O2+H2←→H2O氧轉(zhuǎn)水，裂亦合。思考題：催化ATP+G←→G-6-P+ADP反應(yīng)的酶是那一類酶。2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作89五.酶的命名1.習(xí)慣名：規(guī)律性不強，搶先原則，比較亂，會出現(xiàn)一酶多名或一名多酶，優(yōu)點是簡單明了。2.系統(tǒng)命名：酶與名一一對應(yīng)，要求標(biāo)名所有底物的名稱以及反應(yīng)的性質(zhì)，例如上述的谷氨酰氨合成酶是習(xí)慣名，其系統(tǒng)名為：Glu：NH3合成酶，優(yōu)點是明確，缺點是羅嗦。3.酶的編號：為了對酶進(jìn)行有效的分類和查詢，國際酶學(xué)委員會對每一種酶都編有一個號，其形式是：EC□·□·□·□，其中EC＝EnzymeCommission，第一個□為6大類之一，第二個□為該大類中的亞類，依此類推。

2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作90§2.酶的作用機制：關(guān)于酶的高效性和專一性的理論一.中間復(fù)合物學(xué)說：解釋酶的高效性的理論，即酶為什么能催化生化反應(yīng)。1.內(nèi)容：（以單底物單產(chǎn)物的生化反應(yīng)為例：S←→P），酶先與底物形成過渡態(tài)的中間復(fù)合物，進(jìn)而分解成為產(chǎn)物和酶，從而降低了反應(yīng)的活化能。用方程式表示為：E+S←→［ES］←→E+P2.用圖來描述上述過程，隧道效應(yīng)。見動畫3.證據(jù)：<1>理論證據(jù)：用該理論推導(dǎo)出的酶促反應(yīng)動力學(xué)方程（米氏方程）與實驗數(shù)據(jù)極為相符。<2>直接證據(jù)：尋找過渡態(tài)中間復(fù)合物［ES］，這是一種極不穩(wěn)定的物質(zhì)，壽命只有10-12～10-10秒，正常情況下是找不到的，通過低溫處理（-50℃），使［ES］的壽命延長至2天，彈性蛋白酶，切片的電鏡照片以及X光衍射圖都證明了［ES］的存在。

2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作91二.鎖鑰學(xué)說：解釋酶專一性的理論，已經(jīng)過時，但是解釋得很形象。1.酶的活性中心：酶與底物直接接觸和作用的部位。一般而言，底物比酶要小得多。見動畫2.鎖鑰學(xué)說：酶的活性中心的構(gòu)象與底物的結(jié)構(gòu)（外形）正好互補，就像鎖和鑰匙一樣是剛性匹配的，這里把酶的活性中心比作鑰匙，底物比作鎖。在此理論的基礎(chǔ)上還衍生出一個三點附著學(xué)說，專門解釋酶的立體專一性。3.缺陷：酶促反應(yīng)多數(shù)是可逆反應(yīng)，S←→P，這就產(chǎn)生了一只鑰匙開2把鎖的情況，是荒唐的。三.誘導(dǎo)鍥合理論：這是為了修正鎖鑰學(xué)說的不足而提出的一種理論。它認(rèn)為，酶的活性中心與底物的結(jié)構(gòu)不是剛性互補而是柔性互補。當(dāng)酶與底物靠近時，底物能夠誘導(dǎo)酶的構(gòu)象發(fā)生變化，使其活性中心變得與底物的結(jié)構(gòu)互補。就好像手與手套的關(guān)系一樣。該理論已得到實驗上的證實，電鏡照片證實酶“就像是長了眼睛一樣”。

2023/6/8生物化學(xué)講義謝寧昌制作92四.關(guān)于酶與底物具體作用的方式：全部用于說明酶的高效性，不同的酶適用于不同的類型，但第一種類型是共有的。1.鄰近與定向效應(yīng)：鄰近和定向指底物的敏感化學(xué)鍵與酶活性中心的催化基團靠近和對準(zhǔn)，使反應(yīng)加速進(jìn)行。2.張力與變形效應(yīng)：酶的活性中心與底物結(jié)合后，底物分子中的敏感鍵被拉扯而變形，易于斷裂。3.廣義的酸堿催化：釋放與吸收H+的物質(zhì)分別稱為廣義的酸堿，用得失H+來催化反應(yīng)是廣泛存在的，酶的廣義的酸堿催化機理與有機化學(xué)中的相同。酸性氨基酸和堿性氨基酸常常作為這類酶的活性中心，酶蛋白中的His的咪唑基很特別，它在生理條件下（即接近于中性PH時）即能行酸催化，又能行堿催化。4.共價催化：當(dāng)酶與底物形成［ES］時是以共價鍵相連的，導(dǎo)致底物的敏感鍵發(fā)生斷裂，又導(dǎo)致新的共價鍵形成，最后［ES］中的共價鍵斷裂而釋放出E。

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