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一、生物化学研究的基本内容研究生命体的化学组成与化学变化。二、生物化学发展简史十八世纪下半叶法国化学家Lavoisier(1783)发现生物氧化过程十九世纪生物化学进展缓慢(德国领先)(1803-1873)新陈代谢(1842)Hoppe-Seyler(1825-1895)Biochemie(1877)二十世纪初德、美、英、法生物化学发展生物化学领域三大发现:酶、维生素、激素二十世纪中叶生物化学快速发展原因:,英国物理学家Crick:1953DNA双螺旋(1962获诺贝尔奖)英国化学家Sanger:牛胰岛素结构(1958)英国物理学家Kendrew:解析肌红蛋白结构(1962)美国生物化学家Nirenberg:破遗遗传密码(1969)美国生物化学家Holly:解析tRNA结构(1969)法国生物学家Jocob,Monod:遗传信息流(1965)英国化学家Sanger:DNA测序(1983)我国科学家在生物化学领域中的贡献1965生化所与有机化学所人工合成有功能的蛋白质-牛胰岛素1973X-射线分析出猪胰岛素空间结构1983酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成(tRNAAla)2002水稻基因组测序蛋白质化学一、蛋白质的概念与生物意义1、概念:是生活细胞含量最丰富、功能最复杂的生物大分子,并参与了几乎所有的生命活动和生命过程。蛋白质是一切生物体中普遍存在的,由天然氨基酸为基本单位,经肽键连接而成的生物大分子。2、意义:细胞中含量最丰实、功能最多的生物大分子。①酶是以蛋白质为主要成分的生物催化剂,代谢反应几乎都是在酶的催化下进行的②结构成分(结缔组织的胶原蛋白、血管和皮肤的弹性蛋白、膜蛋白)③贮藏(卵清蛋白、种子蛋白)④物质运输(血红蛋白、Na+-K+-ATPase、葡萄糖运输载体、脂蛋白、电子传递体)⑤细胞运动(肌肉收缩的肌球蛋白、肌动蛋白)⑥激素功能(胰岛素)⑦防御(抗体、皮肤的角蛋白、血凝蛋白)⑧接受、传递信息(受体蛋白,味觉蛋白)⑨调节、控制细胞生长、分化、和遗传信息的表达(组蛋白、阻遏蛋白)二、氨基酸(一)氨基酸的基本结构和性质1、结构:氨基酸是蛋白质分子的基本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种,除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外,其余氨基酸均为L-α-氨基酸。2、性质①物理性质a、***解离:氨基酸分子中有游离的氨基和游离的羧基,能与酸或碱类物质结合成盐,故它是一种***电解质。b、等电点:氨基酸所带正电荷数与负电荷数相等时(净电荷为零时)的溶液pH值,称为等电点pI=1/2(pKa1+pKa2)pH>pI时,AA带负电,向正极移动pH<pI时,带正电,向负极移动pH=pI时,不带电,不移动c、光学性质芳香族氨基酸在280nm波长附近有最大的紫外吸收峰,由于大多数蛋白质含有这些氨基酸残基,氨基酸残基数与蛋白质含量成正比,故通过对280nm波长的紫外吸光度的测量可对蛋白质溶液进行定量分析。②化学性质(1)a-氨基参加的反应(烃基化反应)a、桑格反应(Sangerreaction)桑格试剂:2,4-二硝基***苯(DNFB)反应:在弱碱性溶液中,DNFB将a-氨基酸转变成黄色的2,4-二硝基苯基氨基酸(DNP-AA)。应用:鉴定多肽链的氨基末端氨基酸b、艾德曼反应(Edmanreaction)试剂:苯异硫***酸酯(PITC)反应:弱碱条件下与PITC反应生成用途:鉴定多肽链氨基末端AA;蛋白质测序c、与亚***的反应:反应:产物为相应的羟基酸和氮气,产生的氮气一半来自氨基酸的氨基氮,一半来自亚***。用途:·斯莱克定氮法d、与甲醛的反应:生成羟甲氨基衍生物e、酰化反应:与酰基供体生成一(二)酰氨g基衍生物;用于α-氨基的保护f、成盐反应:与酸成盐h、与醛类的反应:生成弱碱(2)α-羧基参加的反应脱羧反应:产物为CO2和相应的***具有机酸的通性:与碱成盐;与醇成酯;及成酰卤、酰***……(3)a-氨基和a-羧基同时参加的反应茚三***反应(Ninhydrinreaction)反应氨基酸的氨基与茚三***水合物反应可生成蓝紫色化合物用途:可作为氨基酸定量分析方法。(4)巯基的反应a、巯基不稳定,易被氧化成二硫键2半胱氨酸®胱氨酸2-SH®-S-S-b、与重金属反应AA-SH+Ag+®AA-SAg¯c、二硫键的打开氧化:Cys-S-S-Cys+HCOOOH®2AA-SO3-(磺基丙氨酸)还原:Cys-S-S-Cys+b-巯基乙醇®2Cys-SHd、巯基的保护巯基的烷基化试剂:碘乙酸、碘乙酰***-SH+ICH2COOH®-SCH2COOH+HI(二)根据R基团极性对20种蛋白质氨基酸的分类及三字符缩写按R基