生物化学课程笔记

绪论

历史

时间	节点
\(6\) 世纪	我国已会酿酒
\(1789\)	拉瓦锡发现呼吸是燃烧
\(1828\)	无机合成有机
\(1894\)	就懂了蛋白质肽键，生化建立
\(1950\)	生化已独立
\(1953\)	测定dna双螺旋

生命特点

• 新陈代谢
• 自我繁殖
• 高度组织化，有序
• 生物分子
  • 由30种轻元素构成
  • 是碳化合物
  • 生物大分子为多聚体
  • 具有3d结构特征
  • 之间的互作具有立体特异性

水

• 作用
  • 良好溶剂
  • 全部反应在水中进行
  • 底物或产物
  • 蛋白质内疏水外亲水，所以水方便形成大分子
  • 稳定：温度、密度等
• 良好溶剂
  • 介电常数大，更能拆散离子，溶解度大
  • 即使不带电荷，极性分子的话也能形成氢键
• 双亲分子能在水中形成膜或团
• 水的解离有助于缓冲

氨基酸

氨基酸

• 蛋白质的氨基酸都是

  C(*)([Ac-])[NH3+]
  

• \(20\) 种常见蛋白质氨基酸
• \(22\) 种有密码子的标准氨基酸
• \(>300\) 种非蛋白质氨基酸
• 标准氨基酸：
  • 非极性，疏水
    • 非极性或脂肪族
    • 芳香族
  • 极性、亲水
    • 极性不带电荷
    • 正电荷
    • 负电荷

名称	符号	字母
甘氨酸	Gly	G
丙氨酸	Ala	A
脯氨酸	Pro	P
缬氨酸	Val	V
亮氨酸	Leu	L
异亮氨酸	Ile	I
甲硫氨酸	Met	M
苯丙氨酸	Phe	F
酪氨酸	Tyr	Y
色氨酸	Trp	W
丝氨酸	Ser	S
苏氨酸	Thr	T
半胱氨酸	Cys	C
天冬酰胺	Asn	N
谷氨酰胺	Gln	Q
天冬氨酸	Asp	D
谷氨酸	Glu	E
赖氨酸	Lys	K
精氨酸	Arg	R
组氨酸	His	H

非极性或脂肪族

疏水

• 甘氨酸 / Gly / G

  最简单，唯一无旋光性的

  [*H]
  

• 丙氨酸 / Ala / A

  [*]C
  

• 脯氨酸 / Pro / P

  刚性构象

  C([NH2+]1)(CCC1)([Ac-])
  

• 缬氨酸 / Val / V

  *C(C)C
  

• 亮氨酸 / Leu / L

  *CC(C)C
  

• 异亮氨酸 / Ile / I

  *C(CC)C
  

• 甲硫氨酸 / Met / M

  *CC[S]C
  

芳香族

有紫外吸光能力，在 \(280\ \mathrm{nm}\) 有特征光吸收，可用于测定蛋白质含量

• 苯丙氨酸 / Phe / F

  诊断苯丙酮尿症

  *CC1=CC=CC=C1
  

• 酪氨酸 / Tyr / Y

  \(\mathrm{-OH}\) 形成氢键

  *CC1=CC=C(O)C=C1
  

• 色氨酸 / Trp / W

  维生素的一种

  *CC(=CN2)C1=CC=CC=C21
  

极性不带电荷

亲水性大，能与水形成氢键

• 丝氨酸 / Ser / S

  *CO
  

• 苏氨酸 / Thr / T

  *C(O)C
  

• 半胱氨酸 / Cys / C

  • 硫基形成氢键
  • 易形成二硫键
  • 易氧化成二聚胱氨酸

  *(CS)
  

• 天冬酰胺 / Asn / A

  易被水解为游离氨基酸

  *CC(=O)([NH2])
  

• 谷氨酰胺 / Gln / Q

  易被水解为游离氨基酸

  *CCC(=O)[NH2]
  

负电荷

\(\mathrm{pH}=7.0\) 时， \(\mathrm{-COOH}\) 完全解离，带负电

• 天冬氨酸 / Asp / D

  *CC(=O)O
  

• 谷氨酸 / Glu / E

  *CCC(=O)O
  

正电荷

• 赖氨酸 / Lys / K

  *CCCC[NH3+]
  

• 精氨酸 / Arg / R

  *CCCCC(=[NH2+])[NH2]
  

• 组氨酸 / His / H

  • \(\mathrm{pH}=6.0\) 时， \(50%\) 质子化
  • \(\mathrm{pH}=7.0\) 时，质子化 \(<10%\)
  • 质子供体和接纳体，酶促反应中发挥重要功能

  *CC1[NH]C=[NH+]C=1