临床八年制生物化学教案-氨基酸、多肽与蛋白质

临床八年制生物化学教案氨基酸、多肽与蛋白质教学要求：1.掌握组成人体蛋白质的20种氨基酸的结构特点、分类及其三字符号。2.掌握蛋白质一级结构的概念，理解肽键、肽单元、酰胺平面等概念及其结构特点。3.熟练掌握蛋白质的二、三级、四级结构的概念及其区别，熟悉结构域、模体、分子伴侣等概念。4.熟练掌握蛋白质各级结构与功能的关系，掌握别位效应、协同效应等概念。5.熟悉氨基酸及蛋白质的理化性质，如两性解离与等电点、变性、紫外吸收等。6.了解蛋白质分离纯化方法及其机制。课时安排：总学时6.0氨基酸1.0多肽和蛋白质1.5蛋白质的结构与功能的关系2.5蛋白质的理化性质0.7蛋白质的分离、纯化与序列分析0.3重点：氨基酸的分类及其结构特征。氨基酸和蛋白质的理化性质。蛋白质各级结构层次的定义。蛋白质结构与功能之间的关系。难点：蛋白质各级结构层次与功能之间的关系。教学内容：一、氨基酸1．组成人体的20种氨基酸均属于L-α-氨基酸。2．20种氨基酸的侧链结构及极性迥然不同，氨基酸按照其侧链结构不同可分为：（1）非极性脂肪族氨基酸（2）极性中性氨基酸（3）芳香族氨基酸（4）酸性氨基酸（5）碱性氨基酸3．20种氨基酸具有共同或特异的理化性质：（1）氨基酸具有两性解离特性（2）氨基酸具有特征性的滴定曲线（3）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质（4）α-氨基参与多种化学反应（5）氨基酸的α-氨基和α-羧基共同参与茚三酮反应（6）一个氨基酸的羧基可与另一个氨基酸的氨基反应成肽二、多肽和蛋白质1．多肽和蛋白质是氨基酸的多聚体:（1）氨基酸是多肽和蛋白质的基本组成单位（2）体内存在多种重要的多肽，如：谷胱甘肽、多肽类激素和神经肽。2．蛋白质的分子组成和结构及其复杂（1）蛋白质根据分子组成分为单纯蛋白质和结合蛋白质两类（2）蛋白质分子结构可区分为4个层次，即一级、二级、三级、四级结构。3．氨基酸残基的排列顺序决定蛋白质一级结构4．多肽链中的局部特殊构象是二级结构（1）肽键是一个刚性的平面（2）α-螺旋是常见的蛋白质二级结构（3）β-折叠使多肽链形成片层结构（4）β-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在（5）模体是蛋白质的超二级结构（6）氨基酸残基的侧链可影响二级结构的形成5．多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成蛋白质三级结构（1）三级结构是指整条多肽链的空间分布（2）维持三级结构稳定主要依靠非共价键（3）三级结构可含有功能各异的结构域（4）根据结构域可对蛋白质进行分类（5）分子伴侣参与蛋白质的折叠6．某些蛋白质具有四级结构形式（1）具有四级结构的蛋白质由多亚基组成（2）亚基通过亚基间的相互作用联系在一起（3）生物体内有很多由多亚基组成的蛋白质三、蛋白质的结构和功能的关系1．蛋白质的一级结构是高级结构和功能的基础（1）一级结构是空间构象的基础（2）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构和功能（3）氨基酸序列提供重要的生物化学信息（4）重要蛋白质氨基酸序列的改变可引起疾病，如：分子病。2．蛋白质空间结构表现功能（1）血红蛋白构象改变引起功能改变（2）蛋白质构象改变可导致构象病，如：疯牛病等。四、蛋白质的理化性质1．蛋白质具有两性电离性质2．蛋白质具有胶体性质3．很多因素可引起蛋白质变性4．蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰5．蛋白质呈色反应可用于溶液蛋白质测定五、蛋白质的分离、纯化与序列分析1.透析及超滤法可清除蛋白质溶液中的小分子化合物2.丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法3.利用荷电性质可将蛋白质采用电泳法4.利用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离5.利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离6.用化学或反向遗传学方法可分析或演绎多肽链的氨基酸序列7.应用物理学、生物信息学原理可进行蛋白质空间结构的测定或预测中、英文专业词汇：aminoacid氨基酸glycine甘氨酸alanine丙氨酸valine缬氨酸leucine亮氨酸isoleucine异亮氨酸phenylalanine苯丙氨酸proline脯氨酸tryptophan色氨酸serine丝氨酸tyrosine酪氨酸cysteine半胱氨酸methionine蛋氨酸asparagine天冬酰胺glutamine谷氨酰胺threonine苏氨酸asparticacid天冬氨酸glutamicacid谷氨酸lysine赖氨酸arginine精氨酸histidine组氨酸γ-aminobutyricγ-氨基丁酸L-citrulline瓜氨酸L-ornithine鸟氨酸polymer多聚体oligopeptide寡肽aminoterminal氨基末端carboxylterminal羧基末端peptidebond肽键reducedglutathione还原型谷胱甘肽neuropeptide神经肽simpleprotein单纯蛋白质conjugatedprotein结合蛋白质protheticgroup辅基domain结构域motif模体superfamily超家族subfamily亚家族conformation构象primarystructure一级结构aminoacidsequence氨基酸序列secondarystructure二级结构peptideunit肽单元α-helixα-螺旋-pleatedsheet-折叠-turn-转角randomcoil无规卷曲zincfinger锌指tertiarystructure三级结构VanderWaals范德华力subunit亚基quaternarystructure四级结构homodimer同二聚体heterodimer异二聚体heme血红素monomer单体dimer二聚体myoglobin肌红蛋白hemoglobin血红蛋白tensestate紧张态relaxedstate松弛态allostericeffect别位效应prionprotein朊病毒蛋白质isoelectricpoint等电点denaturation变性renaturation复性proteincoagulation蛋白质凝固ninhydrinreaction茚三酮反应biuretreaction双缩脲反应dialysis透析saltprecipitation盐析immunoprecipitation免疫沉淀electrophoresis电泳polyacrylamidegelelectrophoresis聚丙烯酰胺凝胶电泳two-dimensionalgelelectrophoresis双向凝胶电泳chromatography层析gelfiltration凝胶过滤ultracentrifugation超速离心Sedimentationcoefficient沉降系数思考题：试讨论20种L-α-氨基酸的结构与分类。试举例说明蛋白质结构与功能之间的关系。测定氨基酸和蛋白质的方法有哪些？试讨论其测定原理。参考书：1．JeremyM.Berg,JohnL.Tymoczko,LubertStryer.Biochemistry.6thed.NewYork:W.H.Freeman,20072．RobertH.GlewandMiriamD.Rosenthal.Clinicalstudiesinmedicalbiochemistry.3rded.NewYork:OxfordUniversityPress,2007.3．DavidL.Nelson,