基础生物化学讲义
80学时 生物化学教研室 生命科学学院 莱阳农学院 2005.07.20 绪 论
一、生物化学的概念
Biochemistry是研究生物的化学组成和生命活动过程中化学变化的科学。 生物体最基本、最显著的特征是能够进行新陈代谢(metabolism)。在生物生长、发育、繁殖过程中，不断地与外界环境进行各种物质交换，俩摄取必要的营养。如植物从空气中吸收CO2经光合作用合成糖类、淀粉等，利用根系从土壤中吸收水分和各类矿物营养;动物通过摄取其他生物体来获取生长发育所需的养分。吸收进去的养分是如何被吸收利用的,体内过多的物质又是如何被降解的,体内物质之间又是如何相互转换的,这是关于代谢的问题。
关于生物是如何从一个细胞发育成一个个体,为什么个体之间又有差异,为什么种瓜得瓜，种豆得豆等等一系列问题是关于遗传信息的传递与表达。
二、生物化学的发展
生物化学是一门年轻的学科，只有100多年的历史，它是在其他学科发展的基础上发展起来的。
1、 化学发展史 2、 有机化学的发展 3、 生物化学的发展
三、生物化学的应用前景
生物化学目前已知可用在农学、医学、工业生产等领域。特别是随着基因工程、酶工程的发展，生物化学的发展前景更为广阔，已使人们有目的地去按照人类的意愿定向改造世界。
如“抗虫棉”的成功选育 新兴药物和疫苗的生产等。 四、如何学好生物化学, 五、参考书:
沈同主编的“生物化学” 阎隆飞主编的“生物化学”
沈仁权主编的“生物化学教程” 王金胜主编的“基础生物化学” 郭蔼光主编的“基础生物化学” 沈黎明主编的“基础生物化学”
第一章 蛋白质 第一节 蛋白质通论
一、蛋白质的功能多样性一、蛋白质的功能多样性 蛋白质是原生质的主要成分，任何生物都含有蛋白质。自然界中最小、最简单的生物是病毒，它是由蛋白质和核酸组成的。没有蛋白质也就没有生命。
自然界的生物多种多样，因而蛋白质的种类和功能也十分繁多。概括起来，蛋白质主要有以下功能:
1.催化功能 生物体内的酶都是由蛋白质构成的，它们有机体新陈代谢的催化剂。没有酶，生物体内的各种化学反应就无法正常进行。例如，没有淀粉酶，淀粉就不能被分解利用。
2.结构功能 蛋白质可以作为生物体的结构成分。在高等动物里，胶原是主要的细胞外结构蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体的支架，占蛋白总量的1/4。细
胞里的片层结构，如细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等都是由不溶性蛋白与脂类组成的。动物的毛发和指甲都是由角蛋白构成的。 蛋白质是原生质的主要成分，任何生物都含有蛋白质。自然界中最小、最简单的生物是病毒，它是由蛋白质和核酸组成的。没有蛋白质也就没有生命。
自然界的生物多种多样，因而蛋白质的种类和功能也十分繁多。概括起来，蛋白质主要有以下功能:
1. 催化功能 生物体内的酶都是由蛋白质构成的，它们有机体新陈代 谢的催化剂。
没有酶，生物体内的各种化学反应就无法正常进行。例如，没有淀粉酶，淀粉就不能被分解利用。
2.结构功能 蛋白质可以作为生物体的结构成分。在高等动物里，胶原是主要的细胞外结构蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体的支架，占蛋白总量的1/4。细胞里的片层结构，如细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等都是由不溶性蛋白与脂类组成的。动物的毛发和指甲都是由角蛋白构成的。
3.运输功能 脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动物体内的血蓝蛋白在呼吸过程中起着运输氧气的作用。血液中的载脂蛋白可运输脂肪，转铁蛋白可转运铁。一些脂溶性激素的运输也需要蛋白，如甲状腺素要与甲状腺素结合球蛋白结合才能在血液中运输。
4.贮存功能 某些蛋白质的作用是贮存氨基酸作为生物体的养料和胚胎或幼儿生长发育的原料。此类蛋白质包括蛋类中的卵清蛋白、奶类中的酪蛋白和小麦种子中的麦醇溶蛋白等。肝脏中的铁蛋白可将血液中多余的铁储存起来，供缺铁时使用。
5.运动功能 肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白是运动系统的必要成分，它们构象的改变引起肌肉的收缩，带动机体运动。细菌中的鞭毛蛋白有类似的作用，它的收缩引起鞭毛的摆动，从而使细菌在水中游动。
6.防御功能 高等动物的免疫反应是机体的一种防御机能，它主要也是通过蛋白质(抗体)来实现的。凝血与纤溶系统的蛋白因子、溶菌酶、干扰素等，也担负着防御和保护功能。
7.调节功能 某些激素、一切激素受体和许多其他调节因子都是蛋白 质。
8.信息传递功能 生物体内的信息传递过程也离不开蛋白质。例如，视觉信息的传递要有视紫红质参与，感受味道需要味觉蛋白。视杆细胞中的视紫红质，只需1个光子即可被激发，产生视觉。
9.遗传调控功能 遗传信息的储存和表达都与蛋白质有关。DNA在储存时是缠绕在蛋白质(组蛋白)上的。有些蛋白质，如阻遏蛋白，与特定基因的表达有关。β,半乳糖苷酶基因的表达受到一种阻遏蛋白的抑制，当需要合成β,半乳糖苷酶时经过去阻遏作用才能表达。
10.其他功能 某些生物能合成有毒的蛋白质，用以攻击或自卫。如某些植物在被昆虫咬过以后会产生一种毒蛋白。白喉毒素可抑制生物蛋白质合成。
二、蛋白质的分类 (一)按分子形状分类
1.球状蛋白 外形近似球体，多溶于水，大都具有活性，如酶、转运蛋白、蛋白激素、抗体等。球状蛋白的长度与直径之比一般小于10。 2.纤维状蛋白 外形细长，分子量大，大都是结构蛋白，如胶原蛋白，弹性蛋白，角蛋白等。纤维蛋白按溶解性可分为可溶性纤维蛋白与不溶性纤维蛋白。前者如血液中的纤维蛋白原、肌肉中的肌球蛋白等，后者如胶原蛋白，弹性蛋白，角蛋白等结构蛋白。
(二)按分子组成分类
1.简单蛋白 完全由氨基酸组成，不含非蛋白成分。如血清清蛋白等。根据溶解性的不同，可将简单蛋白分为以下7类:清蛋白、球蛋白、组蛋白、精蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白和硬蛋白。
2.结合蛋白 由蛋白质和非蛋白成分组成，后者称为辅基。根据辅基的不同，可将结合蛋白分为以下7类:核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血红素蛋白、黄素蛋白和金属蛋白。
三、蛋白质的元素组成与分子量
1.元素组成 所有的蛋白质都含有碳氢氧氮四种元素，有些蛋白质还含有硫、磷和一些金属元素。
蛋白质平均含碳50,，氢7,，氧23,，氮16,。其中氮的含量较为恒定，而且在糖和脂类中不含氮，所以常通过测量样品中氮的含量来测定蛋白质含量。如常用的凯氏定氮:
蛋白质含量,蛋白氮×6.25 其中6.25是16,的倒数。
2.蛋白质的分子量 蛋白质的分子量变化范围很大，从6000到100万或更大。这个范围是人为规定的。一般将分子量小于6000的称为肽。不过这个界限不是绝对的，如牛胰岛素分子量为5700，一般仍认为是蛋白质。蛋白质煮沸凝固，而肽不凝固。较大的蛋白质如烟草花叶病毒，分子量达4000万。
四、蛋白质的水解
氨基酸是蛋白质的基本结构单位，这个发现是从蛋白质的水解得到的。蛋白质的水解主要有三种方法:
1.酸水解 用6MHCl或4MHSO，105?回流20小时即可完全水解。酸24
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