文档介绍：生物化学
一、生物化学概述
(一)生物化学研究的基本内容
生物化学是研究生物的化学组成和生命过程中各种化学变化的科学,是研究生命的化学本质的科学。
生物化学的研究内容包括以下三个方面:
研究生命有机体的化学组成、生物分子,特别是生物大分子的结构、相互关系及其功能。
研究细胞中的物质代谢与能量代谢。生物大分子的合成降解及代谢途径的调控细胞中进行的化学过程。组织和器官机能的生物化学。
(二)生物化学的发展简史
20世纪初,生物化学作为一个独立学科出现。
生物化学发展史中,有两个重要的突破。一是1897年发现了酶作为生物催化剂的作用;二是1944发现了核酸作为遗传信息载体的作用。
1911 年:Funk 结晶出复合维生素 B,提出“vitamine”一词,现为“vitamin”
1926 年:Sunmer 首次将酶(脲酶)结晶,证明了酶的蛋白质本质(1946 年获Nobel 奖)
1944 年:Avery 等人通过细菌的转化试验证实DNA 是遗传信息的载体。(未获Nobel 奖)
20 世纪 50 年代后生物学进入分子水平。该领域一大批科学家先后获得诺贝尔奖。
1953年,Watson和Crick推导出了DNA的三维结构。
1958 年(Nobel):英国化学家 Sanger 测定了胰岛素一级结构。
1962 年(Nobel):英国物理学家 Kendrew(肌红蛋白)Perutz(血红蛋白)解析了蛋白质的三维结构。
法国生物学家 Jocob, Monod:遗传信息流(1965)
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)
1978 年(Nobel):Mitchell 提出氧化磷酸化的偶联学说“化学渗透学说”
英国化学家 Sanger : DNA测序(1983)
1989 年(Nobel):Cech & Altman 分别发现了 ribozyme。等等
其他重要事件
我国科学家在生物化学领域所作的突出工作:
1965年,我国首次人工合成了结晶牛胰岛素。
1973年:X-射线分析出猪胰岛素空间结构
1983 年:结合有机合成和酶促合成,实现了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合合成(tRNAAla)1981年又成功合成了酵母丙氨酰tRNA。
1999 年:参与人类基因组测序计划(1%)
2000年我国生物化学工作者出色地完成了人类基因组计划中1%的测序工作,为世界人类基因组计划的完成贡献了力量。
2002年,我国的生物化学工作者又率先完成了水稻的基因组精细图,为水稻的育种和防病奠定基因基础
二、蛋白质化学
(一)蛋白质的概念与生物学意义
1、概念:蛋白质是由氨基酸残基以肽键相连组成的不分支的长链生物大分子。
2、意义:蛋白质是构成生物体的基本成分,占细胞干重的 50%。蛋白质是生命过程的执行者,种类繁多,表现出丰富的功能。蛋白质在生物体的生命活动中起着极其重要的作用,已知的生物功能没有一个是离开蛋白质而实现的,生物个体间表现出的差异是由于其体内蛋白质的贡献。
1. 生物体的组成成分-结构蛋白,胶原蛋白2. 酶-生物催化剂3. 运输-血红蛋白,肌红蛋白
4. 运动-肌球蛋白,肌动蛋白5. 抗体-免疫球蛋白6. 干扰素7. 遗传信息的控制8. 细胞膜的通透性9. 高等动物的记忆、识别机构
3、按形状可将蛋白质分为:
纤维状蛋白质:多为结构蛋白。
球状蛋白质具有广泛的生物学功能。如酶、蛋白类激素等。
4、按结构和功能可将蛋白质分为:
简单蛋白:仅有蛋白质组成的、结构简单的蛋白质。
结合蛋白:在蛋白质分子中除了含有氨基酸成分外,还要有其他的成分的存在,才能保证蛋白质的正常生物活性的蛋白质。即包含蛋白质和非蛋白质两部分,其中非蛋白部分通常称为辅基。
蛋白质中N的平均含量约16%。
每克样品中所含蛋白质的克数= 每克样品中的含氮量(克)×
(二)氨基酸

(1)氨基酸具有一级氨基(-NH3+)和羧基(-COOH)结合到α碳原子(Cα),同时结合到(Cα)上的是H原子和各种侧链(R基)。
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。
20种常见氨基酸中的三个特殊氨基酸Gly不具有手性C原子; Pro为亚氨基酸、Cys中的巯基可与另一个Cys的巯基形成二硫键。
(2). 氨基酸的性质
①光吸收特性:各种氨基酸在可见区都没有光吸收Tyr, Phe, Trp 因苯环上含共轭双键,在紫外光区芳香族氨基酸在280nm处有最大吸收峰(色氨酸、酪氨