南开《现代生物化学》重点

第一章　蛋白质化学（17学时） 【目的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 】 　⒈ 掌握蛋白质的概念和化学组成；蛋白质的基本结构单位——氨基酸的分类及结构；蛋白质各级分子结构的内容和特点。 　2．熟悉氨基酸、 蛋白质的理化性质及分离鉴定方法。 　3．了解蛋白质的分子结构与功能的关系及蛋白质一级结构的测定。 【教学内容】 第一节 蛋白质通论 　一、 蛋白质是生命的物质基础 　二、 蛋白质的分类：形状；功能；组成；溶解度 　三、 蛋白质的元素组成 第二节 蛋白质的基本结构单位——氨基酸 　一、 氨基酸的基本结构特征 　二、 氨基酸的分类及结构 　三、 蛋白质中不常见的氨基酸 　四、 非蛋白质氨基酸 　五、 氨基酸的理化性质 　　1． 一般物理学性质 　　2． 氨基酸的化学性质：酸碱性质，等电点 　六、 氨基酸的化学反应 　　1． 茚三酮反应 　　2． 亚硝酸反应 　　3． 2．4—二硝基氟苯反应（FDNB） 　　4． 甲醛反应 　　5． 二甲基氨基萘磺酰氯反应（DNS-Cl） 　　6． 与酰化剂的反应 　　7． α-羧基的成酯反应 　　8． 侧链基团参加的反应 　七、 氨基酸的分离和分析鉴定 　　1． 蛋白质的水解 　　2． 氨基酸的分离鉴定：离子交换柱层析，纸层析，薄层层析 第三节 蛋白质的结构 　一、 蛋白质的一级结构 　　1． 肽键和肽链 　　2． 二硫键 　　3． 蛋白质的一级结构测定——片段重叠法 　二、 蛋白质的二级结构 　　1． 酰胺平面和蛋白质的构象：肽平面，双面角，构象，构型 　　2． 维持蛋白质构象的作用力：氢键，离子键，范德华力，疏水作用，配位键，二硫键 　　3． 蛋白质二级结构的主要类型：α-螺旋，β-折叠，β-拐角，无规卷曲 　三、 蛋白质的超二级结构和结构域 　　1． 超二级结构 　　2． 结构域 　四、 纤维状蛋白质结构 　　1． 角蛋白：α-角蛋白，β-角蛋白 　　2． 胶原蛋白 　五、 蛋白质的三级结构 三级结构的特点：（1）（2）（3）（4） 　六、 蛋白质的四级结构 四级结构的特征：（1）（2）（3）（4）（5） 第四节 蛋白质的结构与功能 　一、 蛋白质一级结构与空间结构的关系 　二、 一级结构与功能的关系 　　1． 一级结构的微小差别可导致生理功能的重大不同（镰刀型细胞贫血症） 　　2． 同功能蛋白质中氨基酸顺序的种属差异与生物进化 　三、 蛋白质的空间结构与功能 　　1． 蛋白质的变性与复性 　　2． 胰岛素的结构与功能 　　3． 血红蛋白与肌红蛋白的结构与功能 　　4． 免役球蛋白的结构与功能 第五节 蛋白质的理化性质 　一、 蛋白质的胶体性质 　二、 蛋白质的两性性质和等电点 　三、 蛋白质的沉淀作用 　　1． 可逆沉淀作用：盐析与盐溶 　　2． 不可逆沉淀作用 　四、 蛋白质的紫外吸收性质 　五、 蛋白质的沉降作用 第六节 蛋白质的分离纯化与鉴定 　一、 蛋白质分离纯化的基本原则 　二、 细胞粉碎及蛋白质的抽提 　三、 蛋白质分离纯化的主要方法 　　1． 离子交换柱层析法 　　2． 凝胶过滤法（分子筛） 　　3． 亲和层析法 　　4． 疏水层析法 　　5． 蛋白质沉淀法：等电点沉淀，盐析法，有机溶剂沉淀法 　四、 蛋白质分子量的测定 　　1． 凝胶过滤 　　2． SDS-PAGE 　五、 蛋白质的纯度鉴定 　　1． 电泳 　　2． 等电聚焦：纯度，等电点 　六、 蛋白质含量测定 　　1． 紫外吸收法 　　2． 染料结合法（Bradford） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第二章　核苷酸与核酸（13学时） 【目的要求】 　1. 掌握核酸的化学组成; DNA的分子结构及生物学意义; RNA的种类及结构。 　2. 熟悉核酸的理化性质; 核酸的变性、复性和杂交。 　3.了解核酸酶和DNA限制性内切酶的作用; DNA的一级构测定及核酸的分离纯化和鉴定方法。 【教学内容】 第一节 碱基、核苷和核苷酸 　一．碱基、核苷和核苷酸的结构与种类 　　1．碱基的结构与种类：嘌呤碱、嘧啶碱和一些稀有碱基 　　2．核糖的结构和种类 　　3．核苷的结构和主要核苷 　　4．核苷酸的结构 　二．核苷酸的生物学功能 　　1．构成DNA和RNA 　　2．细胞中的携能核苷酸：ATP和ADP 　　3．细胞通讯的媒介（第二信使）：cAMP、cGMP 　　4．核苷酸是多种辅酶的组成成分 第二节 磷酸二酯键与多核苷酸 　一．核苷酸磷酸团的转移 　二．多核苷酸的合成 　三．多核苷酸链的简单表示 第三节 碱基的性质 　一．核苷酸的紫外光吸收性质 　二．氢键的形成 第四节DNA的结构 　一．DNA储存遗传信息的证实 　　1．有毒肺炎双球菌转化实验 　　2．T2噬菌体标记实验 　二．各物种 DNA有着独特的碱基组成（Chargaff等的研究结果） 　三．Watson－Crick DNA双螺旋结构特点 　四．DNA的二级结构 　　1．A、B、Z模型 　　2．三种结构形成的原因 　　3．三种二级结构特点的比较 　　4．特殊的二级结构：回文结构、H一DNA 　五．DNA的三级结构（超螺旋结构） 第五节RNA的种类和结构 　一，RNA的种类 　　1．核糖体 RNA（rRNAs） 　　2．信息 RNA（mRNAs） 　　3．转移RNA（tRNAs） 　二．RNA的结构 　　1．mRNA的结构：一级结构、高级结构 　　2．tRNA的结构 　　3．rRNA的结构 第六节 核酸的变性、复性和杂交 　一．DNA的变性和复性： 　　1．DNA的变性 　　2．DNA的复性 　　3．DNA的淬火与退火 　　4．DNA的复性动力学 　二．DNA的熔解温度（影响因素） 　三．核酸的杂交：Southern blot 原理和方法 　四．DNA聚合酶链反应（PCR）原理和一般方法 第七节 核酸的理化性质及化学反应 　一．核酸的紫外光吸收：克分子磷消光系数 　二．嵌合剂的作用（溴化乙啶、丫叮橙、放线菌素D） 　三．脱氨基作用和脱氧核苷酸的水解 　四．紫外线和一些化学因子对DNA的损伤 　五．DNA的酶法甲基化 第八节 核酸酶和DNA限制性内切酶 　一．核酸酶的分类和特异性 　二．限制性内切酶 　三．限制性内切酶图谱 第九节DNA的一级构测定和化学合成 　一．DNA顺序的测定（双脱氧末端终止法） 　二．DNA的化学合成（亚磷酸三酯法） 第十节 基因和基因组（简单） 　一．基因与基因组的概念 　二．天然DNA分子的大小与顺序特征 　　1．病毒DNA分子 　　2．细菌染色体DNA 　　3．细菌质粒DNA 　　4．真核细胞染色体DNA 　三．DNA超螺旋结构 　　l．DNA超螺旋的基本概念：正、负超螺旋，连系数（L），比连系差（σ）， 螺旋数（T），超螺旋数（W） 　　2．DNA拓扑异构酶：I型，II型 　四．人类染色体的包装过程： 第十一节 核酸的分离纯化和鉴定（简单） 　一．核酸的分离 　二．核酸的测定 　三．核酸的超速离心 　四．核酸的凝胶电泳 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第三章　酶　(12学时) 【目的要求】 　1. 掌握酶的化学本质、组成、酶反应特点、酶活力的概念和影响酶活力的因素； 　2. 熟悉酶促反应动力学； 　3. 了解酶的命名、分类、酶活性的调节、酶的分离纯化和活力测定。 【教学内容】 第一节 酶的一般概念 　一．酶是生物催化剂 　二．酶催化的特征 　　1．催化效率高 　　2．酶易失活 　　3．在体内，酶活性受调节控制 　　4．酶的催化作用具有高度专一性：底物专一性，立体异构专一性等 　　5．酶专一性的几种假说：锁钥学说，诱导契合学说，三点附着学说 　三．酶的组成和分类 　　1．简单酶类 　　2．结合酶类：辅酶、辅基、金属离子 第二节 酶的分类和命名 　一．酶的命名 　　1．习惯命名法 　　2．国际系统命名法 　二．酶的国际系统分类法 　　1．分类原则 　　2．六大类酶催化的反应及特征 第三节 酶催化作用的分子基础 　一．酶分子的结构特征 　　1．酶活性中心的概念 　　2．酶活性中心的特点：（1）(2)（3）（4）（5）（6） 　　3．必需基团 　　4．酶活性中心存在的证明方法：切除法、X一射线衍射法、化学修饰法 　二．酶原的激活 　　1． 酶原激活的概念 　　2．几种酶原的激活：胰白酶原的激活，胰凝乳蛋白酶原的激活等 　　3．酶原激活作用的意义 　三．酶高效催化的机制 　　1．底物与酶的靠近与定向 　　2．底物的变形与诱导契合 　　3．酸碱催化 　　4．共价催化 　　5．活性部位微环境的影响 　　6．中间产物学说 　四．溶菌酶的结构及催化机制 　五．胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶的催化三组合 第四节 酶促反应动力学 　一．酶浓度的影响 　二．底物浓度对反应速度的影响 　　1．米氏方程及推导 　　2．米氏常数的意义 　　3．米氏常数的求法 　三．温度对酶促反应的影响 　四．pH对酶促反应的影响 　五．激活剂的影响 　　1．金属离子 　　2．无机离子 　　3．小分子有机物 　　4．生物大分子的相互作用 　六．抑制剂的影响 　　1．不可逆抑制作用 　　2．可逆抑制作用：竞争性、非竞争性、反竞争性抑制 　七．双底物酶促反应机制 　　1．顺序机制：有序顺序机制、随机顺序机制 　　2．乒乓机制 第五节 酶活性的调节和重要调节酶 　一．别构调节和别构酶 　　1．别构调节的基本概念 　　2．别构调节的动力学曲线 　　3．蛋白激酶A的别构调节 　　4．ATCase的别构调节 　　5．别构调节的机理：序变模型和齐变模型 　二．酶的共价调节 　　1．什么是酶的共价调节 　　2．共价调节的类型 　　3．蛋白质的磷酸化和脱磷酸化：糖原磷酸化酶的调节 　三．同工酶 　　1．乳酸脱氨酶 　　2．肌酸激酶 　四．核酶 　五．抗体酶 第六节 酶的分离纯化和活力测定 　一．酶分离纯化的一般原则 　二．酶活力与测定 　三．回收率与纯化倍数的计算：举例 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第四章　维生素与辅酶(4学时) 【目的要求】 　 　⒈掌握维生素的概念、特点，B族维生素及其在体内的活性形式(辅酶形式)和维生素A、D、C的生理功能。 　⒉了解每种维生素的化学本质、在代谢和生理上的作用。 【教学内容】 第一节 维生素的概念和分类 　一．什么是维生素 　二．维生素的发现 　三．维生素的分类 　四．维生素的功能及分布 第二节 脂溶性维生素 　一．维生素A 　二．维生素D 　三．维生素K 　四．维生素E 第三节 水溶性维生素 　一．维生素C 　二．硫辛酸 　三．维生素B1与焦磷酸硫胺素 　四．维生素 B2与 FMN、FAD 　五．维生素B3与辅酶A 　六．维生素B5与NAD、NADP 　七．维生素B6与磷酸吡哆醛 　八．维生素 B7生物素 　九．维生素B9与四氢叶酸 　十．维生素B12钻氨素 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第五章 激素化学(7学时) 【目的要求】 　1. 掌握激素的概念与分类; 激素作用原理 　2. 熟悉激素的分泌及几种重要激素结构和生理功能 　3. 了解主要动、植物激素 【教学内容】 第一节 激素的概念与分类 　一．激素的一般概念 　二．激素的分类 　　1．含氮类激素 　　2．类固醇激素 　　3. 脂肪酸衍生类激素 　三．激素作用的特征 第二节 激素的分泌及几种重要激素结构和生理功能 　一．激素的分泌 　二．部分激素的结构和生理功能 　　1．甲状腺激素 　　2．肾上腺素 　　3．前列腺素 　　4．类固醇激素：肾上腺皮质激素、性激素 　　5．蛋白质多肽类激素：胰岛素、胰高血糖素，促甲状腺激素材激素 　三．激素分泌的调节 　　1．上级分泌腺对下级分泌腺的调节 　　2．反馈调节 第三节 激素作用原理（细胞信号转导） 　一．受体及其特征 　　1．什么是受体 　　2．受体的特征 　　3．受体的类型：细胞膜受体、胞内（核内）受体 　二．质膜受体激素的信息传递（第二信使学说） 　　l．以cAMP为第二信使的信息传递 　　2．以 IP3, DAG，和Ca为第一信使的信息传递 　　3．以cGMP和NO为第二信使的信息传递 　　4．酪氨酸激酶受体激素的调节 　三．胞内受体激素的信息传递：甲状腺素、类固醇激素 第四节 昆虫激素 　一．脑激素 　二．保幼激素 　三．脱皮激素 第五节 植物激素 　一．植物生长素 　二．赤霉素 　三．细胞分裂素 　四．脱落酸 　五．乙烯 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第六章 新陈代谢引论（1学时） 【目的要求】 　1. 掌握新陈代谢的一般概念包括：什么是新陈代谢、代谢途径的特点及限速反应、限速酶等；要求同学掌握新陈代谢调节的几种方式、特点及意义。 　2. 掌握研究新陈代谢的基本方法和原理。如同位素示踪法和酶抑制剂与拮抗剂应用的原理、方法和应注意的问题。 【教学内容】 第一节 陈代谢的一般概念 　1． 什么是新陈代谢 　2． 代谢途径：途径的单向性，线性，环状，分支途径 　3． 代谢调控：限速反应与调节 　4． 中间代谢 　5． 呼吸商 　6． 代谢库 第二节 代谢的研究方法 　1． 同位素示踪法 　2． 酶抑制剂和拮抗剂的应用 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第七章 生物氧化（5学时） 【目的要求】 　1. 要求同学了解生物体系与化学体系的不同与相同之处，掌握热力学第一和第二定律在生物体系中的应用。要求同学掌握高能化合物的概念及在生物换能过程中的重要作用及其意义。特别是ATP的结构、功能及意义。 　2. 要求同学掌握生物氧化的基本概念及生物氧化的特点，生物体内电子转移的形式。掌握氧化还原电位、自由能与平衡常数的关系及其计算。 　3．要求同学们掌握电子传递链的概念与各个电子传递体的结构、功能及特点。了解和掌握电子传递抑制剂、氧化磷酸化抑制剂和解偶联剂的相同与不同之处。要求同学掌握氧化磷酸化机制及解偶联机制、胞液中NADH进入线立体的机制等。 【教学内容】 第一节 生物能学的基本概念 　一． 生物体对能量的需求 　　1． 生物体的需能变化：位置的变化，浓度的变化，化学键的变化 　　2． 能量的来源和转化 　二． 热力学定律在生物化学中的应用 　　1． 生物体是一个开放体系 　　2． 生物体能量和物质的变化遵循热力学第一和第二定律 　三． 高能磷酸化合物 　　1． 基本概念 　　2． 重要高能磷酸化合物的结构 　四． ATP、NADH、NADPH在能量代谢中的重要作用 　　1． ATP的特殊结构 　　2． ATP是自然界能量的货币 　　3． NADPH在生物合成过程中提供还原力 第二节．生物氧化的基本概念 　一． 什么是生物氧化 　二． 生物氧化的特点 　三． 生物体内电子转移的几种形式 　　1． 电子直接转移 　　2． 以氢原子的形式转移 　　3． 以氢负离子的形式转移 　四． 氧化还原电势与自由能的关系 　　1． 氧化还原电位 　　2． 自由能，氧化还原电位和平衡常数的关系 第三节． 线立体的生物氧化体系 　一． 电子传递链上的酶和电子载体 　　1． NADH—CoQ还原酶 　　2． 辅酶Q 　　3． 细胞色素还原酶 　　4． 细胞色素C 　　5． 细胞色素氧化酶 　　6． 琥珀酸—CoQ还原酶 　二． 电子传递抑制剂 　三． 电子传递体排列顺序的确定 　　1． 电子传递抑制剂的应用 　　2． 氧化还原电位的测定 　四． 氧化磷酸化 　　1． 氧化磷酸化的概念 　　2． 氧化磷酸化的机制： 　　3． 一对电子传递过程中ATP合成的数目 　　4． P/O比 　　5． 呼吸控制 　五． 氧化磷酸化的解偶联和抑制 　　1． 氧化磷酸化抑制剂 　　2． 解偶联剂和解偶联作用 　　3． 电子传递抑制剂、氧化磷酸化抑制剂、解偶联剂作用的比较 　　4． 2。4—二硝基苯酚的解偶联机制 　六． 细胞质中NADH进入线立体的机制 　　1． 磷酸甘油穿梭系统 　　2． 苹果酸—天冬氨酸穿梭系统 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第八章 糖代谢（6学时） 【目的要求】 　1. 要求同学们掌握糖的重要分解代谢途径：酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径及乙醛酸循环途径的各个反应步骤、中间代谢物的结构及其催化反应的酶。掌握途径中重要酶（限速酶）的调节方式、意义，糖各条分解途径的关系、ATP的生成等。 　2. 要求学生掌握什么是糖的异生作用及生理意义，以及糖异生作用的前体、途径和调节；掌握糖异生和酵解俩条相反途径的协同调控机理及其生理意义。 　3．掌握糖原的合成与分解途径中的各步反应以及催化反应酶。掌握俩条相反途径协同调控的机制以及生理意义。 【教学内容】 第一节 糖的分解代谢 　一． 酵解 　　1． 酵解途径及参加的酶 　　2． 酵解小结 　二． 丙酮酸的去路 　　1． 生成乙酰辅酶A进入TCA 　　2． 生成乙醇 　　3． 生成乳酸 　　4． 生成草酰乙酸 　三． 巴斯德效应 　四． 三羧酸循环 　　1． 丙酮酸的氧化脱羧 　　2． TCA途径及参加的酶 　　3． TCA小结 　　4． TCA的回补反应 　五． 乙醛酸循环 　六． 磷酸戊糖途径 第二节．糖的异生作用 　一． 基本概念 　二． 糖异生途径 　三． 糖异生前体 　四． 糖异生小结 第三节．糖原的合成与分解 　一． 糖原的分解代谢 　　1． 糖原的结构 　　2． 糖原主链的断裂 　　3． 去分支作用 　　4． 糖原分解的调节 　二． 糖原的合成代谢 　　1． UDP—葡萄糖的合成 　　2． 糖原的合成 　　3． 糖原的分支 　　4． 糖原合成的调节 　三． 糖原代谢的调节 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第九章 脂类代谢（6学时） 【目的要求】 　1. 了解脂类的分类、结构、功能等。 　2. 本节要求同学掌握甘油三酯和脂肪酸分解代谢途径中的各步反应和催化反应的酶，掌握途径中关键酶的调节，酮体产生的原因和酮体的利用等。 　3．要求学生了解和掌握饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的合成途径及途径中的调节酶。掌握必需脂肪酸的概念和种类、名称。 　4．要求学生掌握磷脂和鞘脂的基本结构、种类、功能及生理意义以及它们的分解和合成代谢途径。 　5．要求学生掌握胆固醇的结构、功能以及合成途径的主要步骤。掌握胆固醇的去路及意义，胆固醇合成途径中限速酶的调节方式和意义。 【教学内容】 第一节．概述 第二节．甘油三酯和脂肪酸的分解代谢 　一． 甘油三酯的分解 　二． 甘油的命运 　三． 脂肪酸的分解 　　1． 脂肪酸的转运 　　2． 脂肪酸的β-氧化 　　3． 奇数碳脂肪酸的氧化 　　4． 不饱和脂肪酸的氧化 　　5． 脂肪酸氧化的其他方式 　四．酮体的代谢 　　1．酮体的产生 　　2．酮体的利用 第三节．脂肪的合成 　一． 脂肪酸的生物合成 　　1． 十六碳饱和脂肪酸的合成 　　2． 不饱和脂肪酸的合成 　二． 甘油三酯的合成 第四节．磷脂和鞘脂的代谢 　一． 磷脂的代谢 　　1． 磷脂的种类、结构和功能 　　2． 磷脂的分解代谢 　　3． 磷脂的合成代谢 　二． 鞘脂的代谢 　　1． 鞘氨醇的合成 　　2． 鞘糖脂和鞘磷脂的合成 第五节．胆固醇的代谢 　一． 胆固醇的结构与功能 　二． 胆固醇的生物合成 　　1． 二羟甲基戊酸的合成 　　2． 异戊烯醇焦磷酸酯的合成 　　3． 胆固醇的合成 　三． 胆固醇的去路 　　1． 合成胆汁酸 　　2． 衍生为类固醇激素 　　3． 衍生为维生素D 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第十章 氨基酸代谢（4学时） 【目的要求】 　1. 要求学生掌握氨基酸分解代谢的基本反应和氨的转运、尿素的合成与排泄。掌握氨基酸碳架氧化的基本规律，氨基酸衍生的重要生物活性物质及其功能。掌握鸟氨酸循环的调节和生理意义。认识糖代谢与氨基酸代谢的关系。 　2. 要求学生了解和掌握氨基酸合成代谢中碳架的来源，合成代谢途径中的反馈调节理论、方式及意义。 【教学内容】 第一节 氨基酸的分解代谢 　一． 氨基酸分解的基本反应 　　1． 氨基酸的脱氨基作用 　　2． 脱酰胺基作用 　　3． 氨基酸的转氨基作用 　　4． 联合脱氨基作用 　　5． 氨基酸的脱羧基作用 　二．氨的排泄 　　1．氨的转运 　　2．尿素的合成 　三． 氨基酸碳架的氧化 　　1． 生糖氨基酸 　　2． 生酮氨基酸 　　3． 氨基酸衍生的其它重要物质 第二节。 氨基酸的生物合成 　一． 各种氨基酸碳架的来源 　二．个别氨基酸的合成 　三． 氨基酸合成的调节 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第十一章 核苷酸代谢（4学时） 【目的要求】 　1. 要求学生掌握核苷酸及嘌呤碱和嘧啶碱的分解代谢途径和调节。 　2. 要求学生掌握核苷酸及嘌呤碱和嘧啶碱的合成代谢途径及调节。要求学生掌握嘌呤和嘧啶环中各原子的来源，从头合成和补救途径的区别以及代谢病“痛风”产生的原因，脱氧核苷酸的合成与调节。 【教学内容】 第一节．核酸和核苷酸的分解代谢 　一． 核酸和核苷酸的降解 　二．嘌呤碱的分解代谢 　三．嘧啶碱的分解代谢 第二节．核苷酸的合成代谢 　一．嘌呤核苷酸的合成 　　1．从头合成 　　2．补救途径 　二．嘧啶核苷酸的合成 　　1． 从头合成 　　2． 补救途径 　三．脱氧核苷酸的合成 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [返回索引] 　　第十二章 核酸和蛋白质的合成代谢（10学时） 【目的要求】 　1. 要求学生掌握DNA复制、修复、重组和突变的基本概念，DNA复制的一般规律及DNA聚合酶的结构、种类和复制过程。DNA修复的类型和各种DNA重组过程，DNA的突变等。 　2. 要求学生掌握RNA的合成过程和RNA聚合酶的结构组成，活性调节。真核生物RNA聚合酶与原核生物RNA聚合酶的差别；新生RNA剪接和修饰的方式；核酶的概念；真核生物mRNA的修饰和剪接方式；逆转录与逆转录酶的概念。真核生物与原核生物转录的调节与控制。 　3．要求学生掌握基因密码的重要特点，tRNA对密码子的识别及阅读框的概念，掌握蛋白质合成过程及核糖体结构；氨酰tRNA合成酶对tRNA的识别和校对功能。 【教学内容】 第一节DNA的复制、修复、重组和突变 　一．DNA的复制 　　1．基本概念 　　2．复制的方式 　　3．复制的特征 　　4．DNA聚合酶 　　5．参与复制的其它酶和蛋白质 　　6．大肠杆菌的DNA复制 　　7．真核细胞DNA的复制 　二．DNA的修复 　　1． DNA损伤的形式 　　2． DNA修复的主要形式 　三．DNA的重组 　　1．重组类型 　　2．Holliday的同源重组模型 　　3．同源重组的功能 　四．DNA突变 　　1．突变类型 　　2．诱变剂的作用 第二节 RNA的代谢 　一．RNA的合成（原核生物） 　　1． RNA聚合酶 　　2． 合成过程 　　3． DNA足迹法 　　4． E.coli部分基因启动子的核苷酸序列 　　5． 链的延长 　　6． 链的终止 　二．真核生物的RNA转录 　　1． RNA聚合酶 　　2． 启动子 　三．新生RNA的剪接和修饰 　　1． RNA的拼接方式 　　2． 真核生物mRNA的修饰和加工 　四．核酶—RNA酶 　五．以RNA为模板的DNA和RNA的合成 　　1． RNA逆转录 　　2． RNA的复制 　　3． 端粒酶 　六．转录的调节控制 　　1． 原核生物的调节：操纵子模型 　　2． 真核生物的转录调节 第三节 蛋白质的合成 　一． 基因密码 　　1． 基因密码的特征 　　2． 阅读框 　二．tRNA对密码子的识别 　　1． 密码子与反密码子 　　2． 摆动学说 　三．氨酰tRNA合成酶 　　1． 催化的反应 　　2． 校正功能 　四．核糖体是蛋白质合成的工厂 　五．蛋白质合成的步骤 　　1． 起始 　　2． 延长 　　3． 终止 　六．真核分泌蛋白质的转运 一．蛋白质化学 1．何谓蛋白质的等电点？其大小和什么有关系？ 2．经氨基酸分析测知1mg某蛋白中含有45ug的亮氨酸（MW131．2），23.2ug的酪氨酸(MW204.2)，问该蛋白质的最低分子量是多少？ 3．一四肽与FDNB反应后，用6mol/L盐酸水解得DNP－Val．及三种其他氨基酸。当这种四肽用胰蛋白酶水解，可得到两个二肽，其中一个肽可发生坂口反应，另一个肽用LiBH4还原后再进行水解，水解液中发现有氨基乙醇和一种与茚三酮反应生成棕褐色产物的氨基酸，试问在原来的四肽中可能存在哪几种氨基酸，它们的排列顺序如何？ 4．一大肠杆菌细胞中含 10个蛋白质分子，每个蛋白质分子的平均分子量为40 000，假定所有的分子都处于a螺旋构象。计算其所含的多肽链长度？ 5．某蛋白质分子中有一40个氨基酸残基组成的肽段，折叠形成了由2条肽段组成的反平行?折叠结构，并含有一?转角结构，后者由4个氨基酸残基组成。问此结构花式的长度约是多少？ 6．某一蛋白样品在聚丙烯酸胺凝胶电泳（PAGE）上呈现一条分离带，用十二烷基硫酸钠(SDS)和硫基乙醇处理后再进行SDS－PAGE电泳时得到等浓度的两条分离带，问该蛋白质样品是否纯？ 7．“一Gly－Pro－Lys－Gly－Pro－Pro－Gly－Ala－Ser－Gly－Lys－Asn一”是新合成的胶原蛋白多肽链的一部分结构，问： 　1）哪个脯氨酸残基可被羟化为4一羟基脯氨酸？ 　2）哪个脯氨酸残基可被羟化为3一羟基脯氨酸？ 　3）哪个赖氨酸残基可被羟化？ 　4）哪个氨基酸残基可与糖残基连接？ 8．一五肽用胰蛋白酶水解得到两个肽段和一个游离的氨基酸，其中一个肽段在280nm有吸收，且 Panly反应、坂口反应都呈阳性；另一肽段用汉化氰处理释放出一个可与茚三酮反应产生棕褐色产物的氨基酸，此肽的氨基酸排列顺序如何？ 9．研究发现，多聚一L－Lys在pH7.0呈随机螺旋结构，但在pH10为a螺旋构象，为什么？预测多聚一L－Glu在什么pH条件下为随机螺旋，在什么pH下为a螺旋构象？为什么？ 10．Tropomyosin是由两条a螺旋肽链相互缠绕构成的超螺旋结构。其分子量为 70 000，假设氨基酸残基的平均分子量为110，问其分子的长度是多少？ 11．某肽经 CNBr水解得到三个肽段，这三个肽的结构分别是：Asn－Trp－Gly-Met，Gly-Ala－Leu，Ala－Arg－Tyr－Asn－Met；用胰凝乳蛋白酶水解此肽也得到三个肽段，其中一个为四肽，用 6mol/L盐酸水解此四肽只得到（Asp）2和 Met三个氨基酸，问此肽的氨基酸排列顺序如何？ 12．列举蛋白质主链构象的单元及它们的主要结构特征。 13．试比较蛋白质的变性作用与沉淀作用。 14．将一小肽（pI=8.5）和 Asp溶于 pH7．0的缓冲液中，通过阴离子交换树脂柱后，再进行分子排阻层析，那么Asp和小肽哪一个先从凝胶柱上被洗脱下来，为什么？ 15．从理论和应用上说明有机溶剂、盐类、SDS、有机酸等对蛋白质的影响。 16．血红蛋白和肌红蛋白都具有氧合功能，但它们的氧合曲线不同，为什么？ 17．为什么无水肼可用于鉴定C-端氨基酸？ 18．Anfinsen用核糖核酸酶进行的变性一复性实验，在蛋白质结构方面得出的重要结论是什么？ 19．蛋白质分离纯化技术中哪些与它的等电点有关？试述这些技术分离提纯蛋白质的原理。 20．根据下列资料推出某肽的氨基酸排列顺序。 　1）完全酸水解得到Phe、Pro、Glu、（Lys）2、Met和NH3 　2）用 FDNB试剂处理得到 DNP－Phe 　3）用澳化氰水解此肽得到一个以高丝氨酸内酯结尾的二肽和一个四肽 　4）用胰蛋白酶水解可产生两个三肽 　5）用羧肽酶A或羧肽酶B处理都不能得到阳性结果 21．高致病的厌氧细菌与气性坏疽（gas gangrene）病有关。它使动物组织的结构破坏。因该菌体内有胶原酶（collagenase），它可催化一X—Gly-Pro—Y一（X、Y是任一氨基酸）结构中一X一Gly之间的肽键断裂，问该酶使动物组织结构破坏的机理是什么？为什么它对细菌自身没有破坏作用？ 22．一血红蛋白的电泳迁移率异常，用胰蛋白酶水解结合指纹图谱分析发现它的β链N-端的胰蛋白酶肽段只有6个氨基酸组成，而正常血红蛋白β链N-端的胰蛋白酶肽段为Val-His-Leu-Thr-Asp-Glu-Glu-Lys，问： 　1）导致上述结果的原因是什么？ 　2）请比较HbA、HbS及这个异常血红蛋白在pH8．0条件下电泳时的电泳迁移率。 23．细菌视紫红质（Bacteriorhodopsin）是嗜盐细菌盐生盐杆菌紫色质膜的惟一蛋白质组分，所以称为细菌视紫红质。因为它含有视黄醛辅基（retinal，故是紫色的），犹如动物的视紫红质。细菌视紫红质的分于量为26 000，X一射线分析揭示出其分子中由 7个平行排列的a螺旋肽段，且每一螺旋肽段都横跨细胞膜（膜厚度为 4．5 nrn，即该蛋白横穿质 膜7次之多，每一跨膜片段为一a螺旋）。其功能是作为光驱动的跨膜泵（质子泵），为细胞提供能量。 　1）计算每一螺旋肽段要完全横跨细胞膜最少要有多少个氨基酸残基组成此段螺旋？ 　2）估计此蛋白的跨膜螺旋部分占全部分子的百分数。 24．某五肽完全水解后得到等摩尔的丙、半胱、赖、苯丙和丝氨酸。用PITC分析得到PTH－Ser；用胰蛋白酶水解得到一个N一端为CySH的三肽和一个N一端为丝的二肽；靡蛋白酶水解上述三肽生成丙和另一个二肽，该五肽的结构如何？ 26．原肌球蛋白（tropomyosin）的分子量为 93 000，而血红蛋白的分子量为65 000，为什么原肌球蛋白的沉降系数比血红蛋白的小？ 27 ． 　1）为制备柠檬酸合成酶（CS），将牛心组织匀浆后，为什么先经差速离心法分离出线粒体后再进行下一步的纯化？ 　2）将线粒体裂解，向裂解液中加人硫酸胺到一定的浓度，然后离心保留上清液；向上清液中再加人硫酸胺粉末至所需要的浓度，离心，倒掉上清保留沉淀，这些操作的目的是什么？ 　3）接着，将盐析所得到的柠檬酸合成酶粗制品对pH7．2的缓冲液透析，为什么不用水？透析的目的是什么？ 　4）将上述处理所获得的CS粗制品进行分子排阻层析，在280nm下检测是否有蛋白被洗出；实验者保留第一个洗脱峰进行下一步的纯化，为什么？ 　5） 实验者将经分子筛层析所得到的CS样品又选用阳离子交换剂进行分离，上样平衡后，改用高pH的缓冲液洗脱，为什么？ 28．许多蛋白质富含二硫键，它们的抗张强度，黏性，硬度等都与它们的二硫键含量有关。 　1）蛋白质的抗张强度、硬度等性质与二硫键含量之间关系的分子基础是什么？ 　2）多数球蛋日被加热到650C即变性丧失活性，但富含二硫键的蛋白质如牛胰腺蛋白酶抑制剂（BPTI）需在高温下长时间加热才变性。该抑制剂含58个氨基酸、一条肽链、有三对二硫键。热变性的BPTI在冷却的条件下可以恢复其活性，为什么？ 29．何谓疏水的相互作用？为什么说非极性溶剂、去污剂可使蛋白质变性？ 30．为什么二磷酸甘油酸（BPG）可降低血红蛋白与氧的亲和力？ 31．将含有Asp（pI＝2．98）、Gly（pI＝5．97）、Thr（pI＝6．53）、Leu（pI＝5．98）、Lys（pI＝9．74）的pH为3．0的柠檬酸缓冲液，加到预先用同样缓冲液平衡过的阳离子交换树脂柱上，随后用该缓冲液洗脱此柱，问这五种氨基酸将按何种顺序被洗脱？ 32．从下列资料推出一肽的氨基酸排列顺序。 　l）含有 Phe，Pro，Glu，（Lys）2； 　2）Edman试剂处理生成PTH－Glu 　3）用胰蛋白酶、羧肽酶A和B处理都不能得到任何较小的肽和氨基酸 33．多聚L－Leu肽段在二氧杂环己烷（dioxane）存在时可形成a螺旋结构，但多聚L－Ile不能，为什么？ 34．一次突变，某蛋白质分子内的一个丙氨酸转变为缬氨酸导致该蛋白质生物活性的丢失；然而在另一次突变时，由于一个异亮氨酸转变为甘氨酸而使该蛋白质的活性恢复了，请分析可能的原因是什么？ 35．甘氨酸是蛋白质进化中高度保守的氨基酸残基吗？为什么？ 36．在pH7．0时蛋白质分子中能与精氨酸侧链形成氢键或静电的相互吸引的侧链基团是哪些？ 37．多数蛋白质分子中蛋氨酸和色氨酸的含量较低，而亮氨酸和丝氨酸等的含量较高；有趣的是：蛋氨酸和色氨酸都只有一个密码子与之对应，而亮和丝等有多个密码子。请分析：一个氨基酸密码子的数目与它在蛋白质中出现的频率之间的关系及这种关系的生物学意义是什么？ 38．从蛋白质的一级结构可预测它的高级结构。下面是一段肽链的氨基酸排列顺序：“L－A－H－T－Y－G－P－F－Z（Q）－A－A－M－C－K－W－E－A－Z（Q）－P－D－G－M－E－C－A－F－H－R”，问： 　1）你认为此段肽链的何处会出现在β转角结构？ 　2）何处可形成链内（intra－）二硫键？ 　3）假定上述顺序是一个大的球蛋白分子中的一部分结构，指出D、I、T、A、Z（Q）、K氨基酸残基可能在蛋白质分子的表面还是内部？ 39．以丙氨酸为例说明为什么等电状态的氨基酸应以两性离子而不是中性分子的形式存在？ 40．从下列资料推出一个肽的氨基酸排列顺序： 　l）用 6mol/L盐酸完全水解此肽结合氨基酸，分析可知，此肽含有甘、亮、苯丙和酪四种氨基酸，且甘：亮：苯丙：酪＝2：1：1：1 　2）用 2，4一二硝基氟苯（FDNP）试剂处理此肽得到了DNP一酪氨酸，无自由的酪氨酸产生。 　3）用胃蛋白酶水解此肽得到两个肽段，一个二肽含苯丙氨酸和亮氨酸，一个三肽含酪氨酸及2个甘氨酸。 答案~ 1．蛋白质是两性电解质，既可与酸，又可与碱相互作用。溶液中蛋白质的带电情况，与它所处环境的pH值有关。调节溶液的pH值，可以使一个蛋白质带正电或带负电或不带电；在某一pH时，蛋白质分子中所带的正电荷数目与负电荷数相等，即静电荷为零，在电场中不移动，此时溶液的p H值即为该种蛋白质的等电点。 　　蛋白质的等电点主要取决于该蛋白质的氨基酸组成。含碱性氨基酸多的蛋白质其等电点要比含酸性氨基酸多的蛋白质的等电点高（大）；此外，蛋白质的解离情况与所处环境的pH值、离子强度、离子的种类等有关．所以蛋白质的等电点不是一个精确的固定值，与测定时所用的缓冲液的性质、pH、离子强度等有关。 2．根据亮氨酸含量计算的最低分子量为： 　　　 1X10－3g / 45X10－6g ＝ 最低分子量 / 131.2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 最低分子量=2915.6 　　根据色氨酸含量计算的最低分子量为： 　　　　1X10－3g / 23.2X10－6g ＝ 最低分子量 / 204.2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 最低分子量=8 801．7 　　根据氨基酸残基计算最低分子量的原理，一般是假定在一个蛋白质分子中只有一个该氨基酸残基存在。 　　亮和色的摩尔数比率是： (45/131.2) / (23.2/204.2) = 0.343 / 0.114 = 3 　　因此，该蛋白质的最小分子量应是每分子中含有3个亮氨酸残基，l个色氨酸残基时的分子量。即：2 915．6 X 3=8 746.8或 8 801．7 X1 3．Val－Arg－Gln（或Asn）－Gly 　　LiBH4。是一个特殊的还原剂，能使孩酸直接还原为醇而不经醛中间物。 4. (40000 / 110) X0.15nmX10＝546nm 5．构成?折叠结构的氨基酸残基数为36个，每条应有18个氨基酸残基。在?折叠结构中每两个相邻的氨基酸残基的轴心距为 0．35nrn，故 18 X 0．35nm等于 6．3nm（至少为6．3nm）。 6．该蛋白质样品是均一的。PAGE电泳法的分辨率很高，在这种电泳中只得到一条分离带，说明纯度很好。在SDS--PAGE电泳中得到等浓度的两条分离带，证实该蛋白含有两个亚基，而不含有杂质。 7. 　1）和2）脯氨酸羟化酶不能使游离的脯氨酸进行羟基化。在胶原分子中，甘氨酸氨基端的脯氨酸可被羟化为个羟基脯氨酸，甘羧基端的脯氨酸可被羟化为3一羟基脯氨酸。 　3）在甘氨酸氨基端的赖氨酸（3位的赖）可被羟基化为羟赖氨酸，在甘氨酸羧基端的赖氨酸 （11位的赖）可被羟基化为3一羟赖氨酸。 　4）3一羟赖氨酸可连接糖残基。 8．Tyr－Arg－Lys－Met－Gln（Asn） 9．在pH7．0时赖氨酸侧链上的ε氨基带正电荷，它们之间的静电排斥作用阻止了a螺旋的形成。在pH10时，由于接近赖氨酸的等电点，侧链是非质子化的状态，允许a螺旋的形成。对多聚一L－Glu来说，在 pH7．0时，由于侧链羧基都带负电荷，它们之间的静电排斥，将干扰a螺旋的形成，应呈随机螺旋状态，在接近谷氨酸侧链的pK值为4．25～4．0时，因谷氨酸的侧链羟基是非质子化的，应呈螺旋构象。 10．由于是两条链构成的超螺旋结构，每条链的分子量为 35 000。而氨基酸残基的平均分子量为 110，故每条肽链应含有 318个氨基酸残基 （35 000／110），318 X 0．15um，等于47．7nrn长。 11．根据条件1，该肽的可能顺序为： 　　Ala－Arg－Tyr－Asn－Met－Asn－Trp－Gly－Met－Gly－Ala－Leu； 　　由于胰凝乳蛋白酶专一性水解芳香组氨基酸的核基所形成的肽键，所得到的三个肽段的可能结构为： 　　Ala－Arg－Tyr Asn－Met－Asn－Trp Gly－Met－Gly－Ala－Leu 　　由于在酸水解时，色氨酸易被破坏，Asn Asp，推知其中的一个肽段为： Asn－Met－Asn－Trp 　　综上所述，某肽的氨基酸顺序为： 　　Ala－Arg－Tyr－Asn－Met－Asn－Trp－Gly－Met－Gly－Ala－Leu 12． 　1 ) a螺旋（a－helix）结构，其结构特征为： 　　（1）从外观看，a螺旋结构是一个类似棒状的结构。紧密卷曲的多肽链构成了棒的中心部分，侧链R伸出到螺旋排布的外面。完成一个螺旋需3．6个氨基酸残基。螺旋每上升一圈相当于向上平移0．54nm，即螺旋的螺距为0．54nm。相邻两个氨基酸残基之间的轴心距为 0．15nm。 　　（2）a螺旋结构的稳定主要靠链内的氢键。氢键形成于第一个氨基酸的羟基与线性顺序中第五个氨基酸的氨基之间。氢键环内包含13个原子，因此称这种螺旋为3．6（13）螺旋。 　　（3）大多数蛋白质中存在的a螺旋均为右手螺旋。 a螺旋的国际表示法，以ns表示。n指每个螺旋中所包含的氨基酸残基数；s指氢键环内共价键所连接的原子数。 　2）β折叠结构（β－Pleated sheet）的结构特征 　　β折叠结构又称为β折叠片层结构，β结构等。β折叠结构的形成一般需要两条或两条以上的肽段共同参与，即两条或多条几乎完全伸展的多肽链侧向聚集在一起，相邻肽链主链上的氨基和羰基之间形成有规则的氢键，维持这种片层结构的稳定。这样的多肽链构象就是β折叠结构。β折叠结构的特点是： 　　（1）在这种结构中，所有的肽键都参与了链间氢键的形成，氢键与肽链的长轴近于垂直。 　　（2）在β折叠中，多肽主链是比较伸展的，取锯齿状折叠构象；相邻的两个氨基酸之间的轴心距为 0．35nm。侧链 R交替地分布在片层平面的上方和下方，以避免相邻侧链R之间的空间障碍。 　　（3）β折叠结构有平行和反平行两种。在反平行的β折叠结构中，相邻肽链的走向相反，但氢键近于平行。在平行的β折叠结构中，相邻肽链的走向相同，氢键不平行。 　3）β转角结构，其结构特征是： 　　也称为β弯曲，β回折，发夹结构，U型转折等。蛋白质分子的多肽链在形成空间构象时，经常会出现180o的回折（转折），回折处的结构就称为β转角结构。一般有四个连续的氨基酸组成。在构成该种结构的四个氨基酸残基中，第一个氨基酸的验基和第四个氨基酸的氨基之间形成氢键。甘氨酸和脯氨酸易出现在这种结构中；在某些蛋白质，如嗜热菌蛋白酶中有三个连续的氨基酸形成的β转角结构。氢键形成于第一个氨基酸磷基氧和第三个氨基酸亚氨基的氢之间。 13． 　l）蛋白质的变性作用：蛋白质因受某些物理的或化学的因素的影响，分子的空间构象破坏，从而导致其理化性质，生物学活性改变的现象称为蛋白质的变性作用。强酸，强碱，剧烈搅拌，重金属盐类，有机溶剂，脉，肌类，超声波等都可使蛋白质变性。 　2）蛋白质的沉淀作用：由于水化层和双电层的存在，蛋白质溶液是一种稳定的胶体溶液。如果向蛋白质溶液中加入某种电解质，以破坏其颗粒表面的双电层或调节溶液的pH，使其达到等电点，蛋白质颗粒因失去电荷变得不稳定而将沉淀析出。这种由于受到某些因素的影响，蛋白质从溶液中析出的作用称为蛋白质的沉淀作用。 　　如重金属盐类、有机溶剂、生物碱试剂等都可使蛋白质发生沉淀，且不能用透析等方法除去沉淀剂而使蛋白质重新溶解于原来的溶剂中，这种沉淀作用称为不可逆的沉淀作用。如果向蛋白质溶液中加入大量的盐类，如硫酸铰，蛋白质的溶解度逐渐下降，以致从溶液中沉淀出来，若用透析等方法除去使蛋白质沉淀的因素后，可使蛋白质恢复原来的溶解状态。此种沉淀作用称为可逆的沉淀作用。 　　沉淀的蛋白质不一定变性失活，但变性后的蛋白质一般失去活性。 14．小肽。 15．在有机酸如TCA、磺基水杨酸等存在下，绝大多数蛋白质带正电荷；可与酸根负离子形成不溶性复合物而沉淀析出，在临床上，预分析血液中的游离氨基酸的量，向血液中加入 TCA，使蛋白质沉淀，离心取上清液即可用于氨基酸的分析。 　　有机溶剂如丙酮、乙醇等，可使蛋白质沉淀。因有机溶剂使蛋白质脱水，介电常数降低。应用：制备有活性的酶或蛋白质性质的激素等常用丙酮将材料制成于粉以便于保存；用乙醇抽提制备某些醇溶性蛋白。 　　SDS：十二烷基硫酸钠，是一种阴离子去污剂，表面带大量的负电荷。可与蛋白质的疏水性基团结合使蛋白质变性。蛋白质分子愈大，结合的SDS量愈多；负电性愈大。因而在电场中的迁移速度不同。SDS－PAGE电泳法测定蛋白质的分子量即根据此原理。在核酸制备中用SDS破坏膜结构，除蛋白、核酸酶等。 　　盐类：在低盐溶液中，大多数蛋白质的溶解度增加；在高盐溶液中，由于蛋白质分子表面的电荷被中和，破坏了双电层，蛋白质将沉淀析出。不同蛋白质氨基酸组成不同，在不同盐浓度的溶液中溶解行为不同，可用盐析法沉淀蛋白质。 　　重金属盐类：在碱性条件下，蛋白质带负电，可与重金属离子如汞离子，铅离子结合，形成不溶性的重金属蛋白盐沉淀。因此，长期从事重金属作业的人，应吃高蛋白食物，以防止重金属离子被机体吸收。临床上，常用醋酸铅或硫酸铜沉淀体液中的蛋白质，以分析体液中的氨基酸或其他小分子化合物。 　　生物碱是植物组织中具有显著生理作用的一类含氮的碱性物质。能够沉淀生物碱的试剂称为生物碱试剂。如单宁酸、苦味酸、三氯乙酸等都能沉淀生物碱，故称它们为生物碱试剂。在酸性条件下，蛋白质带正电荷，可与生物碱试剂，如三氯乙酸的酸根离子结合成为溶解度较小的盐类而沉淀。 　　“柿石症” 的产生就是由于空腹吃了大量的柿子，柿子中含有单宁酸，使肠胃中的蛋白质凝固变性而成为不能被消化的“柿石”。 16.·血红蛋白有两条a链和两条β链组成。血红蛋白的a链和β链与肌红蛋白的构象十分相似，尤其是β链。它们所含的氨基酸种类、数目、氨基酸的排列顺序都有较大的差异，但它们的三级结构十分相似。使它们都具有基本的氧合功能。但血红蛋白是一个四聚体，它的分子结构要比肌红蛋白复杂得多；因此除了运输氧以外，还有肌红蛋白所没有的功能。如运输质子和二氧化碳。 　　血红蛋白的氧合曲线为S形，而肌红蛋白的氧合曲线为双曲线，S形曲线说明血红蛋白与氧的结合具有协同性。 　　脱氧血红蛋白分子中，它的四条多肽链的C端都参与了盐桥的形成。由于多个盐桥的存在，使它处于受约束的强制状态。当一个氧分子冲破了某种阻力和血红蛋白的一个亚基结合后，这些盐桥被打断，使得亚基的构象发生改变，从而引起邻近亚基的构象也发生改变，这种构象的变化就更易于和氧的结合；并继续影响第三个、第四个亚基与氧的结合，故表现出S型的氧合曲线。 17．在无水肼存在下，除C端氨基酸外，其他氨基酸均转变为氨基酸酸肼的衍生物，加入苯甲醛，后者又转变为二苯基衍生物，不溶于水。经离心分离，C一端氨基酸在水相，向水相中加入2，4一二硝基氟苯与其反应，可得到相应的2，4一二硝基苯氨基酸，经色谱分析可鉴定之。 18．蛋白质的一级结构决定其高级结构。核糖核酸酶，一条肽链经不规则折叠而形成一个近似于球形的分子。构象的稳定除了氢键等非共价键外，还有4个二硫键。C．Anfinsen发现，在8mol脲素和少量流基乙醇存在下，酶分子中的二硫键全部还原，酶的三维结构破坏，活性丧失。当用透析方法慢慢除去变性剂和疏基乙醇后，发现酶的大部分活性恢复；因为二硫键重新形成。这说明完全伸展的多肽链能自动折叠成其活性形式；若将还原后的核糖核酸酶在8mol脲素中重新氧化，产物只有1％的活性，因为硫氨基没有正确的配对。变性核糖核酸酶的8个硫氢基相互配对形成二硫键的几率是随机的（1/7X1/5X1/3=1／105种可能的配对方式，但只有一种是正确的），实验发现，复性过程中 RNase接与天然RNase相同的连接方式形成二硫键，这是由于蛋白质的高级结构，包括二硫键的形成都是由一级结构决定的。 　　以上实验说明，蛋白质的变性是可逆的，变性蛋白在一定的条件下之所以能自动折叠成天然的构象，是由于形成复杂的三维结构所需要的全部信息都包含在它的氨基酸排列顺序上，蛋白质分子多肽链的氨基酸排列顺序包含了自动形成正确的空间构象所需要的全部信息，即一级结构决定其高级结构。由于蛋白质特定的高级结构的形成，出现了它特有的生物活性。 19． 　1）等电点沉淀法，蛋白质是两性化合物，在等电点时其溶解度最小。不同蛋白质氨基酸组成不同，等电点不同，调节蛋白质混合溶液的pH值，可使他们分次沉淀出。 　2）离子交换纤维素层析，常用的纤维素衍生物有CM一纤维素（分子中带有羧甲基基团，一0一CH2一C00H）和DEAE－纤维素（阴离子交换剂，带有二乙氨基乙基基团）。 蛋白质与离子交换纤维素的结合能力取决于彼此间相反电荷基团的静电吸引，在某一pH条件下，不同蛋白质氨基酸组成不同，pI不同，所带的静电荷性质、数量不同，与离子交换纤维素的吸附能力不同。通过改变洗脱液的pH和离子强度，可把不同的蛋白质依次洗脱下来。 　3）电泳法（聚丙烯酞胺凝胶电泳、等电聚焦）。 20．Phe-Met-Lys-Gln-Lys-Pro。 21．因细菌含有胶原酶，该酶专一性水解动物的结缔组织，因结缔组织中的主要蛋白质是胶原蛋白，其一级结构中存在一X－Gly－Pro－Y一顺序，允许细菌入侵宿主细胞，而细菌本身无胶原蛋白。 22． 　1）赖氨酸或精氨酸取代了正常血红蛋白β链的第六位谷氨酸。导致用胰蛋白酶水解时产生了只有6个氨基酸组成的肽段。 　2）在pH8．0时，血红蛋白都带负电荷，应向正极移动。由于异常血红蛋白分