生物化学

氨基酸

结构特征

• a-氨基酸，侧链表现出大小、形状、极性、电荷、氢键能力、疏水性、化学反应性等的渐变。
• 蛋白质分子中的氨基酸残基是L型的。

分类

20种常见氨基酸

R基团非极性、脂肪族7种
R基团极性但不带电荷5种（半胱氨酸与二硫键）
R基团芳香族3种
R基团正电荷3种
R基团负电荷2种

非蛋白质的氨基酸

在细胞中发现了大约 300 种额外的氨基酸，它们发挥着各种已知或未知的作用，如硒代半胱氨酸、吡咯赖氨酸等。
来源：不可逆的翻译后修饰、可逆的氨基酸修饰（磷酸化、甲基化、乙酰化、腺苷化）、代谢途径的中间产物
用途：筛选突变体、探查蛋白相互作用

酸碱性

甘氨酸滴定（+1电荷二元酸）

(NH3+)CH2COOH——(NH3+)CH2(COO-)——NH2CH2(COO-)

• pI（等电点或pH值）：分子不带净电荷的pH值
• 对于非带电R基团的氨基酸：pI = (1/2)(pK1 + pK2)

谷氨酸滴定（+1电荷三元酸）

(NH3+)CHRCOOH——(NH3+)CHR(COO-)——(NH3+)CH(R-)(COO-)——NH2CH(R-)(COO-)

• pI = (1/2)(pK1 + pKR)

精氨酸滴定（+2电荷三元酸）

• pl = 1/2 (pKR + pK2)

氨基酸中α羧基和α氨基互相影响，使得这两个基团各自的pKa值都降低了（变得更酸）。

蛋白质

肽

1. 寡肽：几个氨基酸；多肽：许多氨基酸（小于10kDa）；蛋白质：更高分子量（可与多肽互称）
2. 每个肽通常都有一个特征的滴定曲线和等电点（在该点其净电荷为零）。• 不同的等电点值处，可以分离各种肽。在游离氨基酸形态和在肽中，同一氨基酸的pKa值通常不同。

蛋白质

分类

按大小来分，可分为多亚基蛋白（两条或多条多肽链）和聚合蛋白（至少含有两个相同亚基或同源体）如血红蛋白。
按组成来分，可分为单纯蛋白质和结合蛋白质。结合蛋白质的分子中除氨基酸组分之外，还含有非氨基酸物质，后者称为辅因子，二者以共价或非共价形式结合，往往作为一个整体从生物材料中被分离出来。按其非蛋白部分的不同而分为核蛋白(含核酸)、糖蛋白(含多糖)、脂蛋白(含脂类)、磷蛋白(含磷酸)、金属蛋白(含金属)及色蛋白(含色素)等。

功能

1. 催化剂（酶）
2. 运输
3. 支持（角蛋白和胶原蛋白）
4. 肌肉收缩（肌球蛋白和肌动蛋白）
5. 免疫反应（抗体）
6. 信号转导、能量产生、DNA复制等。

浓度测定

拉曼特-比尔定律：A=log（I0/I）=εcl
A：在280nm的光吸收度 ε：蛋白质的吸光系数
c：蛋白质浓度 l：路径长度（cm）

研究方法

纯化

分馏（柱色谱）
纯化方法1——尺寸排除色谱法（大小）：大型蛋白质不能进入孔隙，因此通过柱子的路径较短，并且在早期的分馏中出现。
纯化方法2——亲和层析法（与配体结合）

鉴定

电泳（SDS-PAGE和二维电泳）
SDS-PAGE：SDS贡献了一个大的净负电荷，使蛋白质的固有电荷变得微不足道，并且每个蛋白质都具有相似的电荷质量比。SDS让蛋白质部分展开，使得大多数SDS结合的蛋白质具有相似的棒状形状。SDS-PAGE根据分子量（质量）对蛋白质进行分离，较小的多肽迁移得更快。μ电泳迁移率=V速度/E电位=Z净电荷（大小）/f摩擦系数（形状） 。
二维电泳：第1维是等电点聚焦，第2维是分子量。

测序

Edman降解和质谱
氨基酸序列中的生物化学信息：蛋白质三维结构、功能、细胞定位和进化信息
降解法：Sanger(1945-1955)，Edman(1950-)
通过该方法，N端残基可以依次标记、去除和鉴定，可以通过该方法对约40个残基进行序列测定。
质谱：首先离子化为气相，然后测量质荷比。串联质谱

合成

• 肽是由一个氨基酸一个氨基酸地构建起来的，同时保持其在C末端与固体支持物（柱中的树脂）相连。
• 在每个重复循环中，a-氨基团被保护而a羧基团被激活。
• 肽是从C端到N端合成的。