Biochemistry

1
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2
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• Biochemistry Neuberg ,1903
• Chemistry of life

• ?????????????????,??????????????????
• ??????????????????????????,????????????

3
? ????????

• 1.???? ?????
• 2.???? ?????
• 3.???? ?????

4
1. ?????????

• ??????()
  
• ? ??? ?? ??? ?? ??
• 55-67 15-18 10-15 3-4 1-2
  ??
• ?????
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5
2. ???? ?????

• ?????????????
• ????
• ????
• ??????????????????

• ?,???,??????ATP
• ??,???,??,????????????

6
3. ???? ?????

• ?????????
• ?????????????
• ????????????

• ?????
• ?????????
• ????????

7
?? ????????

• ?????????????
• ?? ??????
• ???????
• ?????
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• ?????????

8
?? ?????????

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• ???????,????,???
• ????????????????,???

• 1.?????????
• 2.???????
• 3.???????????

9
??????

• ???????(?)
• ??????????
• ????
• ????

• ???????????(?)
• ?????????????????
• ????

????? ??http//shmc.shmu.edu.cn/jxjd/
10
???

• Harpers Biochemistry 26th ed. Murray et al,2003
• Lehninger Principles of Biochemistry,4th ed.Dalid
  et al,2005
• Biochemistry,3rd ed.Donald Voet et al, 2003
• ?????????3?,2002,???????

11
??????????
???
Amino Acids,Peptides and Proteins
12
1833?,Payen?Persoz??????? 1864?,Hoppe-Seyler??????
????,???????? 19???,Fischer?????????????,?????????
??? ? 1938?,?????Gerardus J. Mulder??Protein
?????????




13
1951?, Pauling??X(?)????????????????a-??(a-heli
x)? 1953?,Frederick Sanger????????????
1962?,John Kendrew?Max Perutz????????????? 20??90
????,???????
14
???????

• ???(protein)???????(amino acids)????(peptide
  bond) ??????????????

15
??????????
1. ?????? ???????

• ??????????????????????????????
• ??????????????????,??????45,????????,???????????
  ?80?

16
2. ?????????????
1)???????(?) 2)?????? 3)?????? 4)???????? 5)??????
? 6)?????????
3. ????
17
???
???
Amino Acids
18
???????20???????L-a-???

• ???????????300??,??????????????20?,???
  L-???(?????)?

19
H
20
?????

• ??????
• ?????

• ??????
• ??????

• ?????
• ?????
• ?????

21
??20????????????????
(?)????????????????????

• ????????????????????????????????
• ???????????????

22
?????(?)
23

• ?????????????????????????????????

?????(?)
24
(?)??????????????????

• ??????????????????,????????????????

?????(?)
25
(?)???????????????????

• ??????????????,????????,??????????

?????(?)
26
(?)????????????????????

• ?????????????????,????????????????,???????,???????

?????(?)
27
???????

• ???
• (????)

28
? ????
???
29
??????

• ????HO-Lys
• ????HO-Pro
• ??????????????
• ??????
• ???????

30
??20????????????????
(?)???????????
?????????,?????????????????
31
pHgtpI
pHpI
pHltpI
????????
???
???
32
??? (isoelectric point, pI)
???pH????,?????????????????????,??????,??????????p
H????????????
33
(?) ?????????????
???????
34
(?)?????????????????

?????????????? 280nm ???
????????????????,?????????280nm???????????????????
??????
???????????
35
(?) a-??????????
?
???
Schiff?
36
(?)????a-???a-???????????
????????????,?????????,???????570nm???????????????
???????,???????????????
37
(?)???????????????????????

• ?????-???????????-???????????,????????????

38
??????Polypeptides and Proteins
???
39
????????????????
(?)?????????????????

• ???????(peptide bond) ??????????????
• ???????????-???????????-??????????????

40

??????
??
41
????????????????????
????????????,?????????????
??????????????????(oligopeptide),???????????????
?(polypeptide)?
????????????????????,????????(residue)?
42
???(polypeptide chain)??????????????????????
???????
????(amino terminal)? N ?????????????? ????(carbo
xyl terminal)?C ??????????????
???????????????
43
N??
C??
??????
44
(?)??????????????

• 1.?????????????

???? (glutathione, GSH)
45
NADP
GSH?????
GSH???
NADPHH
46
2.?????????????
47
3. ????????????

• ?????????????????????(neuropeptide)?

48
? ????????
?????????????????

• ???C?H?O?N?S?
• ??????????????????????????,????????? ?

49
? ??????????
????????????,???16?

• ???????????????,??,?????????????,?????????????????
  ???

100?????????? ( g ) ???????? 6.25100
1/16
50
(?)????????????????????????

• ?????????,???

51
?????????
?? ?? ??
??? ?? ?????(VLDL?LDL?HDL?)
??? ????? ??????????
??? ?? ???
??? ???? ???(casein)
????? ???(???) ?????????c
???? ?????(FAD?FMN) ??????
???? ? ???
? ?????
? ????
? ??????
? ???????
52

• ???????,???

??????

• ?????????????,???

???(super family) ??(family) ???(subfamily)
53
(?)???????????4???
????(primary structure) ????(secondary
structure) ????(tertiary structure) ????(quaternar
y structure)
???? ? ????(conformation)
54
??????????????????????

• ???????(primary structure)????????,?N??C??????????
  
• ??????????

• ??(?????)
• ???

55
???????????????????????,??????????????????
???????
? ?
56
??????????????????????

• ???????(secondary structure)????????????????????,?
  ?????????????????,?????????????? ?

57

• ????????????

• ?-?? ( ? -helix )
• ?-?? ( ?-pleated sheet )
• ?-?? ( ?-turn )
• ???? ( random coil )

• ???????????? ??

58
(?)??????????
?????6???C?1?C?O?N?H?C?2??????,C?1?C?2????????????
(trans)??,???????6???????????? (peptide unit) ?
59
(?)?-?????????????
60
a-??

• ????????????????
• ????
• ????????????
• ??AA0.15nm,?3.6????(0.54nm)
• ?????????-NH---CO-??
• AA?????????
• AA???????????????

61
(?)?-????????????
62
ß-??

• ????,??????????
• ?????????????
• AA?? ?? 0.65nm
  
• ??? 0.67nm
• ???????,??????
• AA?????????????
• ????AA???ß-?????

63
(?)?-??????????????????

• ?-??

• ?????????????????????????

64
(?)????????????
?????2??2?????????,
aa,ßaß,ßß
?????????,?????????????????,????????,???????????,?
??????? ,?????(motif)?
65

• ??(motif)
  ??????AA????????????????????,???
  ?????,???????

66
??????????????
????(zinc finger)
67

• ???????ATP???,?ATP???????
• ???tRNA?????ATP???,?ATP???????????

68
??????C???

• PS CRR1 CRR2
  CaBS ABS DFG PBS
• 21 22
  207 23 305
• ? H2N-RKGALR--CX2CX13CX2CX2VX41CX2CX13CX2CX
  2N---------------------COOH
• 21 22
  210 23 301/3
• ?I/?? H2N-RKGALR--CX2CX13CX2CX2VX41CX2CX13CX2CX2
  N---------------------COOH
• 21 22
  219 23 310
• ? H2N-RKGALR--CX2CX13CX2CX2VX41CX2CX13CX2CX
  2N---------------------COOH
• 143 22
  86 23 298
• ? H2N------RRGAIK--CX2CX13CX2CX2AX48CX2CX13CX2CX
  2N----------------COOH
• 155 21
  135 23 301
• ? H2N-------RQGAVR--CX2CX14CX2CX2VX48CX2CX13CX2CX
  2N-------------------COOH
• 15 22 91
  23 312
• ? H2N-RRGARR--CX2CX13CX2CX2L--------------
  --COOH

69
??????C???

• PS????? RKGALR ,????????????????
  ??? RXXSXR
• CRR1?CRR2??Cys,??????,?DG?PMA??
• CaBS?????,??????
• ABSATP????
• DFG Asp-Phe-Gly????
• PBS???????

70

• ??????50AA?????,???CMP-SA???
• ??????CX5-6K(R)DKKND(G),??UDP-Gal ?????
• ????????TGN,?????????,?????TGN,??????
  
• ?????????,YKGL,????????,?????????????????????????
  ??
  
• ????????,CPSDSEEDEG,???????????????????????

71
?????

• ?????????????,??,?????????????????????????
• ???????????????,???????????????????

72
(?)??????????????????
????????????????????????????????????-???ß-??,?????
???????? ?????????????????????????????????
73
????????????????,??pH7.0???????????????,????,??a-?
???????,??????????????,???????,???a-??????
?????????????,????a-?????
???????????a-???
??ß-?????????????????,?????????????
74
???????????????????????????
(?)????????????????

• ????????(tertiary structure)??????????????????????
  ???????????????????

75

• ???? (Mb) ?????

153 AA 1 Heme AH??a-?? ?-S-S-? ????O2
76
(?) ????????????????

• ?????????????????????????????????,?????? Van der
  Waals?????????????

77
(No Transcript)
78
(?)???????????????
??????????????????????????????,???????,??????,????
?(domain) ?
79
3-????????
80
(?) ??????????????

• ??????????????4?
• ???a?????(?a-??)
• ??????ß??????(a,ß-??)
• ???ß??????(?ß-??)
• ???????????(?????????)

81
A. ?a-??? B. ??????ß?????? C. ?ß-??? D.
????????
82
??????

• ????????????
• ???????????,???????
• ?????????????????????
• ???????????????,??????
• ???????????????,?????????????

83
????

• PKA PKG PKC EGFR ????
  ???
• 
  ????
• ???? C???? N????
• ???? N???? C????
• ATP????,Asp-Phe-Gly????,?????????

84
??CoA???
??????

• ?????
  
• ????
  
• ? ???????
  
• ????????
• ? ???????
  
• ?,? ???????
  
• ???
• 7??????24????,????????????

• ?????????
• ??????
• ?????
• ??????

85
??????

• ?????????????
• ???????????
• ?????????

86
(?)????????????
????(chaperone)????????????????????????????????
????????????????????????,????????????????,??????
??
????????????????,?????,?????????
????????????????????????????????
87
??????????????
88
???????????????
?????????????????,???????????????,????????
(subunit)?
?????????????????????????????,???????????
???????????????,??????????
89
(?)?????????????????
?????????
?2??????????????,?????????,???????(homodimer),????
?????,????????(heterodimer)?
90
(?)?????????????????
??????????????????,???????????????????
??????4?????(a2ß2) ,a???ß??????(monomer)
,2????????(dimer)?
91
???????????????
92
???
???????????Structure and Function of Proteins
93
?????????????????
(?)????????????
94
????,?????
????? ß-????
??? ß-????
?????,???
95
(?)??????????????????????
?????????????,?????????????
96

• ------------------------
• 
  ???????
• ??? ---------------
• A5 A6
  A10 B30
• ------------------------
• ? Thr Ser
  Ile Thr
• ? Thr Ser
  Ile Ala
• ? Thr Ser
  Ile Ala
• ? Thr Gly
  Ile Ser
• ? Ala Gly
  Val Ala
• ? Ala Ser
  Val Ala
• ? Thr Ser
  Ile Ala
• ------------------------

97
????????(ACTH)?????(a-MSH, ß-MSH)????????????,??,A
CTH?????????????????
98
(?)????????????????
???????????????????c(cytochrome
c),?????????,???????????????
99
?????c?????????? ?????????????,????????????
100
(?)??????????????????
?????????
??????????????????,??????
101
?????????????
(?)??????????????
1. ????/???????????
?????
102
????(myoglobin,Mb)
???????????????????,?8?a-????? ???????????????????
?????????????????????,??????F8???????Fe2??????,??
????????????????
103
????(hemoglobin,Hb)
??????4??????????? Hb?????????Mb?????Hb??????8???,
?4??????????????????
104
2. ?????????????????

• Hb?Mb???????O2??, Hb?O2???????Hb???Hb??Hb????(????
  ??, pO2 )?O2????????

105
????(Mb)?????(Hb)??????
106

• Hb?Mb??????
• ??Hb (Mb)?pO2???
• Hb S???
• Mb ?????
• S???????????????(?pO2)???????????(?pO2)?

107

• ??
• ??pO2??,?????????,?????????????(80-100)
• ?? pO2 ??,??? ?,??????????,??????(20-40mmHg)

108

• ????????
• ????????
• ????????
• ?, ????Mb???????,??O2?
• ?????Hb??,??????,??O2
• Hb???,??O2
• Mb???,??O2

109
????(allosteric effect)

• X????? Hb?HbO2????
• ?????????????,????????????,????????????,????????
  ????
• Hb????
• O2?????
• ?????????

110
????(cooperativity)

• ????????????????????,???????????????????????,?????
  ??
• ???????????????
• (positive cooperativity)
• ???????????????
• (negative cooperativity)

111
(No Transcript)
112
????????,???????,???????????,????????????
113
(?)?????????????
??????????????????,?????????,???????????,???????,
???????????
114
????????????????????????????,?????????????????,??
?????,???????????????????
??????????????????????????????????
115

• ???

??????????(prion protein, PrP)????????????????? ??
?PrP??a-??,??PrPc? PrPc??????????????????ß-???PrPs
c,?????
116
???
???????? Chemical and Physical Properties of
Proteins
117
?????????????

??????????????????,????????????,??????pH??????????
??????????

• ???????( isoelectric point, pI)

??????????pH?,????????????????,???????,?????,?????
pH??????????
118
???????????
????????????,?????1??100???,????????1100nm,??????
??

• ??????????
• ??????
• ???

119
???
?????????
120
??????????????

• ??????(denaturation)

?????????????,???????????,??????????????????,?????
???????????????
121

• ???????

?????????????????????????????? ?
122

• ????
• ?????,???????????????
• ??, ??????????????????(????)??????

123

• ??????(renaturation)

??????????,???????,?????????????????????,???? ?
124
????,?????
????? ß-????
??? ß-????
?????,???
125

• ?????

??????,??????????,????????????,????????? ?????????
?,?????????,??????

• ????????(protein coagulation)

??????????????????????,???????????????
126
??????????????????
??????????????????????,???280nm???????????????OD28
0?????????,????????????
127
???????????????????
(?)??????????????

• ??????????????????????(ninhydrin reaction) ?

128
(?)???????????????

• ???????????????????????,???????,??????????(biuret
  reaction) ?
• ??????????????????

129
???
?????????? ???? Isolation, Purification and
Sequencing of Proteins
130
????????????????????????

• ??(dialysis)

?????????????????????????

• ???

????????????????????????????,?????????????
131
?????????????????????????

• ???????,???04??????,??????10???????????????????,?
  ???????????,????????

• ??(salt precipitation)?????????????????????,??????
  ?????????????,????????

132

• ?????(immunoprecipitation)

????????????????????????????????????????,?????????
????,???????????????????
133
??????????????????????
??????????pI??????????,???????????????????????????
?????????????, ????(elctrophoresis)
? ????????,??????????????
134

• ??????????

• SDS-?????????,?????????????
• ??????,???????????????????????
• ??????,?????????????

135
???????????????????????

• ??(chromatography)

????????(???)????????(???)?,??????????????????????
????,??????????????????,?????????????????????? ?
136

• ????????????

• ??????????????????????????
• ????(gel filtration)???????,???????????????

137
(No Transcript)
138
(No Transcript)
139
????????????????????????

• ?????(ultracentrifugation)????????????????????????
  ???

• ????????????????(sedimentation coefficient,
  S)??,???????????????? ?

140
??????S????????????,?????????????????,????????????
??????????????
S
141
(No Transcript)
142
????????????????????????????
????????????????(??????)
???????????????????????
????????,??????
?????????????,????Edman???

• ?????????,??????????????,??????????,??????????????
  ????

143
???????????
144

• ?????????????????

??????????
??DNA??
???mRNA??
??????????????????
145
??????????????????????????????

• ??????

?????????(circular dichroism,CD)??????????????????
?-???CD??222nm?????208nm?????198nm??????????-???
CD??????
146

• ????????
• X?????(X-ray diffraction)???????(nuclear magnetic
  resonance, NMR)???????????????????

147

• ????????????????????

??????????????,???????????,?????????????????
?????????????????,??????????????,?????,?????????
??????
148
??

• ???
• L-?-
• ????
• ??
• ???
• ????

• ???
• ????????
• ?????
• ??????
• ????????
• ???
• ????
• ????