细胞的化学成分

有些蛋白质变性后又可恢复到天然构象，称为复性； 有些蛋白质变性后不能复性。 凝固是蛋白质变性发展的不可逆的结果。 沉淀的蛋白质不一定变性（如盐析）。 引起变性的因素:加热、辐射、振荡、高压等物理因 素；有机溶剂、酸、碱、尿素等化学因素。
稳定蛋白质三维结构的作用力
疏水键
盐 键 氢键
二 硫 键
范德华力
三级结构：蛋白质的三级结构主要指氨基酸残 基的侧链间的结合借助疏水键、氢键、盐键、 范德华力、二硫键等形成的。多肽链经过如此 盘曲后，可形成某些发挥生物学功能的特定区 域，例如酶的活性中心等。三级结构的基本结 构单位是结构域 。
四级结构：蛋白质的四级结构指数条具有独立 的三级结构的多肽链通过非共价键相互连接 而成的聚合体结构。在具有四级结构的蛋白 质中，每一条具有三级结构的链称为亚基或 亚单位，缺少一个亚基或亚基都不具有活性。 如血红蛋白。
分子形式
两性离子形式
2、两性解离和等电点（pI）： 氨基酸在水溶液 或晶体状态时即可作为酸（质子供体），又可作 为碱（质子受体）起作用，其解离度与溶液的pH 有关。在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子 和阴离子的趋势和程度相等，净电荷为0呈电中性， 此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。
等电点（pI）：指溶液中，氨基酸分子净电荷为0时 的溶液pH值。 在等电点时，氨基酸解离成阳离子和阴离子的数目相
2、磷脂 磷脂酸：是各类甘油磷脂的母体化合物，它是 甘油C3的羟基（-OH）磷酸化；另外两个羟基（OH）为脂肪酸酯化而成的。 甘油磷脂：磷脂酸的磷酸再与氨基醇，如胆碱、 乙醇胺、丝氨酸、肌醇缩合而成的化合物。 主要类型有： 磷脂酰胆碱(卵磷脂)；磷脂酰乙醇胺(脑 磷脂；磷脂酰丝氨酸；磷脂酰肌醇
胆碱 磷酸
二、脂类
1、脂肪 脂酰甘油（脂酰甘油酯）：是脂肪酸和甘油通过酯 键所形成的化合物。根据脂肪酸的数目，可分为单脂 酰甘油、二脂酰甘油、三脂酰甘油（即甘油三酯、脂 肪）。 油是常温下呈液态的脂肪；脂是常温下呈固态的脂 肪
脂肪酸 所有的脂肪酸都有一长的碳氢链，其一端为一 个羧基。 饱合脂肪酸：碳氢链中全为单键的脂肪酸，如 软脂酸（16个碳）、硬脂酸（18个碳）等。 不饱合脂肪酸：碳氢链中含有一个或多个双键 ，如油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等。 必需脂肪酸：维持动物正常生长所需的，而机 体又不能合成，主要为亚油酸和亚麻酸，这两 种脂肪酸在植物中含量非常丰富。羊毛的角
蛋白；构成真皮、腱、韧带、骨、角膜的胶原
蛋白。都是呈α螺旋的纤维蛋白。
β折叠：构成蚕丝、蛛丝的蛋白等。
①α-螺旋：为蛋白质中最含量最丰富的二级结 构，且几乎都是右手的，因为右手螺旋比左手螺 旋稳定。α-螺旋中的氢键是由肽键上的N—H上的 氢与它后面第四个氨基酸残基上的C=O上的氧之间 形成的。
甘油基团
脂 肪 酸 链
脂质体是一种双层脂分子的球形人工膜。
3、胆固醇

主要存在真核细胞膜上，含 量一般不超过膜脂的 1/3 ，植 物细胞膜中含量较少，广泛 存在与动物细胞膜中，其功 能是提高脂双层的稳定性， 调节双脂层流动性，降低水 溶性物质的通透性。
环戊 烷多 氢菲
4、萜类化合物
萜类为异戊二烯的衍生物。几种常见的萜类化
第一章
第一节
细胞生物学
细胞的化学成分



第一节 细胞的化学成分 尽管自然界细胞形态多样，功能各异，但其化学成分基本 相似，主要包括：糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶类等。 一、糖类 糖类是多羟基醛、多羟基酮的总称，一般可用Cm(H20)n 化学通式表示。由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是 2：1，与水结构相似，故又把糖类称为碳水化合物。糖是生 命活动的主要能源，又是重要的中间代谢物，还有些糖是构 成生物大分子，如核酸和糖蛋白的成分，因而具有重要意义。 糖类化合物按其组成可分为单糖、寡糖、多糖。如果糖类化 合物中尚含有非糖物质部分，则称为糖复合物，例如糖蛋白、 蛋白多糖、糖脂和脂多糖等。

麦芽糖的生成与水解
蔗糖的分子式: 无还原性
呋喃果糖
吡喃葡萄糖
乳糖的分子式：如果乳糖酶缺乏，小肠乳 糖升高引起渗透性腹泻。
其他简单的寡糖：棉子糖是较常见的 三糖，棉籽与桉树分泌物中多。
多糖： 由许多单糖聚合而成，缩合时单糖分子 以糖苷键相连，一般无甜味、无还原性，重要的 有淀粉、糖原、纤维素、几丁质、果胶、半纤维 素等。可分为同多糖和杂多糖。
合物：维生素A、E、K、胡萝卜素、叶绿醇（叶绿素
的一个组成部分 ）、天然橡胶、某些植物激素（如
脱落酸、赤霉素）等都属于萜类。
水溶性维生素常是辅酶或辅基的组成部分， 主要包括维生素B1，维生素B2和维生素C等。
5、血脂：血浆中脂类总称为血脂。包括胆固 醇、甘油三酯、磷脂。 血浆中的脂类不是以游离的状态存在，而是 与蛋白质结合成脂蛋白的形式存在的，由于 脂蛋白具有亲水性，从而有利于脂类的转运。
1.淀粉
直链淀粉平均250-300个Glc通过-1，4糖苷键相 连，遇KI-I2呈（深）兰色。水解的唯一双糖为麦芽糖、 唯一单糖为葡萄糖。
支链淀粉支链淀粉分子中除有α—1，4-糖苷键的 糖链外，还有α-1，6-糖苷键连接的分支由2000-22000 个Glc残基组成，大约每24-30个Glc就有一个-1，6 糖苷键的分支，与KI-I2呈紫（红）色。
色。
不带电荷的极性氨基酸
带正电荷的极性氨基酸
色氨酸
按能否在体内合成分：
（1）必需氨基酸：成人有8种
甲携来一本亮色书
（2）非必需氨基酸：12种
氨基酸元素组成：所有氨基酸都含有 C、H、O、N 四 种元素，蛋氨酸、半胱氨酸还含有S，所以大多数蛋 白质还含有少量的 S，有些蛋白质还含有一些其它元 素，如 P(胃蛋白酶)、Fe等。
几丁质（壳多糖）甲壳类动物(虾、蟹）外骨骼 及真菌细胞壁，地球上仅次于纤维素的第二大 类糖。由N-乙酰-D-葡萄糖胺以（14）糖苷 键缩合而成，分子线状不分支。
杂多糖：果胶、半纤维素（大量存在于
植物木质化部位，为多聚戊糖和多聚己
糖的混合物 ） 木质素是由四种醇单体形成的一种复杂酚 类聚合物，不属于糖类。
淀粉的结构
淀粉显色
淀粉水解：淀粉→糊精→麦芽糖→α-D—葡萄糖。 糊精是淀粉水解的最初产物，随着水解，糖分子逐渐 变小，它与碘作用分别呈红色、黄色、无色。这个反 应可用于淀粉水解过程的检验
黄色
糖原：
动物组织、细菌细胞 内主要的贮藏多糖。 但分支多，与KI-I2
结构与支链淀粉相似，
呈红褐色。
纤维素自然界中分布最广的糖，以纤维二糖为 基本单位缩合而成，纤维状、僵硬、不溶于水 的分子，分子不分支，约由10000-15000个-DGlc残基组成。水解需高温、高压和酸，人体消 化酶不能水解纤维素，食草动物利用肠道寄生 菌分泌的纤维素酶将部分纤维素水解为葡萄糖。
一、糖类 单糖：不能水解通常含有3—7个碳原子，按碳原子 数分为：丙糖、丁糖、戊糖、 己糖、庚糖。天然存在 的单糖一般都是D-构型。单糖分子既可以开链形式存在， 也可以环式结构形式存在。在环式结构中如果第一位碳 原子上的羟基与第二位碳原子的羟基在环的伺一面，称 为α-型；如果羟基是在环的两面，称β-型。
一条多肽链能否形成α-螺旋，以及形成的α-螺 旋是否稳定，与该肽链氨基酸的组成与排列 顺序有极大的关系，如R基的大小（较小 易）、R基是否带有电荷（不带电荷易）、 多肽链中是否存在脯氨酸（有则α-螺旋被中 断，形成“结节”）。
-折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行 排列，通过肽链间的氢键交联形成，肽链平面折 叠成锯齿状。
蛋白质的构象：每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构，
这种空间结构通常称为蛋白质的构象。一般用蛋白质的一级结 构、二级结构、三级结构、四级结构来表示蛋白质不同层次的 构象。 蛋白质的生物学功能决定于它的高级结构，而蛋白质的高级 结构由它的一级结构，即氨基酸的顺序决定。天然存在的蛋白 质总是处于热力学最稳定的状态。
蛋白质的理化性质
1、蛋白质自溶液中析出的现象，称为蛋白质的沉淀。 高浓度盐、有机溶剂、重金属盐、生物碱试剂都可沉 淀蛋白质。盐析沉淀蛋白质不变性，是分离制备蛋白 质的常用方法。如血浆中的清蛋白在饱和的硫酸铵溶 液中可沉淀.
2、蛋白质在某些因素的作用下，空间结构被破坏，生
物学活性丧失，称为蛋白质的变性。变性的蛋白质一级
各种蛋白质的含氮量都很接近，都在16%左右，因此 可通过测定生物样品中的含氮量计算出样品中蛋白质的 含量，1克氮就相当于6.25克蛋白质。
非蛋白质氨基酸
叠氮丝氨酸
O-重氮乙酰 丝氨酸
肌氨酸
β-丙氨基
γ-氨基丁酸
甜菜碱
高丝氨酸
羊毛硫氨酸
高半胱氨酸
苯丝氨酸
氯胺苯醇（氯霉素）
环丝氨酸
瓜氨基 肾上腺素 组胺 5-羟色氨 青霉胺 鸟氨基
非蛋白质氨基酸：
这些氨基酸不参与蛋白质的组成，但有一些是重要
的代谢物前体或中间产物。如β-丙氨酸是辅酶A
（HS-CoA）的组成部分之一、γ-氨基丁酸是抑制性
神经递质、瓜氨酸和鸟氨酸参与尿素循环。
氨基酸的酸碱化学
1.氨基酸的兼性离子形式
氨基酸在晶体状态和水溶液中主要以两性离子形式存 在。氨基酸晶体有很高的熔点；氨基酸使水的介电常 数增高，而乙醇、丙酮使水的介电常数降低。→水溶 液中的氨基酸是极性分子。 。
Cys
Cys Tyr S S Phe S Gln Asn Cys Pro Arg Gly NH2 牛加压素 S
一级结构(肽键、 二硫键）表示多 肽链中氨基酸种 类、数量、连接 方式和排列顺序。
Tyr ILe Gln Asn Cys Pro Leu Gly NH2 牛催产素
二级结构：多肽链借助氢键形成的有规则的局
三、蛋白质