食品生物化学
第一章
生物化学的的概念
生物化学（biochemistry）是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，是研究生命的化学本质的科学。它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。
二、生物化学的发展
1．静态生物化学阶段：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。
2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃发展的时期。就在这一时期，人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。
3．分子生物学阶段：这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。
三、生物化学研究的主要方面
1．生物体的物质组成、结构与功能：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。 通过对生物大分子结构的理解，揭示结构与功能之间的关系。
2．物质代谢与调控：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。其中，中间代谢过程在细胞内进行的，是最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。
5．遗传信息的传递与表达：对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究，也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。
四、学习生物化学的方法
第二章 蛋白的结构与功能
重点：蛋白质的性质与结构
难点：蛋白质的空间结构
教法：:课件
第一节 蛋白质是生命的物质基础
一 蛋白质是构成生命的物质基础
二 蛋白质的生物学功能
1．生物催化作用
2．代谢调控作用
3．免疫防御作用
4．运输及储存作用
5．运动作用
6．生物膜功能及受体作用
7．其它作用
三：蛋白质的分类
1根据生物学功能分：酶、抗体、运输蛋白、激素等
2：根据化学组成成分分类：简单蛋白：仅由aa构成
结合蛋白：简单蛋白与其它生物分子的结合物，糖蛋白（共价）、脂蛋白（非共价）
3：根据分子形状分类：球蛋白：长/宽≤3～4，血红蛋白 纤维蛋白：长/宽>10，血纤蛋白、 丝蛋白
第二节 蛋白质的分子组成
一、蛋白质的元素组成：C (50%-56%) H (6%-8%) O (19%-24%) N (13%-19%)
S (0%-4%)其中氮的含量稳定15%-17%，平均为16%，通过测定物质的含氮量可测蛋白质的含量。 粗蛋白=含氮量ⅹ6、25
二、组成蛋白质的基本单位---氨基酸
（一） 氨基酸的结构特点：都有一个氨基和一个羧基且连在同一个碳原子上。
R
NH2 ----C-----COOH
H
（二）氨基酸的分类：
1、根据R基团的化学结构：脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环族氨基酸
2、根据R基团的酸碱性分为：中性氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸
3、根据R基团的带电性质分为：疏水性氨基酸、带电荷极性氨基酸、不带电荷的极性氨基酸。
(三) 氨基酸的理化性质
1、一般性质：
2、化学性质：
（1）氨基酸的两性电离与等电点
两性电解质：在同一分子中带有性质相反的酸、碱两种解离基团的化合物，称为两性电解质。 等电点：在一定的PH溶液中，氨基酸带正、负电荷为零，净电荷为零，此时溶液的PH值为该氨基酸的等电点。
（2） 氨基酸分子之间头脱水生成肽
（3） 呈色反应：印三酮反应、羰氨反应
第三节 蛋白质的分子结构
一 蛋白质的一级结构
蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸排列顺序
二 蛋白质的空间结构
1 蛋白质的二级(Secondary)结构是指肽链的主链在空间的排列,或规则的几何走向、旋转及折叠。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。二级结构的常见类型 α-右手螺旋、β-折叠、无规卷曲、U型回折。
2 蛋白质的三级结构(Tertiary Structure)是指在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。
维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。尤其是疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用。
3 蛋白质的四级结构
蛋白质的四级结构(Quaternary Structure)是指由多条各自具有一、二、三级结构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式；各个亚基在这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相互作用关系。
这种蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基或亚单位Subunit，它一般由一条肽链构成，无生理活性；
维持亚基之间的化学键主要是疏水力。
由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为寡聚蛋白；
三 .蛋白质的结构与功能的关系
<1>每一种蛋白质都具有特定的结构，也具有特定的功能。
<2>蛋白质的结构决定了蛋白质的功能。
<3>蛋白质的功能直接由其高级结构（构象）决定。例子，蛋白质的变性现象。
<4>蛋白质的一级结构决定高级结构（构象），因此，最终决定了蛋白质的功能。例子，人工合成胰岛素，A、B链分别合成，等比例混合后就有活性。而生物合成胰岛素则是先合成一条长肽链，形成正确的二硫键，而后再剪去中间的C肽才形成胰岛素的。草图显示。
第四节 蛋白质的理化性质
1：两性离解和等电点：在等电点时(Isoelectric point pI)，蛋白质的溶解度最小，在电场中不移动。在不同的pH环境下，蛋白质的电学性质不同。在等电点偏酸性溶液中，蛋白质粒子带负电荷，在电场中向正极移动；在等电点偏碱性溶液中，蛋白质粒子带正电荷，在电场中向负极移动。这种现象称为蛋白质电泳(Electrophoresis)。蛋白质在等电点pH条件下，不发生电泳现象。利用蛋白质的电泳现象，可以将蛋白质进行分离纯化。
2：蛋白质的高分子性质：由于蛋白质的分子量很大，它在水中能够形成胶体溶液。蛋白质溶液具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎运动等。由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜，因此可以应用透析法将非蛋白的小分子杂质除去。
蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量大小、所带的电荷和水化作用有关。改变溶液的条件，将影响蛋白质的溶解性质在适当的条件下，蛋白质能够从溶液中沉淀出来。
3：蛋白质的沉淀：
可逆沉淀：在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化，在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液，所以这种沉淀又称为非变性沉淀。一般是在温和条件下，通过改变溶液的pH或电荷状况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。（可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，如等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等。）
不可逆沉淀：在蛋白质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性，而且也破坏了。由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性质的变化，所以又称为变性沉淀。
